1 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
2 北京邮电大学电子工程学院，北京 100876
3 中国科学院大学光电学院，北京 100049
4 齐鲁空天信息研究院，山东 济南 250101
5 中国地质大学（北京）数理学院，北京 100083
6 中国科学院计算光学成像技术重点实验室，北京 100094
激光相干合成技术是在遥感和通信等领域中能够同时提升激光功率和保持光束质量的有效技术。其中填充因子是影响激光相干合成和衡量相干合成阵列的重要因素。然而，它却不是完备的。因此，提出采用平面波前畸变量（PWD）作为评估激光相干合成性能的综合参数，该参数综合考虑了光束质量、阵列对准、元件制造误差以及其他因素。通过理论推导平面波前畸变量的表达式，分析该参数对系统合成效率的影响，进一步的仿真和实验测量结果表明，平面波前畸变量可以用于反映激光相干合成的综合效率高低，与桶中功率呈负相关。研究结果表明波阵面调制相干光束组合技术在多孔径激光阵列相干组合系统的实际应用中具有潜在的科学价值。
相干合成 填充因子 桶中功率 激光阵列 波前 激光与光电子学进展
2024, 61(7): 0706004
针对特定场合对光声光谱气体检测系统中光声池特征频率的设计需求，利用有限元分析法，以一阶圆柱形共振光声池为研究对象进行声学模态仿真，获得了前8阶声学模态；仿真分析谐振腔、缓冲室的半径和长度对光声池特征频率和光声信号强度的影响。仿真结果表明：当谐振腔半径为3 mm时，谐振腔长度为120 mm，缓冲室的半径、长度分别为14.7 mm、60 mm是光声池特征频率在1 400 Hz附近的最佳尺寸。
光声光谱 光声池 特征频率 光声信号强度 photoacoustic spectroscopy, photoacoustic cell, ch
本文介绍了用于全球移动通信系统（GSM）屏蔽和无线局域网（WLAN）隔离的夹层玻璃，在两层玻璃中间夹嵌了一层由圆环和三极子缝隙单元组成的频率选择表面(FSS)，能够抑制1.94、3.55和4.98 GHz频段的传输。采用等效电路模型对FSS夹层玻璃的结构参数进行分析， 2 GHz频点会随着圆环半径的增加而前移，三极子在镂空成为三级子缝隙后，产生两个阻带，并且三极子长度会对频点产生影响，对线宽和三级子缝隙宽度则影响不大。本文介绍了等效电路元件参数的提取计算过程，采用电磁仿真软件对FSS结构的传输响应进行仿真，分析了结构的几何参数和入射角度对结构传输特性的影响。在入射角达到60°时FSS夹层玻璃仍具有良好的屏蔽效果。采用丝网印刷方法制作了实验样件，并进行了透波率和透光率测试。测试结果与软件仿真结果一致性良好，因此本文所设计的夹层玻璃在电磁辐射防护、GSM屏蔽和WLAN隔离等方面具有良好的应用潜力。
频率选择表面 夹层玻璃 角度稳定性 三频段 导电银浆 电磁屏蔽 frequency selective surface laminated glass angular stability triple-band conductive silver paste electromagnetic shielding
1 河北工业大学 电子信息工程学院 先进激光技术研究中心，天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室，天津 300401
3 哈尔滨工业大学 可调谐激光技术国家重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080
双光子荧光（two-photon fluorescence，TPF）显微成像技术借助荧光探针实现样品中被标记成分的特异性成像，具有天然的三维层析能力、高成像深度与空间分辨率、以及更小的光漂白与光损伤，已经发展成为化学、医药学和生命科学领域的一项重要研究工具。文中通过分析高斯光束复振幅在空间中的分布，推导出TPF信号的纵向与径向分布公式，以此估算出文中的TPF显微成像系统的横向分辨率为453 nm，纵向分辨率为2.087 μm。使用飞秒激光器作为激发光源，搭建了TPF显微成像系统。在800 nm波长的飞秒脉冲激发下，测量了罗丹明B溶液的TPF光谱，从而选择636~703 nm作为显微成像的荧光探测窗口。随后开展了对罗丹明B染色的小鼠大脑切片的TPF显微成像实验研究，利用断层扫描成像的方式获得了小鼠大脑切片在0~14 μm深度内的荧光强度分布。通过三维重构完成了对生物样品的三维立体成像，获得了小鼠大脑中灰质与白质在不同深度的分布情况，实验结果证明了搭建的显微成像系统具有优异的成像深度与空间分辨能力。
小鼠大脑切片 飞秒激光 双光子荧光 三维成像 mouse brain section femtosecond laser two-photon fluorescence three-dimensional imaging 红外与激光工程
2023, 52(8): 20230201
1 河北工业大学 先进激光技术研究中心, 天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室, 天津 300401
3 哈尔滨工业大学 可调谐激光技术国家重点实验室, 哈尔滨 150080
