1 山东理工大学机械工程学院，山东 淄博 255000
2 清华大学精密仪器系，北京 100084
为了克服典型分焦平面法偏振成像的工艺难度高、步骤复杂且所得偏振器消光比小的不足，提出了一种利用皮秒激光烧蚀单方向亚波长金属光栅偏振片制备规则的偏振阵列，再通过胶合来获得多方向偏振滤波器的制备工艺。对烧蚀偏振片的主要激光参数进行了实验优化，优化所得激光功率密度为5.89×105 W/cm2，脉冲重合率为82.17%，扫描线间距为0.008 mm，激光扫描烧蚀速度可达3000 mm/s。结果显示：偏振片被激光烧蚀后的区域偏振性基本消失，透光率提高到0.96以上。制备得到的偏振器保留了商用偏振片的高消光比，且在抗光学干扰以及像素配准方面具有优势。将该偏振滤波器贴覆在相机上进行了偏振成像的验证实验，结果表明：该偏振滤波器计算得到的偏振角误差小于0.5°，能准确识别偏振状态，在图像识别和偏振成像领域具有较好的应用价值。
激光技术 皮秒激光 多向偏振阵列 偏振滤波器 偏振成像 中国激光
2023, 50(12): 1202105
1 岳阳职业技术学院慢性病重点实验室，岳阳 414006
2 岳阳市人民医院护理部，岳阳 414000
3 武汉科技大学生命与健康科学学院，武汉 430081
迷迭香酸作为一种天然酚酸类化合物目前已被广泛应用于多种癌症的治疗。为探讨迷迭香酸对人宫颈癌的治疗效果，本研究通过细胞增殖、迁移和自噬等试验进行功能验证，并应用蛋白质免疫印迹技术验证了其可能发挥作用的信号通路。研究结果发现：经迷迭香酸处理后，人宫颈癌Hela细胞的增殖能力显著性下降；细胞的迁移能力同样受到抑制，自噬相关蛋白（ATGs）ATG5和Beclin1（酵母ATG6同源物）表达上调，磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）、丝氨酸苏氨酸蛋白激酶（AKT）和雷帕霉素靶蛋白（mTOR）表达下降。这提示，迷迭香酸可能通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路来促进细胞的自噬，并抑制宫颈癌细胞的增殖、迁移。该研究结果进一步说明了迷迭香酸作为抗癌药物的潜在价值，为抗癌药物的研发提供了一个新的理论。
迷迭香酸 宫颈癌 细胞自噬 细胞增殖 rosmarinic acid cervical cancer autophagy cell proliferation
1 吉林大学超硬材料国家重点实验室，长春 130012
2 郑州大学材料物理教育部重点实验室，郑州 450052
金刚石是一种具有优异性能的极限性超硬多功能材料。人工合成的金刚石可通过掺杂的方式使其具有各种独特的性质。掺硼金刚石兼具p型半导体的导电特性和金刚石自身优良的物理和化学性能，在**、医疗、勘探、科研等领域具有极高的应用价值。本文基于本课题组高温高压(HPHT)法合成的系列掺硼金刚石以及硼协同掺杂金刚石单晶，进行了硼掺杂金刚石、硼氢协同掺杂金刚石以及硼氮协同掺杂金刚石的合成和性能特征等方面的研究。通过表征合成样品在光学、电学方面的性能，探讨了不同掺杂添加剂对合成金刚石性能的影响，为合成高性能的半导体金刚石提供了思路。
掺硼金刚石 高温高压 超硬材料 晶体生长 协同掺杂 霍尔效应 半导体金刚石 boron-doped diamond HPHT superhard material crystal growth co-doping Hall effect semiconductor diamond
山东理工大学 机械工程学院，山东 淄博 255000
为了减小激光切割硅晶圆时的热效应，选择去离子水作为辅助液体进行激光切割实验，研究了水下切割时激光烧蚀激发气泡对硅片表面造成的不良影响。为解决水下激光切割进程中诱导气泡大面积粘结在硅片表面的问题，提出了去离子水混入乙醇溶液的实验方案，分析了水下激光切割中激光参数和乙醇浓度对切割质量的影响。实验结果表明，采用乙醇溶液作为辅助介质能明显减少粘结气泡的数量，减轻气泡破溃冲击带来的负面影响。实验采用乙醇浓度5 wt.%时切割得到的硅片比纯水中切割得到的硅表面影响区减小50%以上、切缝宽减幅约20%，有效提升了激光切割质量。
激光切割 硅 乙醇 气泡 表面质量 laser dicing silicon ethanol bubbles surface quality 红外与激光工程
2022, 51(4): 20210333
山东理工大学机械工程学院，山东 淄博 255000
初步探讨了微秒激光辐射不锈钢表面的着色机理，在激光焦距及填充间距一定的条件下，研究了激光扫描速度、加工次数及激光重复频率对304不锈钢着色效果的影响，并在此基础上通过建立三个并联的Elman神经网络，研究了激光扫描速度及激光加工次数与着色块色度(H)、饱和度(S)、亮度(B)之间的非线性关系。使用该神经网络在给定的激光参数下进行HSB值预测，预测曲线与真实值曲线吻合良好，其中色度的测试平均相对误差为4.04%，饱和度的测试平均相对误差为13.33%，亮度的测试平均相对误差为4.05%。所建立的神经网络模型具有良好的预测精度，实际加工图案颜色与预测颜色具有较高的一致性。
激光技术 激光 着色预测 Elman神经网络 304不锈钢
广州城市理工学院珠宝学院, 广东 广州 510800
