作者单位
摘要
1 昆明理工大学机电工程学院,云南 昆明 650500
2 云南北方光学科技有限公司,云南 昆明 650217
为了提高单点金刚切削单晶锗的表面质量,进行了三因素四水平的正交试验,并采用方差分析和极差分析,研究了在单晶锗表面质量分布不均匀条件下表面粗糙度受切削参数的影响。试验结果显示:主轴转速对表面粗糙度值影响明显,而且贡献率最高,主轴转速越大,则表面粗糙度值也越小。获得的最优切削参数组合为主轴转速为3800 r/min、进给速率为2 mm/min、最大切削深度为5 μm。在此切削条件下得到了表面粗糙度为2.4 nm的高精度单晶锗,在扫描电镜下观察其表面质量较好,且表面也比较平滑,切削过程中的切屑呈带状,材料在塑性范围内去除。
材料 单晶锗 单点金刚切削 切削参数 表面粗糙度 
激光与光电子学进展
2023, 60(19): 1916001
Author Affiliations
Abstract
1 College of Optoelectronic Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing, China
2 Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang, China
3 Key Laboratory of Optoelectronic Technology and Systems, Ministry of Education, Chongqing University, Chongqing, China
In this study, a toroidal quartz ( $20\overline{2}3$ ) crystal is designed for monochromatic X-ray imaging at 72.3°. The designed crystal produces excellent images of a laser-produced plasma emitting He-like Ti X-rays at 4.75 keV. Based on the simulations, the imaging resolutions of the spherical and toroidal crystals in the sagittal direction are found to be 15 and 5 μm, respectively. Moreover, the simulation results show that a higher resolution image of the source can be obtained by using a toroidal crystal. An X-ray backlight imaging experiment is conducted using 4.75 keV He-like Ti X-rays, a 3 × 3 metal grid, an imaging plate and a toroidal quartz crystal with a lattice constant of 2d = 0.2749 nm. The meridional and sagittal radii of the toroidal α-quartz crystal are 295.6 and 268.5 mm, respectively. A highly resolved image of the microgrid, with a spatial resolution of 10 μm, is obtained in the experiment. By using similar toroidal crystal designs, the application of a spatially resolved spectrometer with high-resolution X-ray imaging ability is capable of providing imaging data with the same magnification ratio in the sagittal and meridional planes.
dynamic diffraction monochromatic X-ray imaging resolution toroidal quartz crystal 
High Power Laser Science and Engineering
2022, 10(6): 06000e37
黎淼 1姚童 1王玺 1施军 2,*[ ... ]孙奥 3
作者单位
摘要
1 重庆邮电大学光电工程学院, 重庆 400065
2 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
3 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900

基于晶体衍射的X射线诊断技术是大型激光装置及同步辐射装置上X射线光谱学诊断、材料分析与结构表征等研究领域中获取关键状态参数的重要技术手段。基于动力学衍射理论的晶体衍射效率计算分析与基于不同面型晶体的谱仪结构设计是X射线晶体谱仪的两大基础研究方向。对X射线动力学衍射理论等经典晶体衍射理论、不同晶体对象衍射计算方法的发展来由和最新进展进行了总结讨论;对不同结构X射线晶体谱仪的衍射聚焦特性、发展及应用进行了讨论;综合阐述X射线晶体谱仪涉及的X射线晶体衍射理论及各种谱仪衍射聚焦特性方面的创新点和进步点以及总体发展态势。

X射线光学 X射线晶体谱仪 晶体衍射 光谱诊断 动力学衍射理论 
光学学报
2022, 42(11): 1134008
Author Affiliations
Abstract
1 College of Chemistry and Materials Engineering, Wenzhou University, Wenzhou 325035, China
2 School of Materials Science and Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, China
3 e-mail: lxj6126@126.com
4 e-mail: zhangzhijun@shu.edu.cn
As an emerging scintillation material, metal halide perovskite (CsPbX3) has been deemed the most potentially valuable candidate in X-ray detection and medical imaging. Nevertheless, it is a continuing challenge to implement efficient radioluminescence (RL) with high radiation stability and moisture resistance. Moreover, the optimized luminescence properties and excellent uniformity of CsPbX3 glass are also key points for obtaining perfect X-ray images. Herein, we have successfully precipitated Eu3+-doped CsPbBr3 nanocrystals (NCs) with improved photoluminescence quantum yield (58.6%) because partial Eu3+ entered the perovskite lattice in a robust borosilicate glass matrix by in situ crystallization. The small amount of Eu addition made the lattice of NCs shrink and promoted uniform distribution of CsPbBr3 NCs in the glass, which effectively reduced the light scattering of the sample. Subsequently, multimodal RL intensity of the CsPbBr3/CsPbBr3:xEu NCs glasses (CPB-0Eu/CPB-xEu) as a function of X-ray dose rate showed a superlinear relationship to the benefit of obtaining satisfactory X-ray images. Also, the outstanding radiation stability and water resistance of CPB-xEu were confirmed due to the protection of the robust glass matrix. Finally, an X-ray imaging system using a CPB-xEu scintillator was constructed, and the spring in the opaque sample was legibly detected under the motivation of X-rays, indicating that CsPbX3 glasses possess extensive application prospects in terms of X-ray detection and medical imaging.
