作者单位
摘要
1 南京理工大学理学院,江苏 南京 210094
2 中国商飞上海飞机制造有限公司,上海 201324
通过测量板状材料中Lamb波的频散曲线可以反演出材料的特性参数,因而这种方法在材料表征、评价和无损检测等领域具有广阔的应用前景。基于移动激光源法测量了薄板中Lamb波的频散曲线,通过高速转镜使聚焦的激光线源在样品表面以与相应Lamb波模式匹配的速度移动,当激光移动速度与Lamb波相速度一致时,可以以较高的效率激发出此Lamb波模式。通过改变转镜的转速,即改变激光线源的移动速度,记录不同移动速度下所激发的Lamb波频谱,可以得到Lamb波的频散曲线。在此基础上,结合粒子群优化算法反演了铝板以及聚苯乙烯板中的纵波波速与横波波速。在仿真中,开展了不同模式和频厚积处频散特性对材料参数的敏感度分析,并比较了不同噪声水平下以及不同模态频散数据选取所对应的拟合效果,讨论了2500~4000 m/s相速度区间基于频散曲线的反演敏感度问题。最终基于移动激光源实验中所提取的铝板中Lamb波的频散数据进行参数反演,结果显示,纵波声速和横波声速的反演误差均小于1.5%,证明了该方案的有效性。
测量 激光超声 参数反演 移动连续激光源 粒子群优化算法 
中国激光
2024, 51(8): 0804006
作者单位
摘要
西安理工大学 自动化与信息工程学院,西安 710048
液晶空间光调制器(LC-SLM)通过对液晶折射率的调制来实现对光程的控制,在自适应光学中起着重要的作用。文章梳理了国内外LC-SLM的发展现状,对LC-SLM的工作原理和相位标定原理进行了详细介绍,针对LC-SLM在自适应光学中的应用,对国内外LC-SLM关键技术研究状况进行了讨论,分析总结了西安理工大学在该领域的实验研究。最后展望了LC-SLM的应用前景。
自适应光学 液晶空间光调制器 波前畸变校正 adaptive optics LC-SLM wavefront distortion correction 
光通信研究
2024, 50(2): 22007301
Author Affiliations
Abstract
1 Chinese Academy of Sciences, GBA branch of Aerospace Information Research Institute, Guangzhou, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
A 60-mW solid-state deep ultraviolet (DUV) laser at 193 nm with narrow linewidth is obtained with two stages of sum frequency generation in LBO crystals. The pump lasers, at 258 and 1553 nm, are derived from a homemade Yb-hybrid laser employing fourth-harmonic generation and Er-doped fiber laser, respectively. The Yb-hybrid laser, finally, is power scaling by a 2 mm × 2 mm × 30 mm Yb:YAG bulk crystal. Accompanied by the generated 220-mW DUV laser at 221 nm, the 193-nm laser delivers an average power of 60 mW with a pulse duration of 4.6 ns, a repetition rate of 6 kHz, and a linewidth of ∼640 MHz. To the best of our knowledge, this is the highest power of 193- and 221-nm laser generated by an LBO crystal ever reported as well as the narrowest linewidth of 193-nm laser by it. Remarkably, the conversion efficiency reaches 27% for 221 to 193 nm and 3% for 258 to 193 nm, which are the highest efficiency values reported to date. We demonstrate the huge potential of LBO crystals for producing hundreds of milliwatt or even watt level 193-nm laser, which also paves a brand-new way to generate other DUV laser wavelengths.
