1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院 “精密光机电一体化技术”教育部重点实验室，北京 100191
2 北京航空航天大学 人工智能研究院，北京 100191
3 北京航空航天大学 “空天光学-微波一体化精准智能感知”工业和信息化部重点实验室，北京 100191
针对基于中红外声光可调谐滤波器（Acousto-Optic Tunable Filter, AOTF）的光谱成像系统观测运动目标过程存在光谱数据漂移问题，提出了一种基于声光互作用的在线光谱校准方法。根据目标光谱成像位置与驱动频率，构建了逆向光线追迹模型，从而实现了光谱数据的在线校准，满足运动目标探测的实时性要求。该方法能为后续目标检测、识别与跟踪提供稳定且精确的光谱数据立方体。在实验验证方面，利用设计研制的平行光入射的中红外AOTF光谱探测系统，以黑体与中红外滤波片组合作为目标光源，对光谱校准模型开展实验验证。最终实验结果表明，针对位于不同视场处的模拟运动目标，校正后的光谱漂移相对误差均优于4.45%，有利于提升对运动目标光谱探测的应用能力。
声光可调谐滤波器 光谱校准 光线追迹 动目标 光谱探测 acousto-optic tunable filter spectral calibration ray tracing moving targets spectrum detection 红外与激光工程
2023, 52(12): 20230291
光子学报
2023, 52(12): 1210002
西安交通大学城市学院 计算机系， 西安 710018
设计了一种基于平均电压反馈技术的片上高精度全集成张弛振荡器，所设计的振荡器克服了传统张弛振荡器对比较器延迟、器件老化和电流源噪声等敏感的问题。此外，还设计了一种一次性自动频率校正电路，可使振荡器在外部参考时钟的辅助下，自动完成输出频率的高精度校准。采用UMC 40 nm CMOS工艺，实现了50 MHz高精度全集成张弛振荡器，并完成了振荡器的版图和后仿真。振荡器的版图面积为181 μm×218 μm。后仿真结果表明，所设计振荡器能在不同工艺角下将输出频率自动校准到50 MHz，且在供电电压从2.2 V到3.6 V、温度从-40 ℃到125 ℃的变化下，输出频率误差仅为±0.47%。典型工艺角下，振荡器功耗为200 μW。
高精度 平均电压反馈 张弛振荡器 数字校准 high accuracy average voltage feedback relaxation oscillator digital calibration
1 内蒙古工业大学土木工程学院, 呼和浩特 010051
2 内蒙古工业大学理学院, 呼和浩特 010051
3 内蒙古建筑职业技术学院艺术设计学院, 呼和浩特 010070
孔结构演化对混凝土抗冻性能至关重要, 为研究纳米TiO2对混凝土孔结构及抗冻性能的影响, 本文选取替代率分别为0%、1%、3%、5%(质量分数, 下同)的纳米TiO2混凝土为研究对象, 进行了快冻法试验、抗压强度试验、核磁共振试验及扫描电子显微镜试验。通过纳米TiO2混凝土冻融循环前后质量、动弹模量、抗压强度、孔结构及微观形貌的变化, 评估-18~5 ℃条件下的冻融损伤并分析纳米TiO2对混凝土性能的改善机理; 同时建立抗压强度、相对动弹模量、自由水饱和度及裂缝占比响应模型以确定纳米TiO2的最佳掺量。结果表明: 适量的纳米TiO2可有效改善混凝土微观形貌, 增加混凝土微孔及中孔的比例, 减小大孔及裂缝的比例, 过量的纳米TiO2会使混凝土中大孔和裂缝的比例增大, 不利于混凝土抗冻性能的提高; 纳米TiO2掺量为1%时, 混凝土抗冻性能最佳。基于抗冻性能指标与孔隙测试结果建立响应模型, 确定纳米TiO2最佳掺量接近1%, 这与试验结果相符合。
纳米TiO2 混凝土 抗冻性能 核磁共振 孔结构 响应面分析 nano-TiO2 concrete frost resistance nuclear magnetic resonance pore structure response surface analysis
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 School of Physics Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China
4 Physics and Electronic Engineering Department, Xinxiang University, Xinxiang 453003, China
We demonstrated a scheme to differentiate the high-harmonic generation (HHG) originating from the surface states and bulk states of the topological insulator . By adopting two-color mid-infrared laser fields on , we found that the nonlinear response sensitively depends on the relative phase of the driving fields. The even harmonics arise from the surface states with a clear signature, whose modulation period equals the cycle of the second-harmonic generation (SHG) field. We reveal that the weak SHG perturbs the nontrivial dipole phase of the electron-hole pair in surface states, and thus leads to the modulation of HHG. It provides a means to manipulate the ultrafast dynamics in surface states through adopting a weak perturbing laser field.
