亓岩 1,2朱英杰 1,2,*张晶 2,**王延伟 1,2,***[ ... ]王宇 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院大学集成电路学院,北京 100049
2 中国科学院微电子研究所光电技术研发中心,北京 100094
3 北京积水潭医院,北京 100035
激光器谐振腔输出的光束呈高斯分布,需要通过光束整形来提高均匀性,以满足应用的需求。从光学系统的特性出发,总结归纳了当前主要的三种激光光束整形技术,包括光阑法、场映射器法和多孔径光束聚焦法,分别介绍了三种激光光束整形技术的基本原理、应用范围和主要实现方法,阐述了不同激光光束整形方法的典型应用和研究进展,最后,综合讨论了激光光束整形技术目前所面临的问题及未来的发展方向。本综述对激光光束整形技术的研究具有一定的参考意义。
光束整形 光阑 场映射器 多孔径光束聚焦 
激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0500005
魏瀚 1,2毛利民 1,2王俊涛 1,2陈海山 1,2[ ... ]李欢 1,2
作者单位
摘要
1 中国建筑材料科学研究总院,北京 100024
2 瑞泰科技股份有限公司,北京 100024
Al2O3-ZrO2-Cr2O3-SiO2(AZCS)材料是一种新型熔铸耐火材料,该材料在高温、高侵蚀性条件下的抗侵蚀性能优于其他类型的电熔耐火材料。为了研究该材料对硼硅酸盐玻璃熔体的抗侵蚀行为,利用含B2O3质量分数约12%的硼硅酸盐玻璃固化体对AZCS材料在1 500 ℃条件下进行侵蚀试验。结果表明:AZCS材料在侵蚀后,按照侵蚀程度可划分为变质层、过渡层、中心层。中心层变化很小,该层仍存在大量的铝-铬固溶体和斜锆石相,只有少量新形成的镁铝尖晶石相;渗入材料的MgO与固溶体反应,在原位形成镁铝尖晶石,并部分取代原有位置上的铝-铬固溶体。在过渡层中镁铝尖晶石形成的量达到最大,铝-铬固溶体溶解消失,该层存在的相为镁铝尖晶石相与斜锆石相;在变质层中基本只存在未被溶解的Cr2O3相,Cr2O3结构松散,呈蠕虫状形貌,铝-铬固溶体、斜锆石及镁铝尖晶石均溶解消失。
熔铸 锆铬刚玉材料 硼硅酸盐玻璃熔体 抗侵蚀 fused-cast zirconium?偉dchromium corundum refractory borosilicate glass melt corrosion resistance 
硅酸盐学报
2023, 51(12): 3196
作者单位
摘要
1 江苏省气象台, 江苏 南京 21000中国气象局交通气象重点开放实验室, 江苏 南京 210008
2 中国气象局地球系统数值预报中心, 北京 100081
3 国家卫星气象中心, 北京 100081
4 江苏省气象台, 江苏 南京 21000
为分析国产微波遥感器真实光谱响应在数值天气预报系统同化模块中对微波辐射快速模拟的影响, 基于逐线吸收模型, 采用TOVS辐射传输(RTTOV)预报因子和风云三号D星微波温度探测仪(FY-3D/MWTS-2)搭载的大气和陆地均有辐射贡献的第四通道真实光谱响应和理想光谱响应, 通过最小二乘法, 分别拟合生成真实光谱响应和理想光谱响应对应的快速微波辐射光学厚度拟合系数。 将两种拟合系数应用于中国气象局全球预报系统(CMA-GFS)的四维变分同化系统, 采用美国环境预报中心(NCEP)的分析资料(FNL)作为CMA-GFS的气象要素背景场, 模拟不同光谱响应驱动下的微波辐射背景场, 并与FY-3D/MWTS-2真实观测场进行对比统计分析, 分别计算真实光谱响应和理想光谱响应驱动时, 不同海陆类型下的观测背景差(OMB), 分析真实光谱响应相比理想光谱响应, 对不同海陆类型的微波辐射模拟的差异。 分析结果表明, 在微波辐射观测场值较低的情况下, 真实光谱响应和理想光谱响应驱动模拟的微波辐射背景场值略高于观测场值, 随着微波辐射场值增大, 模拟的微波辐射背景场值与观测场值更为接近; 除南半球靠近极区的少部分地区外, 真实光谱响应驱动模拟的OMB均小于理想光谱响应驱动的模拟结果, 真实光谱响应驱动的辐射背景场模拟更接近于观测场; 相比采用理想光谱响应驱动, 采用真实光谱响应驱动后, 在陆地地区, 微波辐射OMB的均方根误差(RMSE)减小约1.80%; 在海洋地区, RMSE减小约2.6%; 在海陆交界地区, RMSE减小约4.72%, 全球总体RMSE减小2.17%; 采用真实光谱响应驱动后, OMB总体的标准差(STDV)和平均绝对误差(MAE)分别减小为0.75%和4.6%。
真实光谱响应 理想光谱响应 微波辐射模拟 微波遥感资料同化 观测背景差 海陆差异分析 Real spectral response Ideal spectral response Microwave radiance simulation Microwave remote sensing assimilation Observation minus background Land-sea difference analysis 
光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 3260
Author Affiliations
Abstract
1 College of Physics and Electronic Engineering, Hebei Normal University for Nationalities, Chengde 067000, China
2 College of Physics and Electronic Engineering, Linyi University, Linyi 276000, China
3 College of Physics, Jilin University, Changchun 130012, China
