西北工业大学物理科学与技术学院，光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室，陕西省光信息技术重点实验室，陕西 西安 710129
贝塞尔光束以其独特的无衍射传输特性得到了广泛的关注，在光学操控、光学加工、信息传输、光学成像等领域具有巨大的应用前景。为了丰富光束的传输特性，通过不同手段对贝塞尔光束传输的调控成为了热点问题。研究者提出不同的理论和方法，通过对贝塞尔光束进行不同维度的调控，构造了沿任意轨迹传输、轴上强度和偏振可调的新型类贝塞尔光束。从贝塞尔光束的基本特性出发，总结了近年来贝塞尔光束传输调控相关的研究进展，包括贝塞尔光束的传输轨迹控制、轴向强度和偏振态控制、束宽控制等基本调控手段，并分析了其传输和调控机理。
光场调控 无衍射光束 贝塞尔光束 光传输 光学学报
2024, 44(10): 1026001
中国工程物理研究院应用电子学研究所，四川 绵阳 621900
未来极紫外光刻技术的发展亟需更高功率的光刻光源，能量回收型自由电子激光光源可以实现千瓦量级以上的功率输出，是一种极具潜力的高功率极紫外光刻光源。主要介绍了高功率能量回收型自由电子激光光源的工作原理、发展现状以及所面临的关键技术挑战。
激光光学 极紫外光刻 能量回收型直线加速器 自由电子激光 光阴极注入器 超导加速器
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Light Field Manipulation and Information Acquisition, Ministry of Industry and Information Technology, Shaanxi Key Laboratory of Optical Information Technology, School of Physical Science and Technology, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710129, China
Based on the transverse-longitudinal mapping of Bessel beams, we propose a simple method to construct a self-similar Bessel-like beam whose transverse profile maintains a stretched form during propagation. Specifically, the propagating-variant width of this beam can be flexibly predesigned. We experimentally demonstrate three types of self-similar Bessel-like beams whose width variations are linear, piecewise, and period functions of propagation distance, respectively. The experimental results match well with the theoretical predictions. We also demonstrate that our approach enables the generation of self-similar higher-order vortex Bessel-like beams.
Bessel beams self-similarity transverse-longitudinal mapping Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 022601
1 无锡学院, 江苏 无锡 214000
2 南京信息工程大学, 南京 210000
3 无锡学院, 江苏 无锡 214000南京信息工程大学, 南京 210000
针对传统蜉蝣算法在求解无人机航迹规划存在稳定性差、精度低、收敛速度慢, 且容易陷于局部最优等问题, 提出了一种应用于无人机航迹规划的多策略改进蜉蝣算法。首先, 建立代价函数模型和环境模型, 将无人机航迹规划问题转变为满足无人机可行航路要求和航路安全约束的优化问题;其次, 基于莱维(Lévy)飞行原理对粒子种群(PSO)初始化, 通过采用自适应t分布和基于Pareto原理的精英保留策略对传统蜉蝣算法进行改进;最后, 通过仿真实验验证了所提算法。结果表明: 改进的蜉蝣算法的性能优于传统蜉蝣算法和粒子群算法, 且规划出的航迹质量较高。
无人机 航迹规划 蜉蝣算法 自适应t分布 Lévy飞行 UAV path planning Mayfly algorithm adaptive t-distribution Lévy flight
1 南京城市职业学院智能工程学院，江苏南京 211200
2 南京信息工程大学 江苏省气象探测与信息处理重点实验室
3 南京信息工程大学 江苏省气象传感网技术工程中心，江苏南京 210044
针对气体泄漏声波信号降噪的问题，提出一种集合小波包分析(WPA)与变分模态分解(VMD)相结合的降噪方法。通过小波包变换对信号的噪声进行预处理；利用 VMD对去除噪声的信号进行分解，得到所有的本征模函数(IMF)分量，并根据相关系数准则判断有效 IMF；最后提取有效成分并进行信号重构。对本文方法进行验证，结果表明，本文方法能够有效剔除气体泄漏信号中包含的各种噪声，降噪后信噪比为 15.485 1，均方根误差为 0.028，为后续信号分析减少了干扰，也为气体泄漏声波信号的特征提取与分析提供了新的思路。
