1 咸阳师范学院离子束与光物理实验室，陕西 咸阳 712000
2 西安交通大学物理学院，陕西 西安 710049
3 中国科学院近代物理研究所，甘肃 兰州 730000
用动能为1360 keV的129Xeq+（q=17，20，23，25，27）高电荷态离子分别入射到金属Al和Ti固体靶表面，测量高电荷离子与表面相互作用过程中离子俘获表面电子完成中性化所形成的激发态Xe原子和低电离态Xe离子退激辐射的近红外光谱线（800~1700 nm），以及靶原子被离化激发、退激辐射的光谱线。实验结果表明：高电荷态离子入射金属表面的过程中，携带的势能在飞秒量级的时间内沉积到靶表面，使靶原子离化激发，较强的库仑势能可使靶原子形成高离化态和复杂的电子组态、退激辐射光谱线。随着入射离子的电荷态增加，测量谱线的强度增大，该变化趋势与入射离子的势能随电荷增加的变化趋势大体一致，说明经典过垒模型在近玻尔速度能区是成立的。
原子与分子物理学 高电荷态离子 经典过垒模型 禁戒跃迁 近红外光谱
1 太原学院机电与车辆工程系, 太原 030032
2 大连理工大学, 辽宁省微纳米技术及系统重点实验室, 大连 116024
采用磁控溅射工艺, 在Pt/Ti底电极上沉积锆钛酸铅(PZT)薄膜, 研究了原位退火温度与底电极沉积温度对溅射PZT薄膜结晶取向、微观结构、介电性能、铁电性能及疲劳性能的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明, 随着电极沉积温度升高, Pt晶粒尺寸增大, 随着退火温度升高, PZT薄膜致密性变差。对室温制备的Pt/Ti底电极进行200 ℃原位退火30 min后, 易于促进PZT薄膜沿(100)择优取向, 而高温制备或经高温退火处理的Pt/Ti底电极更有利于PZT薄膜的(111)晶向生长。电学性能分析表明, 室温制备的Pt/Ti底电极在经200 ℃原位退火30 min后, 其PZT薄膜介电性能最优, 同时展现较高的剩余极化强度和最小的矫顽场强, 经历108次极化翻转后, 初始极化下降仅为11％。
Pt/Ti底电极 压电薄膜 原位退火 择优取向 介电性能 抗疲劳特性 Pt/Ti bottom electrode piezoelectric film in-situ annealing preferred orientation dielectric property fatigue characteristic
1 北京工业大学理学部，北京 100124
2 南阳师范学院机电工程学院，河南 南阳 473061
光波作为信息载体具有高速并行处理二维信息的能力及天然优势。光波的波长、振幅、相位、偏振等为光波的调制提供不同的维度和多种可能，也使得光学加密技术和光学密码系统展现出巨大的应用价值。随着加密数据传输量的急剧增长，在进行加密的同时实现信息的压缩变得愈加重要，因为这将缩短处理这些数据所需的时间并有效节约存储空间。提出广义的光学图像压缩加密的概念，并将压缩策略分为明文压缩、密文压缩和明文密文同步压缩。在此基础上，介绍适合每种策略的具体压缩方法，并通过阐述这些压缩方法在一些实例中的应用，综述了光学图像压缩加密技术的研究进展，也对未来的研究方向进行了展望。
光学信息安全 压缩加密 图像压缩 光信息处理 激光与光电子学进展
2023, 60(4): 0400001
光子学报
2022, 51(10): 1032003
1 国防科技大学 电子科学学院，湖南 长沙 410073
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 超快诊断技术重点实验室，陕西 西安 710119
3 中国电子科技集团公司第二十七研究所，河南 郑州 450047
4 西北工业大学 光学影像分析与学习中心，陕西 西安 710072
5 国防科技大学 气象海洋学院，湖南 长沙 410073
针对水下目标探测应用场景，给出了相应的532 nm波长激光雷达系统参数，结合条纹管激光雷达和载波调制激光雷达的优点，设计研制了一套水下三维成像增程激光雷达原理样机。相对于常见的微波调制激光产生高频脉冲的方案，该原理样机采取调Q技术压缩激光脉冲，再结合F-P腔的特性产生高频激光脉冲，具有峰值功率高和输出能量高的优点。实验结果表明，该原理样机在清水环境中成像距离优于20 m，能够捕捉到13 m处直径9 mm的目标细节；在浊水环境中的信号处理增程能力达到81.4%，相对距离分辨误差为0.01 m。所获得的实验结果为进一步提升水下激光雷达的成像距离和分辨率进而发展水下成像装备奠定了基础。