Photonics Research
2021, 9(12): 12002369
作者单位
摘要
1 云南北方光学科技有限公司,云南昆明 650200
2 昆明理工大学机电工程学院,云南 昆明 650500
为解决单点金刚石车削技术(single-point diamond turning,SPDT)应用于大口径大弦高非球面铝反射镜加工中遇到的车床导轨行程、工作台回转容积受限和加工质量较低的问题,针对?682mm 口径、弦高220 mm 的凹非球面铝反射镜加工,首先,提出基于SPDT 的三轴联动加工方法,在两轴加工基础上加入旋转B 轴进行协同加工,使得导轨行程和工作台回转容积能够满足加工需求。然后,设计专用笼状夹具,并通过有限元法研究支撑杆数量、杆径、上下连接板厚度参数对夹具-工件形变特征的影响,通过极差和方差分析研究不同因素对夹具-工件最大变形量影响的显著性,得到一组最佳夹具设计参数组合,即夹具支撑杆数量为24,杆径为22mm,上下连接板厚度为25mm。最后,将铝反射镜固定在优化后的笼状夹具上,通过三轴联动加工实现了对?682 mm 口径非球面铝反射镜的加工。对调刀件的检测结果表明:调刀件面形精度Pv 值为0.6 ?m,表面粗糙度Ra 约为10.1 nm,可认为682mm 口径非球面铝反射镜的面形精度和表面粗糙度均达到使用要求。本研究能够为同类大口径大弦高非球面反射镜的加工提供一定的理论基础和加工工艺技术参考。
大口径反射镜 单点金刚石车削 三轴联动加工 表面质量 large aperture mirror, single point diamond turnin 
红外技术
2021, 43(9): 829
姚童 1黎淼 1,*施军 2尚万里 3[ ... ]孙奥 3
作者单位
摘要
1 重庆邮电大学光电工程学院, 重庆 400065
2 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
3 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
针对等离子体X射线成像诊断高空间分辨率的需求,本文提出了一种基于超环面石英晶体衍射聚焦元件的钛靶X射线高分辨率聚焦成像结构,研究分析了超环面晶体成像的原理及特性。为证明超环面晶体具有高空间分辨率特性,基于X射线衍射追迹原理对球面及超环面晶体的X射线衍射进行性能仿真,在保持射线源及成像物体不变的条件下,对比分析了不同晶体面形结构的衍射成像结果,计算得到球面晶体和超环面晶体在弧矢方向上的成像空间分辨率分别约为40 μm和5 μm。仿真结果表明超环面晶体作为X射线衍射分光元件较传统的球面晶体具有强聚焦、高空间分辨率的特点,是较为理想的X射线衍射分光元件。此外,本文利用特征峰能量为4.75 keV的钛靶激光装置、IP板以及超环面石英晶体完成了X射线背光成像实验研究,其中超环面石英晶体的子午面和弧矢面半径分别为295.6 mm和268.5 mm,晶格常数2d=0.2749 nm,实验获得了清晰的栅格成像图。实验结果表明该超环面石英晶体能够对钛靶X射线进行衍射成像,并能获得较高的成像空间分辨率。实验中获得的超环面石英晶体衍射的最终成像空间分辨率为10 μm。
材料 超环面石英晶体 X射线衍射 聚焦 成像空间分辨率 
中国激光
2021, 48(21): 2103002
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Optoelectronic Technology and Systems of the Ministry of Education, Chongqing University, Chongqing 400044, China
2 College of Optoelectronic Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China
3 Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
In spectral diagnostic physics experiments of inertial confinement fusion, the spectral signal is weak due to the low diffraction efficiency when using bent crystals. A spectral diagnostic instrument with high efficiency and wide spectral range is urgently needed. A multi-curvature bent crystal with multi-energy focusing ability is proposed based on the traditional conical crystal geometry. It has advantages of wide spectral range, strong focusing ability, and high spectral resolution. It also can eliminate the imaging aberration in principle due to rotational symmetry for the incoming X rays. A spectral diagnostic experiment based on a fabricated multi-curvature α-quartz crystal was accomplished using a titanium X-ray tube of the bent crystal, and the corresponding experimental data using a plane α-quartz crystal was also acquired to demonstrate the strong focusing ability. The result shows that the Kα intensity of the multi-curvature α-quartz crystal is 157 times greater than that of the plane crystal, and the corresponding energy range is about 4.51–5.14 keV. This diagnostic instrument could be combined with a streak camera at a vertical direction so as to intensify the diffracted X-ray signal with a wide spectral range.
