1 南昌大学 信息工程学院，南昌 330031
2 福州大学 物理与信息工程学院，福州 350108
3 南昌大学 空间科学与技术研究院，南昌 330031
可见光通信（VLC）由于其传输速度快和保密性强等诸多优势已成为了一种行之有效的水下通信技术。光在水下传播时容易发生散射现象，导致光传播的能量随传输距离的增大而减少，因此改善接收端响应度是实现水下VLC的关键和核心。为此，文章首先针对探测器前端设计了一种新型的全息波导聚光系统，可有效提升水下探测器的信噪比；然后，构建了具有弱光探测能力的低成本硫化锑薄膜探测器。在上述基础上搭建VLC系统，实验结果显示，其接收端探测器的暗电流仅为10-7 A/cm2，3 dB带宽为220 kHz，响应度达0.2 A/W，且在蓝绿光波段的外量子效率超过70%。因此，新型硫化锑薄膜探测器结合全息波导聚光系统可以实现针对可见光的弱光探测，是一种十分有效的水下可见光接收系统。
水下可见光通信 硫化锑 探测器 全息光栅 光波导 underwater VLC Sb2S3 detector holographic grating optical waveguide
1 1.湖南工业大学 包装与材料工程学院, 株洲 412007
2 2.中南大学 冶金与环境学院, 长沙 410083
二硫化钼(MoS2)作为水系锌离子电池的正极材料, 受到锌离子(Zn2+)与主体框架之间的强静电相互作用表现出缓慢的反应动力学。并且MoS2的层间距较窄难以嵌入大尺寸水合Zn2+, 导致MoS2电极呈现出较低的放电比容量。本研究通过一种简单的氨水辅助水热法制备了NH4+扩层的二硫化钼(MoS2-N)电极, 氨水分解产生的氨气在促进硫代乙酰胺水解和提供还原性S2-的同时, 还会产生大量NH4+作为插层离子, 将MoS2的层间距由0.62 nm扩展至0.92 nm, 进而大大降低了Zn2+嵌入能垒(改性电极的电荷转移电阻Rct低至35 Ω)。当电流密度为0.1 A·g-1时, MoS2-N电极的初始放电比容量相比未扩层的MoS2电极提高了1倍, 高达149.9 mAh·g−1。同时在1.0 A·g-1电流密度下放电比容量稳定在110 mAh·g-1左右, 循环200圈后库仑效率将近100%。本研究提出的氨水辅助扩层法, 丰富了提升MoS2电化学性能的改性策略, 为后续的正极材料开发提供了新的思路。
MoS2 氨水辅助扩层 正极材料 水系锌离子电池 二维材料 MoS2 ammonia-assisted interlayer-expansion cathode material aqueous zinc ion battery 2D material
广东省建筑材料研究院有限公司, 广州 510000
为开发γ-C2S不锈钢渣碳储存的潜力, 最大限度地提高不锈钢渣的综合利用率。通过研究主要碳化参数(如液固比、成型压力、CO2分压)对不锈钢渣碳化性能的影响规律来评估不锈钢渣的CO2储存能力, 以期能够提供更佳的不锈钢渣碳化过程。利用XRD、SEM/EDS、DSC/TG分析对不锈钢渣碳化产物组成及微观形貌进行表征, 并探索其碳化机理。结果表明, 较佳碳化参数为成型压力为2.50 MPa, 液固比为10%, CO2分压为0.3 MPa。较佳碳化条件下每千克不锈钢渣可固化储存CO2气体约123.6 g。不锈钢渣碳化过程以γ-C2S碳化反应为主, 碳化产物中出现了片状、颗粒状的CaCO3, 随碳化时间延长, 晶体逐渐长大为团簇状。因此, 利用不锈钢渣储备碳及制备碳化制品是可行的。
不锈钢渣 碳储存 碳化活性 抗压强度 碳化机理 CO2分压 stainless steel slag carbon storage carbonation activity compressive strength carbonation mechanism CO2 partial pressure
华东师范大学物理与电子科学学院, 精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200241
基于轨道角动量(OAM)的自由空间光学通信被认为是很有前景的下一代通信应用,为了实现OAM复用通信,需要突破的关键技术之一就是接收端涡旋光束 OAM 的探测。采用卷积神经网络方法,提出并研究了一种双模式涡旋光束的OAM精确识别的理论方案。这种OAM光束可以提供两个可控的自由度-OAM量子数和比例参数。研究了训练样本的图片分辨率或样本数目与OAM识别准确率的关系。还研究了不同的OAM量子数l、比例参数n与OAM识别准确率的关系。研究表明,当OAM量子数的范围为1~10,比例参数为0.01~0.99时,不同OAM模式的识别准确率达到100%。
成像系统 涡旋光束 轨道角动量 空间光调制器 机器学习 卷积神经网络 激光与光电子学进展
2021, 58(18): 1811021
中国电子科技集团公司 第三十八研究所, 安徽 合肥 230088
**装备全寿命周期管理的需求推动了雷达故障预测与健康管理技术的研究和发展, 雷达装备也逐步由原先的预防性维修和事后维修模式向视情维修模式转变。大数据技术和雷达健康管理系统的有机结合, 可以有效地整合雷达在役阶段的数据资源, 与设计、制造、售后等其他寿命周期阶段串联在一起, 真正实现雷达装备的全寿命周期管理。提出一种基于大数据的雷达健康管理系统的网络平台框架, 并介绍了雷达健康管理系统的关键技术。
大数据 故障预测与健康管理 视情维修 全寿命周期 big data Prognostic and Health Management Condition -Based Maintenance life cycle 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(4): 686
华东师范大学物理与材料科学学院精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
