湖南师范大学物理与电子科学学院，量子效应及其应用协同创新中心，低维量子结构与调控教育部重点实验室，湖南 长沙 410081
构建了非厄米系统中的高斯光束传输模型，探究了宇称-时间对称（PT-symmetric）结构中奇异点附近的交叉偏振特性。研究表明，当系统状态位于奇异点附近时，交叉偏振分量呈现出类似于一阶厄米-高斯模式的双峰强度分布，而此时原偏振分量呈现出与单一圆偏振分量相似且垂直于交叉偏振分量的双峰分布。进一步调整入射光的偏振态，还可以观察到交叉偏振分量的显著旋转现象。此外，该系统在跨越奇异点的过程中，交叉偏振分量的旋转方向也会随之翻转，这为精密探测奇异点的位置提供了一条新颖的思路。最后，奇异点附近所存在的强交叉偏振效应也为增强光子自旋霍尔效应提供了理论依据。
交叉偏振 奇异点 宇称-时间对称 偏振 激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0326002
1 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080
2 哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001
3 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001
4 哈尔滨工业大学（深圳）材料科学与工程学院，广东 深圳 518055
5 哈尔滨工业大学激光制造研究中心，河南 郑州 450046
开展激光高效清洗基础理论及装备的研究是对《中国制造2025》纲要的具体落实，符合我国可持续发展战略，有利于提高航空航天、轨道交通、海洋船舶等装备的自动化程度，对于我国产业结构的升级与优化具有重要意义。尽管国外发达国家在激光清洗的基础理论、工艺探索、工程应用方面开展了大量的工作，但仍普遍存在构件清洗效率低、耦合机制不清晰、评价标准和在线监测技术有待完善等问题。针对我国航天、高铁、海洋等领域对激光清洗的重大需求，以航天新一代固液冲压发动机的TA15 钛合金进气道、高铁车体特征件和转向架零部件、海洋船舶制造中的舱口盖等大型复杂构件为研究对象，介绍了激光清洗机制及工艺、清洗过程中多元参数的在线监测、清洗智能装备技术等方面的研究进展，以期为我国未来智能激光制造的可持续发展提供一定参考。
激光技术 激光清洗 清洗机制 智能选区 工程应用
1 湖北工业大学土木建筑与环境学院，武汉 430068湖北省建筑防水工程技术研究中心，武汉 430068
2 湖北工业大学土木建筑与环境学院，武汉 430068
水泥混凝土由于脆性大、早期易收缩变形等特点，导致服役过程中易发生开裂，并诱发混凝土结构渗水漏水等问题。混凝土开裂渗漏的及时与有效修复一直是工程界关注的重点。高吸水树脂(SAP)水凝胶是近几年发展的一种新型自封堵材料，具有快速吸水，且体积显著膨胀的特性，在潮湿环境中混凝土的裂纹愈合封堵方面具有较大应用潜力。本文分析了水凝胶的裂纹自封堵机理，综述了水凝胶用于混凝土裂纹自封堵的设计方法，归纳了水凝胶对混凝土抗渗、力学及耐久性恢复的影响规律，总结了裂纹愈合封堵测试评价方法。最后，对当前水凝胶作为裂纹自封堵材料面临的主要挑战及未来方向进行了展望。
水泥基材料 裂纹 自封堵 高吸水树脂 封堵效率 cement-based material crack self-sealing superabsorbent polymer sealing efficiency
探究乳腺癌调强放射治疗影像引导锥形束CT（Cone-beam CT，CBCT）匹配区域的选择对靶区精度的影响，为临床应用提供参考。回顾性分析2020年1月至10月乳腺癌保乳术后行放疗患者22名，比较入组病例不同匹配框对靶区匹配精度的影响，设置胸骨组（对照组1）、胸椎组（对照组2）与胸骨胸椎+靶区组（研究组）3种不同匹配区域进行配准，每组测量记录匹配误差、CBCT与定位CT靶区术腔边界金属夹位移数据。共获得匹配误差与靶区金属夹位移数据各528组，对所得数据采用独立样本非参数检验分析并计算3组金属夹的3D矢量距离。胸骨组与研究组匹配误差除旋转误差X轴方向差异有统计学意义，其余方向差异均无统计学意义（p>0.05），胸椎组与研究组的匹配误差均无统计学意义（p>0.05）。胸骨组与研究组靶区金属夹在X、Y、Z三个方向位移分别为：（1.59±1.61）mm与（1.23±1.19）mm（p=0.045）、（1.65±1.44）mm与（1.89±1.52）mm（p =0.006）、（1.13±1.18）mm与（1.37±1.31）mm（p=0.999）；胸椎组与研究组靶区金属夹在X、Y、Z三个方向的位移分别为：（1.51±1.83）mm与（1.23±1.19）mm（p =0.002）、（1.69±1.84）mm与（1.89±1.52）mm（p<0.001）、（0.91±1.28）mm与（1.37±1.31）mm（p=0.003）。三组靶区金属夹3D矢量距离分别为：（3.16±1.92）mm、（3.62±1.92）mm、（2.52±1.53）mm。乳腺癌调强放疗CBCT自动配准最佳匹配区域应包括胸骨、胸椎与患侧靶区，术腔放置金属夹能提高乳腺癌放疗靶区匹配精准度。
乳腺肿瘤/调强放射疗法 摆位误差 CBCT匹配区域 自动配准 Breast tumor/intensity modulated radiotherapy Position error Matching reference points Automatic registration 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(6): 060301
1 中国建筑第七工程局有限公司,郑州 450004
2 哈尔滨工业大学土木工程学院,哈尔滨 150090
振捣是混凝土密实成型的重要手段, 振捣效果直接决定了混凝土成型后的力学性能和耐久性能。本文提出了基于斯托克斯定律、适用于振捣作用下新拌混凝土流变性的测试和评价方法--拉球法, 分析了静态下该方法与流变仪所测流变参数的相关性, 论证了其评价新拌混凝土流变性的可靠性。结果表明, 拉球法与流变仪所测塑性黏度和屈服应力具有良好的线性相关性。振捣可使近振源处浆体的黏性阻力降低90%以上, 并且可以有效排出新拌砂浆中的较大气泡(孔径大于500 μm)而保留微小气泡(孔径小于200 μm)。高引气剂掺量下振捣排出较大气泡的作用效果更强, 当引气剂掺量由0.015%增大至0.030%(质量分数)时, 孔径在［500, 1 000) μm 的气泡含量降幅由31.0%增大至84.8%, 孔径在［1 000, 2 000) μm的气泡含量降幅由10.3%增大至36.4%。
