谷晓燕   朱开轩   隋成龙   孟政宇  

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采用脉冲激光偏移镁侧并添加铜中间层的方法实现了镁/钛对接激光焊，研究了界面元素扩散及反应特点。对比分析了添加不同厚度铜中间层对接头组织和力学性能的影响规律及引起接头断裂的主要原因，从而实现接头组织与性能的调控。结果表明，铜中间层的加入改善了焊缝/钛界面处组织结构，提高了界面附近Ti-Cu化合物的含量。随着铜中间层厚度的增加，界面处Ti2Cu反应层的厚度逐渐增加并变得连续，同时接头的断裂位置也从界面反应层转变为焊缝区。当添加的铜中间层厚度达到30μm时，接头拉伸强度达到121 MPa。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0102005      

赵凯   梁旭东   王炜   杨萍   郝云波   朱忠良  

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同轴送粉激光熔覆由于熔覆层力学性能良好和加工余量小，适用于高端制造领域工件的成形与修复，但全过程的稳定受诸多因素影响，且因素之间存在复杂耦合关系，导致工艺参数难以寻优。通过设计以过程参数（激光功率、送粉速度、扫描速度）为输入、以反映熔覆形貌和质量的特征参数为响应的中心复合实验（CCD），对比分析了响应曲面法的回归模型与神经网络对单道熔覆结果的预测效果。在此基础上，采用多目标优化算法NSGA-II（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ）对三种工艺参数进行优化求解。结果表明，优化后的参数能提高熔覆层硬度17.11%，降低基体热影响区13.9%，减少修复时间6.1%。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0102004      

崔红霞   陈丽君   王宁   李婷婷  

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非量测的多视组合相机具有成本低、高分辨率、高影像采集频率的特点。为了满足高精度测量和三维重建的目的，需要高效率、稳健、高精度标定各子相机的内参数以及子相机间的相对位置和姿态。为了提高大视场靶标场标志点自动编码的容量和效率，设计了自编码标志和普通标志，建立了以自编码标志作为编码基准、以普通标志点作为控制点靶标的室内靶标标定场。提出自编码标志和普通标志点的自动编码方法，基于“同名点同编号”的原则，自动实现同名影像标志点与同名物方控制点标志的自动编码映射，避免了人工交互设置影像标志点编号，提高标定的效率。推导出含有隐式约束条件的多视组合相机标定的间接平差模型一般形式，并应用其标定一种由网络摄像头组成的多视相机。实验结果表明，提供了一种标志点及其编、解码方法，该方法具有标志点编码容量大（可达65535个）、解码效率高、自动解码的优点；该标定方法的反投影像点平面中误差小于0.2pixel且相机之间的相对定向元素波动较小，能够有效的提高多视相机标定的稳健性和精度。该方法可方便的扩展到其它同类多视相机或者全景相机的标定应用。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0110003      

李姣姣   邓欢   李赛   张汉乐   王蕾   陈聪  

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传统集成成像显示技术存在深度反转问题，因而需要进行二次成像。本文提出了一种无深度反转的集成成像一次拍摄方法，该方法采用离轴平行式集成成像拍摄结构对三维(3D)场景进行拍摄，通过设计合理的拍摄参数和图像元重排，生成无梯形畸变的图像阵列(EIA)，直接用于集成成像显示，解决了传统集成成像的深度反转问题，避免了复杂且繁琐的图像校正和二次成像过程，可快速生成具有正确深度信息的EIA。该方法所获取的EIA在集成成像3D显示实验中重建的3D图像具有正确的深度和逼真清晰的立体显示效果，验证了所提方法的正确性。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0109002      

刘德庆   张 杰   金久才  

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针对无人船海上近距离实时性避碰检测的需求，发展了一种基于三维激光雷达的无人船障碍物自适应栅格表达方法。根据无人船周边环境障碍物的激光雷达点云分布，建立障碍物密集度和障碍物表达时间与栅格地图分辨率之间的函数关系，自适应确定适中的地图分辨率，构建栅格地图；对三维激光雷达点云数据进行降维处理，将三维激光雷达点云投影到栅格地图，减小数据量，提高障碍物检测效率。进一步，利用三维激光雷达开展方法验证性实验，获取了三种不同障碍物场景的激光雷达点云数据。处理结果显示，环境中障碍物数量越多，获得的期望栅格地图分辨率越高，障碍物表达的更精细，反之，障碍物数量少，获得的期望栅格地图分辨率越低，障碍物表达的更快速，实现了障碍物自适应栅格表达。所建立的方法可望为后续无人船局部避碰路径规划研究提供支撑。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0110002      

孙文峰   洪瑞金   陶春先   张大伟  

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在室温环境下，实验采用Nd：YAG光纤脉冲激光器辐照银（Ag）、铜（Cu）、铝（Al）三种金属薄膜，制备出对应的三种金属纳米颗粒。通过调节激光扫描速率实现三种金属纳米颗粒局域表面等离子体共振（LSPR）波长和强度的调谐。其中，Ag纳米颗粒在可见光波段等离子体吸收峰的波长和强度均表现较宽的调谐范围，Cu纳米颗粒在可见光波段等离子体吸收峰的波长和强度均表现较弱的调谐范围，Al纳米颗粒在紫外光波段等离子体吸收峰窄而尖锐且LSPR波长调谐范围也较小。同时，与激光辐照前的三种金属薄膜相比，经激光辐照后三种金属纳米颗粒薄膜出现了更强的表面增强拉曼散射信号。有限差分时域仿真模拟出的样品电场分布结果与本研究一致。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0103001      

刘新   张婷   张刚   高光珍   蔡廷栋  

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本文搭建了基于 2.3 μm中红外可调谐二极管激光器的一氧化碳（CO）光声光谱测量系统，选取4300.699 cm-1处的CO吸收谱线作为传感目标。为了克服CO分子弛豫时间较长对测量的影响，在实验气体中混入水汽以增强光声信号。通过优化调制参数，确定系统的最佳调制振幅和调制频率分别为4.29 cm-1和785 Hz。在最优实验条件下，所选谱线的二次谐波信号与CO浓度间具有良好的线性关系，其线性度为0.994，并利用该关系反演出空气中CO浓度约为2.13 ppm。最后利用Allan方差在干湿条件下分别对系统的长期稳定性进行了分析，得到其在干湿条件下的探测极限分别为118 ppb和58 ppb，证明了水汽的加入可有效提高系统对CO的探测灵敏度。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0111002      

廖聪豪   周静   沈洪  

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本文对增材制造TC4钛合金在氩气环境中进行激光抛光实验，通过极化曲线实验测试抛光前后材料表面的耐腐蚀性，并结合表面粗糙度、晶粒尺寸变化、表面残余应力以及金相组织分析激光抛光对于TC4钛合金耐腐蚀性的影响。研究结果表明：抛光表面自腐蚀电位与自腐蚀电流密度均大于原始表面，说明抛光表面相比于原始表面受腐蚀的倾向更小,但一旦受到腐蚀，其腐蚀速率将略大于原始表面。自腐蚀电位的提升是由于材料表面粗糙度的降低，自腐蚀电流密度的增大则是由于表面晶粒细化以及残余拉应力存在。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0102003      

孙旭   贾东方   李梓豪   葛春风   王肇颖   杨天新   曹晓冬   张鹏泉  

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耗散孤子共振(DSR)方波在实现单脉冲能量近似无限增加的同时，避免了过高的峰值功率，这种时域宽度达ns级的平顶脉冲可有效抑制受激布里渊散射、获得高能量输出，在信号处理系统、机械加工、光纤传感等领域有着广阔的应用前景。本文报道了一种基于非线性光纤环形镜(NOLM)的工作在DSR区的长腔被动锁模掺镱光纤激光器，该激光器谐振腔的总长度大约为1502m，可以输出重复频率为133.18kHz的高能量方波脉冲，且输出脉冲的宽度和单脉冲能量随泵浦功率的增加呈线性增大。当泵浦功率增加到414.47mW时，输出方波脉冲具有最大宽度761.6ns，同时单脉冲能量达到最大值60.2nJ。通过改变NOLM中单模光纤的长度，进一步研究了谐振腔的长度对输出方波脉冲特性的影响，结果表明，谐振腔越长，所得DSR方波脉冲越宽，而脉冲峰值功率越低。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0101003      

梅康   刘小勤   沐超   秦晓琪  

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经典的暗原色先验去雾算法易丢失图像细节信息，基于保边滤波的去雾算法虽可以有效保护图像细节，却耗时较长。针对以上问题，本文提出一种能够很好保护图像边缘细节且耗时较短的自适应指数加权移动平均滤波算法，并与改进的暗通道结合，实现快速去雾。首先，对暗通道加以改进并求得透射率粗分布，再利用自适应指数加权移动平均滤波算法对透射率进行优化，之后修复明亮区域透射率，避免颜色失真，最后通过变换大气散射模型求解得到去雾图像。实验结果表明，本文算法具有很快的执行速度，且经本文算法处理后的去雾图像质量较高，在有效边缘强度、色彩还原能力、结构信息这三个无参考客观评价指标下均具表现不错。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0109001      

何波   王晨   孙长青   杨光   王向明   苏亚东  

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基材预热至100℃、400℃下，应用激光沉积制造技术制备了直接过渡TA15 / GH4169双合金结构，研究了基材不同预热温度对TA15 / GH4169梯度结构界面的微观组织、残余应力及显微硬度的影响。结果表明，基材预热对梯度结构成形质量影响较大。基材未预热时，梯度结构在界面处断裂；基材预热400℃后，成形质量得到了改善，在界面处形成了约0.033mm的梯度过渡区。随预热温度的升高，GH4169侧残余应力明显降低。基材预热100℃时，残余应力值较未预热时降低了21.59%；预热400℃时，降低了33.19%。梯度结构的显微硬度值随预热温度升高呈轻微下降趋势，在同一预热温度下，梯度结构梯度过渡区显微硬度最高。基材预热400℃时，梯度过渡区硬度较TA15侧提高了91.2%。本研究将为最终成形TA15 / GH4169梯度复合结构提供参考依据。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0102002      

陈若仲   王琳   陈雪利   侯榆青   贺小伟  

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针对荧光分子断层成像目前数据采集方式存在的问题，提出了一种基于频率调制和空间编码的成像方法，旨在改进数据采集方案，缩短数据采集时间。在该方法中，激发光束被分成若干个子束，用作多点激发光源。这些子光束首先被调制成不同的频率，然后同时入射到目标表面的不同点上。在检测端，目标的出射光首先通过空间编码掩模，然后被引导至单光电倍增管。通过改变掩模的模式，然后进行稀疏重构恢复，根据压缩感知理论，可以得到目标表面荧光信号的分布。为了验证本文提出方法的可行性，设计了相应的仿真模拟实验，实验结果显示该方法可以较好的恢复原始图像，证明了该方法的可行性。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0107001      

权志桥   方新秋   薛广哲   胡秀坤   谷超  

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建立了表面粘贴光纤光栅、粘贴物、被测结构三者间应变耦合传递的分离式模型，推导得出了光纤光栅测量应变与被测应变真值之间的修正关系。通过有限元模拟和实验室试验，验证了该理论模型的精确性，并讨论了不同粘贴条件下理论解的精确程度和适用性。结果表明：理论值与实际符合良好，误差普遍低于1.6%，应变感知率及精度与粘贴长度和涂层弹性模量呈正相关，而且，应变感知率对涂层、粘贴层的几何特性不敏感但精度呈负相关。研究成果对表贴FBG应变测量、误差修正和传感器设计具有重要参考意义。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0104004      

陈彧芳   万洪丹   陈乾   周权   张祖兴  

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本文首次提出并研究了一种基于有源光纤双花生结的光纤温度传感器。采用稀土掺杂有源光纤制备双花生结，利用其包层模和纤芯模干涉对温度的敏感特性，结合有源光纤稀土离子的强热光效应，实现对温度的高灵敏度感知与测量。通过理论和实验研究并对比了掺铒光纤双花生结和掺镱光纤双花生结两种有源光纤花生结中的模式干涉和热敏感效应。实验结果表明，相比于普通无源光纤双花生结，有源光纤双花生结由于其更强的热光效应，具有更高的温度灵敏度。其中，掺铒光纤双花生结温度灵敏度为1268 pm/℃；掺镱光纤双花生结温度灵敏度为2343 pm/℃。本文提出的基于有源光纤双花生结的光纤温度传感器具有灵敏度高、重复性高、全光纤、制作简单、结构紧凑等优势，在电力系统、建筑、航空航天以及海洋开发领域等具有良好的应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0110001      

赵碧瑶   井红旗   仲莉   曼玉选   班雪峰   刘素平   马骁宇  

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为了削弱激光器工作时因芯片横向温度不均导致的热透镜效应对慢轴发散角的影响，提高慢轴光束质量，采用边缘绝热封装方式即在激光器芯片两侧与过渡热沉之间加入空气隙以降低两侧的传导散热，利用有限元分析软件ANSYS 18.0对该封装结构的激光器芯片温度进行仿真。结果表明，在工作电流为1.6A时，W=200μm，慢轴发散角由11.5°减小至8.2°，减小幅度为28%。相应的光束参数积BPP和光束质量因子M2也有了28%和24%的降低。热阻Rth增大6%。边缘绝热封装对器件激射波长、阈值电流、电光转换效率方面的影响很小。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0105002      

许振兴   杨平   程涛   许冰   李和平  

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在自适应光学系统中，传统比例-积分（PI）控制模型依赖于变形镜的响应矩阵，系统状态的改变会影响应矩阵，导致波前校正性能下降。本文提出通过重新定义BP神经网络结构实现哈特曼斜率数据到控制信号的输出，并建立了控制模型。实验结果表明，提出模型摆脱了传统固定模型的限制，具有在线实时更新响应模型的特点。控制模型收敛性能良好，能适应系统状态变化，有较强的鲁棒性，同时提高了控制精度，一定程度上改善了控制性能。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0105001      

刘凯媚   陶卫   陈潇   李智   赵辉  

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激光三角法是玻璃厚度无损检测应用最广的方法之一，但传统的激光三角法测量玻璃厚度时，玻璃与测头的相对位置需保持固定，每当玻璃位置移动时，均需重新标定才能进行准确测量。针对这一问题，本文提出了可自适应位移变化的玻璃厚度激光三角测量方法，玻璃在不同位置时均可以直接对玻璃厚度进行测量。首先，分析了当玻璃位于基准位置时，其前、后表面反射光的成像光斑间距与玻璃厚度之间的关系。其次，分析了当玻璃位移变化时，成像光斑间距与玻璃前表面位置、玻璃厚度之间的关系，建立了数学模型，并相应地提出了修正算法来消除玻璃位移变化对厚度测量的影响。最后，设计了基于激光二极管-互补金属氧化物半导体（LD-CMOS）的激光三角测量系统，并采用多块已知厚度的玻璃样本进行标定和测量实验。实验结果表明：当玻璃位置在1～4.5mm的范围内变动时，不同位置处玻璃厚度测量的绝对误差小于0.010mm，并且相对误差均在0.5%以内。该方法实现了玻璃在不同位置时对玻璃厚度的高精度测量，无需重复标定，具有很好的实用性、灵活性和通用性。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0104003      

王岩山   马毅   孙殷宏   王珏   常哲   彭万敬   杨小波   朱日宏   张凯   唐淳  

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通过同时抑制受激布里渊散射（SBS）和自脉冲效应，展示了具有窄线宽和近衍射极限光束质量的高功率，线偏振全光纤放大器。最高输出激光功率为2.62kW，光光效率达到了86.7％。光束质量(M2因子)、偏振消光比（PER）及光谱线宽在放大过程中基本保持不变，M2小于1.3，偏振消光比大于96.3%，３dB线宽为32GHz，20dB二阶矩线宽为30GHz。据我们所知，这是已报道的窄线宽线偏振全光纤结构激光器达到的最高功率输出。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第02期 pp.0201001      

钦兰云   金子心   赵朔   倪家强   刘艳梅   杨光  

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摘 要 为探明激光沉积制造TC4合金拉伸性能各向异性产生机理，对不同取样角度的试样进行拉伸性能测试，并采用电子背散射衍射技术（EBSD）对成形件的晶体取向进行分析。结果表明，90°试样（与水平方向夹角为90°）延伸率比45°试样高32%，抗拉强度和屈服强度分别低9%和8%，可以看出激光沉积制造TC4合金具有明显的各向异性，试样中α相主要织构所对应的Schmid因子大小及滑移系类型是决定成形件塑性的主要因素。90°试样内主要织构所对应的Schmid因子值最高，为0.485，外加拉伸应力σ与滑移方向分切应力τ之间的夹角θ为38°，试样首先开动的滑移系为柱面滑移系；45°试样的Schmid因子值最低，为0.415，θ为28°，试样首先开动的滑移系是锥面滑移系。此外，α相相邻晶界取向差统计表明90°试样小角晶界的占比最小，为1%，45°试样占比最高，为29.2%。柱面滑移系较锥面滑移系具有更低的开动能，且小角度晶界占比的提升能够导致试样塑性的下降，因此90°试样具有最优塑性，而45°试样具有最高强度。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0102007      

刘志宏   刘元富   张乐乐   陈德强   石晨晓   陆富刚   冯志成   金杰  

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利用激光熔化沉积技术制备了TiC/CaF2/Inconel 718高温合金基高温耐磨自润滑复合材料。分析了复合材料的显微组织，测试了复合材料的显微硬度及高温干滑动摩擦磨损性能，探讨了高温磨损机理。结果表明：复合材料的显微组织由TiC、CaF2、CrC、γ"-Ni3Nb和γ-(Ni, Fe)构成，原位自生TiC初生相和细小CaF2/TiC共晶弥散分布在被CrC和γ"-Ni3Nb等超细高温相强化的γ-(Ni, Fe)固溶体基体上；复合材料平均硬度为820HV0.2；与激光熔化沉积Inconel 718对比样相比，复合材料具有良好的高温耐磨性及低且稳定的摩擦系数，复合材料优异的高温摩擦磨损性能源自于其合理的显微组织结构。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0102008      

易伟   陈辉   吴影   陈勇  

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针对42CrMo钢易发生磨损失效的问题，为满足其使用需求，本文采用激光熔覆混合粉末（Co基+Nb+Cr3C2）在42CrMo钢表面成功制备了质量分数分别为0%、5%、10%、15%和20%的原位NbC颗粒增强复合涂层。在优化的工艺参数基础上，分析了NbC含量对于复合涂层的微观结构、磨损行为以及NbC形态的影响。 结果表明，当NbC含量为0%、5%、10%、15%时，涂层与基材的结合性良好，涂层中没有明显的缺陷，当NbC含量达到20%时，涂层中出现微裂纹。复合涂层基体主要由ε-Co和γ-Co组成，强化相主要种类为NbC，Cr23C6和Cr7C3。NbC颗粒的形成是通过溶解在熔池中的Nb原子和C原子通过原位反应形成，随着NbC含量的增加，NbC的形态逐渐从四边形变为花瓣形。复合涂层的显微硬度和耐磨性明显增加，其磨损形式主要是是磨粒磨损。NbC颗粒能够有效防止复合涂层的进一步磨损，当NbC含量为10wt％时，涂层的显微硬度和耐磨性达到最佳，分别为546.4HV和0.020 g/min。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第02期 pp.0202001      

金荷   翟正一   杜伟峰   吴永康   高原  

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摘要：星敏感器作为高精度姿态测量仪器，在轨工作时易受热环境影响，针对仿真分析难以精确建立星敏感器光-机-热模型的问题，本文提出了一种星敏感器热稳定性试验分析方法，通过星敏感器在真空罐中安装面及遮光罩受热模拟其在轨热环境，利用静态光星模拟器模拟星空，通过观察星敏感器输出姿态的变化评价星敏感器三轴热稳定性。试验过程中通过安装面棱镜自准直测量值剥离安装面热变形对姿态测量的影响，经过分析误差在4.5%以内。对某型号高精度星敏感器进行试验分析，当遮光罩温度由27.3℃加热至110.6℃时，星敏感器光轴绕x偏移量为2.9″，绕y偏移量为1.2″，绕z偏移量为2.6″；当星敏感器安装支架控温精度为20±0.3℃时，此时星敏感器光轴偏移量为±0.18″，满足高精度星敏感器的热稳定性指标。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第02期 pp.0204001      

叶坤涛   吉俄木沙   翟盛杰  

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偏振光在浑浊介质中传输的偏振特性的研究对实现各类偏振光技术具有重要意义，因此建立非球形粒子介质模型，并采用T矩阵法和矢量蒙特卡罗模拟相结合的方法，计算分析含不同非球形粒子介质中偏振光，经过多次散射形成的后向散射光的偏振特性。过程中按照介质所含非球形粒子的尺寸分为瑞利散射粒子介质和Mie散射粒子介质。结果表明：瑞利散射粒子介质中，不同粒子形态对线偏振光和圆偏振光的后向散射光的偏振特性的影响不显著，线偏振光保偏能力优于圆偏振光，线偏振方向得到保持，而圆偏振光旋性发生改变；Mie散射粒子介质中，不同粒子形态对后向散射光的偏振特性有显著影响，光学厚度大时，各介质中的圆偏振光保偏能力优于线偏振光，厚度小时线偏振光的保偏能力优于圆偏振光。此外，粒子的形态对偏振光后向散射偏振度空间分布以及光强空间分布均有显著影响。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0105004      

王明军   林妞妞  

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基于平面角谱扩展法和矩阵传输理论，研究了拉盖尔高斯光束(LGB)在拓扑绝缘体（TI）周期性层状薄膜中的反射和透射特性。对线偏振的LGB入射到周期性层状薄膜上反射和透射场的强度分布进行了分析和简要讨论。研究结果表明,TI的拓扑磁电极化率(TMEP)和薄膜的周期个数对强度分布有很大影响，通过改变TMEP或周期个数可以操纵涡旋光的光场。本文提出的方法不仅可以推广到其他含TI的多层介质体系，而且对进一步揭示TI光子晶体中的光子能带结构和带隙的研究有一定意义。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0105003      

丛海芳   李彦超  

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为了提高复杂环境甲烷气体探测的适用性，选择空芯带隙型光子晶体光纤作为光学气室，单端镀全返膜，实现置入式同源甲烷浓度探测。采用中心波长位于近红外波段1653 nm附近的分布反馈激光器作为光源，空芯带隙型光子晶体光纤长度为0.5米。甲烷检测下限可达到10 ppm，稳定性波动小于±2.18%。单端全反射设计配合同源探测方式使复杂环境中的置入式探测成为可能，为单光源分布式探测奠定了研究基础.

