史晋芳 1邱荣 2,*郭德成 2周磊 2[ ... ]谢准 2
作者单位
摘要
1 西南科技大学 制造过程测试技术教育部重点实验室,四川 绵阳 621010
2 西南科技大学 极端条件物质特性联合实验室,四川 绵阳 621010
利用Nd:YAG激光器研究了DKDP晶体元件在激光辐照下的表面损伤特性,对比研究了355 nm和1064 nm激光辐照下晶体元件的表面损伤形貌,分析了每种损伤形貌对应的前驱体和损伤机制。研究结果表明:相对于体损伤,晶体的表面损伤更加复杂,在脉宽约10 ns、损伤概率小于等于50%的激光能量密度辐照下,DKDP晶体的表面损伤主要有带坑底空腔损伤坑、表面损伤裂纹、平底损伤坑、表面烧蚀四种典型形貌。通过光学显微镜和扫描电子显微镜的成像和分析发现:带坑底空腔损伤坑和表面损伤裂纹的前驱体都是晶体体缺陷,平底损伤坑的前驱体则可能是表面加工裂纹、裂纹内碎屑、表层体缺陷等中的一种或多种,表面烧蚀主要由表面污染和浅表层缺陷形成。与熔石英光学元件一样,表面损伤仍然是晶体元件抗激光辐照损伤的薄弱环节。
激光诱导表面损伤 DKDP晶体 损伤形貌 材料体缺陷 表面加工缺陷 laser-induced surface damage DKDP crystal damage morphology material bulk defect surface processing defect 
强激光与粒子束
2023, 35(7): 071003
衡玮 1,2俞健 1,2,*达飞鹏 1,2,3,**
作者单位
摘要
1 东南大学自动化学院,江苏 南京 210096
2 东南大学复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室,江苏 南京 210096
3 东南大学深圳研究院,广东 深圳 518063
针对宽基线场景下的拼接因视差导致伪影和瑕疵的问题,提出了一种基于密集视点插值的实时视频拼接方法。该方法采用在左右相机的基线上补充密集中间视点的方式,为拼接的重叠区域合成平滑过渡的插值视图,以更好地对齐多个输入。为生成该插值视图,利用立体匹配中的匹配代价,设计了网络用来预测在原视图中采样的像素位移场。所提方法在没有插值视图真值的情形下,利用视点间的空间变换关系,指引网络学习视图生成规则。实验结果表明,所提方法能提升视频图像拼接后的视觉观感,并可以达到实时性能,满足实际场景中的应用需求。
机器视觉 视频拼接 宽基线 深度学习 视图插值 machine vision video stitching wide baseline deep learning view interpolation 
光学学报
2023, 43(14): 1415003
作者单位
摘要
1 深圳技术大学中德智能制造学院,广东 深圳 518118
2 温州大学机电工程学院,浙江 温州 325200
3 浙江大学机械工程学院,流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江 杭州 310027
Overview: Surface-enhanced Raman scattering (SERS) affords a rapid, highly sensitive, and nondestructive approach for label-free and fingerprint diagnosis of a wide range of chemicals. This technique has been applied in explosives detection, pre-cancer diagnosis, food safety, and forensic analysis, where a small number of hazardous substances can seriously affect health of human beings. Thus, it is of great significance to prepare high-performance SERS sensors. In general, the signal intensity of SERS is determined by the following three factors: 1) The enhancement effect of surface nanostructure on local electric fields; 2) The number of molecules to be detected in hot spots; 3) Performance of the Raman spectrometer. Therefore, in order to achieve high-performance SERS detection of trace molecules, current research focuses on how to increase the density of hot spots and the number of analyte molecules in the detection area. An ultrafast laser has an ultra-short pulse width and ultra-high peak power, so it can interact with the majority of materials with high processing accuracy and excellent controllability. Meanwhile, it can rapidly construct a variety of large-area micro/nano-structures on material surfaces based on facile digital programming strategies. In addition, combined with multi-beam parallel fast scanning technology, low-cost and high-efficiency machining can be realized without a special requirement for the machining environment. Based on the above advantages, the ultrafast laser has become one of the important means for the fabrication of micro/nano-structures. This is important for the commercial preparation of high-performance SERS sensors. In this paper, we focus on two aspects to introduce the ultrafast laser preparation of high-performance SERS sensors, including how to increase the density of hot spots and the number of analyte molecules in the detection region. Ultrafast lasers can prepare micro/nano-structures with local field enhancement effects by both "bottom-up" and "top-down" processing strategies. The first is based on the "bottom-up" principle, where the reduction, deposition or polymerization of atoms, molecules or other nanoparticles is controlled by ultrafast lasers to achieve additive manufacturing of micro/nano-structures. The other is based on the "top-down" principle, where materials are removed by the ultrafast laser ablation to rapidly achieve hierarchical micro/nanostructures. These structures provide abundant active hot spots for SERS detection. In particular, the superhydrophobic surfaces prepared by the ultrafast laser are one of the most effective methods to achieve the enrichment of analyte molecules. Raman scattering can be excited more effectively by enriched molecules, which is conducive to obtaining higher detection limits and realizing ultra-trace detection. Finally, a prospect for the development of laser-prepared SERS substrates is provided.