193 nm solid-state laser deep ultraviolet LBO crystal sum frequency mixing narrow linewidth 
Advanced Photonics Nexus
2024, 3(2): 026012
陈兴宇 1,2李昊 1,2陈乔雨 1,2徐海升 3[ ... ]殷杰 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国地质大学(武汉)珠宝学院,湖北 武汉 430074
2 中国地质大学(武汉)先进制造研究所,湖北 武汉 430074
3 湖北三江航天江北机械工程有限公司,湖北 孝感 432000
4 中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院,湖北 武汉 430074
5 鑫精合激光科技有限公司,北京 102200
铜铬锆(CuCrZr)作为沉淀硬化合金,以其良好的耐热性、耐腐蚀性以及优异的力学、电学和热学性能而被广泛应用于航空航天、核能化工等领域。然而,CuCrZr是当前激光增材制造(LAM)难成形材料之一,相关研究报道还很有限。本文综述了近年来激光粉末床熔融(L-PBF)制备CuCrZr合金的研究进展,重点探究了绿激光与近红外激光对成形质量的影响规律,分析了热处理及构建方向与微观组织、力学性能的内在联系,并研究了热处理对于电学、热学性能的强化机制。近红外激光制备样品的致密度波动范围大(95.5%~99.9%),绿激光制备样品的整体致密度较低但波动范围较小(96.5%~98.5%),工艺参数仍有优化空间。合金的微观组织和综合性能都存在各向异性,即沿水平方向的晶粒细小,沿垂直方向的晶粒为柱状晶粒。固溶处理会使合金的熔池边界消失并改变晶粒形态,时效处理导致合金产生沉淀并改变晶粒取向。500 ℃左右处理1~2 h的直接时效处理对力学性能的提升最大,时效处理通过降低位错密度、减少热残余应力和促进沉淀物的形成,显著增强了合金的力学性能。对电学、热学性能提升最大的热处理条件为950~1000 ℃的固溶退火处理1 h+500 ℃左右的时效硬化处理1~3 h,这是因为固溶退火+时效硬化处理降低了位错密度和残余应力,并产生了有益的沉淀物。本文总结了L-PBF制备CuCrZr合金的成形行为、微观组织和综合性能的研究进展,并对其研究前景和发展方向进行了展望。
激光增材制造 铜铬锆合金 成形行为 微观组织 综合性能 
中国激光
2024, 51(4): 0402302
作者单位
摘要
中国民航大学机器人研究所,天津 300300
民航自助行李托运系统需自动检测行李加装托盘的情况。针对已装载行李的遮挡托盘目标检测问题,提出一种基于多层骨架模型的行李托盘快速检测算法。为准确描述托盘特征,通过空托盘的三维点云模型,构建托盘的边框骨架模型与平面点线模型。在线检测时,首先,采用设计的带状特征描述和提取方法,抓取托盘边框点云,并采用提出的点线引力势能自适应迭代算法,实现平面点线模型的快速粗配准,完成托盘判别。然后,在粗配准的位姿约束下,采用基于随机采样一致性的点云迭代最近点配准,实现边框骨架模型和点云模型的精确配准,得到托盘的精确位姿。大量实际行李托盘检测的对比试验验证了算法的有效性,在托盘遮挡70%以内时,仍可保持94%的正确率,检测速度超过典型算法的6倍以上。
图像处理 三维目标检测 行李托盘 骨架模型 点云配准 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0437004
Author Affiliations
Abstract
1 Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Fiber Sensing and Communications, Institute of Photonics Technology, Jinan University, Guangzhou 510632, China
2 Microwave Photonics Research Laboratory, School of Electrical Engineering and Computer Science, University of Ottawa, Ottawa, ON K1N 6N5, Canada
An exceptional-point (EP) enhanced fiber-optic bending sensor is reported. The sensor is implemented based on parity-time (PT)-symmetry using two coupled Fabry-Perot (FP) resonators consisting of three cascaded fiber Bragg gratings (FBGs) inscribed in an erbium-ytterbium co-doped fiber (EYDF). The EP is achieved by controlling the pumping power to manipulate the gain and loss of the gain and loss FP resonators. Once a bending force is applied to the gain FP resonator to make the operation of the system away from its EP, frequency splitting occurs, and the frequency spacing is a nonlinear function of the bending curvature, with an increased slope near the EP. Thus, by measuring the frequency spacing, the bending information is measured with increased sensitivity. To achieve high-speed and high-resolution interrogation, the optical spectral response of the sensor is converted to the microwave domain by implementing a dual-passband microwave-photonic filter (MPF), with the spacing between the two passbands equal to that of the frequency splitting. The proposed sensor is evaluated experimentally. A curvature sensing range from 0.28 to 2.74 m?1 is achieved with an accuracy of 7.56×10?4 m?1 and a sensitivity of 1.32 GHz/m?1, which is more than 4 times higher than those reported previously.
exceptional-point enhanced sensitivity bending sensor parity-time symmetry. 