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0111003      

牛佳   刘博文   宋寰宇   赵思聪   李少北   王铁男   顾新华   柴路   胡明列  

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飞秒激光在工业加工、精密测量、军事国防、科学研究等领域有着重要的应用前景。本文报道了基于光谱控制与色散优化的高功率、高脉冲质量的飞秒啁啾脉冲放大系统。利用与压缩器色散量相匹配的色散可调啁啾布拉格光纤光栅(CFBG)作为展宽器，通过微调CFBG的色散量补偿系统的残余色散使得整个系统的净色散趋近于零。同时，引入光谱滤波等手段，保证入射到主放大器之前的脉冲光谱形状不发生畸变，避免了放大过程中脉冲质量劣化。最终获得了重复频率50 MHz，中心波长1034 nm，压缩后平均功率24 W、脉冲宽度198 fs的高脉冲质量飞秒激光输出。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0101006      

张霁旸   任姣姣   陈思宏   李丽娟   赵常双  

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太赫兹（THz）无损检测作为一种新兴的无损检测技术，其成像质量影响着对检测结果分析和判断的准确性。在太赫兹层析成像技术方面，本文提出层析短时积分成像法，对比传统层析方法，通过试验证实层析短时积分成像法数据质量更好，成像效果要优于传统的层析成像法；在小波去噪理论方面，结合太赫兹信号的特点提出评价规则，并利用该评价规则遴选出最优的小波去噪组合（即Sym7小波，其分解尺度为5）。并以此为基础设置酚醛塑料样件无损检测层析短时积分成像实验，对比不同小波去噪组合，从识别缺陷数量、缺陷识别率两个主观评价指标和韦伯对比度的客观评价指标两方面对比小波去噪的效果，证实了采用Sym7小波（分解尺度为5，软阈值处理）的方式对酚醛楔形缺陷无损检测信号小波去噪具有良好的效果，信号预处理后的样件无损检测图像背景噪声带得到有效抑制、预制缺陷与背景区域对比效果更加明显，能够清晰准确获取样件的内部结构变化情况。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0114001      

刘爱林   张敬金   李思宁   孙剑峰   牛丽红   郭宝平  

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闪光式激光成像雷达是近十年国际上的研究热点，以条纹管为核心器件的激光雷达是一种新型的主动成像雷达，具有高距离探测精度、高测探测灵敏度、大视场等优点，由于条纹管不能直接输出三维像，需使用峰值探测法对目标条纹像进行三维重构，如何减少三维重构时间，提高雷达成像速度和雷达探测目标响应时间是亟待解决的问题。提出对激光雷达条纹图像进行稀疏抽样后用图像插值法重构目标三维像，比较最近邻插值法与双线性插值法目标三维重构的实验效果。随着抽样率的减少，重构速度加快，对于近距离目标，当重构的数据量为原始数据量的1%时，双线性插值法的重构速度提高约3倍，最近邻插值法的重构速度提高约5倍；对于远距离目标，双线性插值法的重构速度提高约6倍，最近邻插值法的重构速度提高约9倍。插值法三维重构图与原三维重构图主观评价无差别。相对而言最近邻插值在重构速度有优势，双线性插值法在重构精度上有优势。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0110004      

刘晓凤   彭丽萍   赵元安   王玺   李大伟   邵建达  

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液晶光学器件在激光聚变、光电对抗、激光雷达、激光通讯等领域的应用面临着近红外高功率激光辐照失效的风险。文中在介绍了液晶光学器件基本结构和基本工作原理的基础上，按照液晶光学器件的组成依次对构成液晶光学器件的导电膜、取向膜、液晶材料以及整体液晶光学器件在近红外激光辐照下的损伤特性及机制的研究进展进行了综述。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0100002      

李姿霖   李少伟   张思鹭   沈炳林   刘丽炜   屈军乐  

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相干拉曼散射显微技术作为一种新型的成像技术，因其具有无标记、高特异性、非侵入等优点，被广泛用于化学结构及物质成分分析。近年来，随着光子学、生物学和显微成像技术等领域的相互交叉融合发展，极大地推动了相干拉曼散射显微成像技术在生物医学领域的应用。本文简要介绍了相干拉曼散射显微成像的基本原理、分类、系统构成，同时概述了相干拉曼散射显微成像技术近年来在生物医学领域的应用，包括检测、脂类分析和蛋白质构象变化等，最后对其未来发展进行了展望。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第02期 pp.0207001      

陈和宇   郑月   孔令海   孟照魁  

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在高精度光纤陀螺小型化过程中，检测电路串扰问题越发严重，在复杂应用环境下难以采用基于转台的传统方法测试光纤陀螺串扰在输出中的表现。本文提出了一种基于施加模拟转速阶梯波的测试方法，使用专用电路生成台阶高度人为可控的阶梯波，利用加法电路将其与闭环阶梯波叠加接入Y波导，通过测试陀螺响应，可确定串扰大小。针对该方法进行了相关实验验证，实验结果表明该方法能正确评估检测电路串扰量级大小。此方法实现了在不依赖转台的条件下光纤陀螺检测电路串扰的自检测，提升了应用系统的设计与测试效率。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0104005      

朱方祥   陈浩   尹金德   王金涛   闫培光   韦会峰   何飞   陈抗抗   于洋  

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当面向高功率径向偏振场激光的产生和传导时，如何在光纤内实现高的模式区分度与大的模场面积一直是核心的技术挑战。本文提出了一种全新的径向偏振场光纤设计方案，通过在纤芯内部引入圆对称的径向分布热应力场，在纤芯内形成径向双折射效应，能有效打破常规光纤中偏振模式之间的简并，使TM01模、TE01模和HE21模的有效折射率差为10-4量级，从而将TM01径向偏振模区分出来。同时，此类径向偏振场光纤更易实现TM01模场的大模面积设计。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0101005      

许赛   杨立军   徐书峰   黄一鸣   赵圣斌   李珊珊  

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针对激光深熔焊接过程的监控问题，本文基于小孔内部压力平衡条件分析了小孔振荡和小孔深度的关系。在此基础上基于小孔行为与等离子体行为的耦合性以及等离子体振荡特征与等离子体电信号波动特征的一致性利用短时自相关分析方法分析了A304不锈钢和Q235碳钢在激光深熔焊接过程中等离子体电信号振荡周期与焊缝熔深之间的关系。结果表明，等离子体电信号振荡周期随着焊缝熔深的增加而增加并且不同焊接材料的等离子体电信号振荡周期与焊缝熔深之间的关系有所不同。最后，在可变热输入连续焊接验证试验中，在焊接过程稳定的条件下，等离子体电信号的短时自相关分析结果与焊缝熔深之间有比较好的对应关系，与所分析的小孔振荡特征方程具有一致性。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0102006      

孙健   吴远大   吴卫锋   单崇新  

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针对硅基二氧化硅阵列波导光栅解复用器（AWG DEMUX）的偏振相关损耗（PDL）进行了优化。理论分析了引起AWG偏振相关性的物理因素以及消除偏振相关性的工艺方法及条件。利用化学气相沉积（CVD）、光刻和刻蚀等半导体工艺制备了AWG DEMUX芯片，并结合理论分析对包层材料中的硼（B）、磷（P）含量进行了优化调整，成功的将芯片的PDL降低至0.12dB，使PDL参数满足芯片的商用化需求。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0106003      

姜博   黄民双   关在辉  

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脉冲定时误差将致测距精度的恶化，为此提出了一种利用循环平稳随机序列的脉冲激光测距方案，该方案首先将回波脉冲定时信号映射在周期基准信号上，由此构造出一个循环平稳随机序列，将对脉冲定时时间的检测转化为对循环平稳随机序列的参数估计，该方法可以从被污染的测量数据中高精度地估计相位等参数，从而获得高精度目标距离。提出了一种遍历欠采样方法，以实现在采样频率与信号频率相差很大的条件下进行等效的等间隔采样，获得循环平稳随机时间序列测量数据。以此原理研制出的脉冲激光测距仪精度高、原理结构简单，经测试：在激光出瞳平均功率为1mw条件下，在信噪比为10时，在无合作目标测程300m内，测距精度优于±(2mm+2ppm)。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0101004      

杨帆   陈聪   沈超逸   范立成  

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为了获取眼科激光手术中规划手术部位的深度空间信息，搭建了双光纤环形器结构的扫频光相干断层成像（SS-OCT）系统。通过在样品臂中加入二向色镜将其与CMOS相机系统整合。匹配了OCT成像坐标系与相机图像坐标系的几何关系，设计了多角度线性扫描、环形扫描等多种模式，实现了相机视频图像下任意指定位置的多模式扫描成像。该成像系统纵向分辨率为13.68μm，横向分辨率29.8μm，空气中成像深度17.25mm，测量的最大横向偏差275μm，最大纵向偏差70μm，能够满足手术定位要求。该研究实现了眼内指定部位的快速深度信息获取，有望应用于眼科疾病诊断和白内障手术导航等。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第02期 pp.0207002      

肖航   杨振发   张雷   张法业   隋青美   贾磊   姜明顺  

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近红外光谱检测技术被广泛应用于各领域的在线检测，在水泥生料的在线检测方面具有重要的工程应用潜力，但现场环境中的温度等干扰因素会对光谱产生影响，从而影响检测结果。本文通过建立校正集样本不同的模型Ⅰ与模型Ⅱ来对比研究温度对水泥生料近红外光谱模型的影响，其中模型Ⅰ建模样本为温度一致的样本，模型Ⅱ建模样本为温度变化样本，建模方法采用偏最小二乘法。对比2组模型的预测结果，模型Ⅱ中SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaCO3的预测均方根误差RMSEP与模型Ⅰ相比分别减小了78.3%、26.4%、42.9%、60.4%。实验结果表明，温度变化会导致预测结果产生一定的误差。使用模型Ⅱ中的建模方式，即校正集中加入温度不同的样本进行建模可以降低预测误差，使近红外光谱模型更好的应用于生产现场。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0111001      

张杰   张群莉   李栋   童文华   姚建华   冷志斌  

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采用激光增材修复技术和气雾化Inconel 718 球形粉末对预制凹槽的Inconel 718零件进行逐层修复,并在800℃条件下进行不同时间（4h，8h，16h，32h）的δ时效处理，研究其不同时效处理对修复层组织和性能的影响。结果表明，在时效温度为800℃时，随着时效时间的增加，修复层中Laves相和强化相γ"相逐渐消失，而δ相通过切变方式在γ"相密排面层错的基础上形核并长大。此外，母材和修复区在时效过程中δ相的析出形貌及规律有所差别。修复区中的δ相在残余Laves相周围呈现细针状析出，并随着时效时间的增加尺寸变大；而母材中的δ相优先在晶界部分发生形核长大，最终在晶粒内平行式生长。虽然时效处理能够有效提高修复区及母材的显微硬度及抗拉强度，但是随着时效时间的持续增加其硬度及力学性能均呈现下降趋势。修复区及母材的显微硬度在时效4h时分别达到最高值465 HV0.2和361HV0.2，之后随着时效时间延长而逐渐下降。另外，不同时效处理后修复件的拉伸断裂部位均位于修复区，断口整齐，呈现典型脆性断裂。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0102001      

黄威   李智贤   崔宇龙   周智越   王泽锋  

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报道了基于反共振空芯光纤的氘气单程和级联受激拉曼散射实验研究。氘气具有与氢气类似的简单双原子分子结构，同时具有与甲烷相近的振动拉曼频移系数，是一种重要的拉曼散射增益气体介质。详细分析了反共振空芯光纤中氘气受激拉曼散射过程，实验研究了输出光谱和拉曼谱线功率随氘气压强和泵浦激光功率的变化规律，指出减低气压、采用峰值功率相对较低的泵浦脉冲可以有效抑制转动受激拉曼散射，提高振动受激拉曼散射效率。此外，通过进一步设计拉制传输带位置合适、带宽较窄的反共振空芯光纤，利用1064 nm脉冲激光泵浦，可以实现高效的氘气一阶振动斯托克斯光（1561 nm）和二阶级联振动斯托克斯光（2925 nm）输出。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0101001      

张骥   张东   刘昊伟   姚波   毛庆和  

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本文提出并演示了一种由AOM主动调Q环形腔双包层光纤激光器获取窄线宽、窄脉宽和高重复频率激光脉冲的方法。通过在腔内采用以双包层增益光纤为输入尾纤的泵浦剥离器来缩短腔长，降低增益光纤正向ASE的反射，抑制其ASE的增益自饱和效应，使得腔内有效增益增大，导致窄线宽调Q脉冲可在环形腔中快速建立，既可使调Q脉冲脉宽变窄，还允许大幅提升其重复频率。在7 W泵浦功率下，我们的调Q光纤激光器获得了线宽和脉宽分别窄至0.16 nm和10.4 ns、重复频率高达150 kHz的调Q激光脉冲。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0101002      

雷明   于怀勇   方圆   吴衍记   冯喆   张丽哲  

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谐振式光纤陀螺是基于Sagnac效应产生谐振频率差来测量旋转角速度的一种新型光学传感器，具有体积小、精度高的技术优势，已成为高精度小型化陀螺惯性器件研究热点。谐振式光纤陀螺的稳定工作以激光器频率跟踪同步作为前提，而频率跟踪同步过程中的跟踪失锁会导致陀螺输出产生尖峰脉冲和零位变化，严重影响陀螺性能。本文针对目前谐振式光纤陀螺中存在的跟踪失锁问题开展研究，分析了频率跟踪失锁原因及机理，研究表明频率跟踪同步过程中的电流变化以及背向散射、偏振耦合等非互易性噪声引起的谐振峰对称性改变是产生尖峰脉冲和零偏变化的主要原因；随后，本文提出了基于半导体激光器温度闭环反馈的失锁控制方案，通过温度闭环实现激光器中心频率对光纤谐振腔单个谐振频率的长期跟踪同步，消除频率跟踪失锁引入的陀螺输出误差；对失锁控制总体技术方案、信号处理流程以及FPGA实现方法进行了详细的叙述；最后，搭建成功陀螺原理样机，对采用频率跟踪失锁方案前后的陀螺静态性能进行了实验测试，测试表明频率跟踪失锁控制将陀螺输出尖峰脉冲从3000°/h降低到200°/h，输出零偏变化从600°/h降低到0，已经完全消除了频率二次锁定过程中的零位变化，陀螺1h测试精度从15.2° /h大幅降低到1.85 °/h，已经满足民用导航级精度应用需求。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0106002      

张琦   岳殿武  

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本文描述了在室内可见光MIMO通信系统（MIMO-VLC）中使用具有两个不同视场角（FOV）的光电二极管（PD）的角度分集的光接收机（2FOV-ADR），其兼具两个不同视场角的接收机（2-FOV）和传统角度分集接收机（ADR）的优点，实现了更优的接收性能。对LED灯用作数据发射器的典型室内可见光通信场景的仿真表明，2FOV-ADR接收机均衡器输出端的最小信噪比（minSNR）要高于2-FOV接收机和传统ADR接收机，实现了室内97%的位置的minSNR在45dB以上,相比于前两种接收机，这一比例分别提高了96%和32%。最后，针对使用非对称限幅光OFDM（ACO-OFDM）作为调制方案的系统计算总误码率（BER），给出了迫零和最小均方误差均衡器的结果。结果表明，对于所考虑的室内位置，2FOV-ADR接收机都具有最低的误码率。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0106001      

邓韦   康哲  

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提出了一种改进的级联全光量化方案，以提高全光模数转换器的量化分辨率。通过使用附加的一路被强度调制的标记通道，可实现对超宽带信号的8-bit以上高量化分辨率。利用所提出的方案对20 GHz射频信号实现了数字化，仿真结果表明，其无杂散动态范围可高达53.76dBc，有效量化分辨率为8.18-bit。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1106003      

董彬   刘磊   唐晓军   刘洋  

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设计了一种高功率的固体皮秒脉冲激光放大器。采用增益介质为Nd:YAG材料的传导冷却端面泵浦板条放大器结构设计，通过板条结构多角度放大，实现对皮秒脉冲激光的四程放大。分析板条端面切角的选取与激光入射角度的选取对填充因子以及激光功率放大的影响。最终实现种子光在重复频率为100kHz，激光脉冲宽度为10ps的工作条件下，系统输出激光功率达到103W,单脉冲能量为1mJ，脉冲峰值功率超过100MW。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1101004      

李文来   韩洪民   代超宜   马剑强  

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采用光学空间滤波方法改善基于变形镜生成的贝塞尔光束的质量，设计了一种环形滤波器，在贝塞尔光束的空间谱平面上滤除由变形镜圆顶误差引起的频谱分量，使贝塞尔光束的轴向光强分布更加均匀；进而，设计了扇形和环形组合的滤波器，将圆对称的贝塞尔光束整形成椭圆贝塞尔光束，其主瓣的长短轴之比约为1.72，轴向光强半高宽达到247 mm，具有良好的无衍射特性。提出的空间滤波方法可有效提高基于变形镜生成的贝塞尔光束的性能，有利于其应用。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1205001      

季凌飞   马瑞   张熙民   孙正阳   李鑫  

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激光剥离技术（laser lift-off, LLO）通过脉冲激光辐照致材料烧蚀释放而实现器件向终端基底的转移，具有广泛的材料适用性和工艺兼容性，成为近年来柔性电子器件制造的新兴关键技术。本文从激光剥离技术的基本机制和工艺特点出发，对激光剥离技术在不同柔性电子器件制造中的研究现状进行了调研和介绍，重点阐述了激光剥离技术应用中的新工艺与新理论。对其今后的发展方向，特别是超快激光在技术中的应用可能性进行了总结和展望。

       PDF全文        中国激光 ，2020年第47卷第01期 pp.0100001      

李萌阳   曹庭分   袁晓东   张尽力   刘长春   易聪之   陈海平   全旭松  

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在子孔径拼接干涉测量中，参考面误差是制约平面子孔径拼接精度的重要因素。参考面二阶项（离焦和像散）误差是导致拼接累积误差的主要因素，而参考面高阶误差会导致高频面形误差。分析了由参考面误差二阶项和高阶项导致的拼接误差的规律。研究了参考面误差导致的任意两个子孔径拼接误差之间的关系。提出了一种可以有效减小参考面高阶项误差对子孔径拼接结果影响的算法。该算法通过将拼接后的子孔径面形数据对应相减，分离出参考面高阶项误差的拼接误差。通过数据仿真和实验对该算法的正确性和有效性进行了验证。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1204006      

李聪   王克鸿   黄俊  

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目前，伤口的即时缝合研究处于外科研究热点。激光生物组织焊接与传统缝合相比具有以下优点：手术时间短、伤口愈合快、组织损伤少、无拆线过程。为提高激光生物组织焊接强度与质量，增加组织全厚度方向激光吸收率与整体焊透，并探究染料对生物组织激光钎焊强度及热损伤的影响，制备了以牛血清蛋白溶液为基体，分别以吲哚菁绿和亚甲基蓝为染色剂的两种助焊剂。该研究中使用波长为1064nm的Nd：YAG激光器，对施加助焊剂的离体皮肤进行焊接实验，对比助焊剂焊接效果。结果表明，吲哚菁绿与亚甲基蓝是激光焊接过程中效果显著的有机生色团，促进光热转换效率，提高焊接强度的同时降低热损伤。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1207002      

李宏博   谭中伟   孔梦龙   高洪培  

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高速的线性扫频激光器是近年来一个研究热点，在光纤传感、微波光子和光谱检测中有着广泛的应用。根据需求不同，已经有了很多种不同方案的线性扫频激光器，但是他们在扫频的速度、步长、范围、精度和信噪比等方面差异很大。本文提出一种基于声光调制直接生成频率扫描激光器的方案，它采用环形腔体结构，具有扫频速度快、扫频精度高，信噪比好等特点。本文还分析了激光器的线宽和掺铒光纤放大器中掺铒光纤的长度等参数对生成的频率扫描激光器腔长、平坦度、信噪比的影响。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1201004      

初启航   杨茂生   陈俊   曾斌   张海婷   宋效先   叶云霞   任云鹏   张雅婷   姚建铨  

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基于不同形状的、大小的谐振环对电磁场具有不同的响应原理，设计了一种对4个频带的电磁响应的圆形封闭谐振环结构组成的太赫兹吸波器。本文通过利用时域有限差分法(FDTD)对于该吸收器的特性进行研究，分别通过改变顶层图案几何尺寸、中间层电介质厚度、顶层图案圆环处的硅电导变化率，设计可调控太赫兹波吸收器。耦合成多频吸收器时高频吸收峰吸收率由70 %增至94 %。同时，随着电导率变化低频分别从0.775 THz和1.064 THz移动到0.697 THz和1.017 THz，分别移动了78 GHz和47 GHz，实现了连续频率调谐。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1214003      

景文博   罗秦   刘鹏   翁跃  

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针对传统光束质量测量方法中等距横截面上光场信息采集耗时长、效率低等问题，提出一种非等距双向传播的光束质量测量方法：通过非等距传播步长的更新条件建立非等距双向传播模型，实现激光传播廓形拟合中传播步长的迭代，完成光束质量的测量。实验结果表明：非等距双向传播模型的光束质量测量误差为 1.9%，该方法为光束质量测量过程中采样位置和传播位置的选取具有指导意义。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1205002      

汤文龙   梁尚娟   尹进   焦翔   樊全堂   朱健强  

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针对抛光过程中出现划痕的问题，本文研究分析了划痕的形成过程。通过在φ100mm石英玻璃的抛光过程中引入α相三氧化二铝颗粒，对不同粒径杂质颗粒产生的划痕收尾阶段的长度比例进行了研究，并观察分析了抛光过程中在石英工件表面产生划痕，解释了抛光过程中的短划痕和超长划痕是如何出现的，同时研究了抛光液浓度和抛光盘结构对石英玻璃的抛光质量的影响。结果表明：杂质颗粒需要盘面提供足够的支撑力才能在工件表面产生划痕，而杂质颗粒所受盘面的支撑力大小取决于其位置高度和共同参与受力的基质颗粒的数量，其所受支撑力大小随着印入盘面逐渐减小直至不足以产生划痕，划痕终止。杂质颗粒的位置高度很难掌控，但在相同工艺条件下，我们发现使用一个相对较高的抛光粉质量浓度（6wt%）和具多微孔结构的沥青抛光盘可以有效降低划痕产生概率，并且不会导致抛光表面粗糙度变差或是过度影响抛光效率，对实际加工生产有指导意义。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1202009      

索鑫鑫   李晶   刘元元   吴旭东  

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为了抑制谐振陀螺的偏振波动噪声，本文提出一种采用混合型光子晶体光纤谐振腔的一体化谐振式光纤陀螺设计方案。首先基于特殊设计的光子晶体光纤和单偏振光纤研制了一种混合型光子晶体光纤谐振腔，该谐振腔同时具有高偏振消光比和很好的温度稳定性。为减小谐振腔损耗，我们优化光子晶体光纤的模场直径与单偏振光纤相一致，二者熔接损耗可被控制在0.1dB以内，最终得到谐振腔精细度为13.2。基于该谐振腔搭建了双闭环谐振陀螺系统，测试表明，该谐振陀螺系统具有较小的偏振波动误差特性，陀螺在300s积分时间内输出白噪声占主导地位，零偏稳定性达到0.25 o/h；测量范围-240 o /s~240 o /s下，陀螺标度因数非线性230ppm，较单闭环陀螺系统有明显提升。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1206003      

解则晓   王晓东   宫韩磊  

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针对工业现场的薄壁类零件圆孔轮廓的测量问题，构建了一套基于双目视觉的测量系统。以双目摄像机作为视觉传感器，通过检测圆孔内部和零件表面灰度值，实现光源亮度的自动调节，使左右相机同时采集到最清晰的圆孔图像，通过圆孔轮廓识别和基于外极线约束的匹配，继而实现圆孔轮廓三维重建，从而获取圆孔的孔径信息和三维坐标。实验结果表明，系统具有较高的测量精度，其稳定性与精确性满足工业现场的应用。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1204004      

