1 中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室 陕西 西安 710600
2 山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室 山西 太原 030006
3 中国科学院大学天文与空间科学学院 北京 100049
光钟在时间保持、精密测量、暗物质探测等方面有广泛的应用。可搬运光钟研制是光钟的重要方向,它是不同类型光钟比对以及引力红移测量的重要设备。研制用于冷原子制备的可搬运冷却光源是实现可搬运光钟研制的关键。本文主要介绍了可搬运锶光钟二级冷却光源的研制。首先,通过Pound-Drever-Hall稳频技术将半导体激光器锁定在超稳腔上,实现了用于锶光钟二级冷却的689 nm窄线宽稳频光源,其线宽优于 263 Hz,频率秒稳定度优于1.56×10-14。另外,利用注入锁定技术制备了两台同等性能的光源,分别用作二级冷却阶段的俘获光和匀化光。整个光学系统集成在一个0.56m2的光学面包板,通过光纤与真空系统耦合,整体可搬运。利用该稳频光源,实验上制备了数目为2×106,温度为5.3K的二级冷却原子团,这为下一步进行光晶格原子装载和钟跃迁谱探测奠定了基础。
可搬运锶光钟 二级冷却 立方体腔 可搬运稳频光源 transportable 87Sr optical lattice clock the second-stage cooling cubic cavity the transportable frequency stabilized laser sourc 量子光学学报
2023, 29(2): 020201
1 1.东华大学 材料科学与工程学院, 纤维材料改性国家重点实验室, 上海 201620
2 2.东华大学 功能材料研究中心, 上海 201620
n型AgBiSe2基化合物的晶格热导率低, 是一种很有潜力的高性能热电材料。然而, 本征AgBiSe2化合物在300~700 K之间存在两次相变, 使其应用受限。因此, 获得具有稳定结构的AgBiSe2基化合物, 并优化热电性能至关重要。本研究选择无铅的IV-VI族化合物SnTe与AgBiSe2进行合金化, 制备了(AgBiSe2)1-x(SnTe)x (x=0.10~0.30)化合物。引入SnTe降低了AgBiSe2立方相的相变温度, 还有效抑制其发生可逆相变, 得到了稳定的立方相(AgBiSe2)0.75(SnTe)0.25材料。SnTe引起晶格中原子高度无序分布, 导致室温下晶格热导率从0.76 W·m-1·K-1(x=0.10)降低到0.51 W·m-1·K-1(x=0.30)。进一步Ag位掺杂Nb元素, 可以提升载流子浓度, 增加该体系((Ag1-yNbyBiSe2)0.75(SnTe)0.25化合物)的有效质量, 大幅度提升电性能。室温下电导率由77.7 S·cm-1(基体)增大到158.1 S·cm-1 (y=0.02)。同时, 材料中的杂质点缺陷也逐步增加, 高温下缺陷散射进一步降低晶格热导率。在700 K时, 晶格热导率由0.56 W·m-1·K-1(未掺杂)降低至0.43 W·m-1·K-1 (y=0.04), 最终获得了立方相结构稳定的(Ag0.98Nb0.02BiSe2)0.75(SnTe)0.25材料, 650 K的ZT达到0.32。上述研究结果表明, (AgBiSe2)0.75(SnTe)0.25化合物是一种具有低晶格热导率和稳定立方相结构的n型热电材料。本研究为高性能相变热电材料的晶体结构调控提出了新解决方案, 有助于进一步推动其应用发展。
AgBiSe2基化合物 晶格热导率 立方相 AgBiSe2-based compound lattice thermal conductivity cubic structure
山西大学 物理电子工程学院 山西 太原 030006
基于分数阶三次-五次非线性薛定谔方程, 数值研究了初始啁啾对双艾里光束传输特性的影响。结果表明: 当同相的两个艾里光束初始间隔为零时, 在分数阶衍射效应和初始啁啾共同作用下形成呼吸孤子或相互排斥的孤子对。艾里光束相互吸引时可以产生准稳定传输的呼吸孤子, 而相互排斥时则形成横向间隔增大的孤子对。当初始间隔不为零时, 初始啁啾的绝对值越大, 两个艾里光束之间的排斥力越强, 光束演化偏转角也越大, 且随着Lévy指数的增大, 衍射效应使光束宽度变大。当初始输入的两个艾里光束反相时, 整体均表现为排斥作用, 且初始啁啾越大, 两艾里光束间的排斥力越强。
三次-五次分数阶非线性薛定谔方程 艾里光束 啁啾 cubic-quintic fractional nonlinear Schrdinger eq Airy beam chirp 量子光学学报
2023, 29(1): 010701
Author Affiliations
Abstract
1 National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin, China
2 Department of Physics and Chemistry, PLA Army Academy of Special Operations, Guangzhou, China
3 Institute of Laser Engineering, Faculty of Materials and Manufacturing, Beijing University of Technology, Beijing, China
A high-energy, alignment-insensitive, injection-seeded Q-switched Ho:yttrium aluminum garnet (YAG) single-frequency laser is developed. Both the slave Q-switched laser and the seed laser are Ho:YAG ring lasers based on a pair of corner cubic reflectors. The seed laser has an available power of 830 mW at 2096.667 nm. At 100 Hz, the Q-switched Ho:YAG laser provides a single-frequency pulsed output using injection-seeded technology. The 7.3 mJ single-frequency pulse energy from the slave laser has a pulse width of 161.2 ns and is scaled to 33.3 mJ after passing through the Ho:YAG single-pass amplifier. According to the measurement results of the heterodyne beating technique, the single-frequency pulse has a half-width of 4.12 MHz.
