Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 Nanhu Laser Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
3 Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
The high-power mode-programmable orbital angular momentum (OAM) beam has attracted significant attention in a wide range of applications, such as long-distance optical communication, nonlinear frequency conversion, and beam shaping. Coherent beam combining (CBC) of an optical phased array (OPA) can offer a promising solution for both generating the high-power OAM beam and rapidly switching the OAM modes. However, achieving real-time phase noise locking and formation of desired phase structures in a high-power CBC system faces significant challenges. Here, an internal phase-sensing technique was utilized to generate the high-power OAM beam, which effectively mitigated thermal effects and eliminated the need for large optical devices. An OPA with six elements was employed for experimental demonstration. The first effective generation of over 1.5 kW mode-programmable OAM beam in a continuous-wave domain was presented. Moreover, the results demonstrated that the generated OAM beam could be modulated with multiple dimensions. The topological charge can be switched in real time from -1 to -2. Notably, this OAM beam emitter could function as an OAM beam copier by easily transforming a single OAM beam into an OAM beam array. More importantly, a comprehensive analysis was conducted on power scaling, mode switching speed, and expansion of OAM modes. Additionally, the system’s compact design enabled it to function as a packageable OAM beam emitter. Owing to the advantages of having high power and programmable modes with multiple dimension modulation in phase structures and intensity distribution, this work can pave the way for producing high-power structured light beams and advancing their applications.
orbital angular momentum optical vortex optical phased array coherent beam combining 
Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 021402
高志强 1常琦 1刘昊宇 1李俊 1,2,3[ ... ]周朴 1
作者单位
摘要
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
3 高能激光技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
光纤激光阵列相位调控技术既可以突破单路光纤激光功率提升瓶颈,也是高功率特殊光场生成的有效途径之一。随着人工智能技术的迅速发展,将先进的智能算法引入激光阵列系统的控制模块中有望实现闭环相位控制能力的提升。综述了近年来基于机器学习的光纤激光阵列相位控制技术的最新研究进展,并对机器学习赋能光纤激光阵列相位调控的发展趋势和挑战进行了展望。
激光光学 光纤激光 阵列激光 机器学习 相位控制 
