王成 1,2杜根 1,2熊利能 1,2许飏 1[ ... ]郑刚 1
作者单位
摘要
1 上海理工大学 生物医学光学与视光学研究所,上海 200093
2 上海理工大学 教育部医用光学技术与仪器重点实验室,上海 200093
随着激光应用领域的快速拓展,超高峰值功率、超窄脉宽逐渐成为未来激光行业的重点研究方向之一,这种激光的超高电场能量给高精度的激光功率测量提出了挑战。传统的激光功率测量方法,如光电法、热释电法、量热法等逐渐显露出不适用于上述激光功率测量的缺点,此外上述方法都难以实现实时、在线测量。为了克服以上困难,需要一种新型激光功率测量原理与方法。以美国国家标准与技术研究院为代表的机构提出了一种光辐射压力测量法,该方法使激光作用在高反射率的反射镜上,激光动量形成了光辐射压力,这个力可以采用多种力学传感方式进行计量。该方法不但能实现激光功率快速、准确测量,而且不影响激光能量传输,可以实现实时、在线的激光功率测量。系统回顾了国内外通过光辐射压力测量激光功率的基本原理和系统组成,光辐射压力测量激光功率的研究现状,并对该方法的发展方向进行了展望。
光辐射压力 超高峰值功率 超窄脉宽 激光功率 测量不确定度 light radiation pressure ultra-high peak laser power ultra-narrow pulse width laser power measurement uncertainty 
光学仪器
2023, 45(5): 1
史学舜 1,2,3,*庄新港 1,2王国权 1,2刘红波 1[ ... ]周金戈 1
作者单位
摘要
1 中国电子科技集团公司第四十一研究所,青岛 266555
2 国防科技工业光电子一级计量站,青岛 266555
3 电子测试技术重点实验室,青岛 266555
为了确保低温辐射计测量准确度,开展了低温辐射计光功率修正因子的研究。介绍了低温辐射计测试系统光路结构和光功率的测量过程。分析了影响低温辐射计光电加热等效替代的四个主要因素。利用搭建的影响因子测试装置,对布儒斯特窗口透过率、杂散光和黑体腔吸收率三个影响因子进行了测试;采用有限元分析方法,对光电加热不等效性因子进行了仿真计算。测试和仿真计算了自主研制低温辐射计光电加热等效替代修正因子,结果显示,布儒斯特窗口在632.8 nm处的透过率为0.996 817,杂散光修正因子为0.999 013,黑体腔吸收率为0.999 950,光电不等效性修正因子为1.009 240±0.000 010。该研究结果可用于低温辐射计的修正,对低温辐射计各功能模块的设计、测量不确定度的提高以及低温辐射计的研制具有一定参考价值。
光辐射绝对测量 低温辐射计 有限元分析法 修正因子分析 Optical radiation absolute measurement Cryogenic radiometer Finite element analysis method Correction factor analysis 
光子学报
2023, 52(7): 0712003
作者单位
摘要
1 北京理工大学 物理学院, 北京 100081
2 北京控制工程研究所, 北京 100190
金属丝电爆炸法制备纳米材料因其负载可大程度的过热和爆炸产物非平衡扩散过程得到了研究人员的广泛关注,认为是制备新型功能材料的有效方法。研究了不同收集方法对电爆炸法制备钛纳米颗粒的影响,并结合电学、光学、自辐射图像和形貌分析等诊断手段分析了不同方法下产物特性的成因。结果表明,钛丝电爆炸呈现周期型放电模式,产物通道在放电结束前(约40 μs)可膨胀至约1.7 cm处,此后有尖状突刺发展(波阵面后湍流区),其速度约为55 m/s。为研究爆炸产物不同状态下纳米颗粒形成特性,使用了3种不同的产物收集方法,分别为:①在金属丝径向1.5 cm处放置硅片收集;②在腔体出口处预置滤网收集;③在金属丝一侧电极上通过定向喷涂收集。产物形貌表征结果表明,使用不同收集方法时产物特征存在明显差别,前2种方法爆炸产物先与介质混合再沉积于硅片,得到的产物分别为分散、链状的球状纳米颗粒和密集、堆叠的纳米颗粒团簇;后一种方法电爆炸产物具有较高的密度和定向速度(对硅片),硅片以金属丝为轴心远近呈现出粉末状和烧结块状两种不同形式。
金属丝电爆炸 纳米材料制备 光辐射 自辐射图像 收集方法 electrical explosion of wires preparation of nano-material light radiation self-emission image collection method 
强激光与粒子束
2022, 34(7): 075014
作者单位
摘要
