杨雪 1,2杨成娟 1,2,*佟浩 3,4戚慧敏 1,2[ ... ]杨振 1,2
作者单位
摘要
1 天津大学机械工程学院,天津 300072
2 天津大学机械工程学院机构理论与装备设计教育部重点实验室,天津 300072
3 清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室,北京 100084
4 清华大学精密/超精密制造装备与控制北京市重点实验室,北京 100084
激光电解复合加工是将激光加工与电化学加工相结合的复合加工方法,可用于加工硬质导电材料,具有加快电化学溶解速率、避免重铸层和提高表面质量等优势。笔者提出了一种管电极耦合激光电解复合加工工艺,利用设计的管电极实现了激光能量与电化学能量在管电极内部的同轴传导以及在加工间隙处的可控耦合,所提工艺适用于高品质超大深径比小孔的加工。基于激光与电化学能量在加工间隙处的可控调节,提出了以激光加工为主导和以电化学加工为主导的耦合作用机制。通过分析激光辐照区温升对电解质电导率、电流密度、液相传质和电化学溶解速率的影响,以及电解产生的气泡和杂质等对激光能量的影响,建立了激光电解复合加工的材料去除模型,并进行了初步的激光电解复合加工仿真分析与实验研究。
激光技术 电解加工 理论模型 耦合机制 高深径比 深孔 
中国激光
2024, 51(16): 1602402
罗亦杨 1,*†吴壮 1†刘雨松 2姚珧 1[ ... ]沈平 3
作者单位
摘要
1 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044
2 华中科技大学光学与电子信息学院,湖北 武汉 430074
3 南方科技大学电子与电气工程系,广东 深圳 518055
随着超快激光应用需求的不断增长,激光控制技术正面临越来越多的挑战,超短脉冲操控研究亟待取得进一步的突破与发展。在激光器谐振腔增益、色散、损耗、非线性等效应共同作用下,多脉冲展现出比单脉冲更为丰富的动力学现象。研究表明其内部脉冲间距、相对相位、脉冲个数等参量具有高度可控性,为提升多脉冲的操控维度提供了新思路。本文从超快激光多脉冲的操控机理出发,介绍了多脉冲动力学、实时观测技术及激光器控制方法,重点综述了基于增益调制、偏振控制、色散调控、光机械效应等多脉冲操控方案,分析了各方案的性能,并展望了多脉冲操控技术的发展前景。
超快激光 超短脉冲 多脉冲束缚态 脉冲操控 锁模激光器 
激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0314002
李恪 1梁家平 1姚瑶 1,*张杨 2[ ... ]刘涛 3
作者单位
摘要
1 汕头大学 工学院,广东 汕头 515063
2 海军研究院,北京 100161
3 海军工程大学 电子工程学院,湖北 武汉430033
激光致声技术可以将空气中的激光信号转化为水下的水声信号,将两种最佳信道高效地结合起来,从而解决空中-水下跨界通信问题。为了提高激光致声跨界通信的保密性和光声转化效率,采用了数值计算方法对不同条件下,激光在海面三维散射特性和透射特性进行了研究。首先,为了提高仿真计算的准确性,建立了三维激光海面散射场的数学模型。其次,采用数值计算方法求解三维激光海面散射的表面积分方程,并根据入射光波的特点,对入射界面进行强、弱区划分,以提高计算效率。最后,通过室内模拟试验对仿真结果进行了验证。研究结果表明,入射角度对于汽化激光致声通信的保密性和效率有着重要的影响,为后续的系统设计和相关应用研究提供了有意义的参考。
跨界通信 激光致声 预条件共轭梯度法 汽化机制 数值特性 转换效率 transboundary communication optical-to-acoustic preconditioned conjugate gradient method vaporization mechanism numerical characteristics conversion efficiency 
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230100
Author Affiliations
Abstract
1 Terahertz Technology Innovation Research Institute, Terahertz Spectrum and Imaging Technology Cooperative Innovation Center, Shanghai Key Laboratory of Modern Optical System, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
2 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
3 Tera Aurora Electro-optics Technology Co., Ltd., Shanghai 200093, China
4 Shanghai Institute of Intelligent Science and Technology, Tongji University, Shanghai 200092, China
This work presents a brief review of our recent research on an antiresonant mechanism named core antiresonant reflection (CARR), which leads to a broadband terahertz (THz) spectrum output with periodic dips at resonant frequencies after its transmission along a hollow-core tubular structure (e.g., a paper tube). The CARR theory relies only on parameters of the tube core (e.g., the inner diameter) rather than the cladding, thus being distinct from existing principles such as the traditional antiresonant reflection inside optical waveguides (ARROWs). We demonstrate that diverse tubular structures, including cylindrical, polyhedral, spiral, meshy, and notched hollow tubes with either transparent or opaque cladding materials, as well as a thick-walled hole, could indeed become CARR-type resonators. Based on this CARR effect, we also perform various applications, such as pressure sensing with paper-folded THz cavities, force/magnetism-driven chiral polarization modulations, and single-pulse measurements of the angular dispersion of THz beams. In future studies, the proposed CARR method promises to support breakthroughs in multiple fields by means of being extended to more kinds of tubular entities for enhancing their interactions with light waves in an antiresonance manner.