程北   张雪洁   刘诚   朱健强  

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传统的平面偏光仪因结构简单而被广泛用于双折射样品的定性分析。然而由于计算时难以将相位延迟量与方位角分离开来，平面偏光仪很难用于定量测量。基于衍射重叠相位恢复术（ptychographic iterative engine，英文缩写PIE），提出了一种新的平面偏振双折射测量方法。利用PIE测量方法，将样品在两种不同偏振状态下形成的暗场探测光复振幅重建出来，并分别从探测光相位及复振幅之比中将相位延迟量及方位角简单准确地提取出来，实现了双折射样品的二维定量测量。采用双折射分辨率靶对所提方法进行实验验证，所得结果与分辨率靶实际分布完全相符，相位延迟量最大误差不超过23.9nm，方位角误差为0.49°。该方法结构简单，解决了传统平面偏光仪无法实现定量双折射测量的难题，同时减少了PIE扫描的次数，缩短了数据采集及处理流程，为大口径光学器件的双折射检测提供了一种实用方法。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1204003      

沈小燕   蓝旭辉   朱鹤年   孙志鹏   禹静  

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受限于面阵像元尺寸和细分技术，利用面阵器件进行长度测量难以达到亚微米级。提出了一种基于法布里珀罗（F-P）标准具多光束干涉成像原理的二维亚微米级位移测量方法，通过计算同心干涉圆环圆心坐标变化量得到焦平面内的二维微位移。采用虚拟面阵像元细分和峰位坐标局域细分技术等处理面阵海量信息，减小未定系统误差影响，实现同心干涉圆环圆心坐标的准确求取。实验采用间隔约为2mm的F-P标准具、焦距为50mm的光学透镜，对焦平面内不同位置处的成像同心干涉圆环圆心进行计算，结果表明测量范围基本可达到3mm。实验采用激光相调差动干涉仪进行位移比对测量，结果表明在34μm量程范围内，测量结果的直线拟合标准差为0.0154w"，t=2.45时扩展不确定度为0.036w"（w"为相对像元间隔）,验证了该测量方法的准确性。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1204002      

刘焕淋   林振宇   陈勇   蒲欣  

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针对异构VLC/ WiFi网络的多AP布局的信道干扰问题，提出改进遗传算法的干扰抑制子信道分配 (IGA-ISSA)方案。该方案依据VLC信道质量状况，为用户决策接入网络。对接入VLC网络的用户，根据用户位置特征划分优先等级，采用冲突图给不同等级用户设计干扰抑制的子信道分配方案，并使用改进遗传算法优化VLC子信道的分配方案。对需要接入WiFi网络的用户，根据用户的差异化速率需求为用户分配子信道。仿真结果表明，所提方案能提高VLC/WiFi网络吞吐量与用户满意度。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1206002      

田燕男   段美玲   吴云光   张永梅  

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以广义惠更斯-菲涅耳原理为基础，推导了高斯谢尔模型（GSM）光束在生物组织中光谱的解析表达式，并利用归一化光谱和相对光谱移动研究了其在生物组织传输中光谱的变化。结果表明，GSM光束在生物组织传输中出现了光谱蓝移、红移及跃变，且与离轴距离r、传输距离z、生物组织类型（不同的折射率结构常数 ）及空间相关长度σ0有关。随着传输距离z增大， 越大，即生物组织湍流越强，σ0越大，光谱跃变位置越远，跃变量Δ越小，即光谱跃变现象越弱，光谱红移转变为蓝移的传输位置越大。 越大，σ0越大，光谱跃变对应的离轴距离r越大，即跃变的观察点到传输轴的距离越远。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1207001      

盛庆华   俞钊   卢斌   李竹   叶青   张泽鑫  

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针对相位敏感光时域反射计（Φ-OTDR）信号处理复杂、计算量大、实时性要求高的特点，提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）异构加速计算技术的Φ-OTDR实时信号处理系统。对外差探测式Φ-OTDR信号处理流程进行了分析与分解，提出了基于FPGA的滑动窗数据帧分割、多通道并行FFT计算、频域滤波、短时能量求和等一系列加速计算方法。系统最终实现了在40km光纤传感距离、2KHz重复频率与1米采样间隔下的长时间、实时扰动信号解调与显示，并且具有80%的帧重叠率。该FPGA系统作为异构加速器，能够减轻计算机数据处理压力，保证了传感系统高重复频率下的运算实时性，为系统可靠性和稳定性提供了有效保障。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1204005      

罗卉卉   陈臻懿   张天舒   范广强   项衍  

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利用地基激光雷达和CALIPSO卫星数据，选取三个天气个例分别为清洁天、霾天和多云，对廊坊市气溶胶垂直分布特性进行对比分析，并判断污染物可能来源。结果表明不同天气类型下两个激光雷达反演的消光系数廓线整体一致，相关系数高。清洁天气2 km以下有少量沙尘气溶胶，消光系数均小于0.2 km-1，退偏比集中在0.1-0.3，色比值集中在0.5-1.0，粒子非球形度高且粒径大；霾天在低空500m以下聚集着球形度高的细粒子污染，消光系数最高超过2 km-1，退偏比和色比值都较小，污染大陆型气溶胶和污染沙尘同时存在；多云天气，垂直高度上只在出现云层的位置消光系数很大,廓线有尖峰，退偏振比偏小总体不超过0.12，色比值大部分集中在0.2左右，受到上升气流的影响高空7 km以下都分布着少量沙尘气溶胶。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1201003      

邹江林   王利达   祝保琦   肖荣诗   武强   郑凯  

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本文基于可视化观察，研究了光纤激光-TIG电弧复合焊接等离子体的多重形貌特征。结果表明:基于等离子体光强的非均匀分布特性，利用多重成像法可同时观测出复合焊接等离子体的3~4个像，并区分出金属等离子体和电弧等离子体。采用He气保护比采用Ar气保护更易于区分金属等离子体和电弧等离子体。相同电弧电流和成像条件下，复合焊接等离子体的面积明显大于单电弧焊接等离子体；负向复合焊接等离子体的面积明显大于正向复合焊接等离子体。进一步分析表明，复合焊接等离子体中金属等离子体和保护气并没有充分混合，金属等离子体对复合焊接等离子体的形貌、稳定性等方面具有重要影响。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1202007      

李旭文   宋刚   张兆栋   刘黎明  

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为了改善和提高不锈钢TIG电弧增材制造零件的成形质量和力学性能，加入了小功率激光对TIG电弧进行诱导增强，对比了激光加入前后的电弧形态，研究了不同激光功率下增材制造墙体的抗拉强度以及微观组织。结果表明，激光的诱导作用能够压缩电弧，稳定堆积过程，提高堆积速度，实现墙体的低热输入堆积，从而提高墙体的力学性能。墙体的微观组织主要是柱状树枝晶，由于热量的积累，墙体从下到上的枝晶间距逐渐增大，墙体从下到上的硬度值逐渐降低，墙体最顶部为等轴树枝晶。激光诱导电弧复合增材制造的316不锈钢墙体由奥氏体和铁素体两种相组成。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1202006      

张志荣   庞涛   孙鹏帅   夏滑   李哲   余润磬   崔小娟   徐启铭  

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瓦斯气体是一种以轻烃为主的混合气体，它组成简单，单纯依靠浓度组分难以对成因类型和演化信息进行准确判识。煤层气的甲烷碳同位素特征及地球化学方法是煤层气成因类型分析及来源判识的最有效方法之一。本文基于可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS），引入模糊自适应比例积分微分循环控制算法（PID）实现腔体内部温度和压力的精确控制，选取1658nm附近的双近红外吸收谱线对实现了12CH4和13CH4的气体稳定碳同位素的同时测量。通过对来自煤矿井下不同煤层和位置的瓦斯气样进行分析可知，其浓度范围在0.94%到83.91%之间，所得同位素丰度范围在-66.75‰到-48.32‰之间。该方法可以很好的区分煤层瓦斯气体来源，并且可以依据同位素丰度值对瓦斯的成因类型进行判断。该技术可以为后续开展矿井瓦斯运移通道研究、瓦斯灾源预警、煤层气研究以及大气环境研究等提供支持。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1211001      

许薇   沈中华   倪辰荫   袁玲   阚威威  

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本文研究了温度对铝合金薄板中零群速度（zero group velocity,ZGV）Lamb波频率的影响。建立基于多普勒测振仪的全光学探测与脉冲激光激发不同温度的铝合金薄板中S1-ZGV模式的实验系统,得到铝合金薄板中S1-ZGV模式频率随温度的变化。当温度从20℃升高到370℃，实验结果表明S1-ZGV模式频率减小10.4%，理论计算结果表明S1-ZGV模式频率减小10.9%，实验测量结果与理论计算结果吻合。进一步从理论上分析，铝合金薄板的厚度、泊松比和横波波速对S1-ZGV模式频率的影响，结果表明当温度从20℃升高到370℃，厚度对S1-ZGV模式频率的影响最小，横波波速对S1-ZGV模式频率的影响最大。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1202005      

刘斌   丁金滨   王魁波   周翊   江锐   王宇  

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针对高重频准分子激光器放电腔内的放电冲击波现象，采用阴影法对其进行了实验研究。研究结果揭示了放电冲击波的产生以及演化过程。通过对观测结果的分析，获得了放电冲击波的3种典型形式，包括横向冲击波、纵向冲击波（主电极冲击波）和预电离冲击波。估算了3种冲击波的波速，进而分析了冲击波可能影响的重复频率。本文的研究成果可以对高重频准分子放电腔的设计提供支持，尤其是放电冲击波抑制结构的设计方面提供支持。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1201001      

韩晓辉   李帅贞   毛镇东   温鹏   栗忠秀   吴世凯  

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采用光纤激光-冷金属过渡电弧焊(CMT)、光纤激光-变极性钨极惰性气体保护焊(VPTIG)、光纤激光-熔化极惰性气体保护焊(MIG)三种复合焊接方法对带锁底结构的6106-T6铝合金型材进行焊接。采用经优化的焊接工艺参数，焊后得到了成型良好，无明显缺陷的复合焊接接头，研究了接头的显微组织、拉伸和疲劳性能，并分析了疲劳断裂机理及断口形貌。结果表明，激光-CMT和激光-VPTIG复合焊接头中心由上至下等轴晶尺寸逐渐减小，激光-MIG复合焊接头焊缝中心晶粒较粗大，且上下部分等轴晶尺寸变化不大。激光-CMT、激光-VPTIG、激光-MIG三种复合焊接头抗拉强度分别为213.0MPa、198.0MPa和200.0MPa，较母材均存在一定程度的强度损失；三种复合焊接头疲劳极限分别为105.00MPa、100.83MPa和113.50Mpa，疲劳断裂位置均在焊缝熔合线处柱状晶区，断口均呈韧窝状，为典型韧性断裂。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1202004      

徐小清   谭中奇   樊振方   张斌   赵洪常  

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在影响环形激光陀螺特性的诸多因素中，环形腔内的氦氖气体总量以及比例对工作特性和输出特性影响尤为显著。为了探究腔内气体的气压和气比对于激光陀螺特性的具体影响，从等离子色散函数出发，探究了气压气比对于环形腔内光强调谐曲线的影响。同时使用某型环形激光陀螺进行了工程试验。搭建了一套可操作性强的气压气比可调节且实时监测的充气实验装置，得到了某型激光陀螺输出增益随气压气比的变化关系，从而得出最佳工作气压气比。结果表明，激光输出增益首先随着气压的增大而增大，达到某一气压值时，输出增益达到最大，之后随着气压的增大而减小，达到某一临界值时无激光输出。具体的氦氖气体参数对激光陀螺具有明确的工程指导意义。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1201002      

韩晓辉   谢韶   李洪玉   刘艳   陈辉  

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利用激光熔覆方式将Lc-Sr-31（Fe基）合金粉末堆积在高速列车制动盘铸钢材料表面以获得具有抵抗高温氧化性能的Fe基合金复合涂层。采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射（XRD）等手段表征熔覆层在经历650℃高温氧化不同时间的氧化膜及物相组成，进而得出该涂层体系抵抗高温氧化腐蚀的机理。结果显示，所制备Fe基熔覆层与基体材料呈冶金结合状态，且无裂纹气孔等缺陷特征。在650℃条件下连续静置100h后，熔覆层表面形成致密的Cr2O3和SiO2氧化膜，氧化增重现象不明显，而当高温氧化时间延长至200h后，熔覆层表面出现较多数量不连续的FeCr2O4尖晶石氧化物，为基体材料提供持续的抗氧化能力。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1202003      

严海月   赵成强   徐文东   李硕丰  

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太赫兹关联成像技术是目前太赫兹领域成像的研究热点，而测量矩阵获取是关联成像技术的难点和关键点。已有的测量矩阵获取方法无法同时满足分辨率、速度、高信噪比等要求，限制了太赫兹关联成像的应用。本文提出了一种新的测量矩阵获取方式——成像变换法，利用可见光相机拍摄调幅板花纹信息，采用相干成像算法获得模拟光场，最终转变为关联成像测量矩阵。通过搭建的太赫兹关联成像装置验证了成像变换法的可行性。实验结果表明，采用成像变换法得到的测量矩阵可使太赫兹关联成像达到系统的衍射极限分辨率，成像质量明显优于传统扫描方式获取的测量矩阵。同时，实验研究了采样次数、光瞳函数、矩阵分辨率等因素对最终成像质量的影响。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1214001      

黄新成   吴小文   高社成   冯元华   刘伟平  

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本文从理论和实验上研究了角向二阶少模长周期光纤光栅的扭转响应特性。理论分析发现角向高阶长周期光纤光栅的耦合谐振波长的扭转响应度依赖于光栅角向模式的阶数，角向二阶模式的扭转波长响应度约是角向一阶的2倍；同时光栅扭转引起的相位失配使得光栅谐振峰强度在小扭转率区间内随光栅扭转率增加而呈准线性减小，减小的快慢与相位失配量成反比。实验表明角向二阶少模长周期光纤光栅的谐振波长的扭转响应度是一阶的1.5倍左右，在顺逆时针扭转的情况下分别达到0.72nm m/rad和0.82nm m/rad；而谐振峰强度在小扭转率区间随扭转率的增加而线性地变化，对应顺逆时针的线性灵敏度分别为 0.81dB m/rad和0.72dB m/rad，在大扭转率状态下，对应谐振强度变化幅度小且具有波动的特点，实验结果与理论分析基本一致。角向二阶少模长周期光纤光栅的谐振峰波长和强度随扭转的响应特性在高精度的扭转力学量传感，例如扭转量、扭转速度和加速度，多参量同时测量等方面有潜在的应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1206001      

朱晓农   包文霞  

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从啁啾脉冲放大技术到精密光谱学光频梳，从超分辨荧光显微术到飞秒化学，这些举世瞩目的科学成就（分别获2018年、2005年度诺贝尔物理学奖和2014年、1998年度诺贝尔化学奖）无不见证了超短脉冲激光对人类科技创新和认知力的深远影响。在过去的二十余年间，由超短脉冲激光技术的迅猛发展所带来的对基础科学研究的贡献和对不同应用技术领域的推动作用，可以用“巅覆性（disrupting）”和“使能性（enabling）”来描述。在当下世界范围内，诸多类型的超短脉冲激光器产品已进入到从材料加工到医疗手术，从精密计量到工业制造的广阔应用领域。超短脉冲激光已不再是以往只有在极少数科学研究实验室内才能看到的即神奇复杂又难以把控之光。本文将对超短脉冲激光的特点、产生方法、以及应用于先进制造业中所涉及的一些相关基础知识进行回顾。文中最后介绍一张关于超短脉冲激光技术相关基本原理的“超快激光光学的学习路线图”，抛砖引玉，以飨读者。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1200001      

周贤   杨沫   张文   周飞   戴玉堂  

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制备了交叉螺旋微结构光纤光栅氢气传感器。利用飞秒激光在布拉格光栅光纤（FBG）包层加工了交叉螺旋微槽，采用水热法制备片状Pt-WO3粉末，在微结构光纤光栅表面镀Pt-WO3膜，对比无微结构探头，螺旋微结构探头增大了传感器灵敏度，微结构探头灵敏度是无微结构探头的1.55倍。通过理论数值计算传感器灵敏度，探讨了仿真值与实验结果差异性。制备的传感器具有灵敏度高，响应速度块，重复性好特点，具有监测氢气泄露的应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1210001      

陈秀娟   赵国瑞   董东东   马文有   胡永俊   刘敏  

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摘要：本文采用选区激光熔化(SLM)技术成形Inconel625高温合金(IN625)试样，探讨工艺参数变化对试样孔隙和裂纹等缺陷的影响，并测试分析最佳相对密度状态下的试样组织结构和力学性能。研究表明：能量密度为50J/mm3~78J/mm3，试样相对密度达到99.5%以上；输入75J/mm3的能量密度，试样相对密度接近完美状态。能量密度较低时，试样出现粉末未熔的孔洞和脆性引起的裂纹现象；能量密度较高时，流体力学失稳造成了不规则孔隙和保护气氛吹入引起的细小孔洞现象。IN625试样显微组织出现胞状组织和柱状晶，EBSD显示高角度取向差较多，晶粒多于亚晶，且晶粒大小在10μm~30μm内,出现少量<001>择优取向，拉伸断裂为混合断裂，出现大量细小的韧窝，显微硬度、抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为327±3HV，930±5MPa，700±5MPa和29.5%。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1202002      

井李强   郑刚   孙彬   王欢   白浪  

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调频连续波干涉技术测距时，目标振动引起的多普勒效应会导致测量结果存在偏差。针对此问题，提出对激光光源的光学频率进行三角波调制的方法。通过在一个调制周期内产生两个调频方向相反的频率扫描信号，利用多普勒效应在两个调频方向上的频移量互为相反，可消除多普勒影响。实验结果表明：在2Hz振动频率、15.57um的振动幅度范围内，三角波调制能够克服多普勒频移产生的5mm测量偏差，振动目标测量结果的标准差达35um；同时实现了800mm测量范围内、速度为1mm/s的运动目标距离测量，具有良好的线性度。该方法可实现微小振动或慢速运动目标距离的实时跟踪测量，有利于调频连续波干涉测距技术的广泛应用。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1204001      

朱红梅   胡文锋   李勇作   李柏春   邱长军  

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摘要 针对激光熔覆层易形成非平衡组织和残余应力而导致变形、开裂等问题，本文采用回火热处理来改善420马氏体不锈钢涂层的综合性能，研究了不同回火温度(100oC、200oC、400oC和600oC)对其显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果发现，原始熔覆层主要由马氏体、奥氏体和M23C6碳化物组成，经200oC和400oC回火后，试样中新生成了逆转变奥氏体；回火温度对试样的力学性能存在一定影响，低温(100oC、200oC)和中温(400oC)回火态试样的抗拉强度(约1800MPa)和显微硬度(约530HV)与原始态试样相当，随着回火温度的提高，试样的延伸率依次提高，但高温(600oC)回火态试样的强度和硬度显著下降，其延伸率略有降低。因此，400oC回火态试样的综合力学性能最佳，但其耐腐蚀性能较原始态试样和市售420马氏体不锈钢略有下降。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第12期 pp.1202001      

蒋娜   吴静红   刘浩   施斌   刘苏平   魏广庆  

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精确测量土体在各种因素作用下的变形响应特征是地质灾害防治必不可少的工作，对控制土体变形，防治土体地质灾害和保护地质环境具有重要意义。将分布式光纤监测技术应 用于土体变形监测，传感光缆与周围土体的耦合性是关键，尤其是低围压下纤-土变形协调性严重影响测量数据的准确性。本文设计了锚固光缆，进行了纤-土拉拔试验，探究了低围压下回填材料及锚固方式对纤-土耦合性的影响。试验结果表明：回填料对纤-土耦合性存在明显影响，黏土含量越高，耦合性越好；低围压下，采用在传感光缆上增加圆片锚固的方式，可以有效增强纤-土耦合性，并且随着锚固间距的减小，锚固圆片直径的增大，其耦合性越好。这一研究结果有利于提高分布式光纤感测技术应用于土体变形监测的精确度，为各类地质与岩土工程变形监测提供了参考依据。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1110001      

李敏   尹辑文  

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为了获得一个高灵敏的法布里-珀罗干涉仪光纤磁场传感探头，本文采用紫外光固化方法在单模光纤端面集成一个半球形磁性聚合物薄膜。利用条形磁铁作为场源，对干涉仪的腔长和折射率进行调制，通过对干涉峰峰值波长位置的监测，实现对磁场强度的高灵敏传感探测。这里，我们将磁铁分别垂直和平行于传感探头放置，实验测得传感结构的灵敏度分别为46.77 pm/mT and 56.37 pm/mT。因此，如果将几个这样的传感探针集成在一起，便可获得一个矢量磁场传感器，从而实现磁场强度和方向的同时探测。该传感器具有成本低、制作方便、灵敏度高、稳定性好等特点，在生物医疗、信息技术等领域将有着广泛的应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1106002      

辛博   周显新   巩亚东   张海权   李天鸿  

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针对送粉式激光沉积成形技术，选取不同Z轴提升量成形316L合金薄壁件，分别检测薄壁件不同区域的微观组织和力学性能，包括：晶粒尺寸、重熔深度以及拉伸性能各向异性，并探究了单道熔覆层和薄壁件整体的晶粒形态以及生长方向。根据不同Z轴提升量下的微观组织，分析了薄壁件不同方向的拉伸强度和延伸率的变化规律。结果表明：不同于单道熔覆层，在不同Z轴提升量下，薄壁件主要以柱状晶为主，并且在不同区域的柱状晶生长方向发生变化；Z轴提升量与晶粒尺寸之间呈非线性关系；不同Z轴提升量下柱状晶的生长方向和尺寸影响了成形件拉伸性能各向异性。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1102014      

赵佰秋   孟立新   于笑楠   张立中   佟首峰  

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空间光到单模光纤耦合技术是空间激光通信中的关键技术之一,其耦合效率、耦合稳定性与耦合快速性影响着激光通信质量。本文阐述了空间光到单模光纤耦合原理，设计了基于快速反射镜+光纤光电探测器的章动耦合算法，在LabVIEW环境下仿真了光纤端面章动动态跟踪过程，在仿真基础上，搭建了激光章动系统耦合实验，实现了静态条件下59.63%的耦合效率,进行了1.65G码速率的视频传输演示与扰动实验，验证了章动耦合算法的有效性与可行性。通过实验与仿真数据结果，分析了章动算法参数：章动半径、收敛步长与章动单周采样点数对耦合性能影响。结果表明，在光纤端面当章动半径从0.1um增加到2.5um时，耦合效率与耦合稳定性下降，耦合速率无明显变化，但章动半径过小会导致收敛角度识别误差增大，降低耦合速率。当收敛步长从0.1um增加到2.5um时，耦合效率与耦合稳定性下降，耦合速率上升。当章动单周采样点数从100减少到5时，耦合效率与耦合稳定性无明显变化趋势，但由于采样点数过少，收敛角度分辨率降低，耦合速率明显下降。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1105001      

樊振方   徐小清   谭中奇   李成聪  

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增益损耗比是气体激光器非常重要的工作参量，它对激光陀螺的整体设计和实际性能有很大的影响。小尺寸环形气体激光器具有较宽的模间隔，为这一参数的测量提供了便利。根据理论推导，得出了计算增损比的简化公式。提出了测量增损比的实验方法，并对大批量的激光器展开实验研究。实验数据表明，在现有的高水平光学加工工艺和调腔精度下，环形激光器的平均增损比已经高达3.55的量级。文章据此对陀螺的工作参数和相关工艺问题进行了讨论。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1101010      

