提出了一种基于组合光栅的任意形状光束整形方法。在需要整形的几何形状的内外分别设计不同的光栅并形成相位全息图，将相位全息图加载到相应的光路上就可整形出想要的形状。其中：外部闪耀光栅将入射高斯光束分成0级和非0衍射级，利用光阑阻挡非0级光束，获得所需形状的0级光束；内部光栅分别采用了渐变二元光栅和渐变正交光栅，它们能够改善几何掩模内部区域的能量分布，获得均匀性较好的平顶光束。实验结果表明，该方法可以获得任意形状、边缘陡峭、均匀性高的平顶光束，能量利用率可达43.71%，最小不均匀性为2.12%。该方法在激光加工领域具有良好的应用前景。

在介绍SLM进行光束整形原理的基础上, 分析了二元光栅、闪耀光栅和正弦光栅三种光栅的结构特性, 并根据影响整形光束质量的性能指标, 以方向光斑为例, 设计了不同周期的相位掩模图。成像和加工试验表明, SLM上加载三种光栅形成的掩模图, 均可以将高斯分布的圆形光斑整形为平顶的方形光斑, 但闪耀光栅的整形效果明显优于另外两种光栅。在闪耀光栅周期为120 μm时, 局部能量利用率达到91.86%, 均方根误差为0.039, 整形后光束具有较好的均匀性。

以黄瓜为原料, 采用水热法合成了荧光纳米碳点, 实现了对Fe3+的特异性荧光检测。利用透射电子显微镜和X射线光电子能谱仪对纳米碳点的形貌和微结构进行了表征, 并利用荧光光谱仪对纳米碳点的荧光性能以及加入不同金属离子后的荧光强度变化进行了测量。结果表明, 合成的纳米碳点分散性良好, 尺寸约为3 nm左右。在365 nm紫外光激发下, 其发射峰位于435 nm; 当反应温度为200 ℃、反应时间为12 h时, 纳米碳点的荧光性能最佳。Fe3+的加入能猝灭纳米碳点的荧光, 而其他金属离子不会引起纳米碳点荧光强度和发射峰位置的改变, 表明绿色方法合成的纳米碳点实现了对Fe3+的特异性荧光检测。

为了给聚焦镜热控及支撑结构优化设计提供依据, 对爱因斯坦探针项目中的后随X射线望远镜的镜片组进行了三维全尺寸建模与有限元分析.研究了轴向、径向两种温度梯度, 以及有、无支 撑结构对镜片组形变的影响, 并对面形误差与温差范围的关系进行了探究.结果表明: 对于无支撑结构, 轴向温度梯度下面形误差与半径关系接近线性关系, 径向温度梯度下则接近分段二次关系; 支撑结构发生热变形时, 会使镜片组产生与之对应的面形误差, 令同相圆度误差转变为异相圆度误差, 并使镜片组整体面型误差峰谷值增加32.25%~123.01%, 均方根值增加4.13%~5.14%; 对于有支 撑结构, 热致面形误差与温差成正比, 温差每增加1℃, 轴向温度梯度下, 面形误差峰谷值与均方根值分别增加7.76 μm、1.12 μm, 而对于径向温度梯度则分别增加9.67 μm、1.60 μm.聚焦镜片 热致面形误差在一定情况下与镜片尺寸、温差成线性关系, 并受到支撑结构变形的显著影响.

采用傅里叶变换红外光谱结合二阶导数光谱对不同产地的中国沙棘进行识别研究。 结果表明, 不同产地中国沙棘的一维红外光谱在2　925, 2　854, 1　743, 1　541和1　173 cm-1等处都有表征脂类、 黄酮类和糖类成分的特征吸收峰。 但因产地不同, 各样本吸收峰的位置和强度均存在一定差异。 此外, 3 429～3 336 cm-1范围处以及1 744 cm-1附近处的吸收峰是识别不同产地中国沙棘主要特征峰; 比较各产地中国沙棘的二阶导数红外图谱发现, 1 030和1 516 cm-1的吸收峰能够进一步确认样本中的黄酮类化合物的存在。 此外, 各样本在1 711和1 476 cm-1附近的吸收峰以及1 689～1 515和1 400～1 175 cm-1处吸收峰的强度和位置均具有显著差异。 一维红外光谱和二阶导数光谱的结合, 可以为不同产地中国沙棘的识别分析提供科学数据。 该方法快速、 直观、 简便, 能够为不同产地中国沙棘的整体化学成分提供大量信息, 有助于中国沙棘的整体质量控制以及有效成分定性分析研究。

单点金刚石车削铝合金表面具有较好的表面质量和精度, 但车削“纹路”会产生散射现象, 难以满足高品质光学系统要求。对铝合金表面进行直接光学抛光可以去掉表面产生的车削“纹路”, 提高反射表面的光学性能, 分析酸性条件下和碱性条件下的铝镜抛光原理, 采用新型抛光盘与抛光液对单点金刚石车削后铝合金表面进行抛光实验。实验结果表明: 通过合理控制工艺参数, 能够消除铝合金表面残留的周期性车削刀纹, 并且不会产生新的表面划痕, 得到较好的铝镜光学表面质量, 测得的铝镜表面粗糙度Ra=2.6 nm。

针对目前红外焦平面成像系统在观察目标、特别是极值温差目标时, 各温度段灰度描述不均匀和细节不够的问题, 提出了一种自适应红外图像双局部增强算法。详细介绍了通过空间分布和灰度统计特性两个方向实现对极值温差图像自适应增强的方法, 该方法首先从红外图像的空间分布特性出发, 将图像切割成多个局部图像, 然后再从直方图灰度分布出发, 将局部图像的直方图进行聚类分段, 并对分段直方图均衡增强, 最后对生成的每个局部图像增强结果进行线性插值拼接完成增强算法。通过在红外焦平面系统中实验证明了极值温差自适应的红外图像双局部增强算法的可行性, 并获得了很好的效果, 成像质量有明显提高。

We report the fabrication of submicrometer pits array (SP-array) on 6H-SiC surface by the interference of two femtosecond laser beams. Formation mechanisms and optical absorption of SP-array are studied. The relative reflectivity and transmissivity of white light decrease to 10% of the values of SiC crystal, and the optical absorption is enhanced to 97%. The relative reflectivity and transmissivity of incident angles within the range of 20o~60o are kept below 25%. The enhancement mechanism of optical absorption of the SP-array is also discussed.

分析不同条件下二次谐波产生中的光束离散对于提高转换效率和光束质量都十分重要.通过建立求解双轴晶体中双折射问题的数值分析模型,可以精确计算晶体主轴任意取向下光从任意方向入射时折射光的折射率、偏振态、波矢方向及能流方向等.详细讨论了正入射和斜入射、Ⅰ类相位匹配和Ⅱ类相位匹配下KTP晶体和LBO晶体中的光束离散问题.