antiresonance core cladding tubular structure application 
Chinese Optics Letters
2023, 21(11): 110005
Author Affiliations
Abstract
Fudan University, Key Laboratory of Micro and Nano Photonic Structures (Ministry of Education) and Department of Physics, State Key Laboratory of Surface Physics, Shanghai, China
Dynamically controlling terahertz (THz) waves with an ultracompact device is highly desired, but previously realized tunable devices are bulky in size and/or exhibit limited light-tuning functionalities. Here, we experimentally demonstrate dynamic modulation on THz waves with a dielectric metasurface in mode-selective or mode-unselective manners through pumping the system at different optical wavelengths. Quasi-normal-mode theory reveals that the physics is governed by the spatial overlap between wave functions of resonant modes and regions inside resonators perturbed by pump laser excitation at different wavelengths. We further design/fabricate a dielectric metasurface and experimentally demonstrate that it can dynamically control the polarization state of incident THz waves, dictated by the strength and wavelength of the pumping light. We finally numerically demonstrate pump wavelength-controlled optical information encryption based on a carefully designed dielectric metasurface. Our studies reveal that pump light wavelength can be a new external knob to dynamically control THz waves, which may inspire many tunable metadevices with diversified functionalities.
dynamic metasurfaces terahertz quasi-normal-mode theory optical pumping 
Advanced Photonics
2023, 5(2): 026005
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中北大学仪器与电子学院, 山西 太原 030000
3 中国科学院合肥物质科学研究院核能安全技术研究所, 安徽 合肥 230031
传统的光子层析方法难以适用于含有大量重金属遮挡物的对象中。本研究拟从光子层析的视觉特征出发, 通过针对层析投影开展基于无监督学习的像素预测, 构建了基于金属遮挡物周边信息的编码器, 以生成受遮挡区域结构。同时, 在生成对抗网络架构的基础上, 将编码器作为生成网络, 并构建判别器用于编码器的训练。研究表明, 基于像素预测的重构方法能够实现金属结构覆盖区域内光子层析信息的再合成, 并且合成结果能够准确反映真实的物体的内部细节。这表明基于像素预测的重构方法能够有效降低物体内金属结构对层析结果的影响。
图像处理 快速重构方法 像素预测 无监督学习 image processing fast reconstruction method pixel prediction unsupervised learning 
量子电子学报
2022, 39(4): 558
作者单位
摘要
1 河北大学 物理科学与技术学院,河北 保定 071002
2 河北省半导体照明与显示关键材料重点实验室,河北 保定 071000
白光发光二极管(LED)在固态照明中应用广泛,其中蓝色荧光粉因发挥十分重要的作用而成为当前研究的热点。本文采用高温固相法合成了KYBaSi2O7∶Bi3+蓝色荧光粉,研究了材料的发光特性。结果显示,在370 nm光激发下,KYBaSi2O7∶Bi3+呈现出覆盖380~600 nm、主峰位于418 nm的不对称宽带发射;Bi3+离子的发光存在浓度猝灭现象;温度升高时,材料表现出了较好的温度稳定性,在400 K时仍能保持64%的初始强度。此外,将其和商用荧光粉以及370 nm的近紫外芯片结合制成了白光LED,其色坐标为(0.368 2,0.398 1),色温为4 463 K,表明利用该材料可以实现近紫外基白光LEDs。
发光 荧光粉 KYBaSi2O7∶Bi3+ luminescence phosphor KYBaSi2O7∶Bi3+ 
发光学报
2022, 43(7): 1078
作者单位
摘要
1 重庆大学生物工程学院, 重庆 400044
2 泸州老窖股份有限公司, 四川 泸州 646000
3 中国食品发酵工业研究院有限公司, 北京 100015
基于中红外光谱分析技术对浓香型白酒原酒中总酸及己酸乙酯的关键指标含量进行检测分析, 采用标准正态变换(SNV)方法对数据进行预处理, 结合组合间隔偏最小二乘波段选择法(SiPLS)及遗传算法(GA)对各指标的特征吸收波长进行筛选, 最终采用偏最小二乘法(PLS)建立分析模型, 通过决定系数R2、 预测标准偏差(RMSEP)、 性能和标准差之比(RPD)以及实际生产的独立测试样品对所建模型效果进行评价, 探索中红外光谱分析技术结合波段筛选用于白酒原酒关键指标的定量分析效果。 结果表明: 采用中红外全光谱397~4 000 cm-1波段所建模型效果并不理想, 总酸及己酸乙酯模型的RMSEP值分别达到0.156及0.981, R2仅有0.666及0.453, RPD值为1.731及1.213, 代表模型整体的相关拟合效果并不理想, 预测误差较大, 无法应用于实际生产。 而采用GA在SiPLS波段优化基础上进一步进行特征变量筛选后, 所建模型效果有了非常显著的提升, 总酸及己酸乙酯两项指标的GA-SiPLS模型均体现出了较高的预测精度, R2分别提升到了0.993及0.997, RMSEP值分别降低到0.023及0.077, RPD值提升至11.739及15.455, 变量数也分别从935个降低到55及40个, 在保留关键信息变量, 体现原酒中总酸及己酸乙酯指标特征吸收的同时, 有效减轻了模型的复杂程度, 同时提高了模型运算速度及预测效果, 充分体现了波段筛选对于中红外光谱分析技术应用于白酒原酒关键指标定量分析的重要性, 也说明了中红外光谱技术结合波段筛选在白酒品质控制及原酒成分分析中的巨大潜力。 考虑到白酒成分复杂, 大部分关键品质指标含量相对较低, 而中红外吸收区域的基频吸收强度具有比倍频、 合频吸收强数十倍的特点, 中红外光谱可能比其余光谱技术更适用于白酒液体样品的快速分析, 为白酒酿造过程的品质控制提供技术借鉴, 同时为酒类品质的快速分析方法开拓提供新的思路。
