1 西南科技大学 信息工程学院，四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院化工材料研究所，四川 绵阳 621900
3 西安近代化学研究所，陕西 西安 710065
2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷（HNIW, CL-20）是一种具有笼形结构的高能化合物，在**及民用领域具有广阔的应用前景。为了深入理解CL-20晶体相变物理机制，采用太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）对23.0~179.8 ℃升温范围内的吸收光谱进行了研究。热作用下太赫兹光谱的显著变化表明136.8 ℃时CL-20开始发生不可逆相变，结合固态密度泛函理论（DFT）计算鉴别该转变为ε→γ相变。并且，对CL-20低频振动特性的分析表明，分子笼型骨架的振动模态在相变中发生了显著改变，分子间广泛的范德华相互作用是其重要来源。此外，骨架外硝基基团的旋转振动演变与分子的氢键作用密切相关。该研究为进一步理解CL-20在高温加载下发生相变乃至爆轰/爆燃过程中的复杂物理机制提供了参考，对新型CL-20基优质炸药的设计和合成具有重要意义。
太赫兹时域光谱技术 CL-20 密度泛函理论 相变 热加载 terahertz time-domain spectroscopy CL-20 density functional theory phase transition thermo stimulus 红外与激光工程
2022, 51(12): 20220137
华中科技大学武汉光电国家研究中心，湖北，武汉 430074
元素的成分和含量对材料的性能起着至关重要的作用，常规的检测方法能够获取待测样品的类别和成分信息，但存在成本高、操作复杂、效率低等问题。应用领域的不断扩展对分析技术有了更高的需求，找寻一种更新、更快、适应性更强的检测技术成为当前的研究热点。激光诱导击穿光谱技术具有多元素同时检测、结构简单、检测速度快、不受样品形态影响等特点，在诸多领域展现出广阔的应用前景。基于此，综述了激光诱导击穿光谱技术的机理、装置类型、基础研究进展以及应用研究，并对其发展趋势进行了展望。
光谱学 激光诱导击穿光谱 机理 信号增强 定性定量分析 应用 中国激光
2022, 49(12): 1202003
1 中国科学院 理化技术研究所 固体激光重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院 理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室, 北京 100190
3 中国科学院大学, 北京 100049
研究了脉宽对于中红外脉冲激光带内损伤碲镉汞（HgCdTe）材料阈值的影响，使用一维自洽模型对激光辐照HgCdTe材料程中的载流子数密度，载流子对数目流，载流子对能流，载流子温度和材料晶格温度等相关参数进行仿真计算。仿真结果表明，波长2.85 μm，脉宽30 ps～10 ns单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值为200～500 mJ/cm2。其中，300 ps～3 ns脉冲激光的损伤阈值相近，均为200 mJ/cm2且低于其他脉宽激光的损伤阈值。搭建实验光路并进行相关实验验证仿真模型的正确性。实验发现，波长2.85 μm、脉宽300 ps的单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值在200 mJ/cm2左右。相同条件下，10 ns单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值约474 mJ/cm2。百皮秒脉冲激光对HgCdTe材料的损伤过程结合了热击穿和光学击穿效应，其独特的毁伤机理加剧了材料的损伤。
激光辐照半导体 碲镉汞 损伤阈值 自洽模型 百皮秒脉冲激光 laser radiation semiconductor HgCdTe damage threshold self-consistent model hundred-picosecond pulsed laser 强激光与粒子束
2022, 34(1): 011009
1 中国科学院理化技术研究所固体激光重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院理化技术研究所功能晶体与激光技术重点实验室, 北京 100190
自行研制出一种基于多程腔(MPC)技术的长纳秒脉冲532 nm Nd∶YAG调Q激光器。在重复频率为10 kHz时,采用MPC技术,将激光脉冲宽度从可调范围110~260 ns扩展到460~600 ns。在最短脉冲宽度为460 ns时,532 nm激光的输出功率为6.5 W。理论模拟了532 nm激光输出功率和脉冲宽度随基频激光功率的变化曲线,理论值与实验数据较好地吻合。这种长纳秒脉冲532 nm 绿光激光器对于工业和科学研究具有重要意义,如一些新材料的激光损伤特性研究。