金剑波   赵宇   赵淑珍   谢敏   周圣丰  

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采用激光选区熔化(SLM)技术成功制备了TiN/CP-Ti 复合材料，并研究了TiN含量对钛基复合材料微观结构、显微硬度和摩擦磨损行为的影响。结果表明，随着TiN含量的增加，α-Ti相衍射峰发生了偏移，TiN衍射峰强度逐渐增强，复合材料的显微硬度从228±13HV0.2逐渐增加到403±20HV0.；当TiN含量增加到7.5wt.%时，复合材料的摩擦磨损性能相比于CP-Ti而言最大提高了29.2%。可见，TiN颗粒的加入对激光选区熔化成形钛基复合材料的硬度与磨损性能有显著提升。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1102013      

成健   曹佳丽   张恒超   吴颖   郑重   刘顿  

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为了实现基于超快激光铝板浸润性梯度轨迹上的液滴无泵运输，进一步提高液滴运动速度。利用纳秒激光器在1050铝板上制备出超疏水表面，再通过飞秒激光器在超疏水表面制备出楔形超亲水轨迹。采用接触角测量仪、电子扫描显微镜和傅里叶红外光谱仪测量样品表面的浸润性、表面形貌和化学成分，通过高速摄像机记录液滴在水平面和30 °斜面上的运动情况。结果表明，通过激光方法可在铝板上制备出浸润性循环转变的表面，接触角由0 °变为164.6 °，再由164.6 °变为0 °；超亲水轨迹楔角α由4 °变为10 °，液滴最大速度由300 mm/s变为500 mm/s；样品加热环境由空气变为真空，样品滚动角由大于30 °降为3.04 °，液滴平均速度由50 mm/s变为100 mm/s。所以，增大轨迹楔角或者降低超疏水表面粘附力，二者都能有效提高液滴在浸润性梯度轨迹上的运动速度。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1102012      

郎威   薛俊鹏   李承杭   张启灿  

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结构光三维成像技术在各行业已获得广泛应用，但如何方便快捷且准确地获取物体完整面形三维点云数据仍然是一个亟待解决的问题。本文提出了一种利用旋转台参数标定结果辅助实现多视角三维点云拼接的新方法。在该方法中，将被测物体固定于旋转台上，在旋转台带动下，利用双目结构光三维测量系统获取被测物体不同视角的三维点云数据。这些不同视角三维点云所属的局部坐标系不同，将二维标定靶作为坐标关系转换桥梁，建立旋转台转角与不同视角点云数据局部坐标系之间的非线性关系。利用该关系将不同视角三维点云统一到同一坐标系下，完成数据粗配准，最后借助最近点迭代（ICP）算法实现点云数据精匹配和融合。实验表明，该方法操作简便、快捷、易实现，拼接后点云误差小于0.12mm。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1104003      

吴涛   庞涛   汤玉泉   杨爽   史博   李俊   张志荣  

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为了满足分布式光纤拉曼温度传感（RDTS）器对前级光源的需求，采用主振荡功率放大（MOPA）技术，研制了一台中心波长为1550nm的全光纤脉冲激光器。激光器的光纤放大器部分为两级结构，采用前向泵浦方式。光纤脉冲激光器输出峰值功率在0至10W范围内可调，线宽为0.32nm，信噪比大于25dB，且输出光脉冲的脉宽、频率均可调节。最终，使用自制的光纤激光器进行了2km基于拉曼散射的光纤分布式测温实验，解调的温度信号具有≤±1℃的测量精度，并且测温周期最短可达1.31s，满足实际需求。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1101009      

朱浩瀚   汪小超   黄文发   肖助力   姜秀青   周申蕾   范薇   石志东  

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在使用高功率激光装置进行物理实验时，高精度时间同步的时标系统是实现物理过程精确诊断的必要支撑条件。基于物理实验需求，采用任意波形发生器输出信号时分复用结合高速电光调制的技术方案，同源产生主激光、时标光、电时标和高精度触发信号等多路信号。时标系统共可输出532nm、355nm、266nm三种波长共10路梳状时标光信号、8路梳状电时标信号、2路快前沿高幅值触发信号。时标信号与主激光时间同步抖动峰值达到12.80 ps，梳状时标光信号脉冲周期峰值抖动为6.40 ps，接近目前采用的测量系统极限。完成了时标系统在高功率激光装置的应用演示，满足诊断设备应用要求；对条纹相机不同扫程进行了时间基准标定实验，可有效校准相机大扫程的时间误差。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1101011      

非胜霄   冯庆   白雪   陈杨   朱洪强  

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TiO2是一种理想的宽禁带型半导体，有较好的光学气敏传感特性。光学气敏传感材料吸附气体会引起材料光学性质变化，从而达到检测气体的成分和浓度的目的，相比传统电阻型气体传感灵敏度更高。通过改变TiO2表面特性，提高其光学气敏传感性能成为一个研究的热点。本文采用第一性原理平面波超软赝势方法，基于密度泛函理论(DFT-D)计算了金红石相TiO2(110)纯净表面以及掺杂N、掺杂Rh和N-Rh共掺表面吸附CO气体后的光学气敏传感特性。研究发现，纯净和掺杂表面吸附CO气体分子后均表现出光学气敏传感特性，其原因是表面氧空位的氧化性的作用。而N-Rh共掺对表面氧化性改善最多，吸附CO气体后吸附距离最小，吸附能最大，稳定性最好，且易于实现。因此，相比于纯净及单掺杂体系，N-Rh共掺杂表面对气体有更好的光学气敏传感效应，是作为一种改进TiO2光学气敏传感材料的良好方式。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1103003      

邱莹   张凤英   胡腾腾   王坤   王刚  

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本研究采用激光熔覆沉积工艺，在传统TC4合金表面激光多层熔覆Ti40 (Ti-25V-15Cr-0.2Si) 阻燃钛合金。重点研究了不同激光功率下熔覆层形貌特征、成分及显微硬度的演变规律，并建立了不同激光功率下的稀释率及熔覆层过渡区成分的理论预测方法。实验及分析结果表明：TC4基体区与Ti40激光熔覆区交界处存在成分及显微硬度过渡区域，特别是在过渡初期300-350μm范围内，四种激光功率下均出现成分及显微硬度的显著变化；当激光功率为1800W时，Al、V、Cr元素含量及显微硬度过渡最快；随激光功率提高，过渡区尺寸逐渐减小。基于过渡区成分分析及Mo当量计算发现，由热影响区向熔覆区域过渡时，显微组织直接发生α+β→β转变，因而导致熔覆界面处显微硬度数值显著降低

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1102011      

李长磊   姚文明   陈建生   田玉冰   檀慧明   刘文鹏   张庆礼   高静  

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稀土离子Dy3+中4F9/2→6H13/2的能级跃迁是直接获得黄光激光的主要方法。为了提高激光上下能级的粒子反转速度，本文采用具有高声子能量的YAG (Y3Al5O12)晶体作为掺杂基质，通过多声子弛豫的方式加速6H13/2能级的粒子数消耗；同时，引入与激光下能级能量相近的Tb3+离子，实现Dy3+: 6H13/2与Tb3+: 7F4之间的共振能量转移，成功地减小了6H13/2的能级寿命，首次获得了582.1 nm的黄光激光输出。通过对比Dy:YAG与Dy-Tb:YAG的荧光光谱，分析了Tb3+离子掺入对激光上能级寿命的影响。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1101008      

张伟桥   刘洋   陈念江   王超   唐晓军   谢桂娟   陈露  

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报道了一种激光二极管阵列双端双程抽运Yb:YAG板条激光器研究。基于抽运光在晶体的吸收特性，建立双端双程抽运与双端单程抽运结构的抽运分布模型，理论计算双端双程抽运的优点。在抽运光重复频率为400Hz，脉宽为1ms，单脉冲总能量为12J条件下，利用偏振复用技术实现双端双程泵浦板条激光器，获得单脉冲激光输出能量约为6.13J，光光转化效率约为50%。对比相同掺杂浓度以及相同抽运光吸收效率双端单程抽运方式，该结构具有能够输出更高能量，更高转化效率以及更稳定激光等优点。理论分析与实验结果证明双端双程抽运的方式有利于进一步提升激光输出的能量与效率。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1101007      

李金涛   程效军  

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现有从建筑物立面点云数据中检测提取直线段特征的方法存在漏检现象严重和准确程度不高的问题，为此本文提出了一种基于切片的建筑物立面点云直线段特征提取方法。该方法首先对建筑物点云姿态进行调整，使其走向与Y坐标轴一致，然后沿三个坐标轴方向对点云进行切片并在切片上提取特征点，之后分别对三个方向提取的特征点基于圆柱体生长的方式进行直线段聚类，最后采用残差1范数最小进行聚类特征点的直线段拟合及对直线段端点进行调整和优化。采用多组实验数据对本方法进行验证，对比分析了该方法提取直线段的有效性和准确性。实验结果表明，相比于现有的其他方法，本文方法可以更加准确有效地从建筑物立面点云数据中提取直线段特征。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1109002      

张丰   李培丽   刘阳   沈聪  

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为产生高性能微波频率梳（MFC），基于级联马赫增德尔调制器（MZM）光学回路系统，提出了一种利用光梳外差法产生可调谐MFC的方案。将连续光通过耦合器注入到级联MZM光学回路中调制，最终产生光学频率梳（OFC），再将生成的OFC在PD中拍频获得MFC。对该方案建立了理论模型，利用光通信系统设计软件Optisystem研究了光源功率、光源线宽和射频驱动信号（RF）频率等参数对输出MFC的性能的影响。结果表明，合理地调节光源、RF等器件的参数，可以获得带宽300GHz、平坦度0.12dB、功率达23dBm的MFC。该方案结构简单、易于实现，调节RF信号的频率，就可以得到梳距可调谐的MFC。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1101006      

黄韵文   王斐   李景宏   王国锐  

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针对时序动作选举任务，设计了一种两段式动作候选区域选举网络，第一段将改进的分水岭算法应用于一维时序信号，通过浸水聚类产生多种不同长度的候选区域，实现动作时序边界的粗定位，进而提出一种时序金字塔结构化方法，引入动作片段的上下文信息模块，对候选区域的主体信息和上下文信息进行结构化建模，生成一个增强的全局特征。第二段利用时序坐标回归算法定位动作边界，同时加入动作/背景分类器过滤掉背景候选区域，得到更加精确的时序边界。整个网络以C3D提取的单元级特征进行训练，挖掘了视频时域和空域的丰富语义，在提升算法精度的同时大大提升了训练效率。在两大基准数据集Thumos 14和ActivityNet进行了测试，与已有方法相比，提出的两段式视频时序动作选举算法达到了最优平均召回率，可有效提高动作定位的精度。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1109001      

马天明   赵春梅   何正斌  

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由于空间碎片存在距离远、尺寸小、预报精度差的特点，望远镜的指向精度成为激光测距系统精确探测空间碎片的一项重要指标。针对目前的望远镜指向误差修正模型难以满足激光测距系统实现空间碎片的精确探测，提出采用遗传算法和列文伯格算法优化的BP神经网络模型修正望远镜的指向误差。按照俯仰角对方位角等间隔分区的方式在测站的半球面天区内观测了102颗恒星，并利用这102颗恒星观测数据进行建模，同时在次日观测12颗恒星验证建立的模型的精度，结果表明，模型精度在方位和俯仰上的精度分别达到1.94″和1.12″。最后将遗传算法和列文伯格算法优化的BP神经网络模型应用于空间碎片和空间合作目标的探测实验中，结果表明，在利用激光测距技术探测空间碎片和空间合作目标时，望远镜的指向精度在方位和俯仰上分别达到1.89″和1.21″以及2.06″和1.46″，较传统模型提高了望远镜指向精度的同时，对提高空间碎片的探测成功率也具有重要意义。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1101005      

付秀华   王野   刘冬梅   张静   张功   卢成  

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酒驾是导致交通事故发生的重要因素，光电子技术随着时代的蓬勃发展，检测酒精蒸汽的技术也在不断完善。为了提高酒精检测系统的信噪比，本文根据比尔朗伯定律确定双带通窄带滤光片的技术参数；并根据技术参数在Si基底上采用双面拆分法设计窄带滤光片，建立折射率渐变模型确定反演系数，实现膜层的准确控制。采用真空室原位退火法，提高膜层聚集密度，降低膜层应力，进而提高膜层附着力，稳定膜层光谱性能；制备的膜层能够满足在1392nm±10nm和1530nm-1570nm波段透射率大于90%，400nm-1350nm和1600nm-1800nm波段透射率小于1%，在1410nm-1515nm波段透射率小于30%。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1101003      

侯艳丽   苏显渝   陈文静  

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安装由相机和旋转台构成的旋转测量系统时，通常需要保证相机镜头的主点过旋转台的转轴，否则将带来系统测量误差。论文建立了相机镜头主点随旋转装置转动的运动轨迹模型，提出基于2D平面摄像机标定原理的相机镜头主点与转台中心之间距离的测量方法。利用标定得到的相机与设定的世界坐标系之间的平移矩阵来确定相机镜头主点与转台中心的位置关系，用于指导相机的安装。实验验证了所提模型和标定方法的可行性。理论上，相机镜头的主点过转轴中心时，转台带动相机转动引起的平移矩阵的变化量为0，用文中所提方法指导相机安装后，通过转动，测得的平移矩阵的变化量的标准差为0.0826mm。可见，所提方法能够用于指导旋转测量系统的安装。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1104002      

杜伟哲   黄婷   曹政   栾琳   张庆伟   肖荣诗  

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振镜扫描激光微焊接是激光微焊接的发展方向。本文采用基模光纤激光器及振镜系统对厚度为100 μm的AISI304不锈钢箔进行平板扫描焊接，对比研究氩气保护与无气体保护时激光微焊接工艺，建立两种条件下激光微焊接工艺窗口。结果表明气体保护可以避免稳定热导焊接向稳定深熔焊转变时的不稳定过渡区的产生，并扩大焊接工艺窗口。无气体保护时激光微焊接不稳定过渡区的产生机理不是热导焊接模式和深熔焊接模式的交替出现，而是氧化导致的深熔焊接过程不稳定。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1102006      

王云涛   陈磊   孔璐   杨光   胡晨辉  

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光干涉测试的绝对检验法可以分离参考面和测试面，得到光学表面各自的真实面形。其中，三球面法可实现高精度的面形检测。为获得三维面形的绝对分布，提出一种基于奇偶函数和Fourier级数的三球面面形重建方法。该方法在传统三球面法的测量基础上加入一次测试面90度旋转后的测量，将待测面面形分解为奇偶函数形式的正交基函数，对于各正交基函数分别求解。利用实际面形进行算法仿真，面形残差均方根值（Root Mean Square, RMS）达到1.5λ/1000。本文三球面法与两球面法、随机球法作比较，残差RMS最大为1.99nm。针对实验中机构的旋转、平移、倾斜、离焦误差等做了量化分析，最大误差为0.90nm。本文实现了在球面的三维面形绝对分布的检测，为多个球面镜的同步全口径检测提供了一种途径。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1104001      

马波   高向东   黄怡洁  

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针对多层单道电弧增材制造侧表面形貌检测问题，通过激光视觉传感三维重构系统获取不同焊接条件下焊缝侧表面轮廓信息，并利用极大值灰度重心法处理焊缝轮廓的激光条纹图像，从而准确得到焊缝轮廓像素坐标。根据锯齿靶标线性标定方法建立像素坐标与世界坐标的转换关系，使用随机抽样一致性算法提取堆积层的三维点云、KNN(K-Nearest Neighbors)算法滤除离群点。探索多层单道焊缝堆积层的层间分布情况，建立表面粗糙度量化模型，分析堆积过程中焊丝末端到板材的距离对堆积层三维形貌的影响。研究结果表明，激光视觉传感系统能够准确判断电弧增材侧表面成形情况，三维点云算法用于电弧增材制造侧表面三维重构和特征提取能够直观地描述和量化堆积层三维形貌特征。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1102005      

朱德燕   李平   彭志涛   冯斌  

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分离式终端光学系统（Final Optics Assembly, FOA）的优化设计中最主要的是避免鬼像对光学元件的破坏以及合理对终端中的鬼像进行管控。分离式FOA光学元件多、输出能量高、鬼像分布复杂，对FOA的优化设计提出了很高的挑战。利用Zemax结合自主研发软件Ghost对分离式FOA的排布进行优化设计，建立了真空窗口和屏蔽片的角度及其与聚焦透镜的间距对FOA中鬼像分布的管控模型，仿真计算得到了两种适合于分离式FOA的设计方案，对比分析了两种方案的优缺点，优化设计出最终的分离式FOA。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1101002      

唐波   孟荻   黄俊斌  

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为了研究声压传递函数的谐振频率对分布反馈式光纤激光水听器频响特性的影响，研制了一种聚氨酯端面拉伸式增敏结构的光纤激光水听器。基于电声类比理论建立了其声压传递函数模型，仿真分析了水听器各结构、材料参数与水听器声压传递函数的关系，加工制作了水听器原型样品并进行了实验研究。实验测得，该结构水听器在10～2000Hz频率范围内的平均声压灵敏度为-142.8dB，波动幅度小于±1.5dB，且谐振频率出现在3150Hz附近，与仿真分析结果吻合较好，表明光纤激光水听器的声压灵敏度频响特性可有效预测以及精细优化，对于应用于小型水下作战平台的小尺寸阵元的研制具有重要指导意义。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1010004      

李东阳   Ilyas Nasir   宋宇浩   袁余涵   李伟  

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使用磁控共溅射方法制备非晶硅银（a-Si:Ag）薄膜，并对其进行飞秒激光辐照；采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、积分球、半导体性能测试仪等多种仪器，对辐照前后薄膜表面形貌、微观结构以及光电性能等进行表征研究。结果表明：当辐照能量为300 mJ/cm2时，a-Si:Ag薄膜表面无明显的刻蚀痕迹，薄膜中有纳米晶Si颗粒生成，薄膜中的Ag纳米晶尺寸长大；当辐照能量为600 mJ/cm2时，薄膜表面出现明显刻蚀痕迹，Ag纳米晶尺寸进一步长大，然而，产生的纳米晶Si颗粒尺寸却没有变化；被飞秒激光辐照后，a-Si:Ag薄膜比辐照前具有更小的电阻率，同时，薄膜对可见-近红外波段的入射光产生反射减弱现象。研究结果对基于a-Si:Ag薄膜的忆阻神经突触器件性能改善有着非常积极的意义。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1103002      

黄慧强   邸洪双   张天宇   闫宁   龚殿尧  

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采用连续退火工艺对CMnAl-TRIP钢进行处理，获得了不同贝氏体区温度和不同等温时间下的钢板，研究了不同贝氏体等温条件下残余奥氏体的稳定性及其对实验钢塑性和变形过程中加工硬化的影响，结合SEM、EPMA、EBSD、TEM、XRD等检测手段对不同工艺处理钢的组织、元素分布及残余奥氏体进行表征。结果表明，不同工艺处理后的实验钢组织均由铁素体、贝氏体、残余奥氏体及少量马氏体组成。随着贝氏体区温度的升高，钢中贝氏体含量、残余奥氏体的体积分数及和碳含量以及综合力学性能都是先增加后减小的。在420℃时，贝氏体含量最大，残余奥氏体的含量及稳定性最优，综合力学性能最佳，屈服强度为455 MPa，抗拉强度为681 MPa，断后延伸率为31.7%，强塑积达到21.59 GPa?%。等温时间的延长，有利于贝氏体转变，增加残余奥氏体的含量及稳定性，提高TRIP钢的综合力学性能。残余奥氏体的体积分数是发生TRIP效应提供加工硬化的条件，其稳定性是提供持续加工硬化增加钢塑性的保证。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1102004      

李江涛   沙文   郑春厚  

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摘要：快速准确检测出复合肥生产时元素含量，指导厂家生产具有重要意义。对支持向量机（SVM：Support Vector Machine）常用寻优方式进行深度分析对比，以复合肥中磷（P）,氮（N），钾（K）元素含量定量分析为例，针对传统网格搜索法（GSM:Grid Search Method）,遗传算法（GA：Genetic Algorithm）,粒子群算法（PSO: Particle Swarm Optimization）,最小二乘法（LS：Least Squares）四种寻优方式作对比研究。使用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术获取安徽徽隆集团提供的58个复合肥样品特征谱线并采用Matlab进行洛伦兹拟合得到光谱强度，用Kennard-Stone(K-S)选取训练集（43个）和测试集（15个），以相关系数（R2），绝对误差，训练时间（t）作为评价四种方式指标进行对比研究。结果表明，LS-SVM相较于其他算法在时间上更短，误差最小，更适合复合肥中元素的快速定量分析。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1111002      

杨雪   张丹   陈安民   李苏宇   姜远飞   金明星  

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使用一个Nd:YAG纳秒激光脉冲烧蚀硅产生等离子体光谱，通过改变聚焦透镜到样品表面的距离（LTSD），研究硅等离子体光谱中原子谱线和离子谱线强度的变化。主要讨论的谱线为Si(I) 390.55 nm和Si(II) 385.60 nm。Si(I)和Si(II)谱线强度的变化依赖于LTSD，随着LTSD的增加，谱线强度先升高而后降低。另外，当样品表面远离焦点时，Si(I)谱线强度高于Si(II)谱线强度；当样品表面接近焦点时，Si(II)谱线强度高于Si(I)谱线强度。激光能量密度升高使得产生的等离子体中更多的原子电离成离子，离子谱线的强度随之增加。改变LTSD能优化LIBS光谱的辐射强度，同时优化离子和原子谱线强度的比率。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1111001      

王得成   陈向宁   易辉   赵峰  

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利用联合双边滤波修复深度图像时，由于无法准确估计滤波邻域范围和权重参数大小导致深度图像的空洞填充效果不佳。针对此问题，提出了一种自适应深度图像空洞填充与优化算法，减少了输入参数，实现了对每个深度缺失值的修复。首先根据有效像素占比来确定每个空洞像素点的滤波邻域范围，然后通过邻域大小计算空间距离权重中的参数值，最后引入结构相似度（SSIM）作为颜色相似权重中的参数计算指标。在Middlebury立体匹配数据集和经过配准的Kinect RGB-D数据集上检测了算法性能，并与其他方法进行定性比较和定量分析。实验结果表明，设计的算法能够有效填充深度缺失空洞，抑制深度图像噪声，更加精细、准确地改善深度图像的质量。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1009002      

宋跃辉   周煜东   汪丽   王玉峰   狄慧鸽   高飞   刘鹏博   华灯鑫  

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为精细探测气溶胶光学参量，发现气溶胶光散射特性深层规律，基于激光二极管设计了780nm高光谱分辨率激光雷达。发射系统以分布反馈式半导体激光器为种子源，利用脉冲电流驱动的锥形半导体光放大器实现了窄线宽微脉冲激光输出。分光系统由干涉滤光片、法布里珀罗标准具和铷原子吸收池构成。干涉滤光片带宽为1nm，法布里珀罗标准具半高宽为2.8GHz，二者串联可有效剔除太阳背景光。温度为338K的铷原子吸收池对米散射信号的抑制率达33dB，可实现瑞利散射信号的有效提取。后续数据采集处理由光子计数器和计算机完成。基于美国标准大气模型对系统探测能力进行了数值仿真，验证了系统在夜间的探测能力。研究结果对气溶胶光学参量精细探测研究具有重要意义。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1001002      