中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所,四川 绵阳 621000
第二代“猎鹰”高超声速技术飞行器(Falcon Hypersonic Technology Vehicle 2,HTV-2)长时间在大气层中飞行时,气动热是导致本体光辐射特性的主要原因。气动热预测和复杂结构传热温度求解是本体光辐射特性研究的关键。基于类HTV-2高超声速滑翔飞行器的结构以及飞行弹道特点,建立了适用于高超声速滑翔飞行器的气动热、三维有限元传热和本体光辐射耦合计算方法。在算法验证的基础上,通过计算获得了类HTV-2高超声速滑翔飞行器沿假定弹道飞行的本体光辐射特性。结果表明,红外探测器从地面70°方向观测的辐射强度大于从天上-70°方向观测的辐射强度;中波3~5 m光辐射强度明显大于长波8~12 m和短波0.4~0.7 m,因此选择3~5 m波段更有利于对类HTV-2高超声速滑翔飞行器进行探测。
高超声速滑翔飞行器 气动热 三维有限元传热 本体光辐射 hypersonic gliding vehicle aerodynamic heat three-dimensional finite element heat transfer body radiation 
红外
2022, 43(1): 26
作者单位
摘要
1 天津大学 材料科学与工程学院, 天津300350
2 北京大学 材料科学与工程学院, 北京100871
能源枯竭问题已经成为人类社会可持续发展的阻碍。据统计, 建筑能耗约占我国能源消费总量的20%, 因此通过调控太阳光辐射和物体红外热辐射来进行智能光热管理, 达到自适应环境温度和降低能耗的目的, 具有重大的意义。本文综述了近年来仿生光热管理智能高分子材料的重要研究进展, 包括具有温度自适应特性的太阳光辐射动态调控和红外热辐射动态调控的智能高分子材料。首先介绍了具有温度自适应特性的液晶和水凝胶材料在太阳光辐射动态调控方面的应用, 然后介绍了在中长红外波段具有可调发射率的红外热辐射动态调控高分子材料。最后, 讨论了仿生光热管理智能高分子材料在未来发展和潜在应用方面的机遇和挑战。
光热管理 太阳光辐射 红外热辐射 液晶 水凝胶 optical and thermal management solar radiation infrared thermal radiation liquid crystal hydrogel 
液晶与显示
2022, 37(2): 250
作者单位
摘要
1 北京理工大学 物理学院静电研究实验室,北京 100081
2 西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室,西安 710024
脉冲电流驱动金属丝电爆炸可产生具有较高能量密度的等离子体,并伴随脉冲电磁辐射、强冲击波等效应,广泛应用于Z箍缩、电热化学**、油气助采等领域;与纯金属相比,合金具备电阻率高、成分可调、相变复杂等特点,在电爆炸效应参数的调控方面具有很大潜力。开展了大气空气介质中铜、镍、铜镍(康铜)丝在微秒时间尺度电脉冲作用下电爆炸实验研究,通过放电参数与自辐射图像诊断,获取电爆炸过程放电参数与时空演变的特性规律,得到脉冲电流作用下合金电爆炸在相变与等离子体方面的特征。实验发现,在电爆炸早期,铜镍合金的高电阻率能够提高能量沉积效率:铜52%、镍74%、铜镍合金78%;而相爆开始后,合金丝负载则更接近纯镍丝负载性能。等离子体通道早期膨胀速率在5 mm/μs量级,随后迅速衰减;合金丝等离子体膨胀时间更久,击穿后平均电阻率上升缓慢,且等离子体辐射与金属爆炸产物在空间尺度上存在关联性。特别地,铜镍合金气溶胶分层同时具有横向和纵向特征(特征尺度10−1 mm),但整体较铜气溶胶更为均匀。
金属丝电爆炸 温稠密等离子体 光辐射 等离子体诊断 二元合金 纳米材料制备 electrical wire explosion warm dense matter optical emission plasma diagnostics binary alloy nano-powder preparation 
强激光与粒子束
2021, 33(6): 065010
高银军 1,3高丽红 1,2张相华 3马壮 1,2,*[ ... ]田宙 3
作者单位
摘要
1 北京理工大学 材料学院,北京 100081
2 北京理工大学 冲击环境材料技术重点实验室,北京 100081
3 西北核技术研究院,陕西西安 710024
4 西北核技术研究院 激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西西安 710024