中国激光
2023, 50(11): 1101010
常琦 1高志强 1邓宇 1任帅 1,4[ ... ]周朴 1,**
作者单位
摘要
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
3 脉冲功率激光技术国家重点实验室,湖南 长沙 410073
4 国防科技大学信息通信学院,湖北 武汉 430035
中国激光
2023, 50(6): 0616001
石尧 1,2尹美强 1,2,*温银元 1,2李露露 1,2[ ... ]高志强 1,2
作者单位
摘要
1 山西农业大学农学院, 太谷 030801
2 黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心, 太谷 030801
硒在植物体中有非常重要的生理生化功能及作用, 硫转运蛋白是主动转运硒酸盐的载体蛋白。从谷子基因组数据库中鉴定出SiSULTR2.1基因序列, 并进行生物信息学分析及叶面喷施Na2SeO4、Na2SO4表达响应分析, 旨在研究谷子中SiSULTR2.1基因的理化性质及Na2SeO4、Na2SO4处理表达响应, 为谷子SiSULTR2.1基因的硒、硫转运机制的研究提供理论依据。SiSULTR2.1蛋白分子质量为70 374.55 Da, 氨基酸数目为656个, 为疏水性、非分泌蛋白, 无信号肽, 二级结构由α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲构成, 包含硫转运蛋白所特有的STAS结构域和Sulfate-transp结构域。实时荧光定量RCR(qRT-PCR)分析发现, SiSULTR2.1具有组织表达特异性, 且在谷子茎、叶片中表达量较高。Na2SeO4、Na2SO4处理后的0~96 h内均可诱导SiSULTR2.1表达。SiSULTR2.1对Na2SO4的响应较快, 在12 h时达到峰值, 对Na2SeO4响应较慢, 处理后24 h时表达量高于对照组, 之后持续增加。这一研究结果为进一步阐述SiSULTR2.1基因的硒、硫转运机制提供了依据。
谷子 硫转运蛋白 表达分析 millet sulfate transporter expression analysis Na2SeO4 Na2SeO4 Na2SO4 Na2SO4 
激光生物学报
2022, 31(2): 157
作者单位
摘要
空军工程大学 基础部,西安 710051
基于可见光透明材料氧化铟锡(ITO)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),采用红外低发射层和雷达吸波层一体化设计的思路,实现了光学透明的红外-雷达兼容隐身复合超表面。该结构由功能层、介质层以及反射背板三部分组成,总厚度仅有1.17 mm。通过在功能层表面蚀刻出ITO图案并优化图案尺寸实现了微波波段15.9~35.1 GHz频带范围内高于90%的宽带吸收。同时利用提高功能层表面ITO占空比的方法降低了红外波段的发射率,结构表面红外发射率控制在0.25左右。该结构厚度较薄,同时具备较好的宽频带雷达吸波性能、低红外发射率以及可见光透明特性。
红外-雷达兼容隐身 红外低发射 雷达吸波 超表面 光学透明 Infrared-radar compatible stealth Low infrared emissivity Radar wave absorption Metasurface Optically transparent 
光子学报
2022, 51(1): 0151117
作者单位
摘要
湖南农业大学农学院, 长沙 410128
响应“一控两减三基本”的要求, 在不减产的前提下减少化肥用量, 研究全程机械化大苗机插条件下不同增密减肥处理的水稻叶绿素相对含量(SPAD值)光谱估算模型。分析水稻叶片SPAD值与冠层一阶微分光谱的相关性, 建立基于敏感波长及一阶微分光谱参数的SPAD值估算模型, 用决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、相对误差(RE)对模型精度进行评价。结果表明: 6个处理在634~652 nm、655~668 nm、497~552?nm及687~711?nm波段内达极显著相关, 相关系数均达到0.700以上; 以敏感波长为自变量估算SPAD值的模型中, 低密度减肥的多项式模型估测效果最佳, 其建模集R2、RMSE和RE分别为0.766、1.185和2.152%, 验证集R2、RMSE和RE分别为0.729、0.364和0.752%; 以光谱参数为自变量的估算模型中, 中等密度减肥模型的估测效果最好, 其建模集R2、RMSE和RE分别为0.703、1.314和2.359%, 验证集R2、RMSE和RE分别为0.763、0.620和1.198%。研究发现: 在同密度条件下, 减肥会导致SPAD值降低, 长势偏弱; 移栽密度越大, 光谱反射率相对越高; 移栽密度对水稻冠层光谱反射率的影响大于施肥水平。各处理均表现为差值光谱指数(DSI)的模型效果最优, 说明敏感波长及光谱参数的选择对模型的构建至关重要。
杂交稻 增密减肥 机插 SPAD值 光谱指数 hybrid rice increase density and reduce fertilizer machine-transplanted SPAD value spectral index 
激光生物学报
2021, 30(3): 250
作者单位
摘要
空军工程大学基础部, 陕西西安 710051