刘志国   邱雄   王仕成   王志敏  

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高重频干扰激光被激光导引头精确探测是高重频有效干扰的必要条件，因此基于激光导引头探测性能研究高重频干扰激光器至关重要。本文采用计算分析的方法研究导引头虚警概率和探测概率得出了：当阈噪比TNR为3.5时，虚警概率Pf约为0.02%；当阈噪比TNR为3.5且被检测信号在导引头入瞳处的功率密度为导引头探测器门限值的1.9倍时，探测概率Pp约为99.92%。基于探测概率研究高重频干扰激光器得出了激光导引头探测概率Pp与高重频干扰激光器参数（平均功率P1、脉冲发射频率f、脉冲宽度τ）、激光导引头参数（探测器门限值Pth、阈噪比TNR）以及作用距离R之间的关系，并结合应用背景进行了MATLAB仿真分析。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1101001      

李军超   赵泽   鄢然   龚鹏程  

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为了研制充分结合羟基磷灰石(HA)生物活性与高分子材料优良力学性能的组织工程支架，采用选区激光烧结(SLS)工艺成形尼龙12(PA12)/HA复合材料多孔支架。首先利用响应面法得到最佳的工艺参数组合，并运用该参数组合成形PA12/HA复合材料多孔支架，然后基于L9 (34)正交试验研究不同因素(HA比例、孔型和孔隙率)对多孔支架力学性能的影响规律。实验结果表明：激光功率27.5W，扫描间距0.12mm，扫描速率1500mm/s为SLS成形的最优工艺参数组合；不同因素对PA12/HA多孔支架压缩强度的影响程度由大到小依次为孔隙率、孔型和HA比例。其中，孔隙率为60%、孔型为圆形、HA比例为15%时压缩强度最大，为8.04MPa；而孔隙率为80%、孔型为方形、HA比例为15%时压缩强度最小，仅为0.26MPa。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1102003      

胡志宏   贺培鑫   王冰洁   王安帮   王云才   赵彤  

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混沌光时域反射仪（混沌OTDR）拥有与距离无关的高空间分辨率优势。外腔反馈半导体激光器因其结构简单、操作灵活、易于集成等优点，成为混沌OTDR中混沌光源的首选方案。然而外腔反馈半导体激光器产生的混沌具有明显的弛豫振荡特征，低频段能量过低。实际应用中，由于探测器等电子器件带宽较小，混沌信号能量利用不足，限制了混沌OTDR的动态范围。通过实验和数值模拟，我们发现混沌光经过光纤环时会发生多光束干涉，并通过延迟自拍频效应提高了混沌信号低频段能量。实验测量结果表明：在200 MHz探测带宽下，利用光纤环，混沌OTDR动态范围提高了5dB。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1004006      

张晓蕾   张洁   朱永  

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本文首先采用化学还原法制备了碳纳米管/银纳米粒子（CNTs/AgNPs）SERS活性基底，再采用模塑法构建了具有SERS活性的聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控系统；实验以浓度为10^(-7) mol/L的罗丹明6G（R6G）溶液作为探针分子，进行了相应实验研究。实验结果验证了CNTs/AgNPs增强基底在微通道的拉曼测试可行性，此外，还测试分析了微通道内不同位置和不同时刻的探针分子拉曼信号的变化情况。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1011001      

徐子媛   彭小聪   赵元安   李大伟   刘荣荣   苏良碧(Liangbi Su)?   邵建达  

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本文研究了不同晶面氟化钙(CaF2)晶体在355 nm脉冲激光辐照下的损伤特性。在7.8 ns脉冲激光辐照下，测量(100)、(110)和(111)三种不同晶面样品的损伤阈值和损伤点形貌，并基于表面热透镜技术测量样品表面的光热弱吸收。实验表明，(111)晶面的CaF2晶体光热吸收最高，激光损伤阈值最低，损伤形貌表现为熔融坑，并伴有片层状剥离，这说明了(111)面在355 nm激光作用下易解理。(100)和(110)面晶体的损伤形貌同样为熔融坑，但损伤阈值及光热弱吸收与晶面无明确关联。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1103001      

李东升   石世宏   石拓   蒋伟伟   李刚   苏昊   王暑光  

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采用中空激光光内送粉技术，在异形基面上成形平顶薄壁结构。针对在不平整异形面上采用传统等高分层存在扫描起始端搭接缺陷、效率低等问题，提出一种随形分层的方法：利用在一定范围内熔覆层高度与扫描速度之间、熔覆层宽度与离焦量之间线性关系，采用分段变速，以达到分段变熔高的方法使基底低点变高，从而在异形基底上逐渐堆积出平顶结构。检测结果表明，基面与层间实现冶金结合，成形的薄壁墙顶面基本平整，最大绝对误差在0.2mm左右，尺寸误差在 8%以内，成形区域显微组织致密均匀，无明显的气孔、裂纹等缺陷，显微硬度在685~720HV之间。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1102002      

赖璐文   刘志刚   焦翔   朱健强  

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针对高功率激光系统中，传统小工具抛光方式带来较大中频误差，影响高功率激光系统稳定性和可靠性的问题，提出了基于简谐运动的复合摆动轨迹(Compound Swing Trajectory, CST)抛光方法，建立了数控多杆机构复合摆动轨迹抛光系统。根据小工具抛光基本原理，传统平转运动(Translation Motion, TM)轨迹规则、有序是带来中频误差的重要原因之一，以提高生成去除函数的轨迹的复杂性为目的，提出基于复合摆动轨迹的去除函数模型，研究了复合摆动轨迹抛光基本过程和离散化计算方法。选择合适的工艺参数和去除函数轨迹，进行了基于复合摆动轨迹的去除函数与基于传统平转运动的去除函数的对比加工实验。通过干涉仪测量，复合摆动轨迹加工方法得到面形干涉条纹图较平转运动更为光顺无毛刺，在50×50mm2口径范围内，复合摆动轨迹加工面形功率谱密度曲线低于平转运动，整体加工效果优于传统平转运动。实验结果表明，基于复合摆动轨迹的数控多杆抛光系统相对于传统平转工艺能有效抑制中频误差。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第11期 pp.1102001      

刘志帆   陈明   步扬   徐静浩   范李立   张建华   王向朝  

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扫描狭缝是步进扫描光刻机用于控制曝光剂量的重要单元。曝光时，扫描狭缝刀口在掩模面及硅片面形成光学半影区。半影宽度的精确测量是控制曝光剂量，保障曝光性能的前提。随着光刻工艺节点减小到90nm及以下，光刻照明分系统对刀口半影宽度的测量精度和重复性提出更高的要求。本文提出一种基于光瞳像的光刻机扫描狭缝刀口半影宽度测量技术。分析了共面扫描狭缝刀片成像光路，推导得到掩模面半影区与光瞳像的对应关系。搭建了扫描狭缝刀口半影检测系统，并对90nm光刻机照明分系统的扫描狭缝刀口半影进行测量。实验结果表明，采用所提测量技术较传统扫描法，扫描狭缝刀口半影的相对测量误差减小7.7%，重复性提高3.46倍。该技术可用于高NA浸没式光刻机照明分系统光学半影参数测量。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1004005      

邬崇朝  

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太赫兹频段的量子级联激光通过半导体量子阱导带子带间电子跃迁发光，是具有连续波操作特性和电泵浦特性的太赫兹源；太赫兹量子级联激光体积小，重量轻，紧凑且易集成，是目前发射能量最高的固态太赫兹源。本文对近几年来双金属波导型太赫兹量子级联激光在窄光束角，频率可调谐和高功率输出三个方面的发展进行综述和介绍。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1001002      

孔繁锵   周永波   沈秋   温珂瑶  

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针对多光谱图像的空谱相关特性，提出一种基于卷积神经网络的端到端多光谱图像压缩方法。编码端，将多光谱数据整体输入到多光谱图像压缩网络中，采用卷积提取多光谱图像的主要光谱特征与空间特征，使用下采样减小特征数据的尺寸，并通过率失真优化控制光谱特征与空间特征数据的熵使空谱特征数据分布更加紧凑，将量化后的中间特征数据进行无损熵编码得到压缩码流。解码端，码流经过熵解码、逆量化、上采样、反卷积的逆变换过程重构多光谱图像。实验结果表明，相同码率下该方法能有效保留多光谱图像谱间信息，并在图像恢复质量上比JPEG2000平均高约2dB。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1009001      

韩晓辉   雷正   李仁东   刘艳   陈辉  

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本文采用标准紧凑拉伸试样对比了超低碳贝氏体钢激光电弧复合焊接接头的电弧作用区、激光作用区、热影响区和母材的疲劳裂纹扩展速率，总结了各微区疲劳裂纹扩展特征，分析了裂纹扩展路径发生偏折的原因。试验结果表明：各微区裂纹扩展速率随应力强度因子增大均提高，但是热影响区和母材的扩展速率增长率会随着应力强度因子升高而减慢。在应力强度因子较低时，疲劳裂纹扩展速率快慢排序是母材＞热影响区>电弧作用区＞激光作用区；随着应力强度因子升高到一定值，排序变成激光作用区＞电弧作用区＞母材＞热影响区；裂纹在热影响区内扩展时扩展方向会发生明显偏折，并随着应力强度因子增大产生大量二次裂纹，在焊缝中仅发生小幅度偏折，原因跟材料成分和组织不均匀有关；最后观察各微区断口，分析了二次裂纹的产生跟硬质相颗粒有关，二次裂纹的产生也是疲劳裂纹扩展速率变化的重要原因。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1002014      

高婧婧   毕勇   李金鹏   潘森   杨晓寒  

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对星敏感器进行地面姿态标定时，星敏感器的安装变形和自身热变形误差耦合使得星敏感器跟踪标定测得的姿态转移四元数产生误差。针对这一问题提出了一种基于误差解耦的星敏感器热漂移标定系统。根据标定原理和星等模拟要求，设计了自准直光学标定系统和误差解耦光路。根据共光路特性，由自准直仪和CCD获得星敏感器安装误差和热变形与安装变形形成的耦合误差，将安装变形误差从耦合误差中剔除后获得准确的星敏感器姿态转移四元数。仿真试验结果表明，在-25℃~60℃环境下，星敏感器标定时绕各轴产生的最大变化误差分别为0.2638 ″/℃、0.1317″/℃及0.0472″/℃，与理想结果误差控制在0.02″/℃的范围内，为减少星敏感器标定中产生的耦合误差和提高标定系统精度提供了一种新的思路和方法。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1004004      

陈沛超   游赐天   丁攀峰  

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在光纤周界安防系统中，如何快速有效地对人为入侵信号和非人为入侵信号作出模式分类仍是一项待解决的难题。对此本文采用以单模-多模-单模(SMS)光纤结构的光路，针对施加在多模光纤上的入侵信号，提出了基于短时傅里叶变换(STFT)和卷积神经网络(CNN)相结合的模式识别分类方法。该方法首先对入侵信号做短时傅里叶变换以获得时频图，制作成训练集和测试集，然后将训练集输入到三种网络模型中进行训练，根据工程应用指标选择合理的网络模型，最后通过网络模型对测试集作出入侵信号的识别结果；采用四种入侵信号对该方法的有效性和实时性进行验证。结果表明，该方法可以高效识别人为入侵信号和非人为入侵信号，并可以通过增加训练含有不同类型的入侵信号种类和数量来验证此方法的鲁棒性，减少了入侵信号的漏报率和误报率，提高了SMS光纤结构在周界防区模式识别中的应用价值。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1006001      

廖嘉宁   彭鹏   王欣达   周兴汶   李立航   郭伟  

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本文采用飞秒激光直写技术，在预涂覆廉价铜离子涂层的柔性基体上通过激光还原得到纳米铜颗粒并原位连接形成导电结构，成功得到具有优良导电性能的铜微电极。研究了不同激光功率及扫描速率对所形成电极的结构形貌及导电性能的影响。结果表明，在不损伤基体的条件下，随着辐照激光能量密度的增加，铜微电极导电性能明显提高。当激光功率为1210mW，扫描速度为1mm/s时，所制备的电极成分主要为铜，导电性能较好，方阻达到2.74Ω·sq-1。该研究为发展低成本、高效率的柔性电极制造提供新技术，并拓宽了纳米铜材料在电子行业的应用范围。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1002013      

宋刚   符成学   于培妮   刘黎明  

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采用激光诱导TIG电弧焊的方法进行了1.5mm厚6061-T6和5083-O异种铝合金拼焊试验，系统研究激光加入对焊接接头塌陷变化和力学性能的影响规律。研究表明，由于两种铝合金化学成分和热物理性能的差异，焊接接头出现不一致塌陷现象；与电弧焊相比，激光的加入不仅可以有效降低焊接接头的塌陷程度，而且会大幅度降低焊接接头不一致塌陷深度比；随着激光功率的增加，焊接接头不一致塌陷呈现减小趋势，引起的接头受力情况发生变化，使接头强度呈先增后减的趋势。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1002007      

康平   尹燕   肖梦智   张瑞华   路超   张圆   屈岳波  

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通过激光选区熔化（SLM）制备了成型良好的块状CoCrW合金，研究了不同热处理工艺对CoCrW合金相组成、组织及显微硬度的影响。通过JMATpro7.0软件模拟计算了CoCrW合金的平衡相图；利用XRD、扫描电子显微镜、硬度计对热处理前、后合金的相组成、组织、显微硬度进行了测试分析。结果表明，SLM原始试样主要由γ相以及少量的ε相组成，热处理后大量γ相转变为ε相，且有块状、条状析出相产生。其中较低热处理温度下熔合线处析出相尺寸较大，与其它部位的区别较明显；随着热处理温度的增加晶粒长大、晶界处析出相长大，且与熔合线处的差别减小。分析认为，该析出相为δ相。热处理后CoCrW合金的显微硬度值有所降低，其中1100℃水冷试样的硬度值降幅最大。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1002002      

叶云霞   刘远方   杜婷婷   花银群   符永宏   李祥阳   黄煊  

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梯度润湿性表面能够自主驱动液滴发生可控地定向流动，具有重要应用价值。本文用纳秒激光在304不锈钢表面加工微结构，并辅以低温热处理方法，获得了一种激光快速加工梯度润湿性表面的方法。采用扫描电子显微镜、能谱分析和接触角测量仪分别观察和表征加工表面的微结构、化学成分，以及所得的接触角；用高速相机观察液滴在梯度润湿性表面的流动状态。实验结果表明：激光加工后，表面C元素含量是影响表面亲疏水性的重要因素；对于304不锈钢，激光加工后通过200oC短时加热，可以促进表面C元素含量发生快速变化，实现接触角快速固化。合理设计靶材表面微结构，可以获得具有不同接触角的均匀润湿性表面；合理设计表面微结构分布，可以获得不同润湿性梯度的表面；改变表面微结构分布，则可控制靶材表面的液滴流动距离和流速。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1002001      

李学文   于春雷   沈辉   柏刚   邹星星   尤阳   全昭   李秋瑞   漆云凤   何兵   周军（大）  

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针对高功率强泵浦条件下，热光效应及其引起的模式不稳定效应对高功率大模场光纤功率及亮度提升的限制瓶颈，理论仿真了有源光纤吸收系数变化对光纤热沉积、热致折射率变化以及光纤数值孔径的影响，分析表明高吸收系数光纤带来更高热负荷密度，在热光效应调制下加剧光纤数值孔径的增大，从而降低光纤激光的模式不稳定阈值。在理论研究基础上设计并制备了两款不同泵浦吸收系数光纤样品并展开了高功率模式不稳定实验研究。实验结果证明，吸收系数为1.71 dB/m的光纤样品的模式不稳定阈值激光功率约为800 W，吸收系数为1.20 dB/m的光纤样品在输出激光功率达到1700 W时仍未观测到任何模式不稳定现象，实验结果验证了降低光纤的泵浦吸收系数可提升热致模式不稳定阈值的理论分析。该研究结果对设计研制大模场有源光纤，并获得更高功率光纤激光输出提供了一种新颖有效的技术途径。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1001001      

王冰艳   李养帅   张攀政   王利   刘强   朱海东   郭爱林   张艳丽   张旭   周琼   朱俭   马伟新   朱宝强   朱健强  

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重复频率激光器是未来聚变电站的必要要求，同时对于X射线成像，粒子加速，医疗，工业加工等具有重要的应用前景。重复频率激光放大器是实现重复频率激光器的关键器件，其重复频率取决于对抽运及放大过程中产生热量的有效控制。针对千焦耳级输出重复频率激光器需求，通过合理的结构设计、冷却液选型及测试、以及高效洁净循环控制系统开发，研制了一台基于氙灯抽运、钕玻璃为增益介质、液体冷却、通光口径为Φ130mm的激光放大器样机。测试结果表明，该放大器样机可实现每分钟一次重复频率运行，同时具备双程1.3189倍净增益、双程平均动态波前0.2718λ（20?C，1053nm，10发次计）和0.3223λ（30?C，1053nm，10发次计）。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1001002      

严焱   唐锋   王向朝   卢云君   郭福东  

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提出一种新的基于环形子孔径扫描的锥形镜面形测量方法，该方法可实现大口径、不同锥角的锥形镜面形的通用化测量。使用微动扫描台移动锥形镜，同时测量待测锥面法线方向若干环带相位，提取有效像素并通过插值拼接得到被测锥形镜面形。该方法可实现锥角大于 96.4度的锥形镜的面形测量，测量口径可达100 mm以上，理论测量精度达到λ/4 PV。实验使用Zygo公司4英寸的DynaFiz干涉仪对一个标称角度为140度的凸锥镜顶部面形进行了检测，被测样品旋转90度前后的面形检测结果与使用Taylor-Hobson公司LuphoScan轮廓仪检测结果面形分布一致，PV值相差0.54 μm，验证了该方法的可行性。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1004001      

汪丽   薛金星   曾志男   李儒新   徐至展  

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飞秒强激光与气体相互作用产生高次谐波是重要的超快相干光源，我们的模拟发现中红外飞秒激光脉冲可以通过交流斯塔克效应在原子基态与激发态之间实现多光子共振增强，产生高亮度的单色高次谐波辐射。通过数值求解含时薛定谔方程，我们发现存在阈值以下共振增强的非常规高次谐波，且在较低光强下存在一个最优光强使其可达到最高效率。进一步通过时间-频率分析表明该共振增强是通过强场下的二阶交流斯塔克效应实现的，从而使其对驱动激光的波长并不敏感。这种新的机制使得中红外波段的飞秒激光脉冲更有利于产生高亮度的超快单色紫外/极紫外（UV/XUV）光源，在凝聚态物理、材料科学等方面具有重要的应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第10期 pp.1001003      

刘子溪   李元鹏   李杰   武创   关柏鸥  

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本文研究了一种基于激光微孔加工的温度补偿型光纤微流传感器，主要采用飞秒激光诱导水击穿的方法，在光纤布拉格光栅（FBG）和光纤镀金面之间，刻写一条垂直于纤芯的均匀微流通道；通过对这种单端反射式传感器的光谱进行快速傅里叶分析，可同时获得FBG和法布里-珀罗(FP)谐振腔的波长信息。实验表明，FBG和FP对外界环境温度和微流折射率具有不同的响应特性，通过检测FBG可得到温度信息，再从FP光谱中减掉温度的影响部分，即可得到温度补偿的折射率信息。实验得到的折射率灵敏度约为1.2038nm/RIU @1550nm（RIU为单位折射率），该数值可通过光纤结构进行优化。本文提出的传感器具有结构简单、操作方便、以及可实时检测等优点，在生物化学、医学等传感领域中拥有良好的应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第17期 pp.170619      

周显新   辛博   巩亚东   张伟健   张海权  

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针对于激光熔覆沉积成形工艺引起的拉伸强度各向异性问题，基于变厚度熔覆层沉积方式，探究扫描方向（从高到低和从低到高）对斜坡薄壁件微观组织和力学性能的影响。测试斜坡薄壁件不同位置的拉伸强度和硬度，分析其微观组织形貌，并与等厚度熔覆层沉积方式对比。试验结果表明：在薄壁件的纵截面，沿不同扫描方向沉积能改变晶粒生长方向；晶粒生长方向和扫描轨迹能影响薄壁件不同位置的拉伸强度，且从低到高扫描沉积可明显减少拉伸强度各向异性；在水平方向，不同扫描方向下的硬度变化趋势一致，且变厚度熔覆层沉积会改变薄壁件的最大硬度分布。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702014      

林守钢   郭溪溪   陈浩   张航   赖境   刘德健  

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采用激光熔注(LMI)技术在Ti-6Al-4V表面制备了ZrO2p/Ti-6Al-4V复合材料热障涂层，利用X-射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)及扫描电镜(SEM)技术，研究了激光熔注过程中ZrO2颗粒组织演变规律。结果表明：通过原子固态扩散，团聚态ZrO2颗粒内微粒尺寸增大，形状由球状变为多面体状；激光熔注后的ZrO2颗粒中未发现单斜相(m-ZrO2)；35%的稳定四方相(t′-ZrO2)转变为立方相(c-ZrO2)；内应力降低，导致90%的正交相(o-ZrO2)转变为c-ZrO2。单个微粒内同时存在块状和纳米颗粒状的t′-ZrO2和c-ZrO2，残留o-ZrO2集中分布于微粒界面。ZrO2组织演变使微粒间结合强度降低，促进了ZrO2大颗粒离散成细小颗粒，提高了复合材料层防热性能。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702013      

井志成   张国瑜   王子健   李午红   王传强   徐国建   陈冬卅   王蔚  

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采用了光纤激光-MAG复合焊接技术，在激光输出功率10kW条件下单道一次穿透焊接18mm厚EH36船用高强钢板，高效实现了良好的单面焊双面成形工艺技术，并无焊接缺陷存在。本次试验的最佳工艺参数为激光输出功率10kW、离焦量0mm、光丝间距3mm、焊接电流400A、焊接电压31.1V、送丝速度14.2m/min、焊丝伸出长度20mm、保护气流量20L/min、焊接速度1.5m/min。采用分析检测设备，对焊接接头显微组织及力学性能进行了分析研究。结果表明，焊缝上部（电弧作用区）的焊缝组织特点是先共析铁素体在柱状晶界以侧板条状生长，在柱状晶内还存在着少量粒状铁素体；在柱状晶内，其亚结构组织主要由板条状马氏体和针状贝氏体组成，还存在少量的上贝氏体；V型带状组织主要由板条状马氏体与少量针状贝氏体构成。焊缝下部（激光作用区）的焊缝组织主要由板条马氏体组成。电弧作用区与激光作用区的焊接热影响区（HAZ）组织主要由板条马氏体组成。电弧作用区与激光作用区的焊接接头最高硬度均出现在HAZ，焊缝各区硬度排序为激光作用区焊缝＞焊缝中V型带状组织＞电弧作用区焊缝。焊接接头室温平均抗拉强度为521 Mpa，均断裂于母材；焊接接头正弯试验满足标准要求；在-20℃下焊缝金属、HAZ及母材的平均冲击功分别为57 J、53 J及52 J，力学性能指标均满足船级社要求。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702010      

任仲贺   武美萍   崔宸   夏思海  

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针对单道激光熔覆，利用数值模拟技术得到了激光熔覆过程的温度场，通过试验在Q235钢表面制备了Ni基激光熔覆层，基于材料相变理论分析了熔覆层不同深度位置微观组织的形成机理，并研究了添加CeO2/TiO2纳米颗粒对熔覆组织的影响。结果表明，在激光熔覆过程中，受激光辐照和热传导的共同作用，熔覆层和基体的不同深度区域因温度变化的差异而发生不同类型的相变，从而得到不同的微观组织；在熔覆粉末中添加CeO2/TiO2纳米颗粒，可通过影响材料的相变过程而改变熔覆组织的化学组成和微观结构，提高形核率，得到均匀细密的熔覆层。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702009      

