1 上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室，上海 200240
2 上海交通大学安徽（淮北）陶铝新材料研究院，安徽 淮北 235000
采用激光粉末床熔化（LPBF）工艺制备TiB2质量分数为7%的原位自生7050铝基复合材料，研究了沉积态及热处理（在475 ℃的条件下固溶处理1 h后，再在120 ℃的条件下时效处理12 h）后TiB2/7050复合材料的微观组织和室温拉伸性能的变化。结果表明：纳米量级尺寸TiB2颗粒的加入能显著抑制LPBF成形7050铝合金裂纹的产生，且采用LPBF工艺制备的TiB2/7050复合材料表现出较好的成形性。在激光功率为240 W、扫描速度为450 mm/s及扫描间距为75 μm的工艺参数组合下，沉积态TiB2/7050复合材料的最大抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为（282±4）MPa、（246±4）MPa和（2.5±0.2）%；热处理后，TiB2/7050复合材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到（346±5）MPa、（289±5）MPa和（4±0.2）%。此结果接近现有文献报道的第二相颗粒增强7050铝合金的力学性能，并进一步降低了粉末制备成本。采用LPBF工艺制备的TiB2/7050复合材料的主要强化机制是析出相强化、位错强化、晶界强化及TiB2和第二相颗粒带来的Orowan强化，热处理后获得较好的综合室温拉伸性能。
激光技术 激光粉末床熔化 TiB2/7050复合材料 热处理 力学性能
Author Affiliations
Abstract
1 Guangdong Provincial Key Laboratory of Nanophotonic Functional Materials and Devices, Guangzhou 510006, China
2 School of Electronics and Information Technology, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China
Vortex optical communication has been a hot research field in recent years. A key step is mode recognition in the orbital angular momentum (OAM) free-space optical (FSO) communication system. In this article, we propose an OAM mode recognition method based on image recognition technology, which uses the interferogram between the vortex beam and the Gaussian beam to identify the OAM mode. In order to resist the influence of atmospheric turbulence on the recognition accuracy, we added a Gaussian smoothing filter into the recognition process. Moreover, we used random phase screens to generate interferogram sets at distances of 1 km and 2 km. The verification result shows that the proposed scheme produces high identification accuracy for the distorted optical field. The average accuracy can reach 100% and 87.78% under the conditions of medium- and strong-turbulence levels, respectively. It is anticipated that these results might be helpful for improving the reliability of the OAM-FSO communication system in the future.
Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 020601
强激光与粒子束
2021, 33(3): 036003
华南师范大学 信息光电子科技学院, 广州 510006
卢比变换(LT)码是第一种具有实用价值的数字喷泉码。LT码在噪声信道中具有良好的性能, 且已在自由空间光通信(FSO)中广泛应用。文章首先简要说明了LT码的基本原理, 列举了LT码与其他几种FSO中常用的编码方案的优缺点。然后, 概括了国内外对LT码在FSO系统中应用的研究进展, 并从新型度分布和改进的译码方案两个角度详细介绍了LT码在FSO系统中应用的性能优化方案。最后, 指出了现有LT码相关研究的不完善之处, 对LT码在FSO中的未来研究方向提出了展望。
卢比变换码 数字喷泉码 自由空间光通信 度分布 译码方案 LT codes digital fountain codes FSO degree distribution decoding scheme
华南师范大学信息光电子科技学院，广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室，广东 广州 510006
