崔悦 1,3王睿星 1,3,*马特 1,3袁武 1,2,3[ ... ]黄晨光 3
作者单位
摘要
1 中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室,北京 100190
2 中国科学院力学研究所空天飞行高温气动国家重点实验室,北京 100190
3 中国科学院大学工程科学学院,北京 100049
高速气流作用下激光辐照结构诱导的热-力响应相似关系,因涉及多物理场之间的强耦合而非常复杂。笔者采用近似等效方法,将切向气流的作用等效为金属平板结构的力载荷和热载荷边界条件,建立了该耦合问题的无量纲控制方程,并结合主控因素分析,推导出了适用于高速气流与激光联合作用下的金属平板热-力响应特性的相似关系与尺度律。采用高速气流下强激光辐照金属平板的流-热-固多场耦合数值算例对该尺度律进行考核验证,结果表明:不同缩比率及不同马赫数条件下,满足该相似关系的缩比模型与原模型之间的热-力响应误差均在1%之内。本研究为高速气流条件下激光辐照缩比模型近似等效试验的开展奠定了理论基础。
激光技术 尺度律 方程分析法 金属平板 多场耦合 热-力响应 
中国激光
2024, 51(12): 1202103
马特 1,2王江涛 1,2袁武 1,2,3宋宏伟 1,2,3,*王睿星 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室,北京 100190
2 中国科学院大学工程科学学院,北京 100049
3 中国科学院力学研究所空天飞行高温气动国家重点实验室,北京 100190
建立了一种适用于强激光辐照面的高温原位观测方法,并开展了高速风洞内的激光辐照实验,获得了典型金属材料与复合材料在超声速切向气流条件下的瞬态烧蚀与破坏行为;此外,基于Horn-Schunck光流法分析了各典型材料的烧蚀特征与质点的运动速度,基于粒子图像测速法并结合复合材料铺层结构特征获得了瞬时烧蚀速度。研究结果表明,各材料的动态烧蚀行为有很大差异:在切向气流作用下,熔融态钛合金的流动模式从燕尾状转变为羽翼状,而镍基高温合金则呈雨滴状流动。基于Kelvin-Helmholtz机制分析了切向气流作用下不同金属材料击穿时间存在差异的原因。超高温陶瓷复合材料的热化学烧蚀和机械剥蚀特征与编织结构类型密切相关,并且高激光功率密度条件下的抗激光烧蚀性能与碳纤维含量成正比。
激光技术 激光破坏效应 原位观测技术 瞬态烧蚀形貌 超声速切向气流 光流法 
中国激光
2023, 50(16): 1602201
王睿星 1,3王喆 4马特 1,3崔悦 1,3[ ... ]宋宏伟 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 中国科学院 力学研究所 流固耦合系统力学重点实验室,北京 100190
2 中国科学院 力学研究所 空天飞行高温气动国家重点实验室,北京 100190
3 中国科学院大学 工程科学学院,北京 100049
4 上海宇航系统工程研究所,上海 201109
为了明确高速气流对C/SiC复合材料激光烧蚀行为的影响机制,开展了不同环境下强激光对C/SiC复合材料的烧蚀对比实验研究。利用激光器与高速风洞联合实验平台,完成了静态以及Ma 1.8,Ma 3.0,Ma 6.0气流环境下2D与3DN C/SiC复合材料激光烧蚀实验。结果表明,与静态环境相比,高速气流对C/SiC复合材料的激光烧蚀行为产生了显著的影响,气流的冲刷使得烧蚀坑呈现出更宽、更深、更光滑的变化趋势。随着气流速度的增长,线烧蚀速率与质量烧蚀速率逐渐增大,主要原因为当地静压降低引起的升华速率增大,以及动压增大引起的剥蚀速率增大。此外,通过实验对比了不同构型对C/SiC激光烧蚀行为的影响。结果表明:2D C/SiC复合材料由于厚度方向更低的导热能力、更低的孔隙率等原因,其在不同环境条件下抗烧蚀能力均强于3DN C/SiC复合材料。
C/SiC复合材料 激光辐照 高速气流 烧蚀行为 C/SiC composite laser irradiation high-speed airflow ablation behaviors 
强激光与粒子束
2023, 35(5): 051002
作者单位
摘要
1 海装驻芜湖地区军代表室,安徽芜湖24000
2 海装驻南京地区第三军代表室,南京10016
3 中国电子科技集团公司第五十五研究所,南京210016
概述了数字微光夜视技术的发展历程,阐述了目前基于数字图像处理技术的主流数字微光探测产品的探测机制和成像特点。介绍且对比了不同应用场合下各类探测器的优势和劣势,分析了数字微光探测技术未来发展方向和主要行业的应用前景。
微光夜视 数字微光探测 数字图像处理 low⁃light level night vision digital low⁃light level detection digital image processing 
光电子技术
2022, 42(1): 72
作者单位
摘要
1 海军装备部驻南京地区第三军事代表室,南京2006
2 中国电子科技集团公司第五十五研究所,南京10016
投影显示技术中光学引擎是重要组成部件,其关键参数(光效、均匀性等)直接影响系统的最终性能指标。研究采用发光二极管作为照明光源,菲涅尔透镜作为匀光器件,设计了高光效、高均匀的照明光路,为后续的研究提供了参考。
投影显示技术 发光二极管 菲涅尔透镜 projection display technology LED Fresnel lens 
光电子技术
2022, 42(2): 133
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Electronic Engineering, The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong, China
2 Department of Biomedical Engineering, The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong, China
Integrated spectrometers with both wide optical bandwidths and high spectral resolutions are required in applications such as spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT). Here we propose a compact integrated scanning spectrometer by using a tunable micro-ring resonator (MRR) integrated with a single arrayed waveguide grating for operation in the 1265–1335-nm range. The spectral resolution of the spectrometer is determined by the quality factor of the MRR, and the optical bandwidth is defined by the free spectral range of the arrayed waveguide grating. The spectrometer is integrated with on-chip germanium photodetectors, which enable direct electrical readout. A 70-nm optical bandwidth and a 0.2-nm channel spacing enabled by scanning the MRR across one free spectral range are demonstrated, which offer a total of 350 wavelength channels with 31-kHz wavelength scanning speed. The integrated spectrometer is applied to measure different spectra and the interference signals from an SD-OCT system, which shows its great potential for future applications in sensing and imaging systems.
