1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
2 哈尔滨工程大学青岛创新发展基地，山东 青岛 266000
3 μm 波段光纤激光因在环境监测、医疗成像、科 学研究和工业加工等多个领域中的应用潜力而备受关 注。近年来，国际研究机构在 3 μm 波段光纤激光器的 大 功 率 、全 光 纤 化 等 方 面 取 得 了 显 著 的 研 究 进 展 。 2022 年，加拿大拉瓦尔大学基于增益光纤中直接刻写 的光纤光栅实现了全光纤结构，获得了最大输出功率 达到 14.9 W 的 3.5 μm 光纤激光。由于中红外光栅刻 写技术（耐高功率性能、光栅对的波长匹配性能等）相 对落后，国内在 3 μm 波段光纤激光器功率提升和集成 化方面的研究明显滞后。目前国内公开报道的该波段 激光的最高输出功率为天津大学团队采用空间光路结 构实现的 7.2 W，尚无 10 W 级 3.5 μm 全光纤激光输出 的研究报道。近期，中国科学院西安光学精密机械研 究所基于自制的中红外氟化物光纤光栅，在优化异质 光纤熔接与热管理技术的基础上，实现了 3.5 μm 全光 纤激光输出，功率为 10.1 W，斜率效率达 41.7%。
中国科学院宁波材料技术与工程研究所，激光极端制造研究中心，浙江 宁波 315201
随着多材料激光增材制造科学与技术的不断进步，一体化制备极端使役性能的大物性差异材料与元件成为可能。但大物性差异多材料增材制造成形界面问题尤为突出。根据大物性差异多材料激光增材制造成形的进展，笔者聚焦大物性差异材料的界面问题和界面优化方法，分别以激光吸收率差异、热物性差异、界面生成脆性相分类阐述界面问题，同时在工艺优化、功能梯度设计、复合制造三个方面对界面优化方法进行总结，为实现大物性差异材料的高质量成形提供参考。同时，阐述了大物性差异多材料激光增材制造建模与仿真研究进展，以期通过宏观和介观尺度模拟指导大物性差异材料的激光增材制造成形参数优化。最后对多材料激光增材制造大物性差异材料的应用和共性科学问题及技术挑战进行了展望与思考。
激光技术 大物性差异材料 多材料激光增材制造 界面缺陷 界面优化
红外与激光工程
2023, 52(12): 20230574
南京邮电大学 通信与信息工程学院, 南京 210000
为了进一步提高系统的能量利用率, 设计了一种基于智能充电控制的光纤供能系统。系统采用充电控制装置对后级负载稳定供能并灵活调控储能模块的充电方式, 实现对远端富余的能量快速存储和合理利用, 并基于反馈信号实现对系统工作状态的实时调控。实验结果表明: 所提系统在不同场景下能够根据远端的负载及器件的工作状态自动调整本地激光源的输出功率, 从而保证供能系统的安全工作; 当光供能不足时, 所储存的能量可作为备用能源对传感器件或应用设备进行紧急供能。
光纤供能 光伏电池 电源管理 最大功率跟踪 充电控制 fiber optic power supply, photovoltaic cell, power
1 1.江苏大学 医学院 检验系, 镇江 212013
2 2.四川大学 国家生物医学材料工程技术研究中心, 成都 610064
天然骨组织由有机纳米材料胶原纤维和无机纳米材料羟基磷灰石组成, 具有独特的微纳米结构以及传统人工合成材料无法比拟的生物功能和力学性能优势。在组织工程和再生医学的研究中, 模拟天然骨组织层次特征的微纳米结构生物材料是研究热点之一。近年来, 研究人员发现微纳米结构生物材料能有效调节细胞增殖、分化和迁移, 促进细胞成骨分化, 进而促进体内骨组织再生。本文综述了利用天然骨组织层次特征指导材料分层设计的研究进展以及微纳米结构生物材料的细胞相互作用特性和在骨组织工程中的应用, 以期为生物材料的设计提供新思路。
微纳米结构 骨再生 生物材料 micro-/nano-structure bone regeneration biomaterial 光子学报
2023, 52(11): 1106003
1 四川大学电子信息学院，四川 成都 610065
2 西南石油大学机电工程学院，四川 成都 610500
针对扩展卡尔曼滤波算法在摄像机标定优化应用中，滤波精度较大程度地依赖于噪声协方差矩阵的准确性这一问题，提出了一种基于自适应扩展卡尔曼滤波算法的摄像机标定优化方法。以所检测到的二维棋盘格标靶上特征点的图像坐标作为自适应扩展卡尔曼滤波算法的观测量，摄像机的内、外参数作为状态量，将观测图像上的特征点进行逐点滤波运算，过程和观测噪声协方差矩阵在迭代过程中随着观测值和预测值之间新息的变化而更新，从而优化对应的摄像机参数。实验结果表明，经本文算法优化后获得的摄像机内、外参数具有较小的重投影误差，USB相机和工业相机的标定结果较张正友标定法分别提升了61.17%和12.17%，所提算法较无迹卡尔曼滤波算法和扩展卡尔曼滤波算法在噪声环境下具有更高的标定精度和更好的鲁棒性。
机器视觉 摄像机标定 扩展卡尔曼滤波 新息 自适应 重投影误差 光学学报
2023, 43(23): 2315002
1 中国原子能科学研究院北京 102413
