Jing Wang 1,2Kaifei Tang 1Bingxuan Li 1,2,3,*Ge Zhang 1,2,3,**
Author Affiliations
Abstract
1 Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, Fuzhou 350002, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Fujian Science and Technology Innovation Laboratory for Optoelectronic Information of China, Fuzhou 350108, China
In this paper, the frequency difference of the eigen polarization modes of the Nd:YAG crystal laser at different polarization ratios is experimentally studied, and to the best of our knowledge, the correlation between the frequency difference of the eigenmodes and the output polarization degree is reported for the first time. Combined with the analysis of the polarization beam profile, it is proved that the polarized laser produced by the isotropic crystal is due to the frequency locking of the eigen polarization modes. The weak birefringence in the crystal causes the round-trip phase difference of the orthogonal polarization modes, which leads to the frequency difference between the polarization modes. By the adjustment of the cavity mirror, the anisotropic loss will interact with the round-trip phase difference. The eigen polarization modes can reach frequency degeneration, and then be coherently combined to produce linearly polarized laser output. This work provides a useful reference for understanding the physical mechanism of polarized lasers realized by isotropic crystals.
linear polarization frequency difference weak birefringence 
Chinese Optics Letters
2023, 21(11): 111401
蔡梦雪 1,2,3,4王孝坤 1,2,3,4张志宇 1,2,3,4李凌众 1,2,3,4[ ... ]张学军 1,2,3,4
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
3 应用光学国家重点实验室,吉林 长春 130033
4 中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室,吉林 长春 130033
由于仪器传递函数(Instrument Transfer Function, ITF)能准确反映仪器在空间频率上的响应特征,被广泛应用于仪器规范之中。目前多采用刻有单一台阶特征或不同周期正弦特征的平面测试板对干涉仪的ITF进行检测。针对平面测试板无法完成高陡度球面/非球面镜检测时ITF标定的问题,提出了根据球面台阶测试板标定高陡度镜面检测的子孔径拼接ITF的方法。通过超精密车削技术制作了球面台阶测试板,并对其进行拼接检测,根据梯度定位法和旋转矩阵完成检测孔径中台阶的定位及采样,利用傅里叶变换方法实现对台阶实测面形的功率谱密度求解,最后与理想面形功率谱密度做比获得ITF。对口径100 mm、曲率半径100 mm、带有同心圆环台阶结构的球面台阶测试板进行拼接检测以及数据分析,实验结果表明:在1 mm−1的空间频率范围内,各个子孔径对高陡度镜面的检测水平平均可达到82.72%,具有较好的检测精度,随后ITF逐渐衰减,当空间频率在1.5 mm−1左右时,仅能达到40%~60%。
高陡度球面 高陡度非球面 仪器传递函数 子孔径拼接 球面台阶测试板 high-steep spherical surface high-steep aspheric surface instrument transfer function sub-aperture stitching spherical step test board 
红外与激光工程
2023, 52(9): 20230462
作者单位
摘要
1 上海交通大学 物理与天文学院,上海 200240
2 上海无线电设备研究所,上海 201109
3 复旦大学 信息科学与工程学院,上海 200433
4 上海交通大学 李政道研究所,上海 200240
论证了单晶体光参量放大(OPA)过程在特定边界条件下满足频域宇称-时间(PT)反对称性。归一化的数值求解结果显示,OPA系统PT对称阈值点附近呈现增益跃变性质。对于存在位相失配的OPA,通过实时调控泵浦光强,即可控制系统PT对称性,论文基于相位失配OPA中可超快调控PT对称性的特性构建了超快光开关,一方面光开关与周期性幅度调制的泵浦光联合使用,可直接将连续激光转换为超短脉冲序列输出;另一方面,构建的光开关也可用于脉冲激光再压缩,有望用于中红外波等长波段超短种子源。论文提出的基于超快光开关直接产生超短脉冲序列的方案,由于不需要光学谐振腔,易于实现大于10 GHz的超高重复频率。
二阶非线性光学 光学参量放大 超短脉冲序列 非厄米哈密顿量 频域宇称时间反对称 quadratic nonlinear optics optical parametric amplification ultrashort pulse sequence non-Hermitian Hamiltonian spectral parity-time anti-symmetry 
强激光与粒子束
2023, 35(9): 091005
Author Affiliations
Abstract
1 China University of Petroleum, Qingdao 266580, China
2 Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
We developed a general framework for parallel all-optical logic operations with independent phase control of arbitrary orthogonal polarization state enabled by a single-layer metasurface. A pair of orthogonal circular polarized bases are used as two input channels of the logic operator, and their four combinations perfectly match various binary input states. Correspondingly, distinct phase profiles are encoded into the metasurface, which enables parallel operation of the two logic gates by way of polarization switching. It allows for an efficient and compact way to implement multi-channel multiplexed logic gate operations with the capability of fast optical computing at the chip scale.
