张梦 1王欣 1,2,*杨苏辉 1,2,3李宝 4[ ... ]高彦泽 1,2
作者单位
摘要
1 北京理工大学光电学院,北京 100081
2 北京理工大学学精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室,北京 100081
3 北京理工大学信息光子技术工业和信息化部重点实验室,北京 100081
4 中国电子科技集团第十一研究所,北京 100015
长波红外量子级联激光器(QCL)具有波长设计灵活、体积小、寿命长等优点。目前单横模QCL较低的输出功率(1~3 W)是限制其应用的主要因素。光纤功率合束技术是提升输出功率的有效手段。然而由于长波红外波段缺少低传输损耗的玻璃光纤,使得高效率长波红外光纤功率合束的实现难度很大。本文研究了基于低损耗单模空芯光纤的长波红外激光功率合束技术。针对基横模长波红外QCL有源区尺寸大、发散角大的特点,设计了大数值孔径扩展光源双非球面准直镜,有效提高了单模光纤耦合效率。设计制备了无端面损耗的长波红外单模光纤束,光纤传输效率高达91.2%,实现了7.6~7.8 μm波段QCL的高效率合束。当4个长波红外QCL的输出总功率为2.27 W时,采用所设计的光纤耦合光学系统及制备的4×1单模空芯光纤合束器获得了1.5 W的连续输出,总合束效率为66%。此外,测量得到单根单模长波红外光纤耦合输出光的光束质量因子M2为1.2,光强分布和光束质量因子均优于QCL的直接输出激光,说明空芯单模光纤具有一定的非高斯光束模式净化作用。合束光束的传输质量因子为2.6,依然具有较好的光束质量。本文所研究的光纤合束方式对QCL的输出波长、偏振态均不敏感,且具有良好的可扩展性。实验结果表明,此方式可有效解决长波红外QCL单元器件输出功率偏低的问题。
长波红外 量子级联激光器 光纤合束 耦合效率 空芯光纤 
光学学报
2024, 44(8): 0814003
作者单位
摘要
1 西安理工大学 机械与精密仪器工程学院,西安 710048
2 西安外事学院 工学院,西安 710077
为了研究纳秒脉冲激光与铝靶碎片的相互作用规律,建立了纳秒脉冲激光辐照铝靶碎片的动态响应仿真模型,采用COMSOL软件分析了不同作用时间和不同入射激光功率下的等离子体反喷羽流动力学特性,得到了不同激光参数变化对脉冲激光辐照铝靶碎片产生等离子体反喷羽流的演化规律。结果表明,相同脉冲激光功率作用下等离子体羽流反喷速度随作用时间的增加而增大; 相同脉冲激光时间作用下,随着激光功率增加,等离子体反喷羽流的最大速度也不断增大; 由于受等离子体屏蔽效应的影响,反喷羽流速度在25 μs附近达到最大,在700 kW时最大速率为1.87×104 m/s,此时等离子体反喷羽流扩散半径增加了17 mm。该研究为纳秒脉冲激光辐照铝靶空间碎片降轨移除工程化应用提供了理论参考。
激光技术 等离子体羽流 数值模拟 反喷速度 空间碎片 laser technique plasma plume numerical simulation expansion velocity space debris 
激光技术
2023, 47(4): 541
Author Affiliations
Abstract
1 College of Electronic and Information Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 Institute of Microscale Optoelectronics (IMO), Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
3 State Key Laboratory of Advanced Displays and Optoelectronics Technologies, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Kowloon, Hong Kong, China
Indium-tin-zinc oxide (ITZO) thin-film transistor (TFT) technology holds promise for achieving high mobility and offers significant opportunities for commercialization. This paper provides a review of progress made in improving the mobility of ITZO TFTs. This paper begins by describing the development and current status of metal-oxide TFTs, and then goes on to explain the advantages of selecting ITZO as the TFT channel layer. The evaluation criteria for TFTs are subsequently introduced, and the reasons and significance of enhancing mobility are clarified. This paper then explores the development of high-mobility ITZO TFTs from five perspectives: active layer optimization, gate dielectric optimization, electrode optimization, interface optimization, and device structure optimization. Finally, a summary and outlook of the research field are presented.