顾振杰   雷剑波   窦俊雅   郭津博  

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利用8kW半导体激光熔覆与等离子喷涂相结合方法在1Cr13不锈钢基体表面制备了CoCrTaAlY/8YSZ热障涂层。针对涂层高温氧化机理及热震性能及失效行为进行研究。结果表明，YSZ涂层物相主要由ZrO2的单斜、正方、立方晶相，Y2O3及YxZryOz等组成； Al2O3氧化膜的形成能阻止O元素扩散，使涂层抗高温氧化性能相较于基体提高4.1倍（YSZ涂层氧化累积增重仅为0.08 g·cm-2）；YSZ涂层在900℃下热震20次时开始出现裂纹，随热震次数增加，裂纹逐渐变大，30次时完全断裂。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0702011      

黄超   黄珂   易爱平   马连英   朱峰   李高鹏  

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为了获得高重复频率高功率中红外氟化氢（HF）激光输出，采用自动紫外预电离的放电引发方式和对称Chang氏电极结构，建立了闭环的非链式重复频率HF激光器，并详细介绍了激光器的结构。实验研究了激光器输出特性和重复频率运行特性，获得了激光能量随重复频率的变化规律。在增益区气体流速16 m/s，工作电压25 kV，总气压8.5 kPa、摩尔分数92%的SF6和8%的C2H6混合气体条件下，实现了150 Hz/200 W的HF激光输出。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0601004      

马挺   路桥   马金栋   时雷  

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本文提出并演示了呼吸孤子掺铒光纤激光器在非高重复频率下获得窄脉宽脉冲输出的结构设计方案。通过减短腔内大色散系数正负色散光纤长度来减小腔内正负色散量确保腔内脉冲有较大的呼吸比，引入零色散光纤降低激光器重复频率，采用波分复用器及隔离器结合于一体的光纤混合器及前向泵浦方式降低腔内脉冲能量的损耗，并且优化设计腔内负色散光纤分布确定输出端位置。基于此我们构建出了重复频率为100 MHz的呼吸孤子掺铒光纤激光器，激光器输出光谱宽度为112 nm，直接输出脉冲宽度为68 fs，色散补偿后为39 fs。泵浦功率900 mW时输出平均功率为94.5 mW。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0601003      

王振东   靖旭   侯再红   秦来安  

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雾霾现象的频发使得图像去雾技术的研究逐渐成为热点。针对暗通道相关算法处理图像明亮区域效果不佳的问题，提出了一种改进的暗通道去雾算法以保持图像明暗区域的对比度约束。算法首先将原始图像分割成适当的明暗双区域并计算出相应的对比度比值，再使用基于快速中值滤波的暗通道去雾算法处理图像暗区域部分，最后利用亮度精确控制的双直方图均衡算法以最大程度保持区域对比度不变为约束条件增强图像较明亮区域。对比相关去雾算法，最终处理后的图像能够在信息熵值、平均灰度梯度和峰值信噪比等方面取得增益，算法还具有实时处理的特性，可用于一般电子类消费产品的去雾处理中。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0610001      

纵榜铭   栾嘉蕴   蒋志龙   孔艳   王绶玙   刘诚  

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本文提出将ePIE (extended ptychographical iterative engine)用于成像透镜透射波前的高精度测量。将透镜的透射光束照射至一个固定于二维扫描台上的衍射物上，并在其后的探测器上形成衍射光斑，扫描台横向扫描记录衍射物在每个位置所形成的衍射光斑后，入射在衍射物体上的光场复振幅可用ePIE算法精确重建，并据此反演出透镜后表面的透射光波前；移去透镜后重复上述步骤，可以重建入射到透镜上的光束波前；将透射波前减去入射波前即可得到透镜的透射波前。由于采用不需要参考光的共光路系统，因此不仅结构紧凑，而且避免了由非理想参考光束和环境振动引起的误差，该方法具有准确性好、结构简单和成本低廉等优点。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0604003      

马娟娟   潘泉   梁彦   胡劲文   赵春晖   郭亚宁  

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从机载光学传感器获取的图像中检测近距离目标，对小型无人机飞行安全非常重要。为提高目标检测的准确率，本文对Grassberger熵进行了改进，应用改进的Grassberger熵计算信息增益，选择随机森林分类器节点分裂的最优分裂属性，训练随机森林分类器，由经过训练的随机森林分类器预测选择性搜索生成的子窗口是否包含目标。对每个训练样本及子窗口提取1个归一化梯度幅值，3个LUV颜色通道和6个梯度方向直方图的特征。在无人机感知与规避系统实验时建立的光学数据集SenseAndAvoid、光学数据集Tudpedestrian及MITStreetsceneCars测试了算法性能。实验表明，改进的Grassberger熵计算信息增益，能提高随机森林分类器的泛化能力及目标检测的准确率。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第07期 pp.0710001      

王雅君   史少平   杨文海   郑耀辉  

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低频段压缩态光场在精密测量领域具有重要的应用价值。本文通过自零拍探测和分析腔转换法，分别对适合于音频段压缩态光场制备的全固态单频激光器和光纤激光器的正交分量噪声进行了对比分析。结果表明，全固态单频1064nm激光器的正交振幅噪声（正交位相噪声）在分析频率1.5MHz（5MHz）之后即达到散粒噪声基准，光纤激光器则在测量带宽范围内均高于散粒噪声基准。采用SOA降噪系统后，光纤激光器低频段(<620kHz)正交振幅噪声则小于全固态单频激光器。这一结果为低频段压缩态光场的研究提供了单频光源选择方案，同时表明采用SOA降噪系统可有效抑制低频段激光的正交分量噪声，为音频段压缩态光场的制备提供了依据。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0601002      

刘焕淋   吴兰   陈勇   蒲欣   林振宇  

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针对可见光通信（VLC）下行链路存在多接入点（AP）重叠覆盖、VLC AP光路易受遮挡和干扰的问题，提出一种基于QoS决策的异构VLC/WiFi网络联合收发端需求的接入点选择算法。该算法在收端为用户建立面向QoS加权信息矩阵，为用户偏好提供高信干噪比、高接收功率和低负载、低历史中断概率的VLC AP，在发端为VLC AP偏好选择抗干扰性强的用户服务。基于引力理论改进收发端选择权重值，优化用户的AP接入决策。仿真结果表明，该算法在方形均匀布局和混合圆方形布局中比现有算法的吞吐量分别提高了77.3%和11.4%，业务公平性分别降低了53.1%和41.1%。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0606003      

张梅   张伟   章鹏   陈伟民  

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光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）谱形复用方法可以成倍地增加FBG传感器的复用量，且不增加传感系统的复杂性。但目前的FBG谱形复用解调算法存在主观设置优化参数的问题，而不合理的参数设置容易使解调陷入局部最优，导致较大的解调误差。针对此问题，本文结合应用广泛的粒子群算法，通过数值仿真深入探究了其关键参数对解调误差的影响规律，发现FBG谱形复用数量越大，谱形重叠程度越大，关键参数选择的范围越小。进一步，以最大解调误差为评价指标，定量分析得出了合理设置关键参数的范围；同时，通过实验获取真实的FBG叠加谱验证了这一结论。本文的研究结果对提升FBG谱形复用解调性能具有重要的参考价值。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0606002      

程莹   易红伟   刘鑫龙  

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调制传递函数（MTF）是在轨光学成像系统中评价图像质量的重要参数之一。本文根据用于空间探测的相机在轨工作状态及成像特点，结合调制传递函数常用测试方法，提出月球边缘刃边法对空间目标观测相机进行在轨MTF检测。该方法使用月球边缘与深空背景形成的高对比度线状边缘图像作为测试目标，使用仿真手段分析每个环节多种处理方法的计算精度及运行速度，形成了优化的月球边缘刃边法在轨MTF检测流程，其中在边缘扩散函数（ESF）处理环节，提出使用修正的Savitsky-Golay滤波器（MSG）组合双高斯拟合法，得到准确的边缘扩散函数的同时有效遏制噪声。仿真和实验结果表明该方法对信噪比高于30db的图像，测试精度达到0.02，能实现相机焦面位置和MTF的准确标定。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0604002      

王伟   杨依光   张卫红   李绪锦   徐德刚  

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本文阐述了一种基于频域能量检测器的新型水下脉冲激光声信号检测技术。论文分析了激光致声信号在水声信道传播过程中不同频率的衰减特性；针对激光致声信号波形时域持续时间短、频域频谱较宽但能量相对集中的特点，提出基于频域能量检测器的水下激光致声检测技术；针对远距离条件下频率的高频成分衰减严重的问题，在频域能量检测器的前端添加了预补偿滤波器，蒙特卡洛仿真结果表明带预补偿滤波器的频域能量检测器可以有效提高远距离下激光制声信号的检测性能。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0601001      

申家岭   路元刚   马海霞   王吉明   徐锋   左敦稳  

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对强激光进行限幅以保护人和光电设备免受损伤和损坏，具有重要意义。针对现有激光限幅方法的不足，提出一种基于双缺陷一维光子晶体的非线性激光限幅新方法。研究了光子晶体透射谱中心波长随双缺陷层折射率变化的规律，据此设计了适用于532nm与1064nm波长的非线性光子晶体激光限幅结构，实现了弱光的高透射和强光的高阻断效果。所设计激光限幅结构为(AB)6CAC(AB)6双缺陷一维光子晶体，适用于532nm的光子晶体结构中三种介质A、B和C分别为C(金刚石)、SrF2和CS3-68 glass，其对弱光的透过率为86.4%，对强光的透过率为0.02%。适用于1064nm的光子晶体结构中三种介质A、B和C分别为C(金刚石)、CeF3和CdTe，其对弱光的透过率为79.8%，对强光的透过率为0.3%。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0608001      

蒋晓勇   肖悦娱  

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保偏微纳光纤在光通信、传感检测、非线性光学和量子光学等领域有着重要的应用前景，所以温度稳定性是其在应用过程中一个十分关键的问题。本文通过仿真分析与实验探究对保偏微纳光纤的双折射的温度特性进行研究。实验通过偏光干涉法，随着温度增加，干涉谱蓝移，可以精确的获得温度与光纤双折射的变化关系。实验证明，温度对保偏微纳光纤的影响远小于对普通保偏光纤的影响，和理论分析的结果相吻合。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0606001      

马敬   齐月静   卢增雄   苏佳妮   杨光华   齐威   张清洋   陈进新  

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色散物镜是光谱共焦位移传感器的核心部件，其轴向色散与波长之间的线性度会影响系统的分辨率和精度。本文根据光谱共焦位移传感器的工作原理及线性轴向色散条件，优化选择了N-KZFS11、N-SF66和N-PK52A三种色散物镜用玻璃材料，并结合像差理论设计出了由三个单透镜和两个双胶合透镜组成的线性色散物镜初始结构。利用ZEMAX光学设计软件对色散物镜初始结构进行了优化和公差分析。结果表明，在450-650nm波长范围内，各波长弥散斑均远小于艾里斑，色散物镜测量范围达1.05mm，轴向色散与波长之间的线性判定系数R2达0.997，理论分辨率可达105nm。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0604001      

曹珍   贺洪波   胡国行   赵元安   邵建达  

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利用时间分辨激光光度计实时测量纳秒脉冲激光诱导熔石英体损伤过程中透射、反射和散射变化量。通过在同一区域多次动态测量直至损伤产生，从而获得多脉冲累积破坏时间分辨过程。结果发现，在损伤出现前的脉冲辐照过程中，熔石英透过率已有明显下降，并且后向反射率同步上升，甚至可达70%。后向反射率上升量与透过率损失量几乎相同。统计结果表明，多脉冲辐照过程中，只要损伤前脉冲辐照中出现后向反射，最终将会导致散射量增加，标志着损伤产生。散射量陡增的时刻都紧随在后向反射升高的时刻之后，而且后向反射率升高，诱导体损伤产生所需的脉冲数将减少。分析认为损伤前脉冲辐照过程中后向反射升高的原因是受激布里渊散射的形成，受激布里渊散射对多脉冲诱导熔石英体损伤有促进作用。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第06期 pp.0603001      

赵翔   李文雪   刘洋   周廉   欧阳诚   谢戈辉   罗大平   朱志伟   顾澄琳  

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本文基于非线性放大环形镜原理，介绍了一种全正色散掺镱光纤锁模激光器。振荡器采用“9”字型全保偏光纤结构，同时腔内插入透射式法拉第相位延迟器，完成相移的累积与匹配，降低了锁模阈值，实现锁模激光器的自启动功能。在泵浦功率80mW的情况下，该掺镱光纤锁模激光器可以实现平均功率7.8mW的稳定输出，输出激光脉冲的重复频率为9.9MHz，中心波长为1064nm。通过时频域仪器测量，其输出脉冲的脉冲宽度约为18ps，相应的光谱宽度为0.18nm。由于该激光器采用全保偏光纤结构，具有便于集成，环境噪声免疫力强的特点；同时具有结构简单、自启动、稳定性高等优点，可以作为各种精密测量激光设备的可选择的理想光源之一。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第04期 pp.0401004      

邬镇伦   程效军   辛佩康   张立朔   胡敏捷  

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针对复杂舱舱容传统计量方法存在人工成本高、效率低的问题，提出一种基于激光点云与BIM技术的复杂舱舱容体积计算方法。以复杂液货舱三维点云数据为基础对复杂舱舱壁与内部构件进行分割；利用BIM技术对舱壁点云数据及船舱构件点云数据进行三维重建以获得船舱三维模型；然后利用船舱三维模型进行船舱不同姿态下的实时舱容计算。选用上海某船舱点云数据进行方法验证，实验结果证明：该方法能够快速、精确地获得船舱不同姿态下的舱容数据，可靠性强，具有很好的实用价值。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第05期 pp.052802      

江慧绿   李 超宏   廖娜   厉以宇   陈浩  

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自适应光学扫描激光眼底成像系统研究是当前研究的一个热点。本文利用Badal系统、变形镜和夏克-哈特曼波前传感器设计了一种可调焦的自适应光学激光扫描眼底成像系统，通过视标引导，调节Badal系统中透镜间间距实现人眼低阶像差校正。根据系统调焦及工作原理，分析了Badal系统最佳参数，并对系统参数进行设计，采用Zemax光学软件对系统进行仿真及优化。仿真结果表明，设计的系统点列图光斑小于衍射极限，各屈光度斯特列尔比值均大于0.8，甚至低屈光度下的斯特列尔比可达0.95左右，不同屈光度下各视场MTF曲线接近衍射极限，正常人眼视网膜面上系统理论分辨率约为2.29μm，接近衍射极限分辨率（2.11μm），能够对-6m-1~+6m-1屈光不正的人群实现眼底视网膜清晰成像。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第02期 pp.022202      

杨连杰   李阳   孙俊杰   邹云  

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为了能从实验上直观地观察到表面波在缺陷上的反射与透射，采用激光超声可视化技术，研究了脉冲激光激励的表面波在不同深度缺陷上的反射和透射。实验得到了表面波在缺陷处的可视化声场，结果表明：随着缺陷深度的增加，表面波的反射系数呈现先增大后平缓的趋势，而透射系数呈现先减小后平缓的趋势。该研究结果为激光超声表面波定量检测材料表面缺陷奠定实验基础。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第04期 pp.041203      

王晓飞   张欣怡   徐馨荷  

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近红外光谱方法对于血液成分的无创检测有着重要意义。目前的研究大多是通过算法对单一因素进行分析以得到血液成分的测量结果。以血糖浓度为例，采用将动态光谱提取数据和非测量组分影响因素甘油三酯、胆固醇、球蛋白、白蛋白和年龄一同纳入预测模型的方式来提高血糖测量系统中的精度。血糖预测的模型建立通过支持向量算法，对比建模结果，考虑多因素模型预测值和血糖真值的建模结果优于未考虑非测量组份建模的预测结果。前者相关系数达到0.9627，均方根误差为0.13，比后者预测集相关系数提高14.23%，预测集均方根误差减少43.12%，相对误差在10%范围内的样本数量多8.33%。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第04期 pp.041701      

岳靖   刘国军   付浩  

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图像质量评价的目的是获得与人类视觉系统主观得分相吻合的客观评价方法。彩色图像的表示是彩色图像质量评价的一个重点和难点。针对彩色图像的表示，研究者们提出将其由RGB转换到其他色度空间，这些表示在转换过程中都会有颜色信息的损失。因此，如何能够准确的不破坏颜色结构信息的基础上表示彩色图像成为彩色图像质量评价的重要前提。本文将参考图像与失真图像表示为纯四元数矩阵，提出四元数谱余量方法用于检测两幅图像的视觉显著性区域，然后融合四元数梯度特征作为彩色图像质量评价的两个指标。为了凸显人类视觉显著区域，又将视觉显著性作为评价指标的权值进行处理。最后，在TID2013与CSIQ数据库中进行数值实验，通过计算四种客观评价指标Spearman等级相关系数（SROCC）、Kendall等级相关系数（KROCC）、Pearson线性相关系数（PLCC）及均方误差平方根（RMSE）来度量主观评价与客观评价的一致性。结果表明，本文的算法在TID2013上的实验结果达到0.8169，与主流的一些算法相比，具有一定的竞争力，并且与人的主观评价相匹配。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第03期 pp.031009      

王旭   孟德龙   李小康   张玲娟   陈天威  

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提出了一种基于自注入锁定实现光纤光栅传感解调的方法。解调系统采用光纤激光器结构，通过自注入锁定的方法将激光器的输出激光锁定在传感光栅的反射波长处。利用啁啾光纤光栅的色散特性，将激光器波长的变化转化为谐振腔腔长的变化，通过激光拍频完成对激光波长变化的测量，达到了传感解调的目的。对系统结构和测量原理进行了详细的阐述，并以温度传感为例进行了实验研究。基于自注入锁定的光纤光栅传感解调方案不仅具有解调系统简单、稳定性好、传感距离不受限制等优点，并对现有的光纤光栅传感系统具有良好的兼容性。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第03期 pp.030606      

冯晨霄   汪西莉  

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本文在全卷积网络基础上提出了一种图像分割模型以获取目标分割结果，模型包含两个结构相同的深层神经网络分支，每个分支采用卷积-反卷积的结构实现特征提取和从特征恢复目标区域；两个分支接收不同的输入，将来源于两个分支的结果通过加权融合得到最终的分割结果。模型融合了不同图像源的多级尺度特征，在训练样本数有限的情况下，通过数据增强使训练得到的模型鲁棒性更强。在光学图像数据集Weizmann Horse和遥感影像数据集vaihigen上进行实验并与相关文献比较，结果表明所提模型具有更高的目标分割完整度和最优的分割性能。在训练数据有限、形态各异，尺度变化较大等的遥感影像建筑物分割中取得了理想的结果，表明模型可应用于复杂的遥感影像目标分割。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第01期 pp.011008      

杨玉峰   蒋明争   张颖   张欢  

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本文设计了基于单光源的可见光全双工通信系统，实现了可见光通信兼具照明和通信的功能。利用“猫眼”逆向调制器对下行光信号进行二次调制，将上行信息调制到下行光信号上并反射回主动端。实验表明：单光源可以实现全双工可见光通信链路，并且使上下行链路的通信相互独立，互不干扰，通信效果良好。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第01期 pp.010603      

罗佳文   王雪敏   沈昌乐   蒋涛   湛治强   邹蕊矫   彭丽萍   黎维华   吴卫东  

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太赫兹量子级联激光器（THz QCL）是一种紧凑、相干的固体连续辐射源，具有重要的潜在应用价值，是当前国际上研究的热点之一。目前，THz QCL面临进一步提高输出功率的困难，而阵列耦合是突破这一瓶颈的有效途径，因此，相关研究就显得尤为重要。由于针对THz QCL阵列耦合的研究很少，因此，本文首先概述了中红外量子级联激光器的阵列耦合结构，希望对THz QCL阵列的研究提供参考，然后，分析了THz QCL的现有阵列耦合结构，最后，总结并讨论了THz QCL阵列研究现状及其未来可能的发展方向。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第56卷第01期 pp.010004      

刘亚楠   孙荣禄   牛伟   张天刚   谭金花  

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在Ti811钛合金表面激光熔覆TC4和Ni60粉末成功制备了与基体呈冶金结合的Ti基复合涂层，系统的研究了涂层的物相组成、微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能，结合Bramfitt二维点阵错配度理论分析了TiB2-TiC复合镶嵌结构的形成机理。结果表明，涂层主要由增强相TiC和TiB2、金属间化合物Ti2Ni和基底α-Ti组成，TiB2的(0001)面和TiC的(111)面之间的错配度仅为1.057%，TiB2可以成为TiC的最有效异质形核核心，形成TiB2-TiC复合结构。由于弥散强化、固溶强化和细晶强化效应，涂层的显微硬度可达617HV0.5，为基体Ti811硬度的1.62倍。涂层的磨损体积、磨损深度和平均摩擦系数分别为175×10-3mm3、80.13μm、0.39，磨损体积率较基体下降了约26%，涂层具有良好的耐磨损性能。

       PDF全文        中国激光 ，2019年第46卷第01期 pp.0103001      

李辉   范庭轩   怀英   贾淑芹   李留成  

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燃烧驱动溴化氢化学激光器(HBr)作为中红外高能化学激光的重要组成部分，具有重要的研究意义和战略应用价值。掌握合理和准确的化学反应机理是研究和设计化学激光的关键，也是探究反应器真实过程的直观表达。本文采用数值方法分析了HBr化学激光器反应机理，辨析影响增益产生过程的主导反应和关键参数。根据机理分析结果，设计并利用计算流体力学研究了一种HBr化学激光增益发生器，数值演示了一种从化学反应出发进行化学激光关键部件设计的科学思路。确定了温度对HBr(υ)不同振动态的布居有效性调控，并提出了初始反应温度在500 K左右下能够获得高振动态HBr(υ)的输出。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第11期 pp.1114002      

曹洋   赵琳   彭云   马成勇   田志凌   钟敏霖  

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采用光纤激光器对新一代汽车用0.1C-5Mn钢进行了激光焊接。研究了100J/mm、25J/mm两种热输入下接头组织演变规律，并对接头硬度、拉伸和成形性能进行了分析研究。结果表明，两种热输入下焊缝区均为马氏体组织，热影响区由细小马氏体贝氏体混合组织、奥氏体和铁素体组织组成。焊缝区马氏体板条宽度和奥氏体柱状晶宽度在高热输入下较宽。两种热输入下焊缝区平均硬度均高于母材硬度，且高热输入焊缝区平均硬度比低热输入焊缝区平均硬度低28；当热输入为100J/mm时，亚临界热影响区由于碳化物析出而有轻微软化趋势，与之相反当热输入降低至为25J/mm时，热影响区没有出现软化。接头拉伸结果表明，两种热输入下接头拉伸试样均断裂在母材区，断口为韧性断裂，且接头抗拉强度均高于母材强度。杯突试验结果表明，接头杯突裂纹在焊缝区启裂并垂直于焊缝向母材区扩展。平行于轧向焊接拼焊板成形性能优于垂直与轧向焊接；热输入为25J/mm时成形比达到母材的57%，优于热输入为100J/mm的拼焊板成形性能。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第11期 pp.1114001      

