天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072
应用双准直光束测量滚转角时，双准直光束夹角易受环境变化、机械形变等因素的干扰，严重影响测量精度。双准直光束测量滚转角对光斑位置敏感，而偏振测量滚转角取决于入射光的偏振态，受激光角漂的影响相对较小。因此，为提升长距离下五自由度测量中滚转角的误差测量精度，提出了一种基于偏振的双准直光束测量滚转角的自校准方法，在导轨的不同位置使用双准直光束和偏振分别测量接收端的滚转角姿态，计算出双准直光束夹角，进而校准双准直光束测量结果，提升测量精度。实验结果表明：在测量范围为0.75~2.00 m内，校准后滚转角测量误差减小88.97%，满足长距离实时滚转角测量对高精度、易装调的要求。
滚转角测量 双准直光束 偏振 自校准 长距离 激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2312002
1 国家山区公路工程技术研究中心，重庆 400067
2 招商局公路信息技术(重庆)有限公司，重庆 400067
3 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院，广东 深圳 518055
采用某品牌道路综合检测车的车载式激光路面平整度检测系统，通过试验研究发现连续纵坡和小半径圆曲线路段下的纵断面相对高程及相应的国际平整度指数IRI测试结果存在异常波动。主要原因是检测车在连续上坡阶段车身姿态表现为后仰，连续下坡阶段车身姿态表现为俯冲，左转弯时车身姿态表现为右倾，右转弯时车身姿态表现为左倾，车身的俯仰和侧倾姿态会协同激光测距传感器产生偏移，导致输出的断面高程数据异常，国际平整度指数IRI测试结果失真。试验研究结果表明，基于激光测距及单轴加速度惯性修正技术的车载式激光路面平整度检测系统对于低等级公路复杂线形路段存在不适用性，其相应的激光测距修正技术尚待进一步研究。
连续纵坡 小半径圆曲线 俯仰 侧倾 车载式激光平整度 continuous longitudinal slope small radius circular curve vehicle pitch vehicle roll vehicle mounted laser flatness
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Xi’an, China
2 Center for Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
A 1.7 μm gain-switched thulium-doped all-fiber laser with a master oscillator power amplifier (MOPA) configuration, utilizing a bandpass fiber filter and a 1550 nm erbium/ytterbium-codoped fiber MOPA, is demonstrated. The influences of pump pulse parameters (repetition rate and pulse duration) and laser cavity structures (ring and linear) on the laser performances were experimentally investigated. To the best of our knowledge, the power quenching and drop were observed in the 1.7 μm gain-switched thulium-doped fiber lasers for the first time, resulting from the mode-locked-resembling operation and nonlinear effects. Moreover, the fiber ring-cavity laser was more stable than the linear-cavity laser in the time domain and power. Finally, a laser with a maximum average power of 1.687 W, a slope efficiency of 19.7%, a single-pulse energy of 16.87 μJ, a pulse width of 425 ns, a repetition rate of 100 kHz and a peak power of 39.69 W was obtained.
1.7 μm gain-switching fiber laser power roll-off thulium doping High Power Laser Science and Engineering
2022, 10(6): 06000e40
1 南阳师范学院 物理与电子工程学院, 河南省MXene材料微结构国际联合实验室, 河南 南阳 473061
2 吉林大学 物理学院, 吉林 长春 130012
利用Ag/tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum(Alq3)/Ag/Alq3/Ag这一金属/有机半导体多层结构作为阳极, 实现了超低效率滚降的顶发射白光器件。在该器件中, 我们在蓝光和橙光发光单元之间引入一个薄的4,4′-bis(9-carbazolyl)-2,2′-biphenyl(CBP)层, 从而减少橙光发光层与蓝光发光层的Dexter能量传递, 用以改善白光器件发光光谱及效率。通过优化微腔设计, 实现了对橙光磷光材料发射的调控。最终, 我们获得了在60 000 cd/m2亮度下效率滚降仅为17%的顶发射白光器件。在效率方面, 虽然顶发射白光器件与底发射白光器件不相上下, 但由于微腔效应的存在, 顶发射白光器件的效率滚降却远低于底发射白光器件的效率滚降。