Photonics Research
2022, 10(5): 05000A74
Author Affiliations
Abstract
1 School of Science, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China
2 College of Physics and Electronic Engineering, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China
3 Center for Micro- and Nanoscale Research and Fabrication, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
In this paper, we propose two kinds of composite structures based on the one- and two-dimensional (1D&2D) gold grating on a gold film for plasmonic refractive index sensing. The resonance modes and sensing characteristics of the composite structures are numerically simulated by the finite-difference time-domain method. The composite structure of the 1D gold semi-cylinder grating and gold film is analyzed first, and the optimized parameters of the grating period are obtained. The sensitivity and figure of merit (FOM) can reach 660 RIU/nm and 169 RIU–1, respectively. Then, we replace the 1D grating with the 2D gold semi-sphere particles array and find that the 2D grating composite structure can excite strong surface plasmon resonance intensity in a wider period range. The sensitivity and FOM of the improved composite structure can reach 985 RIU/nm and 298 RIU–1, respectively. At last, the comparison results of the sensing performance of the two structures are discussed. The proposed structures can be used for bio-chemical refractive index sensing.
Surface plasmon refractive index sensor grating 
Photonic Sensors
2020, 10(4): 375
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, Quantum Institute for Light and Atoms, Department of Physics, East China Normal University, Shanghai 200062, China
2 School of Electronic Science and Applied Physics, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
3 Department of Physics, Indiana University-Purdue University Indianapolis, Indianapolis, Indiana 46202, USA
4 School of Physics and Astronomy, and Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
5 e-mail: chyuan@phy.ecnu.edu.cn
6 e-mail: lqchen@phy.ecnu.edu.cn
Atom–light interface is at the core of quantum metrology and quantum information science. Associated noises during interaction processes are always inevitable and adverse. In this paper, we perform the stimulated Raman scattering (SRS) in a hot Rb87 vapor cell and demonstrate the reduction of related noises originated from mode mismatch via optimizing the temporal waveform of the input seed. By using the seed with the optimized mode, the intensity fluctuation of the signal field generated in atom–light interaction is decreased by 4.3 dB. Furthermore, the fluctuation of the intensity difference between the signal and atomic spin wave is reduced by 3.1 dB. Such a temporal mode-cleaning method can be applied to improve the precision of atom interferometry using SRS and should be helpful for quantum information processing based on an atom–light correlated system.
Photonics Research
2020, 8(11): 11001697
武媛 1,2,*王冰洁 1,2王云才 1,2
作者单位
摘要
1 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024
2 太原理工大学物理与光电工程学院光电工程研究所, 山西 太原 030024
混沌激光作为激光器输出不稳定性的一种特殊形式,具有类噪声宽频谱的特性。近年来,随着人们对混沌激光特性的掌握和控制,混沌激光应用受到了研究者们的广泛关注。结合国内外研究现状,阐述了混沌激光在高速真随机密钥产生、混沌保密通信和混沌密钥分发、混沌激光雷达和混沌光时域反射仪、混沌超宽带脉冲(UWB)信号产生、相干长度可调谐光源以及混沌计算方面应用的研究热点、研究进展以及未来发展方向。
激光技术 混沌激光 随机数 保密通信 激光雷达 光时域反射仪 混沌超宽带脉冲信号 相干长度 
激光与光电子学进展
2015, 52(6): 060005
作者单位
摘要
中国科学院 力学研究所, 流固耦合系统力学重点实验室, 北京 100190
实验研究了CW激光辐照铝合金薄板的热力响应过程,利用三维数字图像相关技术(3D-DIC)结合红外测温系统对整个过程的变形场和温度场实现了全场实时测量。分析了入射激光功率对变形场和温度场的影响,发现变形和温度均随入射激光功率线性增长。建立了三维有限元模型对实验过程进行模拟,模拟结果与实验结果吻合较好,验证了有限元模型的可靠性。3D-DIC结合红外测温系统可以很好地对激光破坏试验中的靶体变形场和温度场进行实时测量,是一种很有效的实验测量手段。
激光辐照 三维数字图像相关技术 红外测温 变形场 温度场 laser irradiation 3D-DIC infrared measurement deformation field temperature field 
强激光与粒子束
2014, 26(11): 111012

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