新拌混凝土 振捣 流变性 气泡结构 测试方法 引气剂 fresh concrete vibration rheology air void structure evaluating method air-entrained agent
在（211）B碲锌镉衬底上，采用分子束外延生长制备了PPP型中长双色碲镉汞材料，通过台面孔刻蚀、侧壁钝化等工艺，实现中长双色640×512 红外焦平面探测器组件研制。中长双色碲镉汞材料测试结果表明，表面宏观缺陷（2~10 μm）密度统计分布约773 cm-2，同时对材料进行了XRD双晶衍射半峰宽（FWHM）测试和位错腐蚀坑（EPD）统计，XRD测试FWHM约31.9 arcsec，EPD统计值约为5×105cm-2；双色器件芯片台面刻蚀深度达到8 μm以上，深宽比达到1∶1以上，侧壁覆盖率达到72.5%。中长双色红外焦平面组件测试结果表明，中波波长响应范围为3.6~5.0 μm，长波波长响应范围为7.4~9.7 μm，中波向长波的串音为0.9 %，长波向中波的串音为3.1 %，中波平均峰值探测率达到3.31×1011 cm·Hz1/2/W，NETD为17.7 mK；长波平均峰值探测率达到6.52×1010 cm·Hz1/2/W，NETD为32.8 mK；中波有效像元率达到99.46%，长波有效像元率达到98.19 %，初步实现中长双色红外焦平面组件研制。
中长双色 碲镉汞 分子束外延 等离子体刻蚀 串音 MW/LW dual-band HgCdTe molecular beam epitaxy（MBE） plasma etch cross-talk
1 中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所材料物理重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
二维 PtSe2 具备宽可调带隙、高稳定性等优点, 在新型光电器件方面具有极大应用价值。利用时间分辨太赫兹光谱研究了不同厚度 PtSe2 中的光生载流子超快动力学, 发现该材料瞬态太赫兹光电导的幅度及其激发光强度依赖性随材料厚度的增加呈现出显著的非线性增加趋势。通过太赫兹光电导频谱分析, 获得了光生载流子浓度、散射时间、背散射因子等动力学参数, 并结合激发波长依赖的太赫兹弛豫动力学, 推测束缚激子和自由载流子的竞争是引起这种厚度非线性关系的主要原因。此外, 基于光泵浦- 光探测光谱证明了 PtSe2 中的激子效应及半导体-半金属转变。该工作演示了层数对 PtSe2 中非平衡态动力学的有效调控, 对贵金属基二维材料在光电器件方面的应用具有指导意义。
超快光谱学 光生载流子动力学 太赫兹 二硒化铂 ultrafast spectroscopy photocarrier dynamics terahertz PtSe2
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Terahertz Solid State Technology, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 School of Physics and Physical Engineering, Shandong Provincial Key Laboratory of Laser Polarization and Information Technology, Qufu Normal University, Qufu 273165, China
We report the InAs/GaAs quantum dot laterally coupled distributed feedback (LC-DFB) lasers operating at room temperature in the wavelength range of 1.31 µm. First-order chromium Bragg gratings were fabricated alongside the ridge waveguide to obtain the maximum coupling coefficient with the optical field. Stable continuous-wave single-frequency operation has been achieved with output power above 5 mW/facet and side mode suppression ratio exceeding 52 dB. Moreover, a single chip integrating three LC-DFB lasers was tentatively explored. The three LC-DFB lasers on the chip can operate in single mode at room temperature, covering the wavelength span of 35.6 nm.
InAs quantum dot laterally coupled distributed feedback laser Chinese Optics Letters
2023, 21(1): 011402
分子束外延碲镉汞技术是制备第三代红外焦平面探测器的重要手段，基于异质衬底的碲镉汞材料具有尺寸大、成本低、与常规半导体设备兼容等优点，是目前低成本高性能红外探测器发展中的研究重点。对异质衬底上碲镉汞薄膜位错密度随厚度的变化规律进行了建模计算，结果显示 .～1/h模型与实验结果吻合度好，异质衬底上原生碲镉汞薄膜受位错反应半径制约，其位错密度无法降低至 5×10 6 cm -2以下，难以满足长波、甚长波器件的应用需求。为了有效降低异质外延的碲镉汞材料位错密度，近年来出现了循环退火、位错阻挡和台面位错吸除等位错抑制技术，本文介绍了各技术的原理及进展，分析了后续发展趋势及重点。循环退火和位错阻挡技术突破难度大，发展潜力小，难以将碲镉汞位错密度控制在 5×105 cm -2以内。台面位错吸除技术目前已经显示出了巨大的发展潜力和价值，后续与芯片工艺融合后，有望大幅促进低成本长波、中长波、甚长波器件的发展。
碲镉汞 异质衬底 位错抑制 循环退火 位错阻挡 台面位错吸除 HgCdTe, alternative substrates, dislocation reduct
