1 长春新产业光电技术有限公司, 吉林 长春 130103
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
紫外激光器是研究紫外共振拉曼光谱的重要工具，拉曼信号可以通过共振拉曼效应得到增强，从而降低拉曼测量的探测极限。本文研究了一种输出波长为228 nm的窄脉宽全固态紫外激光器。首先，以Nd:YVO4作为增益介质，采用电光调Q腔倒空技术，实现了纳秒量级914 nm基频光输出。然后，经过偏硼酸锂(LBO)晶体产生二次谐波，最终经偏硼酸钡(BBO)晶体获得四次谐波228 nm紫外激光。在此基础上，进一步研究了不同重复频率时基频光和倍频光功率的变化规律，优化了紫外激光器的输出效率。实验结果表明：当总抽运功率为30 W时，在10 kHz重复频率下，可获得最高平均功率为84 mW的228 nm紫外激光输出。228 nm激光在5~25 kHz重复频率范围内连续可调，脉冲宽度保持在2.8~2.9 ns，能够满足紫外光谱检测技术领域的应用需求。
228 nm激光器 紫外激光 腔倒空技术 二次谐波 228 nm laser ultraviolet laser cavity dumped laser second harmonic 
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
Multiphoton microscopy is the enabling tool for biomedical research, but the aberrations of biological tissues have limited its imaging performance. Adaptive optics (AO) has been developed to partially overcome aberration to restore imaging performance. For indirect AO, algorithm is the key to its successful implementation. Here, based on the fact that indirect AO has an analogy to the black-box optimization problem, we successfully apply the covariance matrix adaptation evolution strategy (CMA-ES) used in the latter, to indirect AO in multiphoton microscopy (MPM). Compared with the traditional genetic algorithm (GA), our algorithm has a greater improvement in convergence speed and convergence accuracy, which provides the possibility of realizing real-time dynamic aberration correction for deep in vivo biological tissues.
multiphoton microscopy 1700-nm window adaptive optics covariance matrix adaptation evolution strategy Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 051701
强激光与粒子束
2021, 33(10): 101001
1 北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100192
2 北京空间机电研究所，北京 100094
3 大恒新纪元科技股份有限公司，北京 100080
数字剪切散斑干涉技术已被广泛应用于复合材料无损检测，但常规检测面积有限，难以完成大尺寸复合材料的缺陷检测。提出了一种投影辅助数字剪切散斑干涉大尺寸复合材料扫描检测方法，该方法基于数字剪切散斑干涉技术并利用辅助投影引入额外表面特征，通过分视场间投影图的单应性矩阵计算分视场间实物图和散斑干涉图的全局匹配和坐标统一，完成了投影图-实物图-干涉图的多视场扫描与匹配拼接，同时在单视场检测引入4f光路及超广角镜头扩大单次检测面积。实验结果表明：此扫描检测系统能够实现缺陷位置、尺寸较精确的测量，位置定位均方根误差为7.0 mm，尺寸测量误差的均方根值为4.9 mm。在1.2 m的工作距离下单次检测面积可达600 mm×500 mm，全局扫描检测面积高达3.5 m×4.0 m。此方法具备抗刚体位移干扰强，缺陷检测灵敏度高的优点，适合大尺寸高性能复合材料无损检测现场使用。
数字剪切散斑干涉 大尺寸 投影辅助 无损检测 复合材料 digital shearography large-size projection assistance non-destructive testing composite materials 红外与激光工程
2021, 50(8): 20210509
1 国网吉林省电力有限公司，吉林 长春 130021
2 国网吉林省电力有限公司信息通信公司，吉林 长春 130000
随着目标检测技术在电力巡检任务中的不断推广，对电力巡检采集的各类图像进行自动分析已成为当前电力企业研究的热点方向之一。传统目标检测方法大多建立在机器学习技术之上，在复杂场景下的检测精度有待进一步提高，而基于图像的深度学习方法由于具有理想的检测精度及环境适应性被广泛应用于电力巡检目标检测。针对电力巡检复杂场景下采集到的图像质量差、背景复杂、对比度差等问题，提出了融合图像方向梯度直方图的区域卷积神经网络(HOG-RCNN)的红外图像目标检测方法，在图像进入RCNN网络之前对输入图像进行HOG特征提取，辅助RCNN实现候选区域的选取。算法实验表明，所提方法的检测效果优于单独的RCNN网络。