高分辨率 水下成像 激光雷达 增程 high resolution underwater imaging lidar range-extended 红外与激光工程
2022, 51(3): 20210204
1 虚拟地理环境教育部重点实验室（南京师范大学），江苏南京，20023
2 江苏省地理环境演化国家重点实验室培育建设点，江苏南京，1003
3 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心，江苏南京，21002
广泛密布的视频传感器可持续记录降雨信息，基于视频传感器估算高时空分辨率的雨量数据，已经成为当前最具有前景的雨量估计途径之一。然而，由于传感器设备、视频场景等的复杂多变，极易导致各个视频传感器反演的降雨数据质量参差不齐，需要对其处理，保证反演数据质量。受地理学第一定律启发，以视频传感网中节点间的时空信息为约束，提出一种视频节点协同的雨量反演精度控制模型（Precision Control Model，PCM）。PCM模型通过视频节点间降雨信息互验证的方式，从降雨事件的时空一致性、态势一致性和相关性等特征出发，构建雨量反演的多粒度滤波方法，以期实现降雨事件的高精度表达。实验结果表明，在多种降雨场景中，PCM模型均可有效的提高了雨量反演的准确性与稳定性。降雨强度（Rainfall Intensity， RI）相对误差的均值在中、小雨场景降低约14.85%，大雨场景降低约19.90%；RI相对误差的标准差在中、小雨场景降低约40.87%，大雨场景降低约40.96%，可为高质量降雨数据的生产提供支持。
雨量反演 视频传感器 节点协同 精度控制 时空约束 rainfall inversion visual sensor nodes collaboration precision control spatio-temporal constraints 光学 精密工程
2021, 29(11): 2714
1 西安交通大学 机械制造系统工程国家重点实验室，西安 710049
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 超快诊断技术重点实验室，西安 710119
利用Zemax优化设计了结构简单、低成本的非球面色散镜组，搭建了光纤式色散共焦三维测量软硬件系统。结合实验测试数据定量比较了峰值法、质心法、高斯拟合法和样条插值法的色散共焦光谱响应峰值波长提取性能，通过轴向分辨率和位移精度测试实验对比分析了两种测量曲线标定方法对于系统测量性能的影响。实验结果表明：系统轴向测量范围为1 mm，高斯拟合法在四种峰值波长提取算法中精度较高且适应性更好，两种标定方法对应的轴向分辨率均达到0.2 μm，在整个量程范围内，位移测量精度优于1%；对厚度为0.219 mm的石英玻璃进行测量，均值的相对误差为0.5 %。利用该系统实际测量了台阶结构、柔性电极和MEMS器件的三维形貌，充分验证了本系统可实际应用于三维微观形貌和透明材料厚度的高精度测量。
色散共焦 三维测量 光谱色散 膜厚 标定 Chromatic confocal 3D measurement Spectral dispersion Film thickness Calibration 光子学报
2021, 50(11): 1112001
1 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室，山西 太原 030024
2 太原理工大学物理与光电工程学院，山西 太原 030024
针对混沌半导体激光器输出波长和功率的稳定性问题，设计了一套面向混沌半导体激光器的高稳定控制系统。利用深度负反馈电路实现对激光器驱动电流的高稳定高精度恒流控制；采用模糊自适应比例-积分-微分算法以及H桥驱动电路设计的温度控制器实现了对激光器温度的稳定控制。结果表明，所设计的双通道电流源输出电流范围分别为0.00~40.00 mA和0.00~100.00 mA，在室温25.0 ℃环境下稳定度分别优于0.002%和0.004%，调节精度均可达0.01 mA；驱动电流为20.00 mA时，混沌半导体激光器连续工作120 min的输出光功率漂移量分别仅为0.0066 dBm和0.0072 dBm；温度控制电路的温度控制范围为18.0~40.0 ℃，激光器在25.0 ℃下工作120 min的中心波长漂移量仅为0.007 nm。该控制系统在环境温度为10.0~40.0 ℃范围内可稳定工作。
激光器 半导体激光器 混沌半导体激光器 恒流源 温度控制系统 高精度 高稳定 激光与光电子学进展
2021, 58(7): 0714008
