1 表面物理与化学重点实验室，四川 绵阳 621908
2 中国工程物理研究院材料研究所，四川 绵阳 621907
光学捕获经过近几十年的发展，从光学悬浮到紧密聚焦的单光束光镊再到最近发展的多种类型的光学阱，已经可以捕获包括碳、金属氧化物、花粉、孢子、无机/有机液滴等多种不同类型的粒子，结合拉曼光谱、腔衰荡光谱或激光诱导击穿光谱可以获取悬浮微粒在原生状态下的物理和化学信息，并可以实现受控气氛环境下单粒子的化学反应研究。首先，本文根据微粒的吸光性对空气中微粒的光学捕获力的来源进行了介绍，透明微粒主要受辐射压力的作用，吸光微粒主要受光泳力的作用；然后，根据光学捕获力的不同对单光束、双光束、高斯光束和空心光束等光学捕获设计进行分类介绍；最后，综述了光学捕获与光谱技术结合起来用于单粒子研究的最新进展，并讨论了光学捕获拉曼光谱面临的挑战。
光谱学 光镊 光学捕获 单颗粒 气溶胶
1 四川轻化工大学化学与环境工程学院，四川 自贡 643000
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900
电磁超材料完美吸收器独特的亚波长结构能够与入射电磁波产生有效的电磁共振，在特定的频率范围内能够达到近乎100%的完美吸收。近年来，电磁超材料完美吸收器，特别是太赫兹波段完美吸收器受到了国内外研究人员的广泛关注，取得了一定进展。综述了基于太赫兹波段的电磁超材料完美吸收器的研究进展，阐述了超材料吸收器的基本结构特征、性能以及理论模型，并对太赫兹完美吸收器的未来发展趋势以及应用前景作了简要探讨。
材料 电磁超材料完美吸收器 太赫兹单频吸收器 太赫兹双/多频吸收器 太赫兹宽频吸收器 太赫兹可调谐吸收器 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1100006
中国工程物理研究院表面物理与化学重点实验室, 四川 绵阳 621908
气体监测与我们的生活息息相关, 氢气作为一种理想的研究模型更是受到广泛关注。 拉曼光谱作为一种气体分析手段, 具有无损非接触等优点。 气体拉曼光谱测量存在的一个主要问题是拉曼散射信号弱。 在一些特定场景下, 需要信号采集时间较短, 因此获得的拉曼光谱信噪比低。 压缩感知方法作为一种新发展起来的信号处理手段, 不仅可以压缩采样, 缩短采样时间, 而且可以降噪, 提高信噪比, 以更好地实现原始信号的恢复和重建。 该研究以氢气和氘气为测量对象, 分别采用洛伦兹函数设计原子构建字典OMP(orthogonal matching pursuit)算法重构和傅里叶变换滤波后多个正交基构建正交基字典OMP重构两种压缩感知方法分析氢同位素气体的拉曼光谱。 通过对仿真数据和实际测量数据的处理, 比对了两种压缩感知分析与小波软阈值、 小波硬阈值和SG(Sawitzky-Golay)滤波处理的谱峰强度效果以及信噪比和均方根误差, 证明洛伦兹函数设计原子构建字典OMP算法重构可以用于氢气拉曼光谱降噪。
拉曼光谱 压缩感知 正交匹配追踪 氢同位素气体 Raman spectroscopy Compressed sensing Orthogonal matching pursuit Hydrogen isotope gas
1 长江大学物理与光电工程学院, 湖北 荆州 434023
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
由于超透镜在光场相位调控、多功能复合、微纳集成等方面具备传统透镜无法比拟的优势,故其在许多领域具备极大的应用潜力。但是,超透镜的设计需要专业人员具备专业知识及丰富的经验,这使得非专业人员无法快速掌握,为此阻碍了超透镜的规模化制备。通过MATLAB和时域有限差分法(FDTD)的混合编程,研究了不依赖于预设物理模型的超透镜的设计过程,实现了介质超透镜的自动化设计。通过在MATLAB编写的软件界面上输入所需的超透镜参数,后台调用FDTD设计仿真程序来构建纳米结构,可以计算出结构的尺寸与相位和透过率的关系。根据所需的相位分布来构建超透镜,最后对超透镜进行数值模拟仿真及性能评估。所述的设计流程及软件能极大地方便非专业人员进行超透镜的设计。
光学设计 超透镜 设计软件 压印材料 自动化设计
1 江苏大学材料科学与工程学院, 江苏 镇江 212013
2 上海交通大学密西根学院, 上海 200240
为了研究激光冲击强化(LSP)对镁合金力学性能的影响，采用电子万能高温拉伸机和钕玻璃脉冲激光(波长1064 nm ，脉冲宽度20 ns)研究AZ31镁合金薄板室温和300 ℃时拉伸应力-应变曲线和力学性能。结果表明，LSP 提高了AZ31 镁合金室温和高温抗拉强度，而冲击试样的最大热流变应力明显高于未冲击的试样，双面单次LSP 导致室温力学性能降低，在激光冲击试样断口发现了沿次表层扩展的层裂现象。讨论和分析了残余压应力、细微结构、表面形貌和粗糙度对激光冲击镁合金力学性能的影响。
材料 AZ31镁合金 激光冲击强化 应力-应变曲线 热拉伸性能 细微结构
江苏大学材料科学与工程学院, 江苏 镇江 212013
为了研究激光冲击对AZ91D-T6铸造镁合金高周疲劳性能的影响，采用钕玻璃脉冲激光器（波长1064 nm，脉冲宽度20 ns），对中心缺口试样进行激光冲击强化（LSP）处理，并进行了拉拉疲劳试验，分析了表面形貌、表面显微硬度、微观组织、疲劳断口特征和残余应力分布，结果表明：以1.5 GW/cm2功率密度和光斑50%搭接的激光冲击强化后，中心缺口疲劳试样上下表面形成高残余压应力，显微硬度提高24%左右，晶粒明显细化，冲击试样循环周次比未冲击的提高33.7%，疲劳断口呈解理断裂特征，主要表现为大量解理台阶和河流花样，β-Mg17Al12相的存在改变了疲劳裂纹扩展路径。激光冲击延迟了裂纹萌生时间，提高了AZ91D-T6铸造镁合金的疲劳寿命。
材料 镁合金 激光冲击强化 疲劳性能 残余应力 微观组织 中国激光
2014, 41(10): 1003008
中国科学技术大学国家同步辐射实验室,安徽,合肥,230029
介绍了合肥国家同步辐射实验室200 MeV电子直线加速器新型脉冲电子枪控制器的工作原理,以及I2C总线和嵌入式微控制器在电子枪控制器中的应用,详细分析了加热灯丝的数控电流源、引出电子束的数控电压源和脉冲电压源等模块的硬件实现,并给出了光纤通讯和后端微机控制软件的设计过程.该电子枪已成功应用于加速器的实际运行中,性能稳定,工作可靠,完全替代了以前的机械控制方式.
加速器 电子枪控制器 脉宽调制 远程光纤通讯 Accelerator Electron gun controller Pulse width modulation （PWM） Remote fiber communication