inertial confinement fusion X-ray crystal spectrometer multi-curvature bent crystal X-ray diffraction 
Chinese Optics Letters
2020, 18(11): 113401
张慧敏 1,*丛妍 1佟尧 1杨扬 1,2[ ... ]董斌 1
作者单位
摘要
1 大连民族大学 物理与材料工程学院, 国家民委新能源与稀土资源利用重点实验室, 辽宁省光敏材料与器件重点实验室, 辽宁 大连 116600
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
采用水热合成法制备了八面体结构纳米CeO2∶Er3+, 并研究了稀土Er3+离子掺杂对CeO2纳米晶的结构以及发光特性的影响。所合成的CeO2纳米晶具有八面体结构, 结晶完好, 粒度均匀。XRD和拉曼光谱测试结果表明所制备的CeO2纳米晶为面心立方萤石结构, 稀土Er3+离子的掺杂在基质晶格中产生了氧空位缺陷, 并产生了晶格畸变。在980 nm激光激发下产生了稀土Er3+离子绿色(2H11/2,4S3/2→4I15/2)、红色(4F9/2→ 4I15/2)和近红外(4I11/2,4I13/2→4I15/2)发光。随着稀土Er3+离子掺杂浓度的变化, 样品的发光光谱在可见光和近红外光范围产生了不同的猝灭浓度, 这是由于掺杂浓度变化对Er3+-Er3+之间的交叉驰豫过程产生了影响, Er3+的能级布居变化引起了发光特性的改变。
纳米晶 水热合成法 发光 CeO2∶Er3+ CeO2∶Er3+ nanophosphor hydrothermal method luminescence 
发光学报
2020, 41(4): 386
作者单位
摘要
兰州理工大学 机电工程学院, 甘肃 兰州 730050
为了实现对工件表面的超精密抛光, 建立了紫外光诱导纳米颗粒胶体射流加工系统。对不同型腔结构的两种喷嘴的光耦合纳米颗粒胶体射流抛光的流体动力学特性、抛光工艺、超光滑表面形貌特性进行了研究。首先, 根据光-液耦合要求设计了锥柱和余弦光液耦合喷嘴。接着, 对所设计的两种光液耦合喷嘴进行了非淹没射流三相流仿真, 对比分析了纳米颗粒的流动径迹及流场分布情况。然后, 用TiO2纳米颗粒胶体作为抛光液, 用两种喷嘴对同一单晶硅工件分别进行了光耦合射流抛光试验。最后, 对抛光前后的表面进行了表征及对比分析。结果表明: 相同条件下余弦喷嘴获得的流动速度(20.73 m/s)和动压力(2.5 MPa)均高于锥柱喷嘴的流动速度(7.12 m/s)和动压力(0.2 MPa), 纳米颗粒在余弦喷嘴内的平均停留时间(0.005 s)比锥柱喷嘴的平均停留时间(0.023 s)更短。相同参数下余弦喷嘴射流抛光后的工件表面粗糙度(Rq=0.810 nm, Ra=0.651 nm)更低。光耦合纳米颗粒胶体射流抛光中利用余弦喷嘴可获得比锥柱喷嘴更低的表面粗糙度。
超光滑表面 射流抛光 光-液耦合喷嘴 TiO2纳米颗粒 表面粗糙度 ultra-smooth surface jet polishing light-liquid coupled nozzle titanium dioxide nanoparticles surface roughness 
光学 精密工程
2019, 27(9): 2011
马欲飞 1,2,*佟瑶 1张立功 1何应 1[ ... ]孙锐 2
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学可调谐(气体)激光技术重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学动力工程及工程热物理博士后流动站, 黑龙江 哈尔滨 150001
石英增强光声光谱(QEPAS)是近年来发展起来的一种痕量气体探测技术, 具有系统体积小、 价格低廉、 探测灵敏度高等优点。 乙炔(C2H2)是一种化学性质活泼的有毒气体, 对它进行高灵敏度检测在变压器故障诊断、 环境监测等领域有着重要的意义, 基于此, 采用QEPAS技术对C2H2微量气体展开高灵敏度检测研究。 采用输出波长为1.53 μm的连续波分布反馈半导体激光器作为激发光源。 为了提高信噪比和简化数据处理过程, QEPAS传感器系统采用波长调制和2次谐波探测技术。 为了提高QEPAS系统信号幅值, 相比于常见的共振频率为32.768 kHz的石英音叉, 采用了共振频率较低的30.72 kHz石英音叉作为声波传导器, 同时还优化了石英音叉与激光束的空间位置、 激光波长调制深度, 并添加了声波微共振腔, 选择的微共振腔长度为4 mm、 内径为0.5 mm, 最终获得了2.7 ppm的优异检测极限, 归一化噪声等效吸收系数为1.3×10-8 cm-1·W·Hz-1/2。
C2H2气体 共振频率 微共振腔 QEPAS QEPAS C2H2 trace gas Resonance frequency Micro-resonator 
光谱学与光谱分析
2017, 37(9): 2869

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