甘霖   张合  

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针对激光近程全向动态探测问题，提出了基于光路复用机理的激光近程动态扫描探测方法。基于重尾函数建立了脉冲激光发射波形数学模型，推导了脉冲激光近程动态探测冲击响应及回波方程。建立了脉冲激光测距概率统计分布模型，研究了脉冲激光发射功率、激光发射脉宽、阈值检测电压、等效均方根噪声电压以及激光出射角对测距概率分布的影响机理。结果表明：随着发射功率的增加，测距精度提高且分布曲线逐渐偏离真实值；测距精度随着激光发射脉宽的增加而递减；随着阈值的提高，曲线分布形态发生改变且随着阈值电压的提高而向右移动；距离测量分布随着等效均方根噪声电压的增加而脉宽增加、幅值减小；随着激光出射角度的增加，测距分布曲线向右移动，测距精度随之降低。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第11期 pp.1112001      

吕浩   迟学芬   陈洁  

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本文研究了收发端皆采用大规模线性MIMO阵列的地对地基站间短距离斜程自由空间光通信（FSO）的上下行信道差异。将上下行皆近似为球面波，构建了线性阵列斜程上下行大气损耗、光强闪烁、波束扩展和指向误差四部分模型，分析了大气损耗、空间相干长度、接收端波束宽度和指向误差抖动方差上下行差异。而后根据四部分模型联合构建了线性阵列间独立不同分布的上下行信道整体模型，并计算了上下行相对均方误差（MSRE）及等增益合并（EGC）下的误比特率（BER）。仿真结果表明：上下行大气损耗相同，而相干长度、指向误差抖动方差和接收端波束宽度差异随间隔距离及波长呈单调性变化；上下行相对均方误差随间隔距离及波长呈非单调性变化；上行误比特率恒大于下行。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第09期 pp.0906004      

王洋   孟祥月   张磊   付跃刚   顾志远  

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为了满足手机市场对高像质的超广角镜头的需求，结合曲面传感器的发展现状，本文设计了一款基于同心透镜的1300万像素曲面像面超广角手机镜头。应用初级像差理论编程计算光学系统的初始结构，通过Zemax光学设计软件进行优化设计，得到符合设计参数要求的手机镜头。该镜头由四片同心透镜组成，焦距为3.3mm，F数为1.83，视场角为100°，总长5.18mm。最终设计结果，在223lp/mm处，0.7视场的MTF值均大于0.58，全视场的MTF值均大于0.50；在446lp/mm处，0.7视场的MTF值均大于0.30，全视场的MTF值均大于0.17。各个视场的弥散斑半径均小于2.3um。相对照度值在全视场内均大于0.65，该镜头成像质量良好。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1022001      

周凤麒   高恩多   张镇斌   刘志敏  

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采用时域有限差分法研究了基于不同宽度的双狭缝复合光栅光学传输特性。结果表明：相位共振劈裂现象可以通过调制狭缝宽度实现，而且可以实现在多个频率同时调制，所有模式都出现了明显尖锐的相位共振劈裂,其中一些劈裂谷底几乎趋近于0。另外，基于电磁场分布、F-P共振和相位共振机制对产生的机理进行了定性的描述和解释。其次，实现了光从两个狭缝中任意一个狭缝通过的可能，也可以选择劈裂低谷来实现禁带的设计。这些结果可以被用来设计光通道选择器，频率选择器、滤波器、光开关。相比较于传统的复合光栅，基于两个不同宽度狭缝的复合光栅具有结构简单、单一材料、容易实现、设计和分析等优势，而且能够同时在多频率实现相位共振并进行调制。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1024001      

王苗   杭超  

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研究了电磁感应透明条件下五能级M型原子体系中探测光脉冲的非线性传播。发现当探测光脉冲的脉宽较大时，探测光的色散效应可以忽略，脉冲内具有不同的偏振方向和不同边带的四个分量可以发生四波混频，相互交换能量；当探测光脉冲的脉宽较短时，探测光的色散效应必须考虑，四个分量可以形成一种全新的四分量超慢光孤子。此外，产生这种四分量超慢光孤子的输入功率为微瓦量级，远远低于光纤中产生矢量光孤子所需的输入能量。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1019001      

秦晓琼   方祖捷   应康   魏芳   王照勇   叶青   潘政清   蔡海文   瞿荣辉  

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设计了两种用于单纵模光纤激光器的窄线宽全光纤环滤波器，其由超低反光纤光栅和1个（或2个）２×２光纤耦合器构成。首先从理论上推导出两种滤波器的反射率表达式，并且对其反射率、窄线宽和群时延特性进行了详细地数值分析和实验验证。研究结果表明：由超低反光纤光栅和低分光比耦合器构成的单环滤波器具有高反射率、超窄线宽和高群时延特性，显示了良好的慢光效应；另外双环滤波器不仅保持了窄线宽良好特性，还因游标效应，共振幅度得到调制，具有相对单环结构更大的有效自由光谱范围（FSR）和边模抑制比（SMSR）以及不易跳模等特点。文章研究的光纤环形滤波器具有窄线宽、结构紧凑和低成本等优点，可用作光纤激光器的反射腔镜，进一步压窄激光器线宽，其中双环滤波器线宽更窄，模式更稳定。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1006001      

李晓倩   高寿飞   汪滢莹   王璞  

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光子晶体光纤因具有设计自由、导光机制新颖的优势引起人们广泛的关注。相比于带隙型光子晶体光纤和Kagome光纤，空芯反谐振光纤由于具有结构简单、单模导光、传输谱宽且损耗低的性能，成为光纤光学领域的研究热点。在紫外/红外光传输、高功率激光传输、非线性光学及传感等领域都有很好的应用。但是其要真正得到广泛应用，必须要能和普通单模光纤简便、低损耗地熔接。通过引入一段实芯大模场光纤，研究了空芯反谐振光纤和普通单模光纤之间的熔接问题，将两者的熔接损耗由直接熔接的3 dB降至0.844 dB。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1006002      

侯继达   熊聪   祁琼   刘素平   马骁宇  

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基于分离的非对称大光腔结构，本文对905 nm外延叠层三有源区大功率脉冲半导体激光器的外延结构进行优化设计。通过对近场光场模式、自由载流子吸收损耗、相邻发光区之间的距离以及掺杂浓度分布等关键参数的优化，提高了器件的峰值脉冲功率，降低内损耗和远场垂直发散角。所研制的1 mm腔长、100 μm条宽的三有源区大功率半导体激光器，在150 ns脉宽和6.67 kHz重复频率的条件下，实现了34.5 A脉冲电流驱动下122W的峰值脉冲功率输出。器件的斜率效率为3.54 W/A，单个发光区实现了折合91.75%的内量子效率和2.05 cm-1的内损耗，水平方向和垂直方向上的半峰高宽远场发散角分别为7.8° × 27.6°。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1014001      

贺小伟   孙怡   卫潇   卢笛   曹欣   侯榆青  

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由于具有广泛临床可用的放射性核素探针，切伦科夫荧光成像(Cerenkov Luminescence Imaging,CLI)成为近年来光学分子影像领域的研究热点。但是，放射性核素在衰变过程中产生大量高能射线会造成采集到的CLI图像存在大量脉冲噪声，严重影响基于CLI图像的定量分析和后序的三维重建等应用的研究。为了尽可能降低上述噪声，本文提出一种结合模糊局部信息C-均值聚类算法和整体变分模型的切伦科夫荧光图像去噪方法。数值仿真、物理仿体以及真实动物实验结果表明，本文提出的去噪方法与现阶段广泛使用的中值滤波方法相比，能够在有效去除噪声的同时保留切伦科夫荧光光源部位的形状细节。希望本文的研究能为CLI研究提供一个可行的数据预处理工具。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1017001      

王中昱   张连新   孙鹏飞   李建   尹承真  

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旋转扫掠是射流抛光中能获得较为理想的高斯型去除函数的一种加工方式，但是该方式中高斯型去除函数的生成过程以及工艺参数的优化选择缺乏相应的理论指导。为改变这一现状，提出了高斯型去除函数生成过程的数学建模分析方法。首先，基于环路积分的思路，建立了旋转扫掠生成去除函数的数学模型。随后，在此基础上明确了喷嘴高度为该模型中决定去除函数形貌的关键工艺参数，并验证了模型的正确性。最后，在该模型的指导下进一步探究了旋转扫掠生成高斯型去除函数的喷嘴高度范围以及相应高斯型去除函数的形貌变化规律，得到了当回转中心与定点斜入射去除函数最深点重合时所生成的去除函数为最接近理想高斯型的结论，对实际加工中工艺参数的优化具有理论指导意义。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1022002      

张佳斌   郭文平   夏珉   杨克成   李微  

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为了使船舶能够更加准确地入港和避免发生碰撞，本文提出了一种辅助船舶入港的LED导航系统。该系统用不同频率闪烁的三种颜色灯光将目标水域分区，使照射区域内的船舶通过灯光颜色和频率可以准确判定其位置和方向，进而辅助船舶快速准确地驶向目的地。为了实现该导航系统，本文设计了一种大功率LED的发射光学系统，其通过矩形集光器和线型菲涅尔透镜使LED出射光束为矩形。同时本文设计了控制光源闪烁的电路控制系统，其通过单片机、数模转换器和放大电路实现对光源闪烁频率的调制，并根据设计的系统制作出样机，在木兰湖进行了验证实验。实验现象证明了制作的光学系统样机与设计仿真结果相吻合，出射光束在水平方向发散角为6°。所设计的导航系统可以将目标水域利用颜色分区并对区域内船舶进行导航。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1022003      

孟瑜   苏雪梅   庞妍  

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本文提出了一种基于掺铒光纤动态光栅与光纤Bragg光栅的Fabry-Perot腔，它是由一个掺铒光纤动态光栅和一个光纤Bragg光栅构成。文章建立了二能级掺铒光纤动态光栅模型，根据半经典相互作用理论和传输矩阵理论，计算出掺铒光纤动态光栅以及该Fabry-Perot腔的透过率和反射率，并分析探测场拉比频率、掺铒光纤长度、光纤Bragg光栅的折射率调制深度以及Fabry-Perot腔的腔长等参数改变时对动态光栅和Fabry-Perot腔反射谱的影响。这种Fabry-Perot腔的一个重要性质是它的输出光谱可以通过调节探测场的拉比频率、探测场波长等参数进行动态调制。相比于由两个光纤Bragg光栅构成的Fabry-Perot腔，可调的系统比固定的系统更加灵活，并且能够克服Fabry-Perot腔两端的光纤Bragg光栅不对称的缺点（如不同的Bragg波长，折射率调制深度等），更有利于Fabry-Perot腔的模式选择。该光纤Fabry-Perot腔可以应用于光纤通信的光信号处理或光纤传感领域。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1006003      

朱海荣   朱海   蔡鹏   王旺   李惟羽  

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初始的光学隐蔽深度模型是在海水光学性质均匀的条件下建立的，针对光学性质均匀水体假定条件下的光学隐蔽深度模型(OCD)缺乏普适性的缺点，基于海水中对比度传输方程，在垂向方向上把海水划分为多个光学性质相似的均匀层，并依此建立非均匀海水条件下光学隐蔽深度模型(OCD_LAYER)。计算并分析了观测天顶角、海水体衰减系数和潜器表面反射率对非均匀海水条件下水下光学隐蔽深度模型的影响。使用潜模和光学隐蔽深度测量系统在近岸完成模型的试验验证和效果分析。OCD模型的平均均方根误差1.28米，平均绝对误差1.25米，平均相对误差为51.12%，OCD_LAYER模型的平均均方根误差1.05米，平均绝对误差0.89米，平均相对误差为36.18%。试验结果表明，该文构建的模型具有更高的准确性，误差更低，结果更加可靠。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1001003      

方敬   滕树云   牛四杰   李登旺  

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通过分析临床医学图像中光学相干断层成像的相干斑噪声模型，提出一种基于局部分组主成分分析的光学相干断层图像降斑算法。根据相干图像的统计特征，利用同态滤波将乘性噪声转换为加性噪声。将训练集中的待处理像素及其邻域表示成子块向量，利用块相似性度量对子块进行分组表示后用于主成分分析。为有效抑制相干图像中病灶的噪声干扰，将该算法执行两次。实验表明，提出的算法获得了较高的峰值信噪比和结构相似性指数，图像质量得到了极大提升。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1017002      

史卫朝   郑建明   李言   李旭波   安倩楠  

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针对双向反射分布函数（BRDF）绝对测量过程中易受测量角范围限制，造成BRDF描述材料表面反射特性存在局限性的问题。提出了一种基于同轴光显微成像的加工表面BRDF测量方法，采用激光共聚焦显微镜获得了不同粗糙度样块表面的BRDF测量值。测量结果表明，样块表面BRDF会随着粗糙度及微观形貌不同而变化，该测量方法能够获得不同微面元的BRDF测量值。建立了BRDF参数模型，采用遗传算法对测量数据进行处理确定了最优模型参数，将模型计算结果与测量结果进行了误差分析，最大相对均方根误为9.97%。结果表明，建立的BRDF模型具有可行性，能准确地描述加工表面反射信息。研究结果将为显微成像条件下加工表面的三维重构奠定基础。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1029001      

程竹明   曾捷   常晨   宋雪刚   梁大开  

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冲击定位可以为结构冲击损伤提供准确的位置信息。针对光纤布拉格光栅传感器(FBG)存在解调频率低、需要样本训练的不足,本文提出一种利用光纤Sagnac传感技术实现结构冲击定位的方法。基于此方法的传感系统主要由宽带光源、光纤Sagnac干涉仪、光探测器以及数据采集与处理单元构成。当粘贴在结构表面的传感探头受到冲击应力波作用，Sagnac干涉仪相位受到调制，从而导致光强发生变化，并通过光探测器转换为电压信号输出。传感系统采样的时域信号首先经过小波降噪和去直流干扰处理，再利用Db4小波包进行能量特征提取与信号重构，从而获取应力波到达各传感器的时间，进而利用时差法进行冲击定位。为了对传感系统与算法进行验证，本文对长度为100cm的钢管结构进行了35次低速冲击实验，结果表明该方法可以有效地识别冲击位置，最大定位误差和最大均方根误差分别为0.65cm和0.36cm。研究结果为结构冲击定位提供了一种新的可靠方法。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1006004      

杨东   李建玉   徐文清   魏合理   徐青山  

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数值模拟显示在太阳光前向5°小角范围内，不同视场信号比值变化对卷云的光学厚度和有效尺度敏感。研发了一种基于图像跟踪、自动快速变视场的太阳光度计(VFOVSP)，可快速测量窄视场到宽视场太阳的透射辐射，为地基测量卷云提供了一个新的技术手段。介绍了仪器的系统组成与测量原理。选择了大气窗口波段，Langley法标定后与POMO2光度计进行了对比，表明仪器测量精度可靠性。在不同的多云天气下，实验结果表明不同视场信号比值的变化与云的种类有关，为反演卷云的光学特性提供了可能。该仪器弥补了传统太阳光度计在有云天气下实时性、单一视场的探测的不足，能够实现在能够更好的满足实际科研需求。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1012001      

马红强   马时平   许悦雷   朱明明   吕超   辛鹏  

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针对栈式稀疏去噪自编码器在图像去噪上训练难度大、收敛速度慢和普适性差等问题，本文提出了一种基于栈式修正降噪自编码器的自适应图像去噪模型。该模型采用线性修正单元作为网络激活函数，并使用批归一化算法对网络中间层输入数据进行归一化处理；与以往图像降噪模型不同，本文通过训练来学习含噪图像和噪声之间的映射关系。为克服新模型不能有效处理不同种类噪声的问题，首先对其进行多通道并行训练，然后充分利用网络挖掘出的潜在数据特征集计算出最优通道权重，最后通过训练权重权重预测模型预测出各通道最优权重，从而实现自适应图像去噪。实验结果表明，所提方法不仅在收敛效果上好于栈式稀疏去噪自编码器，而且能够自适应处理未参与训练的噪声，具有更好地普适性。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1010001      

芦瑞琪   任韧   郭亚如   薛丹丹   赵中霞  

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本文提出了一种双电子自旋与量子化的纳米机械谐振子之间的强耦合方案。我们以氮空位色心为例，其中双电子自旋可视为一种量子比特，由微波场驱动自旋，振动产生耦合，进而自旋与谐振子可以达到耦合。在大失谐的条件下，其耦合强度可通过改变微波场的频率和失谐度进行调节，可达到上千赫兹。其中，电子自旋与纳米机械振子相互耦合的哈密顿量可由Jaynes-Cummings (JC)模型描述，耦合强度达到100KHZ以上。通过纳米机械谐振子与自旋的强耦合作用，可以实现对双电子自旋的量子操作，观察谐振子的光谱不会改变自旋的状态，同时在操纵频率移动时可以制备双自旋的纠缠态。这种模型的建立会预测以及证明一些量子光学现象，同时为量子信息的传输和量子信息处理提供一定的理论支撑。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1027001      

王晓东   耿国华   易黄建   何雪磊   贺小伟  

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在面向精准医疗的分子影像领域，荧光分子断层成像（FMT）是当前的研究热点之一。由于FMT逆问题严重的病态性，背景荧光噪声会对重建结果产生巨大的负面影响。在深入研究基于有限元的FMT重建方法基础上，本文提出利用低秩矩阵填充技术克服背景荧光的方法。该方法将不同激发节点形成的外表面观测组成一个有元素缺失的观测矩阵，并利用低秩矩阵填充算法恢复该矩阵的缺失元素，同时抑制观测矩阵含有的背景荧光噪声。本文利用去噪后的观测矩阵建立了新的FMT逆问题模型，并利用其对荧光目标进行重建。单荧光和双荧光目标重建实验表明，基于去噪后FMT逆问题模型的重建结果获得了显著的改善。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第38卷第10期 pp.1017003      

贺小伟   王潇   张海波   易黄建   侯榆青  

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有限投影荧光分子断层成像（FMT）通过较短的数据采集时间，可在动物体内快速重建出荧光目标的三维分布。然而，由于较少的投影数据使有限投影FMT具有严重的病态性。为了降低FMT重建的病态性并提高重建速度，考虑到FMT中光源稀疏分布的特性，本文提出一种结合平滑l0范数和可行区域的有限投影FMT重建方法，采用一种基于平滑l0范数的FMT重建算法，该算法利用一个连续函数去逼近l0范数，实现快速求解，同时结合可行区域作为有效的先验信息，从而提高重建精度。数字鼠模型重建结果表明，在3、6和9个激发点下，重建图像的位置误差都小于1mm，重建时间缩短，3个激发点下的重建时间为8s。物理实验的重建结果进一步表明了该方法在实际FMT重建上的可行性。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0907001      

陈玮冬   白如雪   林海枫   张莉珍   林州斌   张戈  

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本论文实验研究了具有单斜独居石结构的钒酸镧(m-LaVO4)晶体的室温拉曼光谱，首次报道了基于单斜钒酸镧(m-LaVO4)晶体作为拉曼增益介质的主动调Q内腔式脉冲拉曼激光器。受激拉曼变频实验以波长为808 nm的光纤耦合半导体激光器(LD)作为泵浦激发光源，Nd:YAG晶体为产生基频激光的增益介质，融石英声光调Q器为主动调Q元件，采用紧凑的法布里珀罗两镜平凹谐振腔有效地产生波长为1170.9 nm的一阶斯托克斯脉冲激光。当注入泵浦功率为6.51 W，脉冲重复频率为30 kHz时，实验产生最高的一阶斯托克斯脉冲激光平均功率为767 mW，相应的脉冲宽度为13.8 ns，单脉冲能量为25.6 μJ，峰值功率为1.85 kW。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0901003      

吉照宇   邓宇翔   张祖兴  

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本文提出和研究了一种可调谐多波长布里渊随机光纤激光器，激光器具有半开腔结构，一端利用3 dB耦合器构成全反端，另一端利用单模光纤中随机分布的瑞利散射作为反射，经掺铒光纤放大器放大后的布里渊泵浦光在单模光纤中形成级联的高阶受激布里渊散射，实现多波长布里渊随机激光产生。实验结果表明，当布里渊泵浦波长为1530 nm时，从该激光器获得了最多7个斯托克斯波长的随机激光输出。还通过改变布里渊泵浦功率及掺铒光纤泵浦激光功率，研究了其大小对多波长随机激光输出的影响。此外，通过改变布里渊泵浦激光波长，实现了多波长布里渊随机激光在50 nm（1515 nm~1565 nm）范围内调谐。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0901002      

张忠亚   沈百飞  

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本文采用3D Particle-In-Cell（PIC）数值模拟方法，研究高品质高能质子束经由脉冲电流螺线管传输并聚焦于远端的情况。模拟结果表明，初始时刻中心能量为250 MeV，能散度为10 %，空间发散角小于15 mrad的质子束，通过长度760 mm，中心磁感应强度为10.87 T的通电螺线管，可以被聚焦于距离质子源约2.5 m的远端，焦斑横截面直径约为1.2 mm，小于模拟初始时刻的1.8 mm，质子数目的损失小于3%。利用通电螺线管来传输和调控高能质子束流的方案是可行的，该方案可用于优化质子束流品质，促进激光驱动质子加速在癌症治疗等对质子束单能性和发散角要求较高的领域得到早日应用。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0905001      

刘晔   董子豪   秦琰琰   毛庆和  

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本文利用激光诱导液面自组装法制备金纳米棒光纤SERS探针，探讨制备过程中激光诱导功率和诱导时间等对探针灵敏度的影响。将优化条件下（70mW，7min）制备的光纤SERS探针与便携式拉曼光谱仪联用，实现福美双、甲基对硫磷两种农药残留的高灵敏度检测，检测灵敏度分别达到10-7M、5×10-7M；且探针具有良好的SERS检测重复性，相对标准方差RSD<6%。该激光诱导液面自组装法具有操作简单、成本低廉、探针制备时间短等优点，能够实现高灵敏度光纤SERS探针的重复、批量制备；优化制备的光纤SERS探针在多种农药残留检测应用中展现出良好的应用前景。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804009      

张璐   向阳  

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光栅横向剪切干涉仪可以实现超高精度的光刻镜头系统波像差检测，为了实现超高精度的绝对检测，必须消除来自干涉仪的系统误差。本文针对光栅横向剪切干涉仪研究了旋转绝对检测的方法，并用36项泽尼克多项式标定出剪切装置的系统误差非对称项。实验分析表明，将面形检测的绝对算法应用在检测镜头系统波像差上，干涉仪在系统误差消除后可以达到相对理想的检测精度。本实验数据的重复性可以达到1.4nm的RMS。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804008      

李金伦   崔少辉   张振伟   倪海桥   牛智川  

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采用分子束外延技术制备了基于共振隧穿二极管的探测器样品，为提高探测响应度，探测器采用蝶形天线增强，并以0.2 THz入射频率为参考对天线结构进行了设计。测试采用输出功率为20 mW的太赫兹源，室温下在有无太赫兹波辐照时分别进行I-V测试，峰值电压1.398 V。对比最大电流值之差，计算得到探测器响应度20 mA/W，噪声等效功率15 nW/Hz0.5，并通过测量探测器对不同角度入射的太赫兹波响应，验证了天线对太赫兹电场的增强作用。实验为基于共振隧穿效应实现太赫兹波探测提供了新思路，并为片上太赫兹集成器件的研究奠定基础。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0814002      