thin-film transistor (TFT) indium-tin-zinc oxide (ITZO) TFT mobility active matrix (AM) displays 
Journal of Semiconductors
2023, 44(9): 091602
张猛 1,2张晓莉 3金钊 2刘洋 2,4胡源 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,安徽 合肥 230026
2 合肥中科环境监测技术国家工程实验室有限公司,安徽 合肥 230088
3 安徽大学物质科学与信息技术研究院,安徽 合肥 230039
4 中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽 合肥 230031
针对激光雷达信号中含有的噪声,提出一种将数据分区使用小波包变换分解和重构算法的信号降噪方法,该方法能为下一级消光系数反演提供高质量数据。为了验证该方法的有效性,比较雷达原始数据、小波包处理后反演的消光系数、分区小波包处理后反演的消光系数的差异,并进一步使用Bump、Block测试信号进行数值模拟,定量分析了分区小波包算法的去噪效果。分区小波包算法处理的Bump、Block测试信号评价函数的均方误差(MSE)和R值均优于一般小波包结果。结果表明,分区小波包降噪方法能通过降噪改善下一级反演消光系数结果,有效保护低空的激光雷达消光廓线的细节结构并抑制高空的信号噪声。空气气溶胶消光系数随时间和空间变化的伪彩图表明了所提方法的可行性和实用性。
信号 小波变换 降噪 消光系数 
激光与光电子学进展
2023, 60(20): 2028011
作者单位
摘要
1 中广核研究院有限公司,广东 深圳 518031
2 西安交通大学能源与动力工程学院,西安 710049
基于R7T7硼硅酸盐玻璃配方,采用挂片静态浸泡法评价了不同包容量的R7T7硼硅酸盐玻璃固化体在不同温度和2种浸泡剂(去离子水和北山模拟地下水)浸蚀长达365 d的浸出行为。同时,用X射线衍射仪,扫描电子显微镜-X射线能谱仪和电感耦合等离子体质谱仪等手段分析了蚀变层物相、形貌及成分随浸出时间的变化情况。结果表明:包容率超过20%时玻璃开始出现异相,均匀性变差,其成分主要为富钼物质和贵金属。其后的浸出实验中发现玻璃的质量损失率与浸出温度成正相关。在初始浸出阶段,各个温度下Na,Si和B 3种元素在去离子水比模拟北山地下水的浸出率高,而平衡后三者在2种浸出剂中的浸出率相当。玻璃固化体表面在浸泡365 d后有多种结晶相生成,主要呈球状,花状和棱状和蜂窝状形貌,主要由Mg-Si-O和Si-Nd-Gd-O等成分组成。玻璃固化体的浸出过程由离子扩散机制和玻璃固化体网络溶解机制共同控制。这些研究结果可为中国未来高放玻璃固化体在地质处置过程的安全评价提供数据支撑。
硼硅酸盐玻璃 静态浸出 浸出行为 蚀变层 浸出机理 borosilicate glass static leaching leaching behavior altered layer leaching mechanism 
硅酸盐学报
2023, 51(8): 1987
Author Affiliations
Abstract
1 Heilongjiang Province Key Laboratory of Laser Spectroscopy Technology and Application, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, China
2 School of Electronic and Information Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
Ultrashort pulse lasers have vital significance in the field of ultrafast photonics. A saturable absorber (SA) as the core device to generate ultrashort pulses has innovative design strategies; the most interesting of which is the integration strategy based on 2D materials. This review presents recent advances in the optoelectronic properties of 2D materials and in the way the materials are prepared, characterized, and integrated into devices. We have done a comprehensive review of the optical properties of materials and material-based devices and their current development in the field of fiber lasers and solid-state lasers. Finally, we offer a look at future applications for 2D materials in ultrafast lasers and their prospects.