Opto-Electronic Advances
2023, 6(12): 230019
作者单位
摘要
1 西安理工大学 自动化与信息工程学院,陕西 西安 710048
2 西安文理学院 信息工程学院,陕西 西安 710065
3 陕西省智能协同网络军民共建重点实验室,陕西 西安 710048
光斑检测技术在现代科学研究与应用中扮演着重要角色,四象限探测器由于其具有探测灵敏度高、信号处理简单和抗干扰能力强等优点,在光斑检测技术中得到了广泛的应用,是捕获、跟踪和瞄准系统中的关键器件。首先介绍了光斑检测中常用的光斑模型和四象限探测器检测光斑原理,然后分析了国内外在四象限探测器检测光斑方面的研究成果,以及影响四象限探测器检测光斑精度的因素和常用的光斑检测算法,同时介绍了四象限探测器的光斑检测系统,包括光束对准检测系统、四象限探测器跟踪通信复合系统和微纳激光通信系统。最后,展望了光斑检测技术的发展前景。
光斑检测 四象限探测器 光斑模型 光斑检测算法 spot detection four-quadrant detector spot model spot detection algorithm 
应用光学
2023, 44(5): 927
作者单位
摘要
1 西安理工大学 自动化与信息工程学院,西安 710048
2 西安工程大学 电子信息学院,西安 710048
3 兰州理工大学 计算机与通信学院,兰州 730050
4 西安工业大学 电子信息工程学院,西安710021
5 陕西省智能协同网络军民共建重点实验室,西安 710048
为了克服大气湍流效应对无线光通信系统性能的影响,必须建立能准确描述大气折射率起伏的湍流模型。总结了国内外学者在大气湍流模型方面的研究进展,对不同大气湍流模型的理论建立进行深入分析并对比了其适用范围,同时介绍了在实际大气湍流中实验测量所建立的大气信道模型,最后对大气湍流模型的发展趋势进行了展望。
无线光通信 大气湍流效应 大气湍流模型 Kolmogorov谱 大气信道模型 wireless optical communication, atmospheric turbul 
光通信技术
2023, 47(3): 0009
作者单位
摘要
1 天津中医药大学中药制药工程学院, 天津 301617
2 天津中医药大学中药制药工程学院, 天津 301617 省部共建组分中药国家重点实验室, 天津 301617
3 扬子江药业集团江苏龙凤堂中药有限公司, 江苏 泰州 225321
水、 空气、 食品、 灰尘和排泄物中广泛存在食源性病原菌, 由此引发的感染性疾病严重危害人类健康。 因此, 开发病原菌的快速检测方法尤为必要。 由于实际样品中的病原菌往往共生存在, 所以多元病原菌的同步灵敏检测是微生物检测领域的重点与难点。 分子生物学和免疫组化分析技术都在此领域进行过一些尝试, 但由于引物设计与抗体的局限性, 这两种技术在实际应用中的效果并不十分理想。 表面增强拉曼光谱(SERS)技术由于具有快速、 无损、 高分辨率、 不受水分干扰、 可原位检测等显著优势, 在多元病原菌同步检测领域获得了重要应用。 从应用原理、 特点和效果等方面出发, 系统阐述了SERS技术在多元病原菌同时检测中的应用策略。 首先对SERS基底材料与病原菌的结合方式进行简要概述, 再以检测策略为主线, 从直接法和间接法两种策略出发进行介绍。 直接法通过基底材料的信号放大作用直接获得病原菌本身的光谱信息, 步骤简便, 操作快捷, 在多元病原菌判别分析、 定量分析与即时检测(POCT)中被广泛应用。 但由于光谱信息量大, 往往需要与多元统计分析方法、 成像技术和微流控器件等联用。 间接法一般需要借助拉曼信号分子和适配体、 抗体等识别元件, 将对病原菌的检测转换为对信号分子的分析, 极大提高了检测方法的灵敏度与特异性, 可在基因、 蛋白、 细胞等水平实现对多元病原菌的同步分析。 且与其他识别元件及功能分子的联用能构建得到集细菌的分离、 识别与灭活于一体的综合检测体系, 在临床血液等实际样本的分析中具有重要前景。 最后, 总结并指出SERS技术的现有问题及下一步努力方向, 为SERS技术在多元病原菌的快速、 灵敏检测策略设计及具体应用方面提供参考。
表面增强拉曼光谱(SERS) 多元病原菌 鉴别分析 定量分析 Surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) Multiple pathogenic bacteria Identification analysis Quantitative analysis 
光谱学与光谱分析
2023, 43(7): 2012
Xiangxu Mu 1†Ming Zhang 1†Jiechao Feng 1Hanwei Yang 1[ ... ]Zheng Li 1,6,7,*
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory for Mesoscopic Physics and Collaborative Innovation Center of Quantum Matter, School of Physics, Peking University, Beijing 100871, China.
2 Institute of Physics Czech Academy of Science, Na Slovance 2, 182 21 Prague 8, Czech Republic.
3 School of Materials Science and Intelligent Engineering, Nanjing University, Suzhou 215163, China.
4 Shenzhen Institute for Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, China.
5 School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China.
6 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan, Shanxi 030006, China.
7 Peking University Yangtze Delta Institute of Optoelectronics, Nantong, Jiangsu 226010, China.
The identification of the decay pathway of the nucleobase uracil after being photoexcited by ultraviolet light has been a long-standing problem. Various theoretical models have been proposed but yet to be verified. Here, we propose an experimental scheme to test the theoretical models of gas phase uracil decay mechanism by a combination of ultrafast x-ray spectroscopy, x-ray diffraction, and electron diffraction methods. Incorporating the signatures of multiple probing methods, we demonstrate an approach that can identify the dominant mechanism of the geometric and electronic relaxation of the photoexcited uracil molecule among several candidate models.
Ultrafast Science
2023, 3(1): 0015

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