目标检测 方向梯度直方图 区域卷积神经网络 电力巡检 object detection histogram of oriented gradient region based convolutional neural networks power inspection 红外与激光工程
2020, 49(S2): 20200411
1 合肥工业大学食品与生物工程学院, 安徽 合肥 230009
2 中国检验检疫科学研究院, 北京 100176
玛咖（Lepidium meyenii Walp.）是生长在高海拔地区的十字花科独行菜属一年生或两年生的草本植物, 具有丰富的营养价值和生物保健功效。 自2011年被列为新资源食品后, 玛咖产业得到了迅速发展, 价格不断上涨。 由于芜菁（Brassica rapa L.）外形与玛咖极为相似, 受经济利益驱使, 不法商家常将芜菁冒充玛咖, 制成玛咖粉、 玛咖片和玛咖饮品等牟取暴利, 这给玛咖健康产业的有序发展带来了严重的负面影响。 因此玛咖的真伪鉴别是非常必要的, 但目前对于玛咖的真伪鉴别多为传统方法, 快速检测方法较少。 采用多光谱成像技术, 建立了一种玛咖与芜菁真伪的快速无损鉴别的新方法。 主要包括玛咖切片和玛咖粉真伪鉴别两部分内容； 其一是针对玛咖切片的真伪鉴别, 通过Videometer A/S多光谱成像仪对240片玛咖和芜菁切片（玛咖和芜菁切片各120片）进行数据采集, 波长范围在可见光区域和近红外区域, 分别为405, 435, 450, 470, 505, 525, 570, 590, 630, 645, 660, 700, 780, 850, 870, 890, 910, 940和970 nm共19个波段, 为了有效鉴别玛咖和芜菁, 首先进行了主成分分析（principal component analysis, PCA）, 然后结合支持向量机（support vector machines, SVM）, 遗传算法优化支持向量机（genetic algorithm and support vector machine, GA-SVM）和反向传播神经网络（back propagation neural network, BPNN）算法建立了分析模型, 校正集与预测集的样品数量比值为3∶1。 研究发现PCA分析可以明显地将玛咖和芜菁区分, SVM模型对于玛咖和芜菁切片的预测正确率分别为98.33%, 100%, GA-SVM和BPNN模型对玛咖和芜菁切片的鉴别正确率均为100%。 其二是针对玛咖粉的真伪鉴别, 选择120份玛咖粉, 向其中掺入20%, 40%, 60%, 80%, 4个不同掺假水平（W/W）的芜菁粉进行多光谱数据采集, 结合偏最小二乘（partial leastsquares, PLS）和最小二乘支持向量机（least squares-support vector machines, LS-SVM）对芜菁的掺假比例进行了定量预测。 研究发现, PLS和LS-SVM模型对于玛咖粉中芜菁粉的掺入比例的预测决定系数（R2P）分别为0.992和0.994, 预测均方根误差（RMSEP）分别为2.718%和2.675%, 相对预测误差（RPD）分别为12.782和12.987。 相比较而言, LS-SVM模型具有更高的R2p, RPD较低的RMSEP, 对于玛咖粉中掺入芜菁粉比例的预测性能更好。 为玛咖真伪的快速无损鉴别提供了一种新方法。
玛咖 芜菁 真伪鉴别 多光谱成像 无损检测 Maca Turnip Authentication Multispectral imaging Non-destructive detection
西北核技术研究所， 高功率微波技术重点实验室， 西安 710024
基于CKP1000脉冲源建立了实验平台，实验获得了单次脉冲、不同脉宽、均匀电场下有机玻璃的击穿场强和击穿时延，对有机玻璃的击穿过程进行了分析。实验脉冲的幅值约为230 kV，前沿760~960 ps，脉宽2.3~4.0 ns（FWHM），试样的平均厚度为1.1 mm。实验结果表明，随着脉冲宽度从2.3 ns增加至4.0 ns，有机玻璃的平均击穿场强从301 kV/mm降至276 kV/mm，平均击穿时延则基本保持不变，其中前沿760 ps，脉宽约2.3 ns时对应击穿时延的分散性增大。
有机玻璃 脉冲击穿 击穿场强 击穿时延 polymethylmethacrylate pulse breakdown breakdown strength breakdown time delay
西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
在频域和时域研究了TEM喇叭天线的辐射机理。在频域，高频信号激励的TEM喇叭表现为口径天线的辐射特性，具有良好的方向性；低频信号激励的TEM喇叭可视作偶极子天线，具有全向辐射特性；在时域，脉冲激励的TEM喇叭天线辐射场由四个子波叠加构成，在不同方向上，各个子波的波形和相对时序不同，导致不同方向上辐射场波形也不相同。根据辐射机理研究结果，提出了一种TEM喇叭天线末端加载设计并给出了其优化设计方法，有效地改善了天线主轴辐射性能，提高了辐射因子和天线效率。
TEM喇叭 天线 机理 优化设计 辐射因子 TEM horn antenna mechanism optimized design radiation factor
西北核技术研究所 高功率微波技术重点实验室， 西安 710024
小型超宽谱高功率微波辐射系统由Tesla型100 kV级ns脉冲源、Peaking-Chopping型亚纳秒气体开关及TEM喇叭天线构成。系统重复运行频率100 Hz，辐射因子rEp值75 kV，主轴辐射场中心频率520 MHz，-3 dB频谱范围230~810 MHz。系统集成于一便携箱内，体积为80 cm×50 cm×26 cm，质量约45 kg。该系统结构紧凑，能够快速展开和撤收，可方便用于超宽谱高功率微波应用技术研究。
超宽谱 高功率微波 Tesla变压器 天线 辐射因子 ultra wide spectrum high power microwave Tesla transformer antenna field-range product