方钠石为似长石类矿物, 常作为无机光致变色材料广泛应用于建筑、 照明和放射量测定等领域。 高品质方钠石宝石以其迷人的光致变色效应为大众熟知, 并得到消费者认可, 价格也不断攀升。 因天然宝石级方钠石的宝石学特征和光致变色机理研究较薄弱, 为鉴定提供理论依据并探究其变色机制, 特选取具光致变色效应的天然白色方钠石分别进行UVA(365nm)和UVC(254 nm)紫外光致变色实验, 并结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)和电子顺磁共振波谱(EPR), 探讨其光致变色机理。 紫外光辐照实验显示, 天然白色方钠石具有橙粉色-橙红色荧光, 受UVA紫外光辐照5分钟变为紫红色, 可维持1~2 min, 使用白光(700~400 nm)照射可以快速褪至初始白色; 受UVC紫外光辐照, 紫色调浓度持续加深且产生持久稳定的光致变色; 初始白色样品紫外荧光强度明显强于光致变色后紫红色样品。 FTIR吸收光谱指示, 5 250 cm-1处强吸收峰归属于H2O的弯曲振动与伸缩振动的组合吸收, 证实存在结晶水; 4 698和4 555 cm-1两处弱吸收峰与金属阳离子(M)和O—H相互吸引而成的面外弯曲振动γ(M—OH)有关(M=Mg2+, Na+, K+, Al3+); 1 002 cm-1处强吸收峰与标准方钠石吸收特征相比, 向高波数偏移约20 cm-1, 指示硅氧四面体结构中AlⅣ含量减少, 结合EPR波谱结果认为上述现象可能由Mn2+和Ti3+替换AlⅣ—O四面体结构所致, 并分别形成以3 511 G(g=2.002)处为中心的多条超精细谱线及3 573 G(g=1.967)处单一谱线。 UV-Vis和EPR谱指示, 白色方钠石短波紫外产生持续光致变色产生的主要原因是, 因S22-替代Cl-导致体系存在部分Cl缺失(空位VCl)来平衡电价, S22- 受紫外线激发分解: S22-→2-+e-, e-进入导带而被VCl捕获形成色心, 位于色心的电子转变为激发态而产生539 nm宽吸收带, 伴有向紫外区的拖尾增强吸收, 导致样品呈紫红色, EPR 3 480 G(g=2.02)处单一谱峰可作为判别依据。
白色方钠石 光致变色 发光性 电子顺磁共振波谱(EPR) White Sodalite Tenebrescence Luminescence EPR Spectrum 光谱学与光谱分析
2021, 41(12): 3936
五邑大学 智能制造学部, 广东 江门 529000
随机激光的阈值与体系内的散射强度存在密切关系。高折射率二氧化钛(TiO2)纳米颗粒与染料掺杂聚合物分散液晶(DDPDLC)均匀混合后, 由于液晶微滴与TiO2纳米颗粒之间的强散射作用, DDPPLC的随机激光具有更低的激光发射阈值, 并且随TiO2纳米颗粒的掺杂浓度而变化; 在优化TiO2纳米颗粒掺杂浓度的基础上, DDPDLC的发射阈值为270μJ/cm2, 线宽下降至0.08nm; 温度实验证明了PDLC结构的散射是产生随机激光的主要工作机制, 在TiO2纳米颗粒掺杂后, DDPDLC样品依然保证了良好的可调性。
聚合物分散液晶 随机激光 纳米颗粒 polymer dispersed liquid crystal random laser nanoparticle
大连理工大学机械工程学院, 辽宁 大连 116024
为从物理层面理解亚波长金属光栅偏振透射现象以及光栅参数对偏振透射的影响，基于等效介质理论定性解释了单层亚波长金属光栅的偏振透射现象，给出了各个光栅参数对偏振性能的影响规律。对于不同条件下透射峰值产生的机理，基于法布里-珀罗共振理论给出了定量解释。对于等效介质理论和法布里-珀罗共振理论的准确性给出了验证及分析。通过两理论定性或定量的对单层亚波长金属光栅偏振器透射机理的系统分析，将有助于更清晰地理解金属光栅偏振器的偏振透射影响规律。
光栅 透射机理 等效介质理论 亚波长金属光栅 法布里-珀罗共振
大连理工大学 机械工程学院, 辽宁 大连 116024
在同一聚碳酸酯基底上制作了6个不同方向的双层金属光栅偏振器, 用于消除分立器件带来的安装误差。将该偏振器应用于偏振导航传感器上并进行了测角精度测试, 基于神经网络法研究了角度测量的误差补偿方法。首先, 基于严格耦合波理论设计了一种亚波长双层金属光栅偏振器, 分析了它的周期和金属厚度对偏振器性能的影响, 其在510 nm波长入射时TM偏振光透射率高于71%, 消光比大于2 100。应用纳米压印技术在聚碳酸酯基底上加工制作了设计的偏振器, 其基底上设有6块结构参数相同但朝向不同的双层金属光栅结构。将此偏振器安装在偏振导航传感器上并在测试平台上测试了测角精度, 测试的原始误差在±1°以内; 经BP神经网络法误差补偿后, 测角误差在±0.2°以内。得到的结果可较好地满足偏振导航的要求。
光栅偏振器 偏振导航 严格耦合波分析 纳米压印 BP神经网络 nano wire polarizer polarization navigation Rigorous Coupled Wave Analysis(RCWA) nanoimprint lithography BP neural network 光学 精密工程
2012, 20(10): 2237
