1 无锡商业职业技术学院智能装备与汽车工程学院，江苏 无锡 214153
2 盐城工学院材料科学与工程学院，江苏 盐城 224001
利用高导电性的氮化钛纳米线作为聚苯胺的生长基质，有效减少电极材料的电荷传输电阻，提升聚苯胺的超级电容储能性能。以碳纤维作为柔性基底，采用晶种辅助水热结合电化学聚合法制备了柔性聚苯胺/氮化钛纳米线电极材料(PANI/TiN)，电极材料呈现高度有序的同轴核壳纳米线结构，且纳米线之间彼此分离，有利于电解液离子的传输，提升储能性能。电流密度为1 A/g时，比电容为403 F/g；电流密度从0.5 A/g增加到10.0 A/g时，比电容保持率为初始容量的53.4%，电流密度为5 A/g时，循环充放电1 000次后PANI/TiN的电容保持率为79.1%，与PANI相比均有较大提升，表明PANI/TiN具有较好的电化学储能性质。以PANI/TiN电极材料为电极构建柔性全固态对称型超级电容器(PANI/TiN//PANI/TiN)考察其应用性。PANI/TiN//PANI/TiN柔性超级电容器在电流密度为1 A/g时，比电容可达100.2 F/g，且在不同角度弯曲后比电容无明显衰减。当功率密度为500 W/kg时，能量密度可达50.1 W?偸h/kg，且1个单元的该超级电容器可驱动红色(1.8 V)发光二极管，具有较为广阔的应用前景。
聚苯胺 氮化钛 纳米线 柔性电极 全固态超级电容器 polyaniline titanium nitride nanowire flexible electrode all-solid-state supercapacitor
1 贵州电网有限责任公司 生产技术部，贵阳 550002
2 贵州电网有限责任公司 输电运行检修分公司，贵阳 550002
为了提升山区环境里无人机进行扫描时的飞行测量有效性和飞行效率，提出了一种结合传感器测量特性的路径规划方法，以激光传感器的最大测量距离和角度、飞行效率、巡检目标位置为约束，通过求解规划方程得到飞行的轨迹，从而保证无人机山区环境巡检的安全和效率。结果表明，结合Velodyne VLP-16，RS-LiDAR-16，HDL-32E 3种激光传感器的最大测量距离d以及测量角度θ等特性进行路径规划，规划优化效果分别达到了7.58%,11.18%,13.33%。该研究验证了山区激光扫描路径规划方法的有效性和正确性。
激光技术 无人机 激光传感器特性 路径规划 laser technique unmanned aerial vechicle laser sensor features path planning
1 中国船舶重工集团公司 第七一八研究所, 河北 邯郸 056027
2 空军驻长春地区军事代表室, 长春 130000
为实现激光束形状的二维整形,同时灵活适应入射光束发散角、尺寸等参数的变化,提高光束质量,提出了一种适用于大长宽比、变发散角的激光束二维变焦整形方法。该方法利用光线变换矩阵方法分析光路,采用柱透镜、球透镜对光束进行二维变焦整形,通过镜片位置和间距的动态调节,实现对光束在x，y两个维度上的尺寸、发散角共四个参数各自独立的调整,实时校正激光束的低阶像差,使出射光束始终保持为预定状态。试验研究表明,该方法具有光路结构简单、综合像差小、调节范围大等优点,能够显著改善高功率激光器的光束质量,尤其适用于具有大长宽比增益区的板条激光器和化学激光器的输出光束整形。
激光器 二维变焦整形 大长宽比光束 变发散角 光线变换矩阵 低阶像差 laser two-dimensional zooming beam shaping large strip beam variable divergence angle beam transform matrix lower order aberration 强激光与粒子束
2017, 29(7): 071003
中国船舶重工业集团公司 第七一八研究所, 河北 邯郸 056027
针对变形镜自身受强激光辐照后热变形问题, 利用ANSYS的多物理模型建立了变形镜的热机械模型并进行了计算。针对受强激光辐照后变形镜吸收了部分热量并产生了0.9 μm的变形量, 根据该变形镜热畸变分布特征, 提出了一种利用补偿镜对热畸变进行补偿的方法, 即在一个薄型镜面背后用一些约束头固定构成补偿镜, 放置在变形镜的后续光路中。约束头在补偿镜上的位置与极头在变形镜上的位置对应错开分布。对三种不同形状约束头的补偿镜进行了计算, 补偿后综合变形量降低到0.35, 0.32和0.40 μm。利用光束传输因子(BPF)对理想光束通过补偿镜后的效果进行评价, 结果表明通过三种补偿镜后BPF值从0.906提高到了0.966, 0.971和0.957。进一步的计算表明, 补偿效果受约束头尺寸的影响较小。
