作者单位
摘要
1 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
2 崂山实验室, 山东 青岛 266234
3 电磁空间安全全国重点实验室, 天津 300308
海洋是丰富的资源宝库, 对海洋资源的开发和利用尤为重要。水空跨介质探测、通信、水下目标确定等技术一直是相关工作者关注的热点, 同时也是技术难题。声波作为一种机械波, 是水中良好的传播载体, 因此通过提取水下声波信息进行水空跨介质探测及通信不失为一种好方法, 但目前仍缺少完整的水下声信号传播模型及试验基础。本文提出一种基于有限元方法的水下声信号产生水面波纹振动的仿真模型, 并运用激光多普勒测振技术对水面波纹进行检测, 通过试验与仿真两种方式均能在水面以上精准得到水下声波信息。在相同水下声信号参数的条件下, 试验与仿真得到的水面波纹振幅大小一致, 验证了激光多普勒测振技术用于获取水下声波信息的可行性及所建立仿真模型的正确性, 为实现水空跨介质探测及通信的突破提供了试验基础及理论依据。
激光多普勒测振 跨介质探测 水声学原理 有限元方法 laser doppler vibration measurement cross-media detection hydroacoustic principle finite element method 
应用激光
2023, 43(3): 0127
作者单位
摘要
四川大学 电气工程学院,成都 610065
20世纪以来,电子科技飞速发展,模拟电子技术和数字电子技术在其发展中发挥着不可替代的作用。电子技术实验课程作为理论学习和工程实际的桥梁,受到工科电类相关专业的重视。面向新工科建设,采用适当的实验课程教学方法是提升该课程教学质量和教学成效的关键。针对模拟电子技术实验教学,通过分析和探讨实验教学现状和教学过程存在的短板,提出了两阶段探究式模拟电子技术实验教学方法,并有机结合现代化教学媒介和多元化实验平台,拓展实验教学内容,取得了较好的教学效果。
新工科 电子技术实验 探究式教学 教学模式 new engineering disciplines electronic technology experiment inquiry teaching teaching mode 
实验科学与技术
2023, 21(5): 59
作者单位
摘要
四川大学 电气工程学院,成都 610065
在新工科人才培养的新要求下,工程实践教学改革的目标是培养更多卓越的工程创新型人才。实践设计是新型人才创新实践能力培养的重要载体,为解决课堂知识侧重基本理论与创新思维人才培养之间的矛盾。四川大学电路实验室将基于LABVIEW可视化图形编程软件开发的具有信号分析、数据采集、数据处理、数据保存、数据图形化显示等功能的实验教学系统应用在本科电路实验教学当中。通过固纬GDS-1000B、AFG-2225、科睿源KA3010P硬件平台以及 LABVIEW软件,对串联谐振以及单管放大电路的电压、频率以及波形数据进行采集和处理,实现了谐振频率的自主分析和波形数据的有效存储。实验结果表明该系统性能稳定,具有较高的测量精度,并且可以应用到其他实验以及科研项目当中,具有较好的移植性。
新工科 可视化编程 自主分析 串联谐振 单管放大 new engineering visual programming autonomous analysis series resonance single tube amplification 
实验科学与技术
2023, 21(4): 54
作者单位
摘要
1 江南大学化学与材料工程学院,江苏 无锡 214122
2 陕西师范大学材料科学与工程学院,陕西 西安 710119
上转换粒子(UCPs)辅助近红外光聚合(UCAP)作为一种新型光聚合方法在聚合化学中显示出潜在的应用价值,UCPs的上转换发光效率是影响其光聚合效率的关键因素。利用乙二胺四乙酸(EDTA)辅助的水热法合成了一系列NaYbF4∶Tm3+微晶体,探究了氟化钠(NaF)和EDTA含量、敏化剂掺杂比例以及水热温度对UCPs的形貌以及上转换发光强度的影响,并进一步研究了UCPs对近红外光聚合行为的影响。研究结果表明:氟源的加入会促进产物的相变并使长径比增大,适量的氟源可以增强上转换发光;此外,降低敏化剂掺杂浓度、提高反应温度以及降低配体的含量都可以在一定程度上增强UCPs的荧光强度。研究发现,增加近红外光光强可以有效提升粒子的荧光强度和紫外发射波段的占比,从而获得更快的聚合速率以及更高的官能团转化效率。最后,将最优条件下合成的UCPs应用于近红外光固化墨水直写3D打印,展现了其在3D打印领域的应用潜力。
上转换发光 水热法 光聚合 近红外光 3D打印 
激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2116004
作者单位
摘要
天津大学 激光与光电子研究所, 天津 300072
周期光学系统,如光子晶体和光学超材料,可以在亚波长尺度形成高密度的电磁场能量局域,并获得极小的模式体积,在光操控领域具有巨大的应用潜力。近年来,研究人员在周期光学系统中发现一种光与物质的强相互作用,其被称为连续域束缚态。它是一类频率位于辐射连续域内但被完全局域的特殊电磁本征态,具有诸多有趣的物理特性和丰富的应用场景。本文系统性综述了周期光学系统中连续域束缚态的分类及其理论体系,并总结了其基本物理特性和最新应用发展。周期光学系统中的连续域束缚态正在为集成光学、信息光学、生物光学、拓扑光学以及非线性光学等领域注入新的发展动力。
周期光学系统 连续域束缚态 理论体系 物理特性 应用发展 periodic optical systems bound states in continuum theoretical system physical properties application development 
中国光学
2023, 16(1): 1
作者单位
摘要
太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 太原 030024
在激光雷达的水下目标探测中, 浑浊水体中悬浮颗粒对激光的吸收和散射作用, 使得激光在水中的传输严重衰减。尤其是后向散射所造成的噪声会降低目标对比度甚至淹没信号回波。载波调制技术可以有效抑制后向散射, 提高目标回波信号的信噪比。文章将布尔混沌信号作为载波调制信号, 基于其内禀高频强度调制特性, 构建了布尔混沌调制激光雷达水下成像系统, 并在实验室水箱环境下, 对衰减系数不同的浑浊水体中的目标物体进行了三维成像实验研究, 对比了不同水质中的目标物体三维成像效果。