On the basis of the current theoretical understanding of boron-based hard superconductors under ambient conditions, numerous studies have been conducted with the aim of developing superconducting materials with favorable mechanical properties using boron-rich compounds. In this paper, first-principles calculations reveal the existence of an unprecedented family of tetragonal pentaborides MB5 (M = Na, K, Rb, Ca, Sr, Ba, Sc, and Y), comprising B20 cages and centered metal atoms acting as stabilizers and electron donors to the boron sublattice. These compounds exhibit both superconductivity and high hardness, with the maximum superconducting transition temperature Tc of 18.6 K being achieved in RbB5 and the peak Vickers hardness Hv of 35.1 GPa being achieved in KB5 at 1 atm. The combination of these properties is particularly evident in KB5, RbB5, and BaB5, with Tc values of ∼14.7, 18.6, and 16.3 K and Hv values of ∼35.1, 32.4, and 33.8 GPa, respectively. The results presented here reveal that pentaborides can provide a framework for exploring and designing novel superconducting materials with favorable hardness at achievable pressures and even under ambient conditions.
Matter and Radiation at Extremes
2023, 8(5): 058404
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
以熔石英材料为主,以几种典型(铌酸铋晶体、三硼酸锂晶体和HfO2/SiO2多层膜)的光学材料为辅,介绍了其疲劳效应的主要表现;总结了激光波长、光斑直径、激光频率和材料位置对疲劳效应的影响;介绍了疲劳效应的两种模式:统计性的假疲劳和材料改性的真疲劳;介绍了疲劳效应的三种主要的机理解释:吸收缺陷模型、化学键断裂模型、色心模型;比较了疲劳实验中两种实验模式,并指出了两者的优缺点和适用研究对象。调研表明,对于不同类型的材料,使用不同的激光波长或其他差异条件,就有可能有不同的疲劳现象、源于不同的疲劳机理。
激光损伤 疲劳效应 激光诱导缺陷 损伤机理 laser induced damage fatigue effect laser induced defect mechanism of damage 
强激光与粒子束
2023, 35(7): 071002
作者单位
摘要
宁波大学机械工程与力学学院,浙江 宁波 315211
数字图像相关法作为一种直接有效的非接触、全场光学测量方法,已广泛地应用于各个领域材料和结构的二维/三维位移和应变测量。结合先进的散斑制备技术,在显微镜下进行原位加载实验,可实现微尺度数字图像相关位移和应变测量。微尺度下试样加载过程中将不可避免地出现离面位移,由于光学显微镜景深限制,微小的离面位移将导致散斑图像失焦模糊,从而为变形测量带来相应的误差。为减小这种失焦模糊带来的误差,采用盲去卷积方法对散斑图像去模糊,并针对噪声问题采用高斯滤波的方法对散斑图像进行去噪,定量分析了图像复原对数字图像相关测量精度的影响,并对indium tin oxide(ITO)薄膜进行了拉伸实验。实验结果表明,图像复原后测量的弹性模量误差减小了13.91%,应变测量结果的精度与稳定性更高。
图像处理 数字图像相关 图像复原 噪声去除 微尺度 变形测量 
激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1410004
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
高功率固体激光装置的负载问题是制约装置建设与运行的瓶颈问题。在高通量紫外纳秒激光辐照下,熔石英后表面的损伤不断产生和增长,严重限制了装置的负载能力。在提升熔石英抗损伤性能的基础上修复既有损伤,循环使用光学元件,是现阶段提升装置负载能力的主要手段。主要介绍了国内外近年来在熔石英损伤的规律与机制、光学元件循环处理的支撑技术以及提升负载能力的新材料与新技术方面所取得的重要进展。
高功率激光装置 熔石英 激光损伤 化学刻蚀 损伤修复 high-power laser facility fused silica laser-induced damage chemical etching damage mitigation 
强激光与粒子束
2023, 35(6): 061001
作者单位
摘要
1 中国计量大学光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018
2 肯特大学工程学院,英国 肯特郡 CT2 7NZ
表面等离子共振(SPR)现象因其对表面折射率变化的敏感而受到广泛关注,相应的SPR传感器以其独特的无标记、高灵敏度和快速检测的优势,在生物标志物检测、食品过敏原筛查和环境监测等领域具有广阔的应用潜力。本文介绍了SPR生物传感器的3种主要结构类型:棱镜耦合结构、光栅耦合结构、光纤耦合结构;着重研究了3种结构的检测原理、典型结构等传感特性及其进展;重点论述了SPR生物传感技术中生物功能化的研究现状和技术难题以及不同材料表面特性的SPR传感器;分析了目前SPR生物传感实际应用遇到的问题以及探讨了未来的研究方向;最后,结合实际情况,从结构和材料等方面展望了新型生物传感器的发展趋势。
生物传感 表面等离子共振 生物敏感材料 生物功能化 
激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106004