parallel all-optical logic operation metasurface polarization 
Chinese Optics Letters
2023, 21(10): 101602
作者单位
摘要
1 武汉理工大学,硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉430070
2 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司,安徽 蚌埠233000
3 玻璃新材料创新中心(安徽)有限公司,安徽 蚌埠233000
4 武汉理工大学信息学院,武汉430070
推动硅酸盐材料制造过程的低碳排放对于实现碳达峰、碳中和总体战略目标意义重大。本工作以平板玻璃窑炉为基础,采用数值模拟方法开展氢能在玻璃窑炉中应用的基础研究。分析采用天然气/氢气混合燃料对玻璃窑炉燃烧空间温度场/速度场分布、燃烧生成烟气成分的影响,预测氢能在玻璃窑炉中应用的可行性。结果表明,采用天然气/氢气混合燃料为玻璃液熔化提供能量,可以保证玻璃窑炉温度制度稳定。采用天然气/氢气混合燃料供能,燃料燃烧速率加快,释放热量集中,掺氢体积比为20%及以上时,燃烧形成的火焰长度会明显缩短,而热烟气在窑炉内停留时间延长。对比基础窑炉,采用掺氢比例40%的燃料,窑炉总烟气排放质量减少了4.13%,CO2排放质量减少了12.50%,烟气中NOx浓度由1 093 mg·Nm-3 (干燥,8% O2条件下)增加至1 282 mg·Nm-3 (干燥,8% O2条件下)。为推动氢能在硅酸盐制造领域的应用还需开展燃烧系统设计、耐火材料侵蚀等方面研究,以解决氢能在大型窑炉中应用存在的问题。
玻璃熔窑 氢气 燃烧过程 仿真 glass furnace hydrogen energy combustion process simulation 
硅酸盐学报
2023, 51(9): 2179
作者单位
摘要
连续碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiCf/SiC)是发展先进航空发动机的关键材料, 航空发动机长时服役要求材料具有优异的高温蠕变性能。本工作研究了平纹编织Cansas-II碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiCf/SiC)在空气中的高温蠕变行为, 蠕变温度为1200~1400 ℃, 应力水平为80~140 MPa。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了2D-SiCf/SiC复合材料的微观组织和断口形貌, 使用能谱分析仪(EDS)进行了成分分析。结果表明: 当蠕变应力低于比例极限应力(σPLS)时, 2D-SiCf/SiC的蠕变断裂时间超过500 h, 稳态蠕变速率为1×10-10~5×10-10 /s, 蠕变行为由基体和纤维共同控制。当蠕变应力高于σPLS时, 复合材料的基体、纤维和界面均发生氧化, 蠕变断裂时间显著降低, 稳态蠕变速率提高一个数量级, 蠕变行为主要由纤维控制。
Cansas-II SiCf/SiC复合材料 蠕变 蠕变断裂时间 稳态蠕变速率 基体开裂 Cansas-II SiCf/SiC creep creep rupture time steady-state creep rate matrix cracking 
无机材料学报
2023, 38(2): 177
Yulu Huang 1,2Anli Hou 3,4Jing Wang 3Yue Yao 3[ ... ]Yujuan Fan 1,4,*
Author Affiliations
Abstract
1 Jinan University, Guangzhou, Guangdong 510632, P. R. China
2 Department of Gynaecology, Wuzhou Red Cross Hospital, Wuzhou, Guangxi 543002, P. R. China
3 Shenzhen Key Laboratory for Minimal Invasive Medical Technologies, Guangdong Engineering Center of Polarization Imaging and Sensing Technology, Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University, Shenzhen, Guangdong 518055, P. R. China
4 Department of Gynaecology, University of Chinese Academy of Sciences, Shenzhen Hospital, Shenzhen, Guangdong 518106, P. R. China
5 Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute, Tsinghua University, Shenzhen, Guangdong 518071, P. R. China
6 Department of Physics, Tsinghua University, Beijing 100084, P. R. China
7 Department of Pathology, University of Chinese Academy of Sciences Shenzhen Hospital, Shenzhen, Guangdong 518106, P. R. China
8 Department of Pathology, Wuzhou Red Cross Hospital, Wuzhou, Guangxi 543002, P. R. China
Ovarian cancer is one of the most aggressive and heterogeneous female tumors in the world, and serous ovarian cancer (SOC) is of particular concern for being the leading cause of ovarian cancer death. Due to its clinical and biological complexities, ovarian cancer is still considered one of the most difficult tumors to diagnose and manage. In this study, three datasets were assembled, including 30 cases of serous cystadenoma (SCA), 30 cases of serous borderline tumor (SBT), and 45 cases of serous adenocarcinoma (SAC). Mueller matrix microscopy is used to obtain the polarimetry basis parameters (PBPs) of each case, combined with a machine learning (ML) model to derive the polarimetry feature parameters (PFPs) for distinguishing serous ovarian tumor (SOT). The correlation between the mean values of PBPs and the clinicopathological features of serous ovarian cancer was analyzed. The accuracies of PFPs obtained from three types of SOT for identifying dichotomous groups (SCA versus SAC, SCA versus SBT, and SBT versus SAC) were 0.91, 0.92, and 0.8, respectively. The accuracy of PFP for identifying triadic groups (SCA versus SBT versus SAC) was 0.75. Correlation analysis between PBPs and the clinicopathological features of SOC was performed. There were correlations between some PBPs (δ, β, qL, E2, rqcross, P2, P3, P4, and P5) and clinicopathological features, including the International Federation of Gynecology and Obstetrics (FIGO) stage, pathological grading, preoperative ascites, malignant ascites, and peritoneal implantation. The research showed that PFPs extracted from polarization images have potential applications in quantitatively differentiating the SOTs. These polarimetry basis parameters related to the clinicopathological features of SOC can be used as prognostic factors.