high-harmonic generation topological insulators two-color laser fields Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 043801
1 中国科学院大学 工程科学学院，北京00049
2 中国科学院 力学研究所 流固耦合系统力学重点实验室，北京100190
3 中国科学院 力学研究所 非线性力学国家重点实验室，北京100190
为实现土壤原位力学参数的精准、快速解译，定量评估**装备机动性，本文利用冲击贯入过程中测得的阻力-速度曲线、加速度时程曲线、速度时程曲线以及贯入深度-初速度关系，基于动态空腔膨胀模型建立了土壤Mohr-Coulomb参数的反演方法。本文分析表明准确拟合贯入阻力系数是反演Mohr-Coulomb参数的关键，而利用冲击贯入过程中的速度时程曲线进行拟合能够对Mohr-Coulomb参数进行准确的反演。针对Forrestal等人报道的实验结果，利用本文方法对土壤内聚力进行反演的相对误差为2.14%，对土壤内摩擦角反演的相对误差为9.77%。本文进一步给出了动态空腔膨胀模型下Mohr-Coulomb参数反演的可解域，讨论了参数敏感性。本文提出的反演方法突破了传统半经验解译方法中物理图像不清晰、经验参数依赖性强的问题，可为复杂地质环境下土壤Mohr-Coulomb参数快速确定及土壤承载力评估提供一个新的方法和途径。
动态空腔膨胀模型 土壤强度 Mohr-Coulomb准则 参数反演 dynamic cavity expansion model soil strength Mohr-Coulomb criterion parametric inversion
东华理工大学测绘工程学院，江西 南昌 330013
针对地面激光雷达（TLS）进行单木分割时存在复杂林地欠分割或者过分割等问题，提出了一种基于连通性标记优化的单木分割方法。首先构建冠层高度模型（CHM）。再采用移动窗口进行局部极大值探测，实现候选树顶点探测。然后对初始树顶点进行连通性生长，通过探测连通区域的最高点，实现树顶点的优化提取，避免局部极大值误判为树顶点。接着采用基于标记的分水岭分割方法获取树木的初始分割结果。最后基于单木密度的分布特性对欠分割的树木进行优化，获取准确的单木分割结果。采用不同植被类型的点云数据进行实验分析，实验结果表明，所提方法在不同植被环境下均能获得良好的单木分割效果，平均探测精度均优于Meanshift单木分割方法和基于标记的分水岭单木分割方法。
遥感 地基激光雷达 冠层高度模型 树顶点优化探测 单木分割优化
浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室，浙江师范大学，浙江 金华 321004
采用532 nm和1064 nm两种波长的激光光源，分别研究了水体中激光诱导空化气泡及其时间演化过程，以及等离子体辐射光谱，详细讨论了激光波长、聚焦透镜焦点位置对空化气泡和光谱强度的影响。研究表明，在相同的实验参数条件下，激光诱导空化气泡均出现了两个周期的膨胀-收缩振荡过程，但1064 nm波长激光产生的空化气泡直径更大、膨胀速度更快，且其激光诱导击穿光谱（LIBS）强度可达到532 nm波长激光的2.3倍。光谱强度、空化气泡大小，以及它们的稳定性与聚焦透镜焦点位置密切相关，焦点位于水面下10~12 mm时，不仅能产生直径更大且相对稳定的空化气泡，还可以将LIBS谱线强度的相对标准偏差由20%降低至13%，稳定性得到提高。
大气光学 激光波长 激光诱导空化气泡 时间演化 水体 光学学报
2022, 42(18): 1801005
