1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
基于商用单模掺铥石英光纤设计了高功率2.05 μm波段全光纤主振荡功率放大器（MOPA）。以自制环形腔掺铥光纤激光器为种子，利用级联滤波型波分复用器优化长波长种子的光信噪比，基于MOPA结构实现了高效的高功率输出。基于速率方程模型，理论分析了主放大级的注入信号光功率和增益光纤长度的优化关系；实验中在102.6 W的793 nm泵浦功率下获得了输出功率为57 W、光谱线宽为0.08 nm、光信噪比为58.8 dB的单横模激光输出，主放大级斜效率为52.6%。
激光器 掺铥光纤激光器 2 μm激光 单模光纤激光器 速率方程
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
为了提升中红外光纤激光器的功率和效率，基于掺铒氟化物光纤的高效热管理技术、高性能中红外光纤端帽制备技术和高功率泵浦激光的高效耦合技术，利用高功率976 nm半导体激光器，单端泵浦8 m长、掺杂铒离子的摩尔分数为7%的氟化物增益光纤，实现了33.8 W的中红外2.8 μm激光输出，据我们所知，这是单端泵浦中红外光纤激光器的最高功率水平，此时激光器的光光转换效率达26.4%。
激光器 中红外光纤激光器 单端泵浦 高功率激光 掺铒氟化物光纤
红外与激光工程
2022, 51(1): 20210905
1 上海电力大学电子与信息工程学院，上海 201306
2 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室，上海 201800
3 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室，上海 201800
山药是一种富含多种物质的中药材，确保山药的安全使用具有重要的意义。使用Gaussview/Gaussian09w软件对农药倍硫磷、三唑磷和福美双进行理论计算，结合农药标准溶液的表面增强拉曼光谱（SERS），确定了三种农药的拉曼特征峰。利用自组装共聚焦显微拉曼光谱仪，以金纳米溶胶作为SERS的增强基底，对中药材山药中倍硫磷、三唑磷、福美双农药残留进行了研究。实验优化了待测农药、盐酸、金溶胶粒子体积配比。实验结果表明：倍硫磷农药的拉曼谱峰带在717，1050，1221 cm-1附近，最低检测限达到1 mg?L-1，且在5~15 mg?L-1范围内的拉曼峰强度与倍硫磷浓度的线性度（R）为0.9762；三唑磷的拉曼谱峰带在611，978，1001，1321，1408，1597 cm-1附近，最低检测限达到1 mg?L-1，在5~9 mg?L-1范围内的R为0.9087；福美双的拉曼谱峰带在556，865，1146，1506 cm-1附近，最低检测限达到0.1 mg?L-1，且在0~20 mg?L-1范围内的R为0.9905。以金纳米溶胶作为SERS增强基底的拉曼光谱检测技术有望实现对中药中农药残留的现场快速检测。
成像系统 表面增强拉曼光谱 拉曼特征峰 金纳米粒子 农药残留 拉曼光谱仪 激光与光电子学进展
2022, 59(4): 0417001
中国航发商用航空发动机有限责任公司，上海 201108
航空发动机钛合金叶片服役损坏后较难修复，采用激光沉积技术对钛合金叶片进行深度修复具有重要意义。试验通过选取合理的激光沉积参数，对修复试样进行力学性能测试。结果表明，修复后的钛合金叶片室温拉伸性能、高周疲劳性能均与同批次锻件水平相当，且修复后叶片变形量为0.13~0.37 mm，满足设计要求。
激光沉积 修复 钛合金叶片 力学性能 laser deposition repair titanium blade mechanical properties
1 中国科学院 合肥物质科学研究院智能机械研究所，安徽合肥23003
2 中国科学技术大学，安徽合肥3006
3 安徽省智能驾驶技术及应用工程实验室，安徽合肥2001
4 合肥学院，安徽合肥230601
无人驾驶汽车在复杂多变的交通场景中能提前且准确检测到车辆行人的动态信息尤为重要。然而，无人驾驶场景下存在相机快速运动、尺度变化大、目标遮挡和光照变化等问题。为了应对这些挑战，本文提出了一种基于注意力机制的多尺度目标检测算法。基于YOLOv3网络，首先，使用空间金字塔池化模块对多尺度局部区域特征进行融合和拼接，使网络能够更全面地学习目标特征；其次，利用空间金字塔缩短通道间的信息融合，构造了YOLOv3-SPP+-PAN网络；最后，基于注意力机制设计了更高效的目标检测器SE-YOLOv3-SPP+-PAN。实验结果表明：相比于YOLOv3网络，提出的SE-YOLOv3-SPP+-PAN网络的平均精度均值提升了2.2%，且推理速度仍然保持智能驾驶平台下实时的要求。实验证明了所提出的SE-YOLOv3-SPP+-PAN网络比YOLOv3更加高效、准确，因此更适合于实际智能驾驶场景下的目标检测任务。