为了研究手征超表面在中红外波段的非对称传输特性, 设计了一种基于 L型结构的手征超表面单元。利用 CST电磁软件进行仿真分析, 结果表明在 68.92~88.68 THz范围内非对称传输参数大于 0.8, 在 73.25 THz处非对称传输参数达到极值为 0.88, 由此可知该结构在中红外波段具有良好的非对称传输特性; 通过分析表面电流分布和透射场相位分布, 阐明了该手征超表面的极化选择性反射和交叉极化透射机理; 对单元结构手征强弱和非对称传输特性的关系进行了讨论, 并研究了介质层、金属层的厚度以及电磁波入射角度对非对称传输特性的影响。
非对称传输 手征超表面 线偏振 中红外 asymmetric transmission, chiral hypersurface, line 
红外技术
2021, 43(3): 272
作者单位
摘要
中北大学 机电工程学院, 山西 太原 030051
悬臂梁的材料与结构对压电俘能器的输出响应具有重要影响。为了 研究在1.5~5.8 m/s低风速环境下不同基底材料对接触式压电俘能器的影响, 该文选择聚氯乙烯(PVC)、304不锈钢、1060铝和H68黄铜材料为基底的柔性聚偏氟乙烯(PVDF)压电悬臂梁结构, 并进行了对比实验与分析。结果表明, 以304不锈钢为基底的悬臂梁结构输出功率最大。通过计算不同基底材料梁的结构参数发现, 在低风速工况下, 梁的结构刚度与减幅因数是影响压电俘能器输出性能的主要因素。同等工况下, 梁的结构刚度越小, 接触式压电俘能器的启动风速越低, 风致振动的激振力频率越高; 减幅因数越小, 悬臂梁的输出功率越大。
压电俘能器 风能 悬臂梁结构 聚偏氟乙烯(PVDF) 基底 piezoelectric energy harvester wind energy cantilever beam structure PVDF substrate 
压电与声光
2020, 42(5): 686
作者单位
摘要
山西农业大学农学院, 山西 太谷 030801
农业生产中常采用深耕、秸秆还田和施用土壤改良剂等措施促进生土熟化。本研究旨在探索施肥与降水配合对生土棉花根、苗、土及微生物间的相互影响机制, 为不同降水年型下生土作物合理施肥提供科学依据。试验连续3年以黄土母质生土为供试土壤, 探讨施肥深度在0~20 cm, 施氮肥(N)、磷肥(P)、氮磷钾复合肥(NPK)、有机肥(ORG)以及干旱、平水、丰水三个降水年型下在40~60 cm施ORG和ORG+NPK分别对生土熟化的效果。研究结果表明, 生土地0~20 cm施有机肥显著增加棉花杆重、棉桃总重和地上部总重量, 施有机肥或含磷肥对生土棉花根际土壤养分、根系养分含量和酶活性有明显促进作用。施有机肥明显改善了土壤微生物多样性和丰富度; 相同施肥条件下, 降水对土壤熟化的效果至关重要。其中, 干旱年和丰水年施有机肥均显著增加棉花产量, 在平水年施有机肥和氮磷钾复合肥, 干旱年或丰水年单施有机肥能更有效的提高土壤微生物多样性。综合分析得出, 生土地快速改良熟化土壤的施肥措施为有机肥加磷肥。结合降水的条件下, 加快生土熟化、提高土壤微生物多样性的最佳施肥方式为: 平水年配施有机肥和氮磷钾复合肥,干旱年和丰水年单施有机肥。
生土熟化 棉花 施肥 降水 土壤养分 土壤微生物 immature soil into arable land cotton fertilizer precipitation soil nutrients soil microbial 
激光生物学报
2019, 28(2): 144
作者单位
摘要
山西农业大学农学院, 山西 太谷 030801
为探明磷肥在旱地小麦生产上的作用, 寻求旱地小麦最佳施磷方式, 在山西省闻喜县进行了低磷(75 kg·hm-2)、中磷(112.5 kg·hm-2)、高磷(150 kg·hm-2)3个施磷量条件下20 cm、40 cm 2个深度施磷的田间试验, 研究其对旱地麦田土壤水分及植株氮素吸收、利用的影响。结果表明: 增加施磷量, 越冬期-孕穗期0~100 cm土层土壤蓄水量提高, 且深层施磷效果较好, 尤其有利于返青期土壤蓄水量提高。增加施磷量, 各生育时期植株含氮率提高, 各生育时期植株氮素积累量显著提高, 且深层施磷效果较好, 尤其开花期含氮率。增加施磷量, 花前各器官氮素运转量显著提高, 深层施磷叶片氮素运转量对籽粒的贡献率提高, 成熟期叶片氮素积累量及其所占比例显著降低。40 cm深度施磷150 kg·hm-2花后氮素积累量最高。此外, 越冬-孕穗期0~100 cm土层土壤蓄水量与花前氮素运转量关系密切, 尤其与叶片氮素运转量关系密切, 开花期土壤水分与花后氮素积累量关系系数最大。总之, 增加施磷量, 有利于提高花前1 m内土壤水分, 有利于促进植株氮素积累、运转, 且深层施磷效果显著, 尤其可促进叶片氮素转移到籽粒, 有利于开花期含氮率提高, 有利于花后氮素积累。最终, 40 cm深度施磷150 kg·hm-2可显著提高旱地小麦氮肥吸收效率、氮肥生产效率、氮素收获指数。
旱地小麦 深施磷肥 土壤水分 植株氮素积累特性 相关性 dryland wheat deep application of phosphorus fertilizer soil moisture plant nitrogen accumulation characteristics relevance 
激光生物学报
2016, 25(4): 371

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