雷耀   刘诚   程北   张雪洁   刘志刚  

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提出了基于强度传输方程（TIE）的光学元件激光损伤应力检测方法，通过采集损伤点区域的三幅聚焦位置附近的强度图像，直接计算出损伤点所产生的应力双折射相位分布，并在此基础上实现了对激光损伤应力的定量检测。相比较于其他相位测量技术，TIE方法在恢复的相位结果中不会出现幅度为 的相位跃变,而且由于可以采用非相干光照明，其具有光路结构简单、操作方便和测量速度快等优势，适用于光学元件损伤的快速检测。对石英玻璃在二氧化碳激光器作用下所产生的系列损伤点进行了实际验证测量，测量结果完全符合理论预期。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0904002      

王剑南   刘杰涛   李伟   孙雪莹   郭成飞   邵晓鹏  

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基于光学传输矩阵实现透过散射介质进行聚焦和成像是近年来光学领域的热点研究问题。为了测量得到散射介质的光学传输矩阵，并利用其传输矩阵研究散射介质的特殊性质，首先结合三步相移测量方法，进行了测量磨砂玻璃的光学传输矩阵的实验，分析了哈达玛基和笛卡尔基下的光学传输矩阵的特征值分布特点。然后，基于笛卡尔基下的光学传输矩阵以及相位共轭的思想，实现了透过散射介质的单点聚焦和多点聚焦，验证了散射介质的聚焦点可控特性。此外，还研究了相机处于不同位置时透过散射介质的聚焦性质，测量了光学系统的焦深，基于聚焦点可控性质以及光学系统焦深，验证了已知光学传输矩阵的磨砂玻璃的类透镜性质。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804007      

董守增   陈晓龙   赵翔   谢可迪   何兵   漆云凤   周军（大）   张建华  

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针对高功率光纤激光器在空间等特殊环境下无水冷却的热管理要求，设计并研制了一种基于相变材料冷却的高功率光纤包层光滤除器。采用正十八烷作为相变材料吸收包层光滤除器的产热，利用Ansys的Fluent模块仿真分析相变材料的相变过程及滤除器温度分布特性，实验上采用316 ml纯度为99%的正十八烷对200 W级滤除器进行热管理，在室温为25.6 ℃，滤除的包层光为206 W的情况下，该滤除器可稳定安全工作360 s，实验和仿真结果基本吻合。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0906001      

刘小溪   王学锋   王军龙   朱占达   郑也   李磐  

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实验研究了两路光纤激光器外腔反馈型光谱组束，采用透射式衍射光栅作为组束元件，实现了1060nm波长激光与1080nm波长激光的光谱组束输出。输出光束组束方向光束质量为1.328，非组束方向光束质量为1.257，输出功率为57.3W，光-光效率为91.7%。采用该组束方案可以降低单路激光器线宽的要求，同时验证了多路激光进行组束的可行性，通过增加组束光束个数可以进一步提高组束输出功率。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0801009      

樊燚   林兆祥   程学武   詹伟强  

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脉冲激光谱型是大气风温探测激光雷达的重要参数之一，由于激光的重复频率通常几十赫兹(重复周期几十毫秒)，而脉冲激光宽度仅为几个纳秒，因此脉冲激光的线宽测量比连续光激光困难得多。本文构造一套基于法布里-珀罗干涉仪（FPI）、窄脉冲信号门积分平均器、模数采样器等的激光脉冲谱型测量系统，并完成钠层风温激光雷达脉冲激光线宽的测量。测量出脉冲染料激光器(PDA)的输出线宽约为123MHz，与国外测量结果120MHz基本一致。脉冲激光谱型的精确测量，为激光雷达风温反演提供科学有效数据。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804006      

李寒霜   李博   王淑荣  

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为了考察光电倍增管的性能，以满足空间遥感仪器在轨应用需求。利用氘灯、真空紫外单色仪、光电倍增管等构建了一套基于标准真空光电管的量子效率定标系统，依据光电倍增管的阴极量子效率测量原理，将光电倍增管改造成无电子束倍增的光电管，实现由标准真空光电管到光电管R2078的标准传递，并在此基础上，国内首次实现了150-300 nm紫外-真空紫外波段光电管量子效率直接测量。测量结果表明，光电管R2078由于其融石英窗口材料，使其在155 nm处透过率最小，获取的量子效率最小；在紫外波长230 nm处量子效率最大。并对测量结果进行不确定分析与估计，总的合成不确定度为3.4%。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804005      

周艳宗   王冲   魏天问   上官明佳   夏海云  

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针对相干激光雷达远场回波信号信噪比低，提取困难的问题，提出了脉冲编码技术，以改善系统信噪比，增大雷达探测距离。研究了相干激光雷达系统中Golay码的编码和解码原理，理论分析了采用脉冲编码技术对系统信噪比的提升。基于大气分层模型仿真生成了相干激光雷达时域回波信号。基于Golay码解码原理得到了脉冲编码系统的风速结果，仿真结果表明，时间分辨率为1s，距离分辨率为60m的情况下，使用Golay编码脉冲作为相干激光雷达的探测脉冲，在0~5.3km范围，风速误差小于3m/s。在相同的测量时间内，相比于传统脉冲相干激光雷达，探测距离提高了2.5km，提高了远场弱信号的信噪比。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0810004      

程佳静   庞拂飞   朱姗   张小贝   王廷云  

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本文提出了一种基于纳米膜涂覆的外包层腐蚀双包层光纤（DCF）复合结构传感器。该结构可以通过调控腐蚀时间和纳米膜涂覆厚度改变传感器的耦合模式、谐振波长、最佳折射率传感区间等传感器参数。理论分析了DCF外包层厚度减小情况下，DCF模式耦合特性以及折射率传感灵敏度的变化情况。实验中通过在外包层直径为59 μm的DCF上涂覆2000层的Al2O3纳米膜，实现了在1.336~1.356折射率范围内1200 nm/RIU的灵敏度，这是未经腐蚀和涂覆DCF的24倍。该传感器具有灵敏度高、一致性好、耦合模式可控、传感器参数可定制化等优点，有望在生物医学和化学检测等领域实现极大的应用价值。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0810003      

王小林   陶汝茂   杨保来   史尘   张汉伟   周朴   许晓军  

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研究了掺镱全光纤振荡器中的模式不稳定效应（TMI）与受激拉曼散射（SRS）之间的关系。实验发现，在纤芯直径为20μm的单端泵浦1.5kW级全光纤振荡器中，当SRS达到一定阈值时，TMI突然出现，激光器输出功率突然下降，减少的输出功率由包层光滤出器件倾泻到谐振腔外。实验发现SRS光谱增强、输出功率下降与包层光滤出器温度上升存在一定的关联；通过缩短光纤长度抑制SRS，可以将单端泵浦振荡器的模式不稳定阈值提升到大于2kW以上；同时对纤芯直径为25μm的双端泵浦振荡器进行研究，同样通过抑制SRS提升了TMI阈值，获得了大于5kW的激光功率输出。实验结果初步验证了在非线性较强的情况下，SRS是导致TMI的原因，通过抑制SRS可以提升TMI阈值。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0801008      

杨松   郝强   曾和平  

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实验采用共振增强式非线性折射率调制技术实现了非线性放大环形镜锁模掺镱全保偏光纤激光器重复频率的精确锁定。通过在激光器非线性环内加入一个能提供线性相移的非互易性元件，有效减小了锁模脉冲的泵浦阈值。进一步优化激光器的锁模泵浦功率和控制光纤非线性折射率的泵浦功率，激光器直接输出的最短脉冲为590 fs，重复频率为20.48 MHz，重复频率峰-峰值的波动范围小于0.4 mHz，相应的标准偏差为0.1 mHz。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0801007      

刘西洋   孙凤莲   王君宇  

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以自保护药芯焊丝（OCr13Ni4MoN）为研究对象，借助高速摄像采集了激光-电弧复合热源堆焊的熔滴和电弧图像，利用汉诺威电弧分析仪记录了电弧的电信号，研究了自保护药芯焊丝激光-电弧复合热源堆焊的熔滴过渡行为。研究结果表明：激光的加入明显地减小了自保护药芯焊丝电弧斑点漂移概率，稳定了电弧，拉伸了电弧空间，改变了熔滴受力状态，使熔滴过渡行为发生改变。复合热源堆焊参数的选择，对自保护药芯焊丝的熔滴过渡影响显著。激光光斑直径的大小，决定了激光功率密度和作用范围，本试验条件下，光斑直径为2 mm时，有利于熔滴过渡和提高堆焊过程的稳定性。光丝的前后位置决定了激光对电弧的吸引方向，激光前置比激光后置时更有利于熔滴过渡和电弧稳定性的提高。光丝夹角决定了电磁收缩力的方向，光丝间距决定了激光能量的作用位置和热源耦合效果，本试验条件下，光丝夹角为30 °，光丝间距为+4 mm时，促进了熔滴过渡，稳定了堆焊电弧，改善了焊道金属表面铺展性。小光丝间距时，激光功率改变了焊丝端头熔化状态，当激光功率为4 kW时有利于熔滴过渡，熔滴过渡形式由排斥过度变为爆炸过渡。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0802007      

胡海   仇伯仓   何晋国   汪卫敏   赵楚中   刘文斌   邝朗醒   白雪  

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本论文描述了设计与制作的高性能976 nm波长、宽条大功率半导体激光芯片。我们采用对非对称宽波导外延结构设计并采用金属有机化学气相外延技术生长了低损耗、高效率的外延材料。制备了190 μm发光区域宽度、4 mm腔长、波长976 nm的半导体激光芯片，封装为chip-on-submount器件。测试表明，封装后器件在室温下阈值电流为1.05 A，斜率效率为1.12 W/A，最高电光转换效率接近69%。在40℃、19.5 W功率输出时电光转换效率仍然达到60%。9个器件在40℃温度和15A电流下老化了4740小时,无器件失效，而且老化前和老化后的腔面光学灾变功率均超过41 W（受限于测试设备的最大电流），证明该976 nm激光芯片具极高的稳定性和可靠性。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0801006      

杨尚   宋艳洁   李隆普   宗楠   薄勇   沈建平   韦玮   彭钦军   许祖彦  

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本文对低温下885 nm泵浦Nd:YAG晶体946 nm准三能级激光性能进行了研究。将激光上下能级波尔兹曼分布分数f1、f2作为温度的函数引入激光速率方程，定性地分析了低温下的小信号增益和激光阈值的变化规律。利用搭建的低温冷却系统，研究了在不同晶体温度下946 nm激光的输出性能，在210 K时获得了最大165 mW的激光输出，斜效率36%，相比于常温下斜效率提高了71%。观察到并分析了低温下1061 nm增益增强的现象。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0801005      

缪涛   郑继红   王康妮   刘悠嵘   黄新荣   朱天赟  

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本文利用了柱面波与平面波干涉形成一种二维全息聚合物分散液晶（H-PDLC）变间距光栅。为了使聚合物与液晶分离的更加彻底，实验采用曝光强度为16mW∕cm^2的532nm的激光，并且两次曝光时间为2s/60s，通过将样品二次曝光旋转60°形成二维六角晶格H-PDLC变间距光栅。本文分别研究了光栅的理论周期变化范围、衍射特性、电控特性以及影响光栅周期变化的参数分析。我们测得在半径为6mm的圆形范围内，光栅的周期变化区间为1.804μm至2.281μm，并且与理论计算得到结果基本一致。在没有加载电压的情况下，一级衍射效率达到18.3%，当加载电压达到90V时，中心透射效率由15.6%增加至73%。该光栅具有变周期和电控特性，所以在衍射光学具有潜在的应用价值，例如用于染料掺杂的2D H-PDLC光栅的可调谐多波长有机激光器的研究。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0809001      

姚建华   刘克元   叶正挺   方铮   张群莉   杨高林  

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通过激光重熔实现合金的非晶化是选区激光熔化制备非晶合金的基础。本文采用额定功率为500W的光纤激光器对晶态Ti47Cu38Zr7.5Fe2.5Sn2Si1Ag2的合金基体进行激光重熔实验，研究了不同工艺对激光重熔时熔池的形貌以及熔池晶化的影响。实验结果表明，单道激光重熔的熔池内容易获得非晶组织，并且随着扫描速度的降低熔池的形貌逐渐从球冠状向漏斗状转变。搭接重熔中，扫描宽度较大时，重熔区内有熔道搭接造成的热影响区晶化带，扫描宽度较小时，重熔区内基本为非晶态。这是由于扫描长度较小时热累积效应显著，熔池展宽和扫描宽度接近。在面扫描的过程中由于热累积，匙孔效应更加的突出，熔池的熔深显著增加，同时在熔池的底部会有少量的气孔。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0802006      

赵楚韩   张洪明   宋健  

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随着室内定位服务需求的增长，室内定位技术成为当下的研究热点。为了实现低成本，低复杂度以及高精度的室内定位系统，本文提出了基于指纹的室内可见光定位方法。该方法利用可见光发光二极管（LED）作为信号源，根据接收到的可见光信号强度信息，结合三角定位算法和指纹定位算法，实现室内高精度定位。定位过程主要分为两步：第一步，通过三角定位算法确定移动目标粗略的位置范围；第二步，以该位置范围作为限制条件，使用指纹定位算法实现更精确定位。实验结果表明，该方法与传统的基于可见光信号强度的定位方法相比，平均定位精度提高了64.71%；同时，与传统的基于指纹的定位方法相比，可以在更低复杂度的情况下，实现更高精度定位。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0806002      

檀兵   黄敏   朱启兵   郭亚   张宏阳  

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激光诱导击穿光谱中通常含有丰富的元素特征谱峰，谱峰的准确识别是利用激光诱导击穿光谱技术进行元素定性、定量分析的前提和基础。论文针对传统谱峰元素识别方法准确率偏低、可靠性不足的缺点，提出了一种元素谱峰自动识别的新方法。该方法首先利用Voigt函数对实验光谱进行拟合，以克服谱峰重叠和噪声干扰；提取拟合谱峰的中心波长、光强、半高宽和谱峰质心作为谱峰特征参数向量；并将待识别光谱的谱峰特征参数向量与NIST标准谱线数据库中的元素谱线进行相似性分析，从而实现谱峰元素的自动识别。论文分别利用NIST标准数据库和茶叶样品LIBS光谱数据进行了实验研究，验证了该方法在LIBS谱峰元素识别上的有效性。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0811002      

王琦   高春峰   聂晓明   周健   魏国   龙兴武  

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在陆用组合导航领域，激光多普勒测速仪能够为捷联惯导系统提供载车速度。为了抑制车辆颠簸及倾角变化对一维激光多普勒测速仪的影响，本文设计了二维激光多普勒测速仪。针对其使用过程中的误差参数，提出了差分GPS辅助的Kalman滤波标定方法并设计了车载组合导航实验验证该方法的有效性。补偿后的二维激光多普勒测速仪与陀螺数据航迹推算的最大水平位置误差与最大高度误差分别为5.5m和0.36m。实验结果表明，本文提出的标定方法是有效的，补偿后的二维激光多普勒测速仪能够大大提高导航水平定位精度，且能够给出高精度高度信息。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804004      

刘铁诚   张力   孙静   钟羽武   王中阳   郭新军   阮昊  

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大数据时代，超分辨光存储技术拥有广阔的应用前景。本文通过开环态双光子吸收转化荧光光谱、荧光淬灭光谱及开孔Z扫描等探究二芳基乙烯的光学记录特性及参数，得到其非线性吸收系数为：3.46×10-13（m/W），双光子吸收转化阈值功率密度为：107.36GW/cm2，荧光淬灭阈值功率密度为：2.89 GW/cm2。结果表明二芳基乙烯具有光诱导-光抑制、非线性吸收以及荧光淬灭等特性，是优异的超分辨光存储备选材料，并基于测试参数，理论计算其在超分辨光存储中的分辨率。结果显示分辨率可以达到60.0nm，可实现λ/12的信息记录。在此基础上设计了一种基于二芳基乙烯的双光子双光束超分辨光存储信息记录和读出方法。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0903001      

宋思雨   李中梁   高云华   余俊杰   南楠   王瑄   袁春晓   王向朝  

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微针经皮给药结合了注射和经皮给药两者的优势，可提高大分子药物的经皮吸收量，对皮肤几乎无损害，具有良好的发展前景。然而，此技术仍处于发展阶段，需要利用成像手段对微针刺入皮肤的深度、药物颗粒的吸收/释放行为等进行研究。本文搭建了一套扫频光学相干层析成像系统，利用圆环达曼光栅产生贝塞尔光束照射样品，在保证高横向分辨率的同时延长焦深，实测系统的横向分辨率为3.85μm，有效焦深为1.68mm，满足微针经皮给药的成像要求。利用该系统对溶解微针刺入皮肤前后进行成像，能够清晰看到微针的边缘、刺入深度和在皮肤上留下的微通道，并观察到了微针在皮肤内的溶解过程。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0807001      

卜凡涛   鲁云开   李民康   周常河  

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衍射光栅在各行各业有着广泛的应用，这就要求光栅必须具有很好的质量。在制作大尺寸光栅的各种方法中，激光直写具有明显优势，本课题组采用并行激光直写技术制作出尺寸100×100mm，线数为1780每毫米的光栅。首先对光栅进行理论分析，并找出正弦形光栅在效率最高时的槽深，用激光直写的方法制作出光栅，最后镀上一层金膜。本文主要对光栅的制作介绍和效率作测量，并预估光栅的均匀性。 测量得到16×16数据点，并分为4×5区域，对每一个小区域测量出效率值，用软件处理数据并给出效率分布图，其效率大部分都在90%左右，与理论值接近，而且效率分布很均匀，由此证明本课题组提出的并行激光直写方法可行性。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第9期 pp.0904001      

余洋   赵南京   孟德硕   马明俊   兰智高  

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为了提高土壤重金属激光诱导击穿光谱（LIBS）特征谱线的信背比（SBR）、稳定性并降低元素检测限，研究了土壤LIBS连续背景辐射以及Fe、Pb、Ca、Mg等4种元素特征分立谱线的偏振特性，对比分析了有、无偏振条件下元素特征谱线的相对标准偏差（RSD）、信背比与检测限。结果表明： Fe（404.581 nm）、Pb（405.78 nm）、Ca（422.67 nm）和Mg（518.361 nm）元素的特征谱线及其相应连续背景辐射的偏振度分别为0.27、0.17、0.25、0.23和0.70、0.64、0.69、0.67。偏振分辨LIBS技术使得4条特征谱线Fe（404.581 nm）、Pb（405.78 nm）、Ca（422.67 nm）和Mg（518.361 nm）的RSD分别降低了3.28％、2.2％、3.24％和1.34％。偏振分辨LIBS有效抑制了连续背景辐射，4种元素特征谱线的SBR分别提高了5.59、5.67、5.30、7.35倍。有、无偏振条件下，Pb元素的检测限分别为17.4 g.g-1和39.4 g.g-1，有偏振条件下的检测限降为无偏振时的0.44。以上研究结果为进一步提升土壤重金属的LIBS定量分析能力提供了数据支撑。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0811001      

孙佳钰   于天彪   赵雨   杨林   关闯  

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目前传统加工具有悬臂结构的薄壁件面临着巨大挑战，但是激光熔覆技术能够有效解决这一难题。本文通过建立周向倾斜薄壁圆环模型，得到了周向偏移量和倾斜角之间的关系；通过优选周向偏移角，基于激光熔覆（激光近净成形）技术获得了结构稳定，高度、宽度误差都较小的周向悬臂薄壁圆环。初选满足熔覆要求的样本3，其偏移角为0.5度，倾斜角为18.05度，较优的（周向偏移量，Z轴提成量）参数组合为（0.11，0.224）。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0802004      

李奇思   梁庭   雷程   李旺旺   林立娜   杨娇燕   熊继军  

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本文使用355nm全固态紫外激光对硼硅玻璃进行直写刻蚀实验，采用单一变量法探究了激光能量密度、重复频率、扫描速度、扫描间距、扫描次数对刻蚀结果的影响。研究表明，能量密度过大或在有效刻蚀阈值附近时易引发严重的崩边裂损现象；等离子体屏蔽效应随能量密度增大而增强导致刻蚀深度下降；随着重复频率的降低，通道边缘碎裂现象逐渐减轻，刻蚀深度增大；缩短扫描间距可有效改善沟道底面的平整度；刻蚀深度随扫描次数的增加而增大，但同时沟道锥度也逐渐增加。基于实验结果分析得出较优加工参数，实现了宽度为84.76μm,刻蚀深度达178.3μm，底面较平整，有轻微崩边，沟道垂直度可达89.58°的L型微通道的直写刻蚀。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0802003      

陈燕青   高炳攀   林炎章   居学尉   王杰   王向峰  

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本文基于时域有限差分法（FDTD），对金属线栅结构的太赫兹偏振特性进行了仿真分析，研究了占空比和金属层的厚度对偏振特性的影响,发现随厚度增加在0.1-10THz范围内出现的周期性高透射现象,这一现象或许可以用于制备可调多通太赫兹滤波器。基于飞秒激光微加工技术制备了周期性金属线栅太赫兹偏振片，并利用时域太赫兹光谱系统进行实验测试，实验结果与仿真结果相吻合，偏振片的消光比在40-45dB范围内，偏振度为1，显示了良好的偏振特性。这种加工技术具有流程简洁、制备快速的特点，可广泛应用于其它太赫兹器件的制备。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0802005      

方玉亮   金振宇   刘忠   李正刚  

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大气湍流严重干扰地基天文观测和空间目标观测。随着多层共轭自适应光学(MCAO)等技术的发展，可以有效的改善湍流大气的干扰。为了MCAO的设计和性能优化，需要对址点的大气湍流轮廓线进行测量。目前湍流轮廓线测量方法有很多种，其中PML、S-DIMM+等基于面源目标像的相对运动方差或协方差统计反演的方法，具有分层分辨率高、测量精度高等优点。反演的线性方程组经过离散化获得，离散化误差导致观测视场不能太大，以PML为例，只能达到100角秒左右。较小的视场使方程数目受限，导致湍流轮廓线反演结果受运动方差或协方差测量误差的影响。本文以PML方法为研究实例，提出了分层积分系数矩阵方法，该方法明显改善了离散化误差，大幅提高了观测视场范围，降低协方差误差对测量结果的影响，提高了湍流轮廓线反演精度。数值模拟结果表明，分层积分系数矩阵PML方法，其视场可达到400角秒，测量误差也大幅度降低。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804003      

余皓   刘秉琦   鲁军   胡文刚   李刚   张帅  

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在设计三通道非成像氧气吸收被动测距系统过程中，确定各通道光电倍增管的绝对光谱响应度，对确保系统测距精度具有重要意义。为了克服光电倍增管灵敏度高易饱和而导致的单色光功率测量困难，提出一种光电倍增管绝对光谱响应度测量方法。利用积分球与可调狭缝构建通量可调的系统光源，利用响应度已知的标准探测器测量单色光源辐射功率，设计测量系统并对三根滨松H10722-01型光电倍增管模块进行了绝对光谱响应度测量。同时，为了检验该测量方法的有效性，在外场条件下开展了近程被动测距实验，将测量得到的光电倍增管绝对光谱响应度，作为三通道被动测距系统各通道的光谱响应度参数，在60m和100m距离上测距误差分别为6.17%和8.5%，实验结果证明了该绝对光谱响应度测量方法的有效性。

       PDF全文        中国激光 ，2018年第45卷第8期 pp.0804002      

杨野   邬融   孙明营   田玉婷   邵平   夏兰