超快激光加工 拉曼光谱 表面增强拉曼散射 微纳结构 ultrafast laser fabrication Raman spectroscopy surface-enhanced Raman scattering micro/nano-structures 
光电工程
2023, 50(3): 220333
方金晶 1,3,4曹林洪 1,3,4,**俞健 5,***王进 1,3,4[ ... ]吴卫东 2,3,4,*
作者单位
摘要
1 西南科技大学材料科学与工程学院,四川 绵阳 621000
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
3 四川省军民融合研究院,四川 绵阳 621000
4 西南科技大学极端条件物质特性联合实验室,四川 绵阳 621000
5 深圳技术大学先进材料测试技术研究中心,广东 深圳 518118
采用脉冲激光气相沉积技术制备了Fe/MgO纳米复合薄膜,研究了脉冲数对复合薄膜结构、成分和光学性质的影响。X射线衍射分析表明:沉积的Fe纳米颗粒在脉冲数大于500时出现了晶面取向为(211)的衍射峰,证实了该复合薄膜中Fe、Mg、O元素的存在;Fe纳米颗粒在MgO薄膜中部分被氧化,存在单质态与氧化态(含量比约为3∶2)。高分辨透射电子显微镜分析表明:当脉冲数为100时,平均粒径约为2.73 nm的Fe纳米颗粒在MgO薄膜中呈椭球型均匀分布,且Fe纳米颗粒之间的平均间距约为1.75 nm。椭圆偏振光谱分析表明:当波长小于365 nm时,Fe/MgO纳米复合薄膜的折射率和色散灵敏度随脉冲数的增加而增加。紫外可见光谱分析表明:相比纯MgO薄膜,Fe/MgO纳米复合薄膜在190~235 nm波段出现了明显的紫外窄带增透现象;当作用于Fe靶的激光脉冲数达到300时,Fe/MgO纳米复合薄膜在197 nm处的透过率约为69.4%。
薄膜 Fe/MgO纳米复合薄膜 紫外增透 椭圆偏振 吸收 film Fe/MgO nanocomposite film ultraviolet antireflection elliptical polarization absorption 
激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0531001
汪波 1余健 1,2,*李存成 1,3聂晓蕾 1[ ... ]张清杰 1
作者单位
摘要
1 1.武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室, 武汉 430070
2 2.九江学院 材料科学与工程学院, 九江 332005
3 3.山东理工大学 材料科学与工程学院, 淄博 255000
将热电材料与磁卡材料复合, 发展基于热电制冷和磁制冷耦合增强的热电磁能源转换全固态制冷新技术, 有望实现从热电制冷向热电磁制冷的技术变革, 但目前热电磁复合材料在服役环境下的稳定性还有待研究。本研究采用放电等离子体烧结技术将Bi0.5Sb1.5Te3(BST)热电材料和Gd磁卡材料复合, 制备了一系列Gd/BST热电磁梯度复合材料, 系统研究了该复合材料在338 K、80%相对湿度(RH)的环境下老化12 d过程中的物相组成、显微结构、热电性能及制冷性能的演变特征。结果显示, Gd/BST热电磁梯度复合材料的物相组成和显微结构具有良好的服役稳定性, Gd/BST异质界面的Gd-Te扩散层化学成分和厚度(~4.5 µm)在老化过程中未发生明显变化。测试不同Gd浓度梯度方向热电性能和单臂器件制冷性能发现, 老化前后材料的ZT变化非常小, 单臂器件制冷温差在2.5 A阀值电流下稳定在6.5 K左右, 表明Gd/BST热电磁梯度复合材料具有良好的热电性能和制冷性能服役稳定性。
热电磁梯度复合 热电性能 制冷性能 服役稳定性 thermo-electro-magnetic gradient composites thermoelectric performance cooling performance service stability 
无机材料学报
2022, 38(6): 663
李云飞 1,2史晋芳 1,2,*邱荣 2余健 1,2[ ... ]周磊 2
作者单位
摘要
1 西南科技大学 制造科学与工程学院,制造过程测试技术教育部重点实验室,四川 绵阳 621010
2 西南科技大学 极端条件物质特性联合实验室,四川 绵阳 621010
为了研究3ω预处理、3ω和1ω同时辐照预处理情况后DKDP晶体的3ω损伤特性,建立了双波长预处理和损伤测试实验系统,重点研究了双波长同时辐照预处理情况下1ω能量密度对预处理效果的影响,分析了双波长同时辐照预处理过程中的能量耦合机制。研究结果表明:双波长同时辐照预处理在提升DKDP晶体抗3ω激光损伤性能方面的效果明显好于单波长预处理;在双波长同时辐照预处理情况下,远低于自身预处理阈值的1ω参与了预处理作用过程;在相同3ω能量密度、能量阶梯的预处理策略下,1