无线光通信信道复杂多变，喷泉码作为一种新兴的无速率编码无需信道的先验信息即可实现不同信道环境下的自适应传输，与传统编码相比更能提升无线传输的质量。本文首先总结了喷泉码应用于无线光通信的优势以及国内外喷泉码的发展现状，然后深入研究了两类喷泉码编码方案的设计以及对喷泉码性能影响重大的度分布函数的设计，总结了一种喷泉码即(LT)码的译码方法以及近些年不断提出优化的方案，同时指出了喷泉码设计中亟需解决的关键难点，最后提出了喷泉码应用于无线光通信的必要技术和探索方向。
无线光通信 喷泉码 无速率编码 度分布函数 optical wireless communication fountain codes rateless coding degree distribution function
1 河北大学电子信息工程学院, 河北 保定 071000
2 清华大学微电子学院, 北京 100084
3 河北大学河北省数字医疗工程重点实验室, 河北 保定 071000
以n型单晶Si(111)为衬底, 利用Au作为催化剂, 在温度、 N2流量和生长时间分别为1 100 ℃, 1.5 L·min-1和60 min的条件下, 基于固-液-固生长机制, 生长了直径为60～80 nm、 长度为数十微米的高密度Si纳米线。 随后, 以Y2O3粉末为掺杂源, 采用高温扩散方法对Si纳米线进行了钇(Y)掺杂。 利用扫描电子显微镜、 X射线衍射仪和荧光分光光度计对不同掺杂温度(900～1 200 ℃)、 掺杂时间(15～60 min)和N2流量(0～400 sccm)等工艺条件下制备的Y掺杂Si纳米线的形貌、 成分、 结晶取向以及激发光谱和发射光谱特性进行了详细的测量和表征。 结果表明, 在掺杂温度为1 100 ℃, N2流量为200 sccm、 掺杂时间为30 min和激发波长为214 nm时, Y掺杂Si纳米线样品表现出较好的发光特性。 样品分别在470～500和560～600 nm范围内出现了两条发光谱带。 560～600 nm的发光带由两个发光峰组成, 峰位分别为573.6和583.8 nm, 通过结构分析可以推测, 这两个发光峰是由Y3+在Si纳米线的带隙中引入的杂质能级引起的。 而470～500 nm较宽的发光带同样来源于Y离子在Si纳米线带隙中引入的与非晶SiOx壳层中氧空位能级十分接近的杂质能级。
Si纳米线 Y掺杂 光致发光 结构特性 Si naowires Y doped Photoluminescence Structural properties 光谱学与光谱分析
2017, 37(5): 1357
1 宁波大学 信息科学与工程学院, 浙江 宁波315211
2 中国人民解放军92724部队, 山东 青岛266109
采用传统熔融淬火技术制备了一系列Er3+离子掺杂复合银纳米颗粒的铋酸盐玻璃样品。研究了纳米银含量的改变对Er3+离子荧光发射特性的影响。研究发现,铒在1.53 μm处的荧光强度在银纳米颗粒质量分数为0.2%处取得最大值, 为未掺杂银纳米颗粒时的4.6倍。其荧光增强的原因归结于银纳米颗粒表面等离子体共振导致局域场增强和Ag0→Er3+的能量转移。
银纳米颗粒 铋酸盐玻璃 荧光强度 表面等离子体共振 silver nanoparticles bismuth glass fluorescence intensity surface plasmon resonance
宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211
用高温熔融法制备了摩尔组分百分比为 70TeO2-20(ZnO、WO3、AlO1.5)-9NaO0.5-1ErO1.5的碲酸盐玻璃样品。测量了玻璃样品的吸收光谱和荧光光谱, 用差热分析方法(DTA)测试了玻璃的热稳定性。结合 Judd-Ofelt理论和 McCumber理论分别计算得到了三种玻璃样品的强度参数. t (t=2, 4, 6)、Er3+离子的吸收截面和受激发射截面。据此分析了玻璃样品的内部结构, 比较了三种玻璃样品中 Er3+离子的放大带宽品质因子 (σ epeak × FWHM )和增益品质因子 σ(mpeakeτ×)。结果发现, 分别用 WO3、Al2O3组分替换传统碲酸盐玻璃中的 ZnO组分, 可以将放大带宽品质因子提高 1.3倍和 1.6倍, 放大增益品质因子提高 1.2倍和 1.4倍。另外, Al2O3组分的引入也显著提高了玻璃样品的热稳定性。研究表明, 通过有选择性地改变碲酸盐玻璃组分配比, 可以进一步提高掺 Er3+碲酸盐玻璃光谱性质和热稳定性。
碲酸盐玻璃 光谱性质 热稳定性 Er3+离子 tellurite glass spectral property thermal stability Er3+ ion
宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211
利用传统熔融淬冷法制备了系列Tm3+/Yb3+共掺复合银纳米颗粒铋锗酸盐玻璃样品。测试得到表征银纳米颗粒存在的表面等离子体共振(SPR)峰位于556~581 nm，透射电镜图像中观察到均匀分布的Ag纳米颗粒，尺寸约为5~25 nm。通过测试玻璃样品在400~900 nm波段的上转换光谱，对铥镱共掺复合银纳米颗粒铋锗酸盐玻璃的上转换发光机制进行了探讨。结果表明，由于银纳米颗粒表面等离子体共振导致的局域场增强以及Ag0→Tm3+的能量转移， Tm3+离子476 nm处的上转换蓝光（1G4→3H6）、649 nm处的上转换红光（1G4→3F4）和801 nm处的近红外光（3H4→3H6）在AgCl掺杂质量分数为0.2%时达到最大值，与未掺杂AgCl的样品相比，分别提高了约18.1,8.3,6.4倍。
光谱学 铋锗酸盐玻璃 表面等离子体共振 Tm3+/Yb3+共掺 银
