红外与激光工程
2023, 52(9): 20230471
1 桂林理工大学材料科学与工程学院, 桂林 541004
2 桂林理工大学土木与建筑工程学院, 桂林 541004
3 广西建筑新能源与节能重点实验室, 桂林 541004
4 有色金属矿产勘查与资源高效利用省部共建协同创新中心, 桂林 541004
5 桂林理工大学材料科学与工程学院, 桂林 541004l广西建筑新能源与节能重点实验室, 桂林 541004
氧化镁膨胀剂(MEA)是一种性能优异的外加剂, 可以补偿大体积混凝土收缩。本文采用压汞法(MIP)测试了不同活性水平的MEA对超高性能混凝土(UHPC)浆体1～7 d龄期孔结构演变的影响, 并借助SEM及EDS对孔结构演变机理进行了分析。结果表明: 颗粒粒径较小的高活性MEA更有利于丰富UHPC的粒径分布, 实现基体最紧密堆积; 不同活性的MEA均会增加1 d龄期UHPC浆体的孔隙率, 但3 d以后各龄期浆体的孔隙率随MEA的掺入而降低, 活性越高降低越明显; 高活性MEA更有利于细化UHPC浆体3～67 nm的孔径; 使用孔隙率及孔结构评价UHPC自收缩应考虑不同龄期的影响; MEA活性越高, 水化生成的Mg(OH)2晶体更多, 有助于减小孔隙率并优化孔径; 使用内掺法会增加硅灰的相对含量, 增强硅灰的种子效应和火山灰效应, 降低UHPC基体的最终孔隙率。
氧化镁膨胀剂 超高性能混凝土 孔结构 自收缩 收缩补偿 MgO expansive agent ultra-high performance concrete pore structure autogenous shrinkage shrinkage compensation
首都师范大学物理系超材料与器件北京市重点实验室, 北京 100048
为解决已有太赫兹(THz)表征系统对样品性质表征不够全面的问题,搭建了基于硒化镓(GaSe)晶体的宽谱THz系统,利用飞秒脉冲激光泵浦GaSe晶体,产生频谱范围为10~20 THz的宽谱THz波。搭建了迈克耳孙干涉仪对THz瞬态电场进行非相干表征,用该系统测量了尿嘧啶等三种生物样品的高频吸收谱,并通过密度泛函理论对生物分子的振动、转动情况进行了理论分析。测量结果与理论结果相吻合,证明了该系统可快速获取样品的高频信息,弥补了传统THz光谱系统在高频波段的信息缺失,为搭建高频THz时域光谱系统打下坚实的基础。
宽谱太赫兹源 差频效应 迈克耳孙干涉 激光与光电子学进展
2020, 57(7): 073001
1 华侨大学 制造工程研究院, 福建 厦门 361021
2 华侨大学 硬脆性材料加工技术教育部工程研究中心, 福建 厦门 361021
针对传统半固结研磨盘由于盘面较软使得加工衬底面形精度难以保证的问题, 提出一种蜂窝状结构的半固结磨料研磨盘的设计与制备方法。该研磨盘采用环氧树脂蜂窝结构作为支撑“骨架”, 减小研磨盘的变形, 以保证研磨衬底的面形精度, 同时采用含有金刚石磨粒的凝胶体作为半固结研磨介质实现对衬底的研磨加工, 获得了较好的衬底表面质量。基于该原理制备了一套新型研磨盘, 并用于蓝宝石衬底的双面研磨加工。试验结果表明, 研磨后衬底表面粗糙度较小, 表面划痕和裂纹少, 能够获得较好的表面质量; 相应地, 研磨后蓝宝石衬底的面形精度不仅没有变差, 反而得到很大的改善, 研磨后衬底的翘曲度、弯曲度和总厚度偏差均大幅减小。另外, 研磨效率也相对较高, 材料去除率可达0.3～0.4 μm/min。试验结果证明了该新型结构研磨盘不仅可以获得较好的表面质量和较高的研磨效率, 同时还可提高衬底的面形精度, 可用于面形精度要求较高的薄片衬底零件的精密研磨加工。
超精密加工 研磨 半固结磨料研磨盘 蓝宝石衬底 面形精度 ultra-precision machining lapping semi-fixed abrasive lapping plate sapphire substrate surface shape accuracy
1 中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室, 辽宁 大连 116023
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201204