激光雷达 布尔混沌 载波调制 水下目标 三维成像 LiDAR Boolean chaos carrier modulation underwater target 3D imaging 
半导体光电
2022, 43(5): 999
吴桐 1,2徐航 3,4,*徐金强 3李京祎 3黄森林 1,2,*
作者单位
摘要
1 北京大学 核物理与核技术国家重点实验室,北京 100871
2 北京大学 物理学院 重离子物理研究所,北京 100871
3 中国科学院高能物理研究所 粒子加速物理与技术重点实验室,北京 100049
4 散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
为推动北京大学超导加速器实验装置不断向强流目标迈进,提出100 W红外高重频光阴极驱动激光的设计方案,主放大器采用先进的光子晶体增益光纤,保证输出光束的质量。对激光系统中的关键问题,如各部分功率指标、脉冲展宽和压缩、激光耦合等进行了设计,并且考虑了激光的非线性影响。为实现强流加速器开机运行所必备的诊断模式,也提出了对于高重频激光进行两级选频的独特设计方案。将高速的SOA光开关和低速的声光调制器相结合,产生宏脉冲结构的输出激光,从而实现加速器在诊断模式下的运行。
强流电子加速器 光阴极驱动激光 宏脉冲诊断模式 激光传输 intense electron beam accelerator photocathode drive laser system diagnostic mode laser transmission 
强激光与粒子束
2022, 34(10): 104018
作者单位
摘要
1 北京大学 核物理与核技术国家重点实验室,北京 100871
2 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
3 中国科学院大学 物理科学学院,北京 100049
为满足北京大学新一代超导注入器DC-SRF-II注入器的需求,设计了新的光阴极驱动激光系统。系统采用模块化的布局,可以工作在从单脉冲到81.25 MHz连续波模式,绿光输出功率1.41 W @ 1 MHz。系统实现了激光的纵向和横向整形,纵向整形后的激光脉冲为平顶分布,脉宽约为18 ps,横向则为截断高斯分布。实验结果显示,输出激光的RMS功率波动为1.8%,指向抖动小于1 μrad。
光阴极 光阴极驱动激光 激光整形 激光传输 photocathode photocathode drive laser laser shaping laser transport 
强激光与粒子束
2022, 34(10): 104016
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Opto-Electronics Information Technology (Tianjin University), Ministry of Education, School of Precision Instruments and Opto-Electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 Department of Optoelectronic Information Science and Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China
Phase-modulated metasurfaces that can implement the independent manipulation of co- and cross-polarized output waves under circularly polarized (CP) incidence have been proposed. With this, we introduce one particular metasurface composed of meta-atoms with a phase difference of 2π/3 to generate specific elliptically polarized waves under various polarized incidences. Furthermore, a metasurface composed of these above meta-atoms and the meta-atoms with a phase difference of π/3 arranged in a certain rule can realize polarization conversion function between linearly polarized and CP states. The designs shed new light on multifarious optical devices and may further promote the development of metasurface polarization optics.
phase-modulated metasurfaces polarization conversion multiplexing 
Chinese Optics Letters
2022, 20(4): 043601
作者单位
摘要
太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 太原 030024
激光雷达已经成为无人智能车必备的环境感知设备。现有基于脉冲测距体制的车载激光雷达极易受到其他车载激光雷达的交叉干扰, 导致雷达虚警和误判, 引发交通事故。文章利用布尔混沌信号调制激光器产生的混沌激光作为雷达探测信号, 结合扫描成像技术, 构建混沌激光成像雷达系统, 实验实现了目标物体的三维成像, 并对其抑制交叉干扰的能力进行了实验测试。实验结果表明, 在不采取任何抑制干扰措施的前提下, 基于布尔混沌雷达波形的正交性, 仍可在高强度干扰下实现探测目标的三维重构, 有效抑制交叉干扰的影响。
混沌激光雷达 布尔混沌 交叉干扰 三维成像 chaotic lidar Boolean chaos mutual interference 3D imaging 
半导体光电
2021, 42(3): 424

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