降噪 气体泄漏 小波包分析 变分模态分解 预处理 noise reduction gas leakage wavelet packet analysis Variational Mode Decomposition pretreatment 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(8): 1031
1 航天工程大学， 北京 101416
2 中国人民解放军63920部队， 北京 100094
3 北京跟踪与通信技术研究所， 北京 100094
随着“2020 SO身份之谜”的落幕， 空间目标的光谱表征及识别技术在空间领域感知中的地位再次凸显。 光谱表征及识别技术的突出优点是能够通过空间目标表面反射的光谱识别出其材料， 进而确认空间目标的身份及类型。 该技术在图像不具备空间分辨率的前提下， 仍然能够较准确地识别出材料， 因此通过低成本小口径望远镜进行空间目标材料表征的可行性得到验证。 在这一点上， 传统的观测手段很难做到的。 2000年， Jorgensen的博士论文在该领域内引起了广泛的关注， 从此开启了空间目标光谱表征的研究热潮。 然而， 经历了20余年的发展， 空间目标的光谱表征及识别技术在实际应用中仍然受到了较大的限制， 这与空间目标的光谱表征方式以及空间环境的复杂性和未知性有着较大的关系。 研究者们通常以地面实验室内的测量数据为依据对实际在轨目标进行表征和识别， 而空间环境的作用却导致了两种测量结果之间存在着无法被描述的差异。 光谱解混法是空间目标材料识别的主流方法， 对其原理和应用情况进行了详细的介绍， 并指出实验室测量结果与实测结果之间的差异是造成解混不成功的主要原因。 解混识别的准确率很大程度上取决于光谱数据库的完善程度， 因此在建立光谱数据库时需要重点考虑空间环境和观测几何对空间目标光谱特性的影响。 同时， 人工智能算法的引入也将大大提高空间目标光谱表征及识别的能力。 从空间目标光谱特性及分类研究、 空间目标材料表征及识别研究、 空间目标光谱的红化现象、 光谱数据库的发展情况四个方面进行了详细的综述及讨论， 分析了其中的难点和重点问题， 凝练出了一些具有参考价值的建设性意见， 希望能够给广大研究者提供便利。
空间目标 光谱表征 材料识别 红化 解混 Space object Spectral characterization Material identification Reddening Unmixing 光谱学与光谱分析
2023, 43(5): 1329
1 南京航空航天大学 航空学院，航空航天结构力学及控制全国重点实验室，江苏 南京 210016
2 南京航空航天大学 航空学院，航空航天结构力学及控制全国重点实验室，江苏 南京 210016南京航空航天大学 航空学院，直升机动力学全国重点实验室，江苏 南京 210016
为了研究任意截面形状的压电半导体纤维的力学特性，提出了基于物理信息的神经网络模型，应用深度学习算法求解复杂的变系数偏微分方程。以变截面压电半导体纤维的静态拉伸为例，构造深度神经网络作为试函数，将其代入控制方程形成残差，并作为机器学习的加权损失函数，进而通过深度机器学习技术逼近数值解。研究结果表明：该方法具有广泛适用性，能够求解任意截面形状压电半导体材料的线性和非线性方程。
压电材料 神经网络 深度学习 电势 半导体结 piezoelectric materials neural networks deep learning electric potential semiconductor junctions
河北博威集成电路有限公司，河北 石家庄 050299
使用泛音SC切石英晶体谐振器的恒温晶振需含有电感的带通电路来抑制B模振荡，不利于恒温晶振小型化。该文建立了谐振器的振动模型和等效电参数的计算模型，利用B模、C模在电极内的法向电流密度分布差异对电极进行裁剪，设计了B模抑制电极，调整两种模式的压电耦合效率，成功设计出B模自抑制的19.2 MHz三次泛音SC切晶体谐振器。结果表明，该方法有助于小型化SC切恒温晶体振荡器使用泛音晶体，以实现更高的指标。
SC切谐振器 B模抑制 电极 等效电感 法向电流密度 SC cut crystal resonator B mode suppression electrode equivalent inductance normal current density
强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所),西安 710024
闪烁体表面状态将影响其荧光出射强度和空间分辨等闪烁性能, 进而影响辐射探测系统的测试结果。本文通过理论模拟和实验研究等方式, 系统表征了LYSO∶Ce闪烁体被射线激发时在4种表面状态下(双面抛光、仅出射面抛光、仅入射面抛光和双面均不抛光)的荧光强度空间分布, 以及闪烁体厚度对其空间分辨的影响规律。结果表明, 4种状态在法线方向0°的荧光出射相对强度为0.49∶0.64∶0.89∶1, 荧光强度随出射角度增加而逐渐减小。随着表面抛光度的降低, 闪烁体出射荧光空间分布更均匀。闪烁体厚度为0.3、1.0和5.0 mm时, 双面抛光的空间分辨分别为1.70、1.36和1.12 lp/mm, 单面抛光-出射面抛光的空间分辨为1.5、1.2和1.0 lp/mm, 空间分辨随闪烁体厚度增加而降低, 并且双面抛光时空间分辨比单面抛光提升了约12%。
LYSO∶Ce闪烁体 表面状态 荧光强度 空间分辨 厚度 LYSO∶Ce scintillator surface state fluorescence intensity spatial resolution thickness