计算机视觉 车辆行人检测 神经网络 注意力机制 computer vision vehicle and pedestrian detection neural network attention mechanism
1 上海理工大学 医疗器械与食品学院 教育部医用光学技术与 仪器重点实验室，上海200093
2 上海理工大学 上海市介入医疗器械工程研究中心，上海00093
通过对比3种负缩透镜优化设计方法来选择易精密加工、质量减轻和佩戴美观的高度近视镜片。在相同的光学参数下，运用双三次样条插值法、高阶多项式和几何构造法设计了3组-10 m-1的负缩镜片，对比了矢高和光焦度的分布，加工了设计的负缩镜片，比较了3种设计镜片的中心定焦区、最大厚度和边缘厚度。几何构造法镜片中心定焦区面积与双三次样条插值法相同，比高阶多项式大20.99%，最大厚度较高阶多项式法薄0.7%，比双三次样条插值法薄13.26%。同时，几何构造法边缘厚度较高阶多项式法薄80.3%，比双三次样条插值法薄92.42%；双三次样条插值法的中心光焦度与仿真结果的差值为0.06 m-1，几何构造法的差值为0.11 m-1，高阶多项式的差值为0.15 m-1。几何构造法设计的镜片能够满足佩戴者的需求，亦适用于其他类型光学元件的设计。
光学设计 高度近视 眼镜 负缩镜片 曲面拟合 双三次样条 optical design high myopia spectacles negative lenticular lens surface fitting bicubic spline
荧光光谱学法具有灵敏度高、 选择性强、 样品用量少、 操作简便的优点, 同时又可提供多种分子间相互作用的物理参数, 所以被广泛用于研究小分子和蛋白质的相互作用。 因此, 通过内源荧光、 同步荧光以及三维荧光光谱技术, 研究异槲皮素抑制α-乳白蛋白(α-lactalbumin, α-La)-果糖体系糖基化过程中晚期糖基化产物(AGEs)形成的能力, 并从分子间相互作用的角度阐述其作用机制, 最终阐明异槲皮素抑制食品热加工过程中AGEs形成的能力。 结果表明, 异槲皮素可显著降低糖基化反应诱导的α-La构象变化, 抑制AGEs的形成, 样品浓度为36.58 μmol·L-1时, 其抑制率达74.66%, 高于阳性对照品氨基胍盐酸盐。 同步荧光和三维荧光光谱分析结果表明, 异槲皮素会改变α-La的构象, 使色氨暴露于更亲水的环境中, 增加其微环境的亲水性。 抑制动力学和热力学分析结果显示, 异槲皮素通过静态方式猝灭α-La的内源荧光, 且与α-La按照1:1的摩尔比例结合形成了稳定的复合物, 该结合是一个自发放热的过程, 范德华力和氢键是异槲皮素-α-La复合物形成的主要作用力。
异槲皮素 α-乳白蛋白 糖基化 荧光光谱 分子间相互作用 Isoquercetin α-Lactalbumin Glycation Fluorescence spectroscopy Intermolecular interaction 光谱学与光谱分析
2020, 40(12): 3755
1 上海交通大学材料科学与工程学院, 上海 200030
2 中国航发商用航空发动机有限责任公司, 上海 201108
针对航空发动机TA19钛合金整体叶盘的损伤修复需求, 开展激光成形修复工艺研究。采用旋转电极法制备TA19钛合金球形粉, 在充氩箱中进行激光成形修复试验, 沿TA19锻件基材生长制备板状试样坯料, 同时采用激光直接沉积方法制备了试样坯料, 通过对修复区域显微组织、显微硬度、拉伸性能、疲劳性能测试与分析, 并与TA19钛合金锻件及激光直接沉积试样进行了对比。结果表明: 激光成形修复试样由修复区、热影响区和基材区三部分组成, 修复区与基体形成致密冶金结合, 修复区组织为粗大柱状晶, 柱状晶内有细小的针状α相析出, 形成α+β魏氏组织; 激光成形修复区的硬度平均值为400 HV, 比母材的硬度高70 HV; 激光成形修复试样的抗拉强度均值为999 MPa、屈服强度均值为910 MPa, 与母材基本相当, 激光成形修复试样的延伸率均值为12.5%, 与母材相比下降17%; 在应力集中系数Kt=3时, 室温及480 ℃的激光成形修复的中值旋转弯曲疲劳强度分别为137 MPa及145 MPa, 与母材相当或略优。激光成形修复后TA19钛合金的拉伸及疲劳性能与锻件基本相当, 激光成形技术是TA19钛合金整体叶盘损伤修复的可行方法。
激光成形 修复 显微组织 拉伸性能 疲劳性能 laser forming repair TA19 TA19 microstructure tensile strength fatigue strength