Serous ovarian tumor (SOT) polarimetry basis parameter (PBP) polarimetry feature parameter (PFP) polarization imaging machine learning (ML) 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2023, 16(5): 2241002
李磊 1,*王敬 1黄磊 2郑宏宇 1,**[ ... ]王浪平 3
作者单位
摘要
1 山东理工大学机械工程学院,山东 淄博 255049
2 洛阳船舶材料研究所,河南 洛阳 471003
3 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001
钛合金表面氧化在提高耐磨、耐蚀、界面相容性等方面具有重要应用。采用高斯分布的面热源,模拟红外激光制备Ti6Al4V钛合金表面氧化层过程中的温度分布及变化。首先,通过对比激光功率为500 W(功率密度为39.8 W/mm2)、扫描速度为15 mm/s时钛合金表面和厚度方向温度分布的模拟与试验结果,验证了有限元模型的有效性。然后,采用该模型研究激光功率、扫描速率、重复扫描间隔等对温度场的影响规律。随着激光功率增加,扫描速率降低,加工过程中的线能量增加,钛合金表面和厚度方向的温度整体增加。当线能量相同情况下,由于能量在钛合金表面的累积,大功率高扫描速度下可以获得更高的表面温度和基本相同的内部温度。随着重复扫描间隔的缩小,表面最高温度逐渐升高。
激光加工 氧化层 钛合金 数值模拟 laser processing oxide layers titanium alloy numerical analysis 
激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1714006
作者单位
摘要
1 太原科技大学应用科学学院,山西 太原 030024
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031
基于Collins公式推导了扭曲椭圆高斯谢尔模光束在经过高斯吸收型障碍物后传输的场分布解析表达式,得到了一种有效增强光束自修复能力的基础扭曲光束模型,分析了光源各参数对光束自修复特性的影响,揭示了光束强度、相干度和轨道角动量通量密度在被障碍物部分遮挡后传输的规律以及三者之间的内在联系,解释了扭曲光束自修复特性的内在原理。研究表明,适当减小相干长度和扭曲因子可以在保留扭曲光束特性的同时增强光束的自修复能力。该研究结论有助于优化部分相干光在自由空间传输的整体性能,在自由空间光通信、激光雷达、遥感成像等领域具有潜在的应用价值。
相干光学与统计光学 激光传输 部分相干光 扭曲相位 轨道角动量 自修复 coherent optics and statistical optics laser beam transmission partially coherent light twisted phase orbital angular momentum self-healing 
激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1703001
宋普涛 1,2,*王晶 1,2冷发光 1,2夏京亮 1,2[ ... ]张耀辰 1,2
作者单位
摘要
1 中国建筑科学研究院有限公司, 北京 100013
2 建研建材有限公司, 北京 100013
分别采用偶氮化合物类塑性膨胀剂(PEA1)及亚硝基化合物类塑性膨胀剂(PEA2)配制了C125海上风电超高性能灌浆料, 对比研究了塑性膨胀剂种类及掺量对C125海上风电超高性能灌浆料流动度、膨胀率、抗压强度、电通量及孔结构分布的影响规律。结果表明, 随着塑性膨胀剂掺量的增加, 灌浆料的流动度先增大后减小, 抗压强度逐渐降低, 竖向膨胀率和电通量逐渐增加。当PEA1、PEA2掺量相同时, PEA1对灌浆料的流动度、抗压强度、竖向膨胀率和电通量的影响幅度更大, 掺入PEA1后灌浆料的总孔隙率、平均孔径及大孔比例增幅更明显。
海上风电 灌浆料 塑性膨胀剂 流动度 膨胀率 抗压强度 孔结构 电通量 offshore wind power grouting material plastic expansion agent fluidity expansion rate compressive strength pore structure electric flux 
硅酸盐通报
2023, 42(5): 1608

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