2 中国计量科学研究院北京 100029
为分析三双符合比-切伦科夫（TDCR (Triple-to-double Coincidence Ratio)-切伦科夫）方法中壁效应对效率计算的影响。首先，对β粒子在溶液到瓶壁过程的输运进行分段分析，得到不同能量的粒子在不同材料中的沉积能谱与所产生的切伦科夫光子数的关系式，并对其进行了计算上的简化，进一步完善TDCR-切伦科夫效率的计算模型；之后利用Geant4计算了β在介质和瓶壁中的沉积谱，得到考虑了壁效应的切伦科夫光子数与β能量的关系曲线以用于对核素的效率计算；最后开展了多种纯β核素的实验测量以验证考虑壁效应后的计算模型的准确性。结果显示：考虑壁效应后的TDCR-切伦科夫方法与液闪方法的结果在不确定度范围内一致，且对高能β核素，其结果与液闪之间的相对偏差由原方法的0.47%降低至0.02%（90Y），0.64%降低至-0.16%（32P），表明考虑壁效应后的TDCR-切伦科夫方法对高能β核素的测量结果更准确。
TDCR 切伦科夫 壁效应 放射性活度 TDCR Čerenkov Wall effect Activity
1 中国电子科技集团公司光电研究院, 天津
2 中国人民解放军96712部队, 江西 景德镇
基于末敏弹用毫米波辐射计的工作原理, 分析研究了毫米波辐射计的烟幕干扰机理、干扰材料发射率测试原理及方法。在缩比的小铁板上方动态施放筛选的高发射率干扰材料, 小铁板的辐射信号急剧减弱。测试结果表明, 采用由高发射率干扰材料布设形成的烟幕干扰毫米波辐射计是可行的。
末敏弹 毫米波辐射计 烟幕干扰 测试方法 terminal sensitive projectile millimeter wave radiometer smoke screen jamming testing method
Author Affiliations
Abstract
1 School of Mechanical and Precision Instrument Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China
2 Center for Atmospheric Research, University of Nova Gorica, SI-5000 Nova Gorica, Slovenia
The multilongitudinal mode (MLM) high-spectral-resolution lidar (HSRL) based on the Mach–Zehnder interferometer (MZI) is constructed in Xi’an for accurate measurements of aerosol optical properties. The critical requirement of the optimal match between the free spectral range of MZI and the longitudinal mode interval of the MLM laser is influenced by the laboratory temperature, pressure, and vibration. To realize the optimal separation of aerosol Mie scattering signals and molecular Rayleigh scattering signals excited by the MLM laser, a self-tuning technique to dynamically adjust the optical path difference (OPD) of the MZI is proposed, which utilizes the maximum ratio between the received power of the Mie channel and Rayleigh channel as the criterion of the OPD displacement. The preliminary experiments show the feasibility of the MLM-HSRL with self-tuning MZI and the stable performance in the separation of aerosol Mie scattering signals and molecular Rayleigh scattering signals.
high-spectral-resolution lidar aerosol optical properties multilongitudinal mode laser self-tuning Mach–Zehnder interferometer Chinese Optics Letters
2023, 21(3): 030101