变形镜 热变形 波前畸变补偿 强激光辐照 补偿镜 deformable mirror thermal deformation wavefront aberration compensation high energy laser radiation compensation mirror 强激光与粒子束
2015, 27(1): 011010
中国船舶重工集团公司 第七一八研究所, 河北 邯郸 056027
论述了光机热集成分析方法原理及接口多项式，并将其应用于某激光器光学系统进行光机热集成分析。该分析方法首先对光学系统进行热分析、结构有限元分析计算，获取激光辐照下光学元件表面的结构变形；其次，对有限元计算的光学元件变形结果数据进行Zernike面形拟合处理；最后将变形后的光学表面导入到通用光学设计分析软件，分析激光器光学系统变形后产生的各类光学像差。结果表明：利用集成分析方法能够分析光学元件产生热变形对激光系统成像质量造成的影响，为光学系统设计提供参考。
光学系统 光机热集成分析 Zernike多项式 热畸变 波面拟合 optical system thermal-structural-optical (TSO) integrated analys Zernike polynomial thermal deformation wavefront fitting 强激光与粒子束
2013, 25(11): 2851
1 天津大学 精密仪器与光电工程学院， 天津 300072
2 中国船舶重工集团公司 第七一八研究所， 河北 邯郸 056027
为满足高能激光从谐振腔真空室到大气环境的输出要求，减小窗口热变形对输出激光束性能的影响，提出了一种通过旋转固体窗口降低其受辐照功率密度的解决方案。该方案通过大力矩空心直流电机带动固体窗口匀速转动，并采用高精度动密封圈隔离真空和大气，使得强激光对CaF2窗口的辐照均匀化，从而大大减小CaF2窗口的温度梯度和应力，极大改善了输出光束性能，并有效避免了长时间出光时CaF2窗口炸裂现象的发生。研究结果表明：该方案具有体积小、重量轻、结构紧凑、使用方便和性能可靠等优点，可有效改善激光器输出光束质量，使高能激光长时间输出成为可能。
转动窗口 高能激光 光束质量 长时间运行 热变形 rotating window highenergy laser beam quality longtime running thermal deformation
中国船舶重工集团公司第七一八研究所, 河北邯郸 056027
电激励连续波 DF化学激光器使用质量流量控制器作为流量监控系统时, 对其输出功率与 N2气、主 He、NF3气、副 He、 D2气的流量关系进行了研究。考虑到激光器的输出不稳定性和功率计的测量误差, 实现了激光器基模最大输出功率约为12.5W, 连续运行时间约 30 min。并与使用浮子流量计做为流量监控系统的同一激光器的输出功率进行了比较, 结果显示, 使用质量流量控制器时, 流量稳定性更高, 激光器可以输出更高功率, 且具有更好的功率稳定性。
化学激光器 流量 输出功率 功率稳定性 chemical laser flux output power power stability
教育部现代光学技术重点实验室，苏州大学信息光学工程研究所，苏州 215006
提出了一种实现消色散光变图像的二元光学方法．以不同取向的狭缝光阑作为目标物光场，采用迭代傅里叶变换算法计算得到具有定向衍射特性的二元位相结构，并作为光变图像的微结构．面向不同图形结构的光变图像，给出了两种不同的数据方案．利用自行研制的激光直写系统以逐图形方式和矢量化直写工作方式分别光刻不同结构的光变图像，位相结构的线宽为2μm．实验结果表明，定向衍射二元光学位相结构具有消色散特征，且适合于热压复制工艺，为制造消色散光变图像提供了一种新方法．
二元光学 光变图像 激光直写 消色散 Binary optics Optical variable device Photolithography Achromatic
1 Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031
2 Sichuan University, Chengdu 610061
Chinese Journal of Lasers B
1996, 5(2): 97
