高功率固体激光在先进制造、能源、信息、医疗及**等领域有广泛应用。激光陶瓷材料具有掺杂浓度均匀可控、抗激光热损伤能力强、易于制备大尺寸和复合结构等优点，被认为是高功率固体激光的重要增益材料。报道了本课题组近年来在高功率陶瓷板条激光方面的主要研究进展。采用中国科学院上海硅酸盐所制备的大尺寸Nd:YAG陶瓷板条，实现了平均功率4.35 kW的1064 nm脉冲激光输出，脉冲宽度为160 μs，重复频率为400 Hz。此外，采用中科院上海硅酸盐所制备的大尺寸Yb:YAG陶瓷板条，实现了平均功率9.8 kW的1030 nm脉冲激光输出，脉冲宽度为560 μs，重复频率为160 Hz，光光转换效率为60%。这些研究表明，激光陶瓷材料具备实现高功率、高光束质量与高效率激光的潜力。

The random distributed-feedback fiber laser (RFL) is a new approach to obtain a high-power stable supercontinuum (SC) source. To consider both structure simplification and high-power SC output, an innovative structure achieving a kilowatt-level SC output in a single-stage RFL with a half-open cavity is demonstrated in this paper. It consists of a fiber oscillator, a piece of long passive fiber and a broadband coupler, among which the broadband coupler acting as a feedback device is crucial in SC generation. When the system has no feedback, the backward output power is up to 298 W under the pump power of 1185 W. When the feedback is introduced before the pump laser, the backward power loss can be reduced and the pump can be fully utilized, which could promote forward output power and conversion efficiency significantly. Under the maximum pump power of 1847 W, a 1300 W SC with spectrum ranging from 887 to 1920 nm and SC conversion efficiency of 66% is obtained. To the best of our knowledge, it is the simplest structure used for high-power SC generation, and both the generated SC output power and the conversion efficiency are highest in the scheme of the half-opened RFL output SC.

Gd₂O₂S:Tb闪烁陶瓷以其明亮的绿色发光、高能量转换效率和高中子俘获截面而广泛应用于中子成像和工业无损检测等领域, 但Gd₂O₂S:Tb陶瓷中存在的Gd₂O₃第二相影响其闪烁性能。本工作以H₂SO₄和Gd₂O₃为原料, 采用水浴法合成Gd₂O₂S:Tb前驱体, 研究了H₂SO₄与Gd₂O₃的摩尔比(n)对前驱体和Gd₂O₂S:Tb粉体性能的影响。前驱体的化学组成随n增大而变化：2Gd₂O₃·Gd₂(SO₄)₃·xH₂O(n<2.00)、Gd₂O₃·2Gd₂(SO₄)₃·xH₂O (2.25≤n≤2.75)和Gd₂(SO₄)₃·8H₂O(n=3.00), 经过空气煅烧和氢气还原后, 所有的粉体均形成Gd₂O₂S相。Gd₂O₂S:Tb粉体的形貌与前驱体的相组成密切相关, 随着n增大, Gd₂O₂S:Tb粉体的XEL强度增加呈现出两个阶段, 对应前驱体的相转变阶段。采用真空预烧结合热等静压烧结制备了Gd₂O₂S:Tb陶瓷, 相较于n为2.00、2.25、2.50, 其他n制备的Gd₂O₂S:Tb陶瓷都达到了较高的相对密度和XEL强度, 不同n制备的陶瓷中都存在Gd₂O₃第二相, n增大有利于减少陶瓷内部的第二相, 为进一步消除Gd₂O₂S:Tb陶瓷中的第二相提供了思路。

Curved crystal imaging is an important means of plasma diagnosis. Due to the short wavelengths of high-energy X rays and the fixed lattice constant of the spherical crystal, it is difficult to apply the spherical crystal in high-energy X-ray imaging. In this study, we have developed a high-energy, high-resolution X-ray imager based on a toroidal crystal that can effectively correct astigmatism. We prepared a Ge 〈511〉 toroidal crystal for backlighting Mo Kα1 characteristic lines (∼17.48 keV) and verified its high-resolution imaging ability in high-energy X-ray region, achieving a spatial resolution of 5–10 µm in a field of view larger than 1.0 mm.

实现高发光效率、高亮度和良好的热稳定性是固态照明的迫切要求。因此，用于高功率发光二极管或激光二极管（LED/LD）的高性能荧光转换材料具有重要的研究意义。在这项工作中，通过将Lu³⁺离子引入YAG∶Ce荧光陶瓷中方法作为有效策略来改善YAG∶Ce荧光材料的发光性能。采用固相反应和真空烧结法制备了不同Lu³⁺含量的（Lu，Y）₃Al₅O₁₂∶Ce荧光陶瓷（LuYAG∶Ce荧光陶瓷）。随着Lu³⁺含量的增加，LuYAG∶Ce荧光陶瓷中的Y³⁺位点被Lu³⁺位点取代，Ce³⁺的发射峰呈现从573 nm到563 nm的蓝移现象。当Lu³⁺含量为60%时，通过将LuYAG∶Ce荧光陶瓷与蓝光LED组合，其发光强度达到最大值，流明效率达到114 lm?W^-1。使用450 nm激光源与LuYAG∶Ce荧光陶瓷构建了透射模式下的激光驱动照明装置。随着功率密度从2.2 W·mm^-2增加到39 W·mm^-2，Lu³⁺含量为60%的荧光陶瓷光通量从128 lm增加到1 874 lm，且没有发光饱和的迹象，最佳发光效率达到128 lm·W^-1。因此，LuYAG∶Ce荧光陶瓷有望成为高功率LED/LD照明的潜在荧光转换材料。

材料太赫兹吸收谱的指纹特性已被广泛应用于物质识别，但实际大气环境下，水蒸气对太赫兹波的强烈吸收会导致光谱严重振荡，假峰、弱峰、混叠峰相继增多，严重影响寻峰比对的精度及物质识别的能力。针对上述问题，提取相对湿度为2%，15%，35%，45%和60%环境下爆炸物的太赫兹吸收光谱信息数据，利用连续小波变换将光谱在频域上展开得到具有特征唯一性的频域尺度图；再基于深度学习方法，以ResNet-50网络模型为基本网络结构，对上述5种不同湿度环境下得到的爆炸物频域尺度图进行网络分类训练，其测试集分类准确率达96.6%。为验证该技术在未经训练湿度样本下的有效性，将相对湿度为50%，55%和67%时爆炸物的时域信号送入该识别系统，分类准确率可达96.2%。实验结果表明，基于小波变换与ResNet-50网络分类训练的太赫兹物质识别方法相比于传统寻峰方法大幅提升了爆炸物在高湿度环境下的识别准确率，规避了降噪、平滑等一系列复杂预处理操作，极大拓展了太赫兹光谱探测技术的工程适应性，为山地、森林、洼地等高湿度、极复杂的作战环境下精确探测、识别地雷等爆炸物提供了技术支持。