提出一种利用干涉实现涡旋光束轨道角动量简易检测的新方法。使用空间光调制器产生涡旋光束时,仅由调制的涡旋光束和未能完全调制的入射高斯光束即可直接发生同轴干涉,产生完美的花瓣状干涉图案,且干涉花瓣数量与涡旋光束携带的轨道角动量值一致,因此,检测由空间光调制器产生的涡旋光束轨道角动量时不需要额外使用参考干涉光。利用该干涉分析了Bessel-Gaussian光束和Laguerre-Gaussian光束的干涉图案,所得结果不仅能反映光束的轨道角动量值——角向因子,还能反映轨道角动量的正负以及Laguerre-Gaussian光束的径向因子,且干涉模式清晰,稳定性高。
光栅 涡旋光束 轨道角动量 干涉 空间光调制器 激光与光电子学进展
2019, 56(14): 140502
华东师范大学物理与材料科学学院精密光谱科学与技术国家重点实验室， 上海 200241
提出了采用双非线性硒化锌(ZnSe)晶体将高斯光束整形成局域空心光束(LHB)的新方案，根据惠更斯-菲涅耳衍射理论计算了不同厚度的ZnSe晶体和不同束腰半径的高斯光束条件下产生的LHB的强度分布和暗斑尺寸。结果表明，该方案产生的LHB强度分布形状为空心椭球体，在传播方向上的二维强度呈中心对称分布。利用数值计算获得了所产生的LHB暗斑的纵横比，发现纵横比随着入射高斯光束束腰半径的增大呈线性增大。该方案产生的LHB的参数可以被灵活调节，因此所产生的LHB可应用于一些较大尺寸的原子分子、生物分子和介质粒子等的光学非接触式囚禁与操控。
非线性光学 局域空心光束 硒化锌晶体 纵横比 囚禁 激光与光电子学进展
2017, 54(7): 071901
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, Department of Physics, East China Normal University, Shanghai 200062, China
We demonstrate a scheme to use a Littman configuration external cavity diode laser (ECDL) as a stable-frequency light source to stabilize two cw single-mode Ti:sapphire lasers for laser cooling of magnesium fluoride molecules. An ECDL based on the Littman configuration is constructed and stabilized by a digital signal processor system. We stabilize the frequency of our ECDL to ±0.77 MHz precision over 10 h and the Allan standard deviation reaches 2.6×10 11 at an integration time of 10 s. We lock two Ti:sapphire lasers through a transfer cavity, and either laser has a long-term frequency stability of ±2.5 MHz.
140.3425 Laser stabilization 140.2020 Diode lasers 020.3320 Laser cooling Chinese Optics Letters
2016, 14(7): 071403
Author Affiliations
Abstract
Experimental Center for Physics Education, Department of Physics, State Key Laboratory of Precise Spectroscopy, East China Normal University, Shanghai 200062, China
The nonideal semi-Gaussian beam generated in our work has a certain ascent border width. Due to its asymmetry, the propagation properties of a nonideal semi-Gaussian laser beam in nonlinear materials have some unique characters. In our work, the propagation properties of a nonideal semi-Gaussian laser beam with a small ascent border width through a ZnSe nonlinear crystal is theoretically studied, and the relations of the propagation properties and the various parameters of the nonlinear medium and the semi-Gaussian beams are also analyzed theoretically in detail.
Chinese Optics Letters
2015, 13(Suppl): S22601
1 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
2 华东师范大学信息科学与技术学院, 上海 200062
报道了波长为1015 nm 的大功率单频半导体光放大器的设计与研制，实验研究了不同注入光功率和不同温度下，放大器输出光功率与注入电流的依赖关系。结果表明：当波长为1015 nm、功率约为30 mW 的种子光注入到半导体激光放大系统中，并把该放大器的注入电流增加到5 A 时，其输出的激光功率高达1600 mW，相应的放大倍数可达17.3 dB，且放大器输出功率随温度的降低而增大。此外，还观测了半导体光放大器输出功率的稳定性，发现该放大器可长时间保持稳定工作。因此，该1015 nm 激光放大系统可用于掺杂稀土离子晶体的激光冷却，四倍频后还可用于汞原子光钟的实验研究。
激光光学 锥形放大器 光功率放大 半导体激光器 激光与光电子学进展
2015, 52(11): 111407