alignment insensitivity corner cubic reflector high energy injection seeding single frequency High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(5): 05000e66
1 江苏师范大学物理与电子工程学院, 徐州 221116
2 北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083
3 徐州工程学院物理与新能源学院, 徐州 221000
4 江苏锡沂高新材料产业技术研究院, 徐州 221400
5 徐州康纳高新材料科技有限公司, 徐州 221400
透明陶瓷是一种具有广阔应用前景的无机非金属材料, 但以粉末烧结为主的传统制备策略存在依赖高质量原料粉体、需要长时间高温处理、设备和工艺复杂、生产成本高等技术限制。玻璃晶化法是通过调控晶化过程实现玻璃全部结晶并且获得透明陶瓷的新方法, 因其可以克服与传统透明陶瓷加工相关的技术困难, 并在合成高致密度、无气孔、非立方相、纳米结构透明陶瓷等方面具有独特的优势, 而受到人们的广泛关注。本文首先从玻璃晶化法制备氧化物透明陶瓷的工艺方法和组分体系两方面入手, 详细概述了该方法的发展历程和研究现状。接着, 指出了目前研究中存在的问题, 并对其未来发展前景进行了展望, 以期该方法能够广泛应用于制备下一代高性能透明陶瓷材料。
玻璃晶化法 玻璃 氧化物透明陶瓷 非立方相 纳米结构 组分体系 glass crystallization method glass oxide transparent ceramics non-cubic phase nanostructure component system
青岛科技大学自动化与电子工程学院，山东 青岛 266061
快速傅里叶变换是激光多普勒测速系统信号处理的一种常用方法，但在异步采样时存在频谱泄漏和栏栅效应，其处理精度偏低。为了提高检测精度，提出基于Nuttall窗函数和五项最大旁瓣衰减窗函数的混合卷积窗改进六谱线插值校正算法。混合卷积窗在保证良好的旁瓣特性的同时也能保证主瓣不过宽，改进六谱线插值可有效抑制栏栅效应在参数估计过程中的负面影响，提高分析精度。为了避免解高次方程，提出三次B样条插值来拟合插值系数，并推导出改进六谱线插值的频率校正公式。搭建了双光束后向散射差动式激光多普勒测速平台，利用仿真数据和实测信号验证了本文算法在低信噪比环境下有较好的频率和速度测量精度。
激光光学 快速傅里叶变换 激光多普勒测速 频谱泄漏 混合卷积窗 六谱线插值 三次B样条 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1714008
光学 精密工程
2023, 31(12): 1741
1 中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050011
2 桂林电子科技大学信息与通信学院，广西 桂林 541004
短波红外波段具备全天时、全天候成像的优良潜力，借助焦平面探测阵列在现代社会发挥着日益重要的作用。为了解决短波红外成像系统的离焦问题以提升平台适用性，将波前编码技术引入短波红外波段。针对无法配置调焦机构的轻小型短波红外成像系统，在光瞳位置放置三次方型相位板扩展景深。将相位板参数转换为径向坐标系数，利用调制传递函数一致性和图像可恢复性优化该系数。利用640 pixel×512 pixel的短波红外图像仿真波前编码成像性能，通过Lucy-Richardson经典算法还原中间模糊图像。光学设计和图像仿真结果表明，波前编码系统至少在±20倍景深范围内能够有效降低系统对离焦的敏感性，复原图像峰值信噪比最高可达38.5038 dB。
成像系统 短波红外 波前编码 景深 三次相位板 激光与光电子学进展
2023, 60(10): 1011005
Author Affiliations
Abstract
Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences, Nizhny Novgorod, Russia
It was shown experimentally that for a 65-fs 17-J pulse, the effect of filamentation instability, also known as small-scale self-focusing, is much weaker than that predicted by stationary and nonstationary theoretical models for high B-integral values. Although this discrepancy has been left unexplained at the moment, in practice no signs of filamentation may allow a breakthrough in nonlinear pulse post-compression at high laser energy.
B-integral cubic Kerr nonlinearity filamentation instability high-power femtosecond laser nonlinear post-compression High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(2): 02000e28
1 辽宁工程技术大学软件学院，辽宁 葫芦岛 125105
2 燕山大学信息科学与工程学院，河北 秦皇岛 066004
3 河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室，河北 秦皇岛 066004
针对医学图像中嵌入水印信息造成的鲁棒性与透明性的不平衡问题，提出了一种面向医学图像的篡改检测双重水印算法。首先，采用Sine-Cubic混沌映射加密算法将Sine映射与Cubic映射进行线性耦合，利用得到的混沌序列对版权图像进行加密。其次，对载体图像进行小波变换，并对低频子带进行安全区域划分，根据安全区域内子块熵值将医学图像划分为感兴趣区域（ROI）和非感兴趣区域（NROI）。同时，通过提取ROI的稳定特征与加密的版权构造鲁棒的零水印。最后，将零水印嵌入医学图像NROI子块Schur分解的上三角矩阵最大系数中，同时记录嵌入水印后的最大系数用于篡改检测。实验结果表明：所提水印算法具有不可感知性、鲁棒性和安全性，同时可以准确地定位被篡改的含水印区域；与其他水印算法相比，所提双重水印算法在鲁棒性和算法效率上均有很大的提升。
医用光学 双重水印 鲁棒性 Sine-Cubic混沌映射 医学图像水印 激光与光电子学进展
2023, 60(6): 0617001