白酒 中红外光谱分析技术 定量分析 波段筛选 Chinese spirits Mid-infrared spectroscopy analysis technology Quantitative analysis Band selection 
光谱学与光谱分析
2022, 42(3): 764
Author Affiliations
Abstract
1 High-Frequency High-Voltage Device and Integrated Circuits R&D Center, Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
2 Key Laboratory of Science and Technology on Silicon Devices, Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 Department of Chemistry, City University of Hong Kong, Hong Kong 999077, China
Strong C–C bonds, nanoscale cross-section and low atomic number make single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) a potential candidate material for integrated circuits (ICs) applied in outer space. However, very little work combines the simulation calculations with the electrical measurements of SWCNT field-effect transistors (FETs), which limits further understanding on the mechanisms of radiation effects. Here, SWCNT film-based FETs were fabricated to explore the total ionizing dose (TID) and displacement damage effect on the electrical performance under low-energy proton irradiation with different fluences up to 1 × 1015 p/cm2. Large negative shift of the threshold voltage and obvious decrease of the on-state current verified the TID effect caused in the oxide layer. The stability of the subthreshold swing and the off-state current reveals that the displacement damage caused in the CNT layer is not serious, which proves that the CNT film is radiation-hardened. Specially, according to the simulation, we found the displacement damage caused by protons is different in the source/drain contact area and channel area, leading to varying degrees of change for the contact resistance and sheet resistance. Having analyzed the simulation results and electrical measurements, we explained the low-energy proton irradiation mechanism of the CNT FETs, which is essential for the construction of radiation-hardened CNT film-based ICs for aircrafts.
Journal of Semiconductors
2021, 42(11): 112002
王超 1,2姚尧 1文政绩 1,2郝加明 1,*[ ... ]戴宁 1,4,5
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室, 上海  200083
2 中国科学院大学,北京  100049
3 上海师范大学 数理学院 物理系,上海  200234
4 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院,浙江 杭州  310024
5 江苏省光伏科学与工程协同创新中心,江苏 常州  213164
传统外延阻挡杂质带探测器由于其材料物性和特殊的结构设计存在很强的反射,这些能量损失非常不利于器件的探测性能。报道了一种类光栅双层超构表面微结构阵列,并将此人工微结构引入到外延阻挡杂质带红外探测器以抑制对入射光的反射。实验结果显示,具有超构表面微结构阵列的器件在波长30 μm处反射率低于3%,在25.3~32.2 μm波段范围内反射率低于20%。同时,该超表面减反微结构对入射光的偏振还具有很强的选择性,符合第四代焦平面发展需求。
阻挡杂质带 红外探测器 减反 双层超表面 blocked impurity band infrared detector antireflection bilayer metasurfaces 
红外与毫米波学报
2021, 40(4): 459

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