中山大学光电材料与技术国家重点实验室，中山大学材料学院，广东 深圳 518107
极紫外探测器在电子工业、空间探索、基础科学等领域有着无法替代的作用。本文综述了不同类型极紫外探测器的优势及研究进展，包括气体探测器、闪烁体、微通道板以及半导体极紫外探测器，重点介绍了具有优异抗辐照能力的宽禁带半导体极紫外探测器及其潜在的应用优势。最后，本文展望了极紫外探测器在耐辐照功率监测、高分辨极紫外成像和高抑制比极紫外微光探测等方面的应用前景，并指出了其面临的主要挑战。
探测器 极紫外 闪烁体 气体探测器 宽禁带半导体探测器
1 运城学院 物理与电子工程系，山西 运城 044000
2 河北工程大学 数理科学与工程学院，河北 邯郸 056038
3 联想（北京）信息技术有限公司，北京 100095
4 南开大学现代光学研究所，天津 300350
5 河北工业大学 先进激光技术研究中心，天津 300401
提出了一种基于轨道角动量全息(Orbital Angular Momentum, OAM)和频移的大容量光学信息加密方法。该方法实现了对多个图像信息的并行加密。首先，对多幅原始图像进行采样，采样阵列的采样间隔取决于具有不同拓扑荷数的螺旋相位的空间频率。然后，多个采样图像信息经过随机相位调制、傅里叶变换和频移相位调制后相干叠加构成轨道角动量保留全息图。最后，将不同拓扑荷的螺旋相位分别编码到轨道角动量保留全息图中，得到轨道角动量选择全息图，进行相干叠加后构成最终的单个加密全息图。解密时，轨道角动量复合选择全息图被加载到空间光调制器上，用包含特定拓扑荷数的涡旋光束照射，并经过傅里叶变换获得多个解密信息。该加密系统具有极高的加密灵活性和极大的加密容量，不仅可以在同一拓扑荷下，设计不同的频移因子来并行加密一组多个图像信息，还可以利用不同拓扑荷对多组图像信息进行加密。该方法将涡旋光束的模式设定为一个新的光学密钥，极大地提高了光学加密系统的安全性。此外，该光学加密方法中，待加密图像信息的尺寸不受空间光调制器的像元数量限制，极大地提高了光学实现信息加密的可行性和有效性。仿真实验结果表明该方法具有较高的安全性、抗噪性和抗剪切能力。
光学信息加密 轨道角动量 全息 频移 optical information encryption OAM holography frequency shift 红外与激光工程
2023, 52(7): 20230313
1 中国民用航空飞行学院航空工程学院，四川 广汉618307
2 中国科学院国家空间科学中心，北京 100190
鸟击作为影响机场安全的主要事故征候，需要准确、稳定的弱小运动目标检测方法用于机场飞鸟检测。应用光场涨落增强低信噪比的飞鸟运动特征信号，再结合局部高斯混合模型对图像增强区域进行前景分割处理，实现宽视场复杂背景下的机场飞鸟目标检测，并完成不同光照条件的机场飞鸟检测实验。实验结果表明：所提算法较传统算法能有效提高机场条件下的远距离、宽视场、低信噪比弱小目标检测率，且具有较好的光学稳定性。
图像处理 低信噪比 光场涨落 局部高斯混合模型 宽视场 弱小运动目标 激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1410002
1 中国科学院福建物质结构研究所 中国科学院功能纳米结构设计与组装重点实验室，福建省纳米材料重点实验室，福建 福州 350108
2 福州大学材料科学与工程学院 先进材料技术重点实验室，福建 福州 350108
3 中国福建光电信息科学与技术创新实验室（闽都创新实验室），福建 福州 350108
全无机零维金属卤化物因其独特的光学性能和可溶液法加工的特点，有望成为替代铅卤钙钛矿的新一代发光材料，在固态照明和光电探测等领域发挥重要作用。本文报道了一种Cd2+掺杂的Cs2ZnCl4新型黄光荧光粉。该材料在270 nm紫外光激发下，呈现565 nm的宽带、长寿命（11.4 ms）发光，荧光量子产率达到46.0%。通过变温高分辨光谱测试分析，证明了其发光来源于Cd2+的3E→1A1禁戒跃迁，并且在低温下（<170 K）还观测到局域态激子的发光及其到Cd2+的高效能量传递过程。此外，该材料还展现出优异的抗热猝灭性能，150 ℃温度下的发光强度依然保持室温时的90.0%。本工作为Cd2+掺杂金属卤化物的激发态动力学提供了新发现，也为新型高效零维金属卤化物发光材料的设计开发提供了新思路。
金属卤化物 Cs2ZnCl4 镉掺杂 光致发光 激发态动力学 metal halide Cs2ZnCl4 cadmium doping photoluminescence excited-state dynamics
1 河北工业大学 人工智能与数据科学学院，天津 300401
2 河北工业大学 先进激光技术研究中心，天津 300401
3 河北省先进激光技术与装备重点实验室，天津 300401
4 河北工程大学 数理科学与工程学院，河北 邯郸 075000
5 运城学院 物理与电子工程系，山西 运城 044000