为了获取强爆炸光辐射作用下材料的能量耦合特性,发展了强爆炸辐射源参数以及光辐射传输的物理模型和计算方法,计算给出了不同条件下目标位置处的光辐射谱特征。利用材料光谱反射率测量方法,结合光辐射耦合系数计算方法获取了几类材料的能量耦合系数。结果显示:金属、陶瓷材料的光辐射耦合系数相对较小,而碳纤维环氧复合材料的耦合系数可达0.92;采用实际光辐射能谱计算的耦合系数比近似6000 K黑体谱的结果要高,最大约14%。以铝材料为例,光辐射耦合系数随当量及爆心距离增加均表现出逐渐减小的趋势,但总体变化幅度不大。
强爆炸 光辐射 谱分布 能量耦合特性 strong explosion thermal radiation spectral distribution energy coupling coefficient 
中国光学
2020, 13(6): 1267
作者单位
摘要
太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部/山西省重点实验室,太原030024
半导体硅纳米粒子具有许多新奇的电磁特性,成为了近年光电子学的研究热点。为了提高量子点(QD)光致发光器件的发光强度,文章提出了一种由两个尺寸不同的硅纳米正方体组成的二聚体结构。通过时域有限差分(FDTD)法,分别从荧光激发率增强和量子产率增强两个方面研究了硅纳米二聚体对QD发光的增强作用。研究结果表明,不同尺寸的硅纳米正方体复合二聚体可以对硒化镉(CdSe)QD的发光产生增强作用;并且当两个硅纳米正方体的边长和间隔逐渐变小时,QD的荧光激发率增强倍数和量子产率提高倍数都呈现出逐渐增大的趋势。特别地,当两个硅纳米正方体的边长都是100 nm、间隔为20 nm时,硅纳米二聚体结构可达最优,且CdSe QD的荧光强度可得到约24倍的增强。
光电子学 发光器件 光辐射提高 纳米材料 optoelectronics light emitting device light radiation enhancement nano-material 
光通信研究
2019, 45(6): 35
作者单位
摘要
河北工业大学 机械工程学院,天津 300130
本文采用有限体积法建立了交叉型细胞分离模型,提出了一种基于光压差分的细胞筛选仿真方法,分析微流体中细胞筛选的影响因素。基于层流、流体流动粒子追踪、波动光学理论,利用有限元分析法建立了一种交叉型光学颗粒分离模型,研究了利用光压差分技术分离细胞的各种影响因素,其中包括微粒直径,激光功率、温度、光纤直径,分析了微粒在流体中因光辐射压力作用下的偏移距离。实验结果表明: 在微流体中,激光功率、细胞直径、温度(20 ℃)和偏移距离大体上成正比关系,光纤直径和细胞直径在大小相当的情况下光辐射压力能够达到最大值,当激光通过光纤作用于直径分别为3,8和20 μm的微粒时,光纤直径为7 μm或8 μm时光辐射压力最大,所以选用直径为8 μm的单模光纤作为一个重要的实验光学器件。所得结论为深入研究细胞筛选影响因素的数值仿真精度提供了参考与借鉴。
细胞分离 光纤 光辐射压力 光压差分 数值仿真 cell sorting optical fiber optical radiation pressure optical pressure difference numerical simulation 
光学 精密工程
2017, 25(8): 2029
作者单位
摘要
1 华侨大学 信息科学与工程学院,福建省光传输与变换重点实验室,福建 厦门 361021
2 泉州市世芯智能照明技术研究院有限公司,福建 泉州 362302
为了研究不同黄疸治疗仪光源的发光光谱对新生儿产生紫外辐射、热辐射等潜在的光生物安全问题,本文利用光辐射安全测定系统OST-300对传统蓝光荧光灯、普通蓝光LED灯以及经简单遗传算法计算与拟合的蓝光LED灯进行了测试与对比分析。实验结果表明: 传统蓝光荧光灯在315,330,365 nm的紫外光处有明显的波峰出现,且峰值波长在365 nm处较为明显; 传统蓝光荧光灯在老化后其蓝光光谱光衰严重,且存在大量的红外光线; 而基于简单遗传算法计算与拟合的蓝光LED发光光谱与体内胆红素的吸收光谱相吻合,能避免对新生儿的光辐射危害。因此,本文提出的蓝光LED是治疗新生儿黄疸的理想光源。
黄疸治疗仪 光辐射安全测定系统 光生物安全 光源 jaundice therapeutic device optical radiation safety test system photobiological safety light source 
中国光学
2017, 10(4): 499

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