钟航 1陈钧 1,*陈骏 1廖俊生 2,**
作者单位
摘要
1 表面物理与化学重点实验室,四川 绵阳 621908
2 中国工程物理研究院材料研究所,四川 绵阳 621907
光学捕获经过近几十年的发展,从光学悬浮到紧密聚焦的单光束光镊再到最近发展的多种类型的光学阱,已经可以捕获包括碳、金属氧化物、花粉、孢子、无机/有机液滴等多种不同类型的粒子,结合拉曼光谱、腔衰荡光谱或激光诱导击穿光谱可以获取悬浮微粒在原生状态下的物理和化学信息,并可以实现受控气氛环境下单粒子的化学反应研究。首先,本文根据微粒的吸光性对空气中微粒的光学捕获力的来源进行了介绍,透明微粒主要受辐射压力的作用,吸光微粒主要受光泳力的作用;然后,根据光学捕获力的不同对单光束、双光束、高斯光束和空心光束等光学捕获设计进行分类介绍;最后,综述了光学捕获与光谱技术结合起来用于单粒子研究的最新进展,并讨论了光学捕获拉曼光谱面临的挑战。
光谱学 光镊 光学捕获 单颗粒 气溶胶 
中国激光
2024, 51(3): 0307303
作者单位
摘要
西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室,西安 710024
对高密度差多层球壳结构件进行双能CT检测,需要研究同时基于高低能射线两套投影数据的图像重建方法。先分别重建再进行图像融合的方法,不能充分利用两种能量射线投影的互补信息,重建图像质量不高。针对高密度差多层球壳结构特征,通过设计限定投影扫描方式获取区域分布明确的高、低能射线投影正弦图,基于正弦图区域分割重组和交集数据等值化一致性处理实现双能投影数据融合,在此基础上完成图像重建。根据以上设计归纳出基于投影融合的多层球壳双能CT重建算法,仿真结果表明算法可行,且重建结果明显好于基于图像融合的方法。
双能CT检测 图像重建算法 多层球壳 仿真研究 dual energy CT image reconstruction algorithm multilayer shells simulation research 
强激光与粒子束
2023, 35(10): 104006
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心,上海 201800
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院,北京 100049
大气等离子体刻蚀是一种非接触式、材料去除可控的加工方法,在光学元件的高精度加工中具有广泛的应用前景。但是大气等离子体刻蚀后元件存在表面形貌恶化的问题,严重影响元件的性能和使用寿命。进行氢氟酸刻蚀实验,证明了元件表面形貌的恶化是由氟碳化合物和表面凹坑微结构两个原因引起的。为了解释表面凹坑微结构的形成,提出基于micro-mask壁面反射增强理论的凹坑形成模型,并开展了样品表面旋涂金纳米颗粒充当micro-mask的刻蚀实验。实验结果验证了micro-mask壁面反射增强模型的正确性,为解决大气等离子体刻蚀后元件表面形貌恶化问题提供了新的思路和方法。
壁面反射增强 熔石英 表面形貌 形成机理 大气等离子体 
光学学报
2023, 43(21): 2124002
作者单位
摘要
南开大学 化学学院, 先进能源材料化学教育部重点实验室, 新能源转化与存储交叉科学中心, 天津 300071
2022年是X射线衍射(XRD)发现的110周年。XRD Rietveld精修作为材料结构分析的重要手段, 在建立材料“构-效”关系方面发挥着重要的作用。正极材料是锂离子电池的重要组成部分, 深入理解其晶体结构及原子分布规律有助于推动锂离子电池正极材料的发展。本文简要介绍了XRD Rietveld结构精修及其在锂离子电池正极材料中的应用, 围绕几类典型正极材料, 重点讨论了Rietveld结构精修在正极材料的合成、退化衰减及结构改性中的应用和研究进展。XRD Rietveld精修可以得到物相比例、晶胞参数、关键原子占比、原子坐标等结构信息, 对开发高性能锂离子电池正极材料具有重要的指导意义。最后, 本文展望了X射线衍射技术在锂电正极材料结构研究中的机遇与挑战。
X射线衍射 Rietveld精修 锂离子电池 正极材料 综述 X-ray diffraction Rietveld refinement lithium-ion battery cathode material review 
无机材料学报
2023, 38(6): 589
作者单位
摘要
西南技术物理研究所,四川 成都 610041
多波段激光合束技术在光电对抗领域的应用越来越受到重视,基于此提出了一种使用折射棱镜组的多波段激光合束方法,优选了牌号依次为H-ZLaF92、D-ZLaF85LS、H-ZBaF21的3种火石玻璃作为棱镜材料,通过对棱镜组的顶角值、入射角度以及位置关系的计算和仿真,设计了包含调整镜组、折射棱镜组、反射镜组和偏振滤光片的合束方案,同时利用将单一线性偏振激光束电矢量方向调整为平行于入射面的方法减小反射损耗。分析计算表明:在波长分别为550 nm、1060 nm、2000 nm情况下,入射角分别选择63.05°、61.35°、59.58°,3种材料的棱镜顶角值分别取51°、55°、60°;在光斑间距ΔX1、ΔX2分别为10 mm、20 mm的情况下,3种材料对应棱镜的远表面距离D、近表面距离d分别为289 mm、83.5 mm,366.4 mm、107.7 mm,381.6 mm、103.6 mm;在不进行光学镀膜的情况下,仅使用单一线性偏振光以布儒斯特角入射,也能够达到92.8%~97.6%的合束效率,与现有多波段合束技术相比,在成本方面有巨大的优势。
激光合束 多波段合束 折射棱镜 p偏振 合束效率 
激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1714002
Jinmin Tian 1,2Mengting Guo 2Fan Wang 2Cheng Wu 1,2[ ... ]Lili Hu 2,4,5,**
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 Key Laboratory of High Power Laser Materials, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
3 Accelink Technologies Co., Wuhan 430000, China
4 Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou 310024, China
5 College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
In this Letter, the optical amplification characteristics of the home-made Bi/P co-doped silica fiber were systematically explored in the range of 1270–1360 nm. The maximum gain of 24.6 dB was obtained in the single-pass amplification device, and then improved to 38.3 dB in the double-pass amplification device for -30 dBm signal power. In addition, we simultaneously investigated the laser performance of the fiber with the linear cavity. A slope efficiency of 16.4% at 1313 nm was obtained with a maximum output power of about 133 mW under the input pump power of 869 mW at 1240 nm. As far as we know, it is the first laser reported based on the bismuth-doped fiber in China.