利用宽带飞秒振荡器作为激发光源搭建了双光子荧光显微成像系统, 在飞秒脉冲的宽带激发下, 测量了罗丹明B溶液的双光子荧光光谱, 开展了罗丹明B固体样品的双光子荧光显微成像研究。在双光子荧光显微成像研究中, 通过调节激发脉冲的功率, 分析了双光子荧光强度和激发脉冲功率之间的关系, 并且利用半波片改变线偏振激发光场的偏振方向, 研究了双光子荧光强度随激发脉冲偏振方向的变化趋势, 实现了双光子荧光强度的类正弦调制。
宽带激发 双光子荧光显微成像 罗丹明B 类正弦调制 broadband excitation two-photon fluorescence microscopy Rhodamine B sinusoidal-like modulation
华中科技大学光学与电子信息学院, 武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430074
研究了一种基于毫米波的步进频连续波合成孔径雷达成像系统。基于算法研究, 搭建了成像硬件及软件系统, 实现信号扫描及回波信号的采集与处理。处理后的信号通过成像算法计算, 获得目标物体的三维图像数据。实验测试了系统x、y、z方向的分辨率, 测试结果表明系统x方向分辨率在8~9 mm, y方向分辨率为12 mm, z方向分辨率为40 mm左右。研究了系统的最佳成像距离, 实验发现, 当目标物体在距离收发天线5~16 cm范围时, 均可对目标清晰成像且仅有很小的背景噪声。在人体安检的应用上, 检测了五种常见面料的穿透效果。实验结果表明, 在正常衣物厚度下, 系统能有效地穿透面料并对隐藏物体清晰成像。
毫米波 步进频连续波 合成孔径雷达 分辨率 成像距离 millimeter wave synthetic aperture radar stepped-frequency continuous wave resolution imaging distance
传统的战场决策多依赖于人工经验进行实施，随着实际战争电磁环境的复杂性和恶劣性逐渐增长，传统决策方法略显不足。针对此问题，将干扰资源的优化决策问题建模为最小化干扰功率、最小化系统效能匹配度、最大化压制概率的多目标函数约束模型，通过对传统多目标细菌觅食优化 (MBFO) 算法进行改进，利用改进多目标细菌觅食优化(IMBFO)算法对问题进行求解，使得决策方案更加科学、合理。仿真结果表明，IMBFO算法能够有效求解该问题，并与MBFO算法、带有精英保留策略的快速非支配多目标优化算法(NSGA-II)相比，具有良好的分布性和收敛性。
电子干扰 干扰决策 多目标函数 electronic interference interference decision multi-objective function IMBFO IMBFO NSGA-II NSGA-II
红外与激光工程
2021, 50(9): 20210450
同济大学 物理科学与工程学院, 上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室, 上海 200092
硅系气凝胶是目前研究理论最为完善、合成技术最为成熟的气凝胶材料。本工作分别以四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、MTMS与二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS)混合硅源、乙烯基甲基二甲氧基硅烷(VMDMS)为前驱体, 制备了不同种类的硅系气凝胶。所制得的硅系气凝胶具有较高的比表面积, 并呈现出纳米多孔的网络结构。本研究详细探讨了前驱体结构对气凝胶的力学及热学性能的影响。结果表明, 硅系气凝胶的骨架结构交联度越低, 弹性性能越好; 同时, 引入有机碳氢链会进一步提升气凝胶的弹性性能。所制备的硅系气凝胶兼具良好的保温隔热性能, 常温热导率在0.032~0.041 W/(m·K)范围内, 热重损失随着骨架结构内有机组分的增多而增大。这些优良的力学及热学性能使硅系气凝胶在保温隔热、储能等领域均具有广阔的应用前景。
气凝胶 骨架结构 力学性能 热学性能 aerogel skeleton structure mechanical property thermal property
1 南昌大学物理系, 江西 南昌 330031
2 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
实验研究了低损耗硫系玻璃As2S3光纤的纤芯在532 nm近带隙光照射下的光敏性。实验结果表明,光开始照射时其纤芯的光致折射率变化朝负方向快速减小,然后随着光照时间延长,折射率变化朝正方向缓慢恢复增加。这两个过程经历的时间和折射率变化的大小均取决于光照功率。光照功率增大到一定阈值时,在恢复过程中,光致折射率变化出现正增加,且随光照功率继续增大和曝光时间延长,折射率变化可增加到约3×10
-3。另外,实验初步制备了As2S3光纤的布拉格光栅,曝光期间其中心波长先蓝移,后恢复并红移。同时,实验还发现,在近带隙光照下As2S3光纤出现光阻断效应现象, 其截止效率约为55%。
光纤光学 As2S3硫系玻璃光纤 光致折射率变化 光纤光栅 光阻断效应 中国激光
2018, 45(12): 1206003