陈国喜 1,2,*周松斌 2陈颀 1刘忆森 2[ ... ]韩威 2
作者单位
摘要
1 昆明理工大学信息工程与自动化学院, 云南 昆明 650500
2 广东省科学院智能制造研究所, 广东 广州 510070
近年来, 深度学习技术在近红外光谱、 拉曼光谱、 荧光光谱等的光谱学数据建模上取得一系列突破。 由于深度学习方法对于样本数量的需求高, 而在分析化学领域获得大量有标签样本较为困难, 因此过拟合问题一直是深度神经网络在化学计量学中应用时研究者高度关注的问题。 该工作提出基于波段注意力卷积网络(WA-CNN)的近红外数据建模方法, 并应用于婴儿配方奶粉皮革水解蛋白(HLP)掺假定量分析。 WA-CNN在传统卷积网络的基础上加入波段注意力模块, 该模块采用卷积操作自训练波段注意力权值, 并以乘法加权形式对有效波段进行激活, 从而有效缓解深度神经网络在近红外数据建模中的波段信息冗余问题, 达到抑制过拟合, 提升预测精度的目的。 研究中共测试100个皮革水解蛋白掺假婴儿配方奶粉样本的近红外光谱数据, 其中皮革水解蛋白的掺假比例范围是0%~20%。 采用60%的样本训练, 剩余40%样本测试, 随机采样10次, 通过测试集均方根误差(RMSEP)、 决定系数(R2)以及相对分析误差(RPD)的均值来进行模型评价。 并建立偏最小二乘回归(PLS)、 支持向量机回归(SVR)和常规的一维卷积神经网络(CNN)三种传统模型用于对比。 与上述对比方法相比, WA-CNN取得最优的模型预测结果, 最终获得了RMSEP=1.32%±0.12%, R2=0.96±0.01, RPD=4.92±0.41的掺假定量预测结果。 此外, 实验结果还表明, 相比于传统CNN, WA-CNN在训练过程中对于训练集及测试集损失函数都具有更快更稳定的收敛速度。 在20%~80%的不同训练样本数量情况下, WA-CNN相比于三种对比方法均取得最优的模型预测结果。
波段注意力 近红外光谱 奶粉掺假 Wavelength attention Near-infrared spectroscopy Adulteration in infant formula 
光谱学与光谱分析
2022, 42(12): 3811
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Engineering Research Center of Ultra-Precision Optical Manufacturing, Department of Optical Science and Engineering, Fudan University, Shanghai 200433, People’s Republic of China
Polymers are widely used materials in aerospace, automotive, construction, medical devices and pharmaceuticals. Polymers are being promoted rapidly due to their ease of manufacturing and improved material properties. Research on polymer processing technology should be paid more attention to due to the increasing demand for polymer applications. Selective laser sintering (SLS) uses a laser to sinter powdered materials (typical polyamide), and it is one of the critical additive manufacturing (AM) techniques of polymer. It irradiates the laser beam on the defined areas by a computer-aided design three-dimensional (3D) model to bind the material together to create a designed 3D solid structure. SLS has many advantages, such as no support structures and excellent mechanical properties resembling injection moulded parts compared with other AM methods. However, the ability of SLS to process polymers is still affected by some defects, such as the porous structure and limited available types of SLS polymers. Therefore, this article reviews the current state-of-the-art SLS of polymers, including the fundamental principles in this technique, the SLS developments of typical polymers, and the essential process parameters in SLS. Furthermore, the applications of SLS are focused, and the conclusions and perspectives are discussed.
selective laser sintering additive manufacturing laser powder bed fusion 3D printing, polymer 
International Journal of Extreme Manufacturing
2022, 4(4): 042002

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