Bi/P co-doped silica fiber fiber amplifier O-band amplification fiber laser 
Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 050601
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院材料研究所, 四川 绵阳 621907
2 四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室分子医学中心, 四川 成都 610041
3 表面物理与化学重点实验室, 四川 江油 621908
低剂量电离辐射引发的生物效应复杂而多样, 其研究往往又受到辐射标志物和检测技术手段的限制。 将拉曼光谱技术应用于低剂量辐射生物效应研究, 利用10 mW, 532 nm共聚焦拉曼光谱对经过100, 200和500 mGy三种辐射剂量的X射线辐照之后的人神经母细胞瘤细胞进行检测, 发现细胞嘌呤核苷酸(722~728和1 572~1 581 cm-1等等)、 嘧啶核苷酸(770~785 cm-1等等)等DNA相关的拉曼特征峰受到电离辐射影响而发生变化, 说明低剂量X射线辐照造成细胞DNA水平改变。 采用流式细胞术对同样条件辐照后培养6 h的人神经母细胞瘤细胞进行细胞周期分析发现, 三种剂量的X射线电离辐射均造成细胞在G2期阻滞, 同样提示电离辐射引起DNA水平升高。 通过划痕实验分析辐照后20 h的细胞迁移能力, 结果显示, 相较于未接受X射线照射的对照细胞, 受到三种剂量电离辐射的人神经母细胞瘤细胞均出现迁移水平下降。 研究结果表明, 通过拉曼光谱分析发现低剂量X射线电离辐射引起人神经母细胞瘤细胞DNA水平变化, 其结果与细胞周期分析和迁移分析的结果相一致, 但检测时间大大提前, 利用拉曼光谱技术可以实现低剂量辐射损伤等细胞生物学效应的早期发现与监测。
拉曼光谱 低剂量电离辐射 辐射生物效应 Raman spectroscopy Low-dose ionizing radiation Radiobiological effects 
光谱学与光谱分析
2023, 43(1): 129
作者单位
摘要
昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
随着碲镉汞(mercury cadmium telluride, MCT)材料制备工艺的改进和提升, 芯片组件的暗电流得到一定程度的抑制, 红外探测器芯片组工作温度上升成为发展趋势。高工作温度(high operation temperature)器件的发展推动着小型低温斯特林制冷机向更小尺寸(size)、更小重量(weight)、更低功耗(power)、更低成本(price)、更好性能(performance)的方向发展。本文介绍了 HOT器件用斯特林制冷机的 SWaP3设计理念, 薄壁管短冷指、高效小尺寸控制器、综合热管理、可靠性预测等设计技术, 总结了近年国内外 HOT器件用旋转式斯特林制冷机的研制进展。
红外探测器 HOT器件 低温制冷机 infrared detector, HOT, cryocoolers 
红外技术
2023, 45(2): 195
作者单位
摘要
中国计量大学 光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018
基于二阶非线性效应的自发参量转换技术制备纠缠光子对过程中,以掺5 mol%MgO:PPLN周期极化晶体为研究对象,将光参量变换过程中的动量守恒和能量守恒条件与该晶体的色散方程,以及晶体极化周期随温度变化的热膨胀方程相联系,得到了355 nm、405 nm、532 nm、780 nm和1 064 nm这5个实验室常用波长点在制备纠缠光子对时的周期调谐特性和温度调谐特性。研究过程中发现,出现了晶体极化周期过小和产生两对纠缠光子对问题,总结并归纳了各波长点在一定极化周期和温度下与非线性晶体作用所产生的纠缠光波段范围。当选用其他非线性周期极化晶体进行实验时,改变QPM动量守恒条件中的极化周期项,同时根据具体使用的晶体改变色散方程。该研究方案可直接推广到使用不同非线性晶体产生通信光波段或红外光波段的纠缠光子对研究中,在制备量子光源等领域具有重要研究价值。
非线性光学 纠缠光子对 周期极化晶体MgO:PPLN 量子光源 调谐 nonlinear optics entangled photon pairs periodically polarized crystal MgO:PPLN quantum light sources tuning 
应用光学
2023, 44(1): 182
作者单位
摘要
中国计量大学光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018
完美涡旋光束(POVB)的光斑不随拓扑荷的变化而变化,在微粒操控、光通信、激光材料处理等领域具有广泛应用。POVB的准确识别具有重要的研究意义。提出一种卷积神经网络结合多孔干涉仪的方法来识别0.01阶分数POVB。实验结果表明,在理想环境下,0.01阶分数POVB的识别率达到100%。在扇形遮挡90°和扇形遮挡180°情况下,0.01阶分数POVB的识别率分别达到100%和99.5%。本研究为识别0.01阶分数POVB提供了一种新的方法,对于该光束的应用和推广具有重要意义。
物理光学 卷积神经网络 多孔干涉仪 分数完美涡旋光束 轨道角动量 拓扑荷 
光学学报
2023, 43(4): 0426001

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