先进光源的发展在前沿科学研究中发挥的作用越来越重要。近十年来, 飞速发展的自由电子激光技术为科学家们提供了探索未知世界、发现新科学规律和实现技术变革的重要工具。建成的大连极紫外(EUV)相干光源的运行波段为50~150 nm, 单脉冲能量大于100 μJ, 且可提供10-12 s和10-13 s量级的超快激光脉冲, 是我国第一台自由电子激光用户装置, 并且是国际上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光用户装置, 在世界范围内为用户提供具有高峰值亮度和超短脉冲的极紫外激光。大连EUV相干光源是由国家自然科学基金委资助、由中国科学院大连化学物理研究所和上海应用物理研究所共同承担的重大科学仪器研制项目, 目标是打造一个以先进极紫外光源为核心、主要用于能源基础科学研究的光子科学平台。
激光光学 自由电子激光 极紫外激光 能源基础研究
1 中南大学物理与电子学院, 湖南 长沙 410012
2 广东省半导体产业技术研究院, 广东 广州 510651
基于几何光学、能量守恒定律及菲涅耳定律等相关理论，提出了一种双自由曲面半导体发光二极管(LED)准直透镜的光学设计方法，并给出了构建准直透镜模型详细的算法设计。自由曲面是一种关于中心轴旋转对称的曲面，该曲面的二维轮廓在非均匀有理B样条曲线的方法理论基础上，采用ProE软件搭建而成。通过蒙特卡罗光线追迹模拟发现，相比传统的单自由曲面准直透镜，双自由曲面准直透镜不仅提高了照度均匀性，而且在能量利用率上也有显著的提高。研究结果表明，采用双自由曲面将大大提升准直透镜的设计空间，改善LED透镜的光学性能。
光学设计 双自由曲面 算法设计 蒙特卡罗光线追迹 准直透镜
1 大连民族学院光电子技术研究所，辽宁大连 116600
2 大连海事大学，辽宁大连 116026
新型大功率紫外LED具有电光转化效率高、光谱纯度高和体积小等优点，但单管LED功率仍很难满足光固化的要求，针对单光斑辐照要求，提出采用空间阵列UV-LED排布实现能量累加的方案。该方案通过单管LED聚光系统与集成阵列系统综合设计实现了各单元单光斑辐照度在辐照面上的合成，最终得到的光斑辐照度分布均匀、尺寸合理，阵列系统后工作距离长，完全满足现场应用的具体指标要求。通过外围电子线路控制阵列LED的电流强度及通断状态可实现光斑辐照度在(1000～1800) mW/cm2可调，光斑尺寸为1cm2，后工作距离为10cm。
光学设计 紫外二极管 LED阵列 紫外固化 optical design UV-LED LED array UV-curing
1 大连民族学院 光电子技术研究所,辽宁 大连 116600
2 大连海事大学,辽宁 大连 116026
针对紫外固化技术领域中新型大功率365 nm UV-LED光源进行了拓展性应用研究.提出了空间阵列排布实现能量累加的技术方案，给出了其优化设计原理与软件实例仿真结果.结果证明:该二维空间阵列光学设计方案的正确性和可行性，完全可以实现应用现场的实际光学技术指标（辐照度、光斑尺寸、后工作距离、光斑等）;其中指标要求在辐照面实现50 mm×10 mm线状辐照光斑，后工作距离≥50 mm，辐照度≥1 W/cm2，辐照面光斑分布均匀，设计出的空间阵列光学系统在结构上实现了最高优化设计.
光学设计 紫外二极管 阵列 紫外固化 Optical design UV LED Array UV curing
1 大连海事大学,辽宁,大连,116026
2 大连民族学院,辽宁,大连,116600
设计了一种新型的LED阵列式紫外固化光源系统,该系统主要包括多路可控恒流源,紫外LED空间阵列及光学系统等,其中紫外LED空间阵列结构提高了光源的辐照度和均匀性.在分析光源结构的基础上,对其光学系统进行了设计,给出了LED空间阵列光学系统的设计方法和设计实例,并利用Light Tools光学仿真软件对其进行了模拟.结果表明:采用该光学设计方法得到的空间阵列辐照系统,其紫外辐照度可达200 mW/cm2,辐照面上光强分布均匀稳定,能够满足紫外光固化过程对光源的指标要求.
紫外光固化 LED空间阵列 光学设计 Light Tools
中国科学院半导体研究所，集成光电子学国家重点联合实验室，超晶格国家重点实验室，北京 100083
利用低温(200℃)生长的GaAs材料作为吸收层制备了GaAs基1．55μm谐振腔增强型(RCE)光电探测器，对其光电特性进行了分析、研究．无光照0偏压下探测器暗电流为8．0×10－12A；光电流谱峰值波长1563nm；响应谱线半宽4nm，具有良好的波长选择性．
探测器 谐振腔增强 分布布喇格反射镜 Detector LT－GaAs LT-GaAs RCE DBR