针对现有的太赫兹成像系统所需硬件设备复杂且昂贵的问题，设计了基于单幅图像超分辨重建的连续波太赫兹成像系统，降低设备复杂度和硬件成本。通过对该成像系统生成的太赫兹图像进行双维度预处理，降低图像处理的占用内存，提高后续处理速度。引入限制对比度自适应直方图均衡方法对太赫兹图像进行分区域对比度提升，有效解决太赫兹图像对比度低的问题。利用稀疏表示和字典学习实现太赫兹图像的超分辨重建，提出了反余割拟牛顿平滑零范数的算法解决零范数优化问题，提高了重建精度。通过对该成像系统采集的单幅太赫兹图像进行超分辨重建，在边缘强度上提高了3.232，在平均梯度对比中提高了0.300，验证了对单幅太赫兹图像超分辨重建的有效性与优越性。
太赫兹成像 连续太赫兹波 超分辨重建 terahertz imaging continuous terahertz waves super-resolution reconstruction 红外与激光工程
2023, 52(1): 20220292
1 1. 东南大学 材料科学与工程学院, 先进金属材料重点实验室, 南京 211189
2 2. 安徽工业大学 材料科学与工程学院, 马鞍山 243002
3 3. 先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室(安徽工业大学), 马鞍山 243002
银基电触头在低压开关领域扮演重要角色。作为一种具有良好导电导热性能的新型二维碳化物材料,MXene家族典型代表材料(Ti3C2Tx)在多个领域显示出极大的应用潜力。Ti3C2Tx有望作为一种新型环保银基电触头增强相材料。本研究采用粉末冶金法制备了Ag/Ti3C2Tx复合材料,并对Ti3C2Tx和Ti3AlC2的物相和微观结构进行表征。同时研究了Ti3C2Tx增强Ag基复合材料的综合性能,包括电阻率、显微硬度、机械加工性能、抗拉强度和抗电弧侵蚀性能,并与Ti3AlC2增强Ag基复合材料进行了比较。Ag/Ti3C2Tx的电阻率(30×10 -3 μΩ·m)相对于Ag/Ti3AlC2(42×10 -3 μΩ·m)降低了29%。Ag/Ti3C2Tx硬度适中(64 HV),具有良好的可加工性,作为无毒电触头材料应用前景广阔。Ag/Ti3C2Tx复合材料导电性能的提高主要归因于Ti3C2Tx本身优异的金属性以及由Ti3C2Tx微观结构特征带来的可变形性。由于缺乏Al-Ag相互扩散,Ag/Ti3C2Tx复合材料的拉伸强度(32.77 MPa)明显低于Ag/Ti3AlC2复合材料(145.52 MPa)。正因为缺失Al层,Ag/Ti3C2Tx的抗电弧侵蚀性能也无法与Ag/Ti3AlC2相媲美。尽管Ag/Ti3C2Tx的抗电弧侵蚀性能有待进一步提高,但优异的导电性使其有望替代当下有毒的Ag/CdO电接触材料。该研究结果为开发新型环保电触头材料提供了新的探索方向。
电接触材料 MAX相陶瓷 MXene 导电性 力学性能 抗电弧侵蚀性能 electrical contact material MAX phase ceramic MXene electrical conductivity mechanical property anti-arc erosion performance
1 华中科技大学武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
2 西安航天发动机有限公司，陕西 西安 710100
3 中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333000
高铜合金(也称高强高导铜合金)同时具有高导热导电性和高强度，其复杂零件在航天航空、石油化工、**装备及海洋舰艇等领域的应用十分广泛。由于对激光吸收率极低、热导率极高，激光选区熔化(Selective Laser Melting, SLM)成形高铜合金的研究才起步。利用2000 W高功率光纤激光器作为光源，成形了QCr0.8高铜合金，研究了工艺参数对其致密化行为的影响，获得了致密的优化工艺参数，在此基础上，研究了其组织和性能。研究结果表明：当工艺参数不当时，SLM成形QCr0.8高铜合金会产生圆气孔和不规则的未熔合孔洞，前者出现在输入激光能量过高、出现深熔模式熔道时，后者出现在输入激光能量不足、扫描间距太小及搭接率太大时。优化的工艺参数为：激光功率2000 W，扫描速度600 mm/s，扫描间距0.20 mm，铺粉层厚0.05 mm。采用优化的工艺参数成形的高铜合金的致密度可以达到99.9%。其XOZ面的微观组织是沿成形方向生长的柱状晶，XOY面的微观组织可以分为细晶区与粗晶区，采用扫描电镜(SEM)可以观察到细小的胞状晶组织。沉积态时抗拉强度为234.7 MPa，屈服强度为173.9 MPa，延伸率为26.0%，导电率为国际退火铜标准(IACS)的37.8%；经过时效热处理后，抗拉强度为468.0 MPa，屈服强度为377.3 MPa，延伸率为19.2%，导电率为IACS的98.3%。研究成果为复杂高铜合金零件的制备提供了新方法。
激光技术 高强高导CuCr合金 激光选区熔化 微观组织 力学性能 导电性 中国激光
2022, 49(16): 1602005
红外与激光工程
2022, 51(5): 20220175