有机发光器件 顶发射 微腔效应 效率滚降 organic light-emitting devices top-emitting microcavity effect efficiency roll-off
华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510641
采用氯化锌(ZnCl2)修饰镉基CdSe/ZnS蓝光量子点(B-QD)薄膜, 发现与量子点表面结合力更强的ZnCl2能够部分取代量子点长链配体油酸, 有效钝化量子点表面缺陷, 提高薄膜的荧光量子效率(PLQY)。此外, 由于ZnCl2具有偶极作用, 使量子点真空能级提高0.2 eV, 一方面可改善电子和空穴载流子注入平衡, 另一方面可有效降低发光器件的启亮电压, 提高器件的发光寿命。这种无机配体修饰量子点薄膜的方法可能为解决蓝光量子点发光二极管(B-QLEDs)因空穴注入困难和量子点表面缺陷导致器件性能不高的问题提供一个有效思路。
氯化锌修饰层 无机配体取代 蓝光量子点发光二极管 载流子平衡 效率滚降减缓 zinc chloride modification inorganic ligand exchange blue quantum dot light-emitting diodes balanced carriers efficiency roll-off improvement
滚转摆动式导引头采用滚转摆动两轴极坐标控制形式，外框为滚动框，内框为摆动框，视场可覆盖整个前半球，具有结构简单、重量轻、体积小、成本低等特点，因此非常适用于近程红外防空导弹。本文讨论了滚摆式导引头与偏仰式导引头视线角速率存在的差异，阐述了滚摆式导引头视线角速度存在 x轴分量的原因。并给出了半捷联式滚摆导引头角速率的获取方式，推导了其简化形式，分析了简化公式使用的条件。仿真结果表明，该简化公式具有较好的近似精度，具有一定的工程应用前景。
滚摆式导引头 偏仰式导引头 视线角速率 roll-pitch seeker, pitch-yaw seeker, line of sight
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130033
针对导弹口径微小化的需求，为解决微小型导引头无法全方位扫描的问题，提出一种微小型滚仰式红外导引头光机轴系一体化结构。该光机结构把经典滚仰式导引头两根独立俯仰轴与光机结构本体设计成一体，通过红外探测器固定连接的方式让整体结构更加紧凑并兼具焦距微调功能，在保证成像质量的同时大大减小了光机结构的体积。将建模后的光机结构进行有限元热力耦合分析，在导引头温度、位置和角度等 8组极限工作情况下，得到结构件和镜片的热变形。分析结果表明，提出的光机结构满足微小型(80 mm)、抗冲击(10g)和高低温(－40℃～60℃)工作要求，可以预测实际使用时的工作情况，对设计具有重要的指导意义。
红外导引头 滚仰式 有限元 仿真分析 infrared seeker, roll-pitch, finite element, simul
1 新疆大学机械工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830047
2 华北理工大学冶金与能源学院, 河北 唐山 063210
3 阳江市五金刀剪产业技术研究院, 广东 阳江 529533
4 阳江市高功率激光应用实验室有限公司, 广东 阳江 529533
为了解决不锈钢冷轧辊表层经常出现的疲劳剥落或磨损, 提升不锈钢冷轧辊表层硬度及耐磨性, 在大量实验基础上研究了工艺参数对不锈钢冷轧辊表面激光熔覆层力学性能的影响。采用激光熔覆正交实验对304不锈钢表面进行熔覆, 重点研究了激光功率、扫描速度、送粉速度和搭接率对熔覆层的影响, 取得了304不锈钢表层搭接理想熔覆层的工艺参数, 并对熔覆层的硬度和耐磨性能进行检测。结果表明, 激光功率为1 300 W、扫描速度为11 mm/s、送粉速度为1.4 r/min、搭接率为30%时熔覆层最高硬度高出基材硬度约500.00 HV0.2, 摩擦磨损实验表明熔覆层耐磨性能明显提高, 磨损104次熔覆层失重率仅为0.016 5%。激光熔覆技术在一定范围内可以大幅度提升基材的硬度及耐磨性能, 此实验结果可以为修复不锈钢冷轧辊提供工艺参考。
激光技术 冷轧辊 显微硬度 耐磨 镍基合金 laser technology cold roll microhardnes wear resistance nickel base alloy
利用4,4',4″-tris(N-carbazolyl)triphenyl-amine (TCTA)、N,N'-dicarbazolyl -3,5- benzene (mCP)和1,3,5-tri(m-pyridin-3-ylphenyl)benzene (TmPyPB)作为主体材料制作出一系列蓝色有机电致发光器件。由于主体材料具有不同的最低未占有分子轨道(LUMO)能级和最高占有分子轨道(HOMO)能级,通过改变发光层中的主体材料和发光层数量,形成具有不同能级梯度结构的发光层,探究不同的发光层结构对蓝色磷光有机电致发光器件性能的影响。其中采用TCTA与mCP作为主体材料的双发光层结构器件A3具有最佳的性能,其最大电流密度、最大电流效率和最大亮度分别为134.94 mA/cm 2、40.28 cd/A和12070 cd/m 2。在所有器件中,器件A3也表现出低开启电压(3.25 V)和低效率滚降的特性。
光学器件 蓝色有机发光二极管 磷光 能级梯度 高效 低效率滚降 激光与光电子学进展
2020, 57(19): 192304