激光器 多程腔 长纳秒脉冲 中国激光
2020, 47(12): 1201003
1 氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室, 陕西 西安 710065
2 西安近代化学研究所, 陕西 西安 710065
六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)作为一种新型高能炸药, 寻求对其综合性能的改性是现阶段研究的重点。 不同于传统的重结晶、 高聚物包覆和复合等改性方法, 通过晶体工程学方法, 采用和小分子低感度炸药共结晶的方法, 可对HNIW从炸药的内部组成和晶体结构层面进行改性。 设计采用溶剂挥发法以一定的配比制备得到了六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)和二硝基甲苯(DNT)的共晶, 并针对晶体结构以及物相的改变, 应用X射线粉末衍射(PXRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)相结合的方法, 对共晶样品进行快捷而有效的表征。 结果显示, 与单组分HNIW和DNT相比, 共晶的PXRD图谱中出现了新的强衍射峰, 证实了共晶与单组分晶体结构具有显著差异, 产生了一种新的物相。 红外光谱和拉曼光谱谱图显示, 一系列特征吸收峰产生了峰位偏移以及峰宽和峰高的变化, 证明了由于HNIW分子和DNT分子之间相互作用形成了共晶分子晶体结构, 且共晶内部晶格振动较之单组分HNIW和DNT发生了改变, 不再是单组分分子间的相互作用, 从而佐证了HNIW/DNT共晶是一种不同于原组分分子空间构型的新物相。
共晶 六硝基六氮杂异伍兹烷 红外光谱 拉曼光谱 X-射线粉末衍射 Cocrystal HNIW FTIR Raman PXRD
吉林大学仪器科学与电气工程学院, 吉林 长春 130021
传统的废旧塑料处理主要采用焚烧掩埋的方式, 不仅污染环境, 还造成了资源浪费, 废旧塑料回收对于推行循环经济、 促进可持续发展具有重要意义。 传统的塑料分类装置存在精度较低, 成本较高, 分类结果易受样品颜色影响及对操作人员身体健康造成威胁的缺点。 激光诱导击穿光谱技术(LIBS)具有多元素同时分析、 无需样品预处理, 检测速度快, 对样品损害小, 不受塑料颜色影响等优点。 将其与基于化学计量学的样品分类方法相结合, 应用到塑料样品检测领域, 有利于提升塑料分类精度。 但是, 现有分类方法需要更改参数多、 所构建模型普适性差。 通过自主搭建的LIBS实验平台, 研究激光器能量、 延时时间、 积分时间和光谱信号接收角度对光谱信号强度的影响, 获取最佳的实验条件。 并通过该平台分析11种塑料的2200个样品点, 选用偏最小二乘算法（PLS）对谱图数据进行建模分析, 研究最优的训练集和验证集比例及最佳的主成分数的选取方法, 实现样品类别与样品数据的最大相关性, 达到克服背景干扰、 提高分类精度的目的。 实验结果表明, 不替换干扰谱图时, 验证集样品的分类精度为99.80%, 测试集样品的分类精度为99.09%; 替换掉干扰谱图后, 验证集和测试集的样品分类精度均达到100%, 且分类时间减少。 由此可见, 激光诱导击穿光谱与偏最小二乘方法结合可以成功的用于塑料样品分类。
激光诱导击穿光谱 塑料 偏最小二乘 分类识别 Laser-induced breakdown spectroscopy Plastic Partial least squares Classification 光谱学与光谱分析
2017, 37(11): 3600
1 中国科学院理化技术研究所激光物理与技术研究中心, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
提出被动风冷的高光束质量、高稳定性半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模1064 nm Nd∶YVO4皮秒振荡器。在对SESAM 被动锁模理论进行理论分析和实验验证的基础上，获得更精确的SESAM 锁模脉宽表达式。测得该振荡器的脉宽为15.5 ps，平均功率为210 mW，重复频率为100 MHz。其光束质量因子M2=1.15，长时间均方根(RMS)功率不稳定性优于1%。整机外形紧凑，尺寸为350 mm×150 mm×50 mm。该激光器能够作为可靠的皮秒种子源用于后续的功率放大并应用于科研和工业等领域。
激光器 被动风冷 锁模 皮秒 半导体可饱和吸收镜
为了在模块化综合集成航空电子(IMA)系统信号处理模块(SPM)中实现应用程序的动态加载和代码更新,基于现有的DSP二级引导流程,引入DSP多级自举加载技术,能够按照系统要求配置功能处理单元,支持数十种信号处理功能程序的存储和运行.目前该技术已在一系列航空电子工程项目和产品中使用,应用程序动态加载和代码更新稳定可靠.
模块化综合集成航空电子 信号处理模块 动态加载 代码更新 integrated modular avionics signal processing module dynamic reconfiguration code updating