Photonics Research
2023, 11(7): 1238
作者单位
摘要
北京无线电测量研究所,北京 100039
里德堡原子无线电波传感器的出现正在推动现代传感和测量方式的转变,利用量子效应实现经典无线电波测量无法比拟的全新探测能力。本文回顾了基于里德堡原子的无线电波测量进展,梳理了领域发展脉络,详细介绍了无线电波测量灵敏度极限并展望了未来的发展趋势。该研究将助力领域的发展以及工程应用的推进。
原子 里德堡 无线电波 灵敏度 
激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106010
杜康 1,2尹长志 1,2杨佳庆 1,2张猛 1,2[ ... ]雷文 1,2
作者单位
摘要
1 华中科技大学, 温州先进制造技术研究院, 浙江 温州 325035
2 华中科技大学光学与电子信息学院, 武汉 430074
微波介质陶瓷是制造5G通信元件的关键材料, 采用传统的固相反应法制备BaSn(Si1-xGex)3O9(0≤x≤1.0)微波介质陶瓷, 研究Ge4+取代Si4+对BaSnSi3O9陶瓷烧结行为、晶体结构和微波介电性能的影响。结果表明: BaSnSi3O9陶瓷在最佳的 1 450 ℃烧结温度下表现出多孔的微观结构, 并呈现较差的微波介电性能(介电常数εr=6.61, 品质因数Q×f=7 977 GHz (谐振频率为15.03 GHz), τf=-37.8×10-6/℃)。通过Ge4+对Si4+的取代能形成BaSn(Si1-xGex)3O9固溶体, 其晶体结构为六方结构和P-6c2空间群。采用Ge4+对Si4+的取代促进了BaSn(Si1-xGex)3O9 (0≤x≤1.0)陶瓷的烧结, 改变了晶体结构参数实现对陶瓷微波介电性能的优化。BaSn(Si1-xGex)3O9(0≤x≤1.0)陶瓷的Q×f值主要与Si/Ge-O和Sn-O键中共价键的比例有关, 在x=1.0时BaSn(Si1-xGex)3O9陶瓷具有最优的微波介电性能: εr=8.53, Q×f=15 829 GHz (谐振频率为14.41 GHz), τf =-34.2×10-6 ℃-1。
陶瓷 烧结行为 晶体结构参数 微波介电性能 ceramics sintering behavior crystal structural parameter microwave dielectric properties 
硅酸盐学报
2023, 51(4): 866
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Instrument Science and Engineering, School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
2 Department of Electrical Engineering, School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
3 Southwest Institute of Technical Physics, Chengdu 610041, China
This paper investigates the combination of laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) and deep convolutional neural networks (CNNs) to classify copper concentrate samples using pretrained CNN models through transfer learning. Four pretrained CNN models were compared. The LIBS profiles were augmented into 2D matrices. Three transfer learning methods were tried. All the models got a high classification accuracy of >92%, with the highest at 96.2% for VGG16. These results suggested that the knowledge learned from machine vision by the CNN models can accelerate the training process and reduce the risk of overfitting. The results showed that deep CNN and transfer learning have great potential for the classification of copper concentrates by portable LIBS.
laser-induced breakdown spectroscopy convolutional neural networks classification flotation concentrate transfer learning 
Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 043001
作者单位
摘要
1 山东大学 信息科学与工程学院,山东 青岛 266237
2 山东大学 晶体材料国家重点实验室,山东 济南 250100
3 山东大学 激光与红外系统集成技术教育部重点实验室,山东 青岛 266237
导模法是一种超高熔点晶体的有效生长方法,可以生长高质量、大尺寸、高掺杂的Er∶Lu2O3晶体。本文测试了导模法生长的Er∶Lu2O3晶体的荧光发射谱及连续激光特性,在室温下获得了斜效率为23.1% 的2.85 μm连续激光输出,最高输出功率5.24 W。80 min功率RMS(Root mean square)稳定性优于1.4%,不同输出功率水平的激光光束质量M2因子优于2.17。实验结果表明,导模法生长的Er∶Lu2O3激光晶体具备输出高功率、高效率中红外激光的能力。
激光器 固体激光器 3 μm Er∶Lu2O3晶体 laser solid-state laser 3 μm Er∶Lu2O3 crystal 
发光学报
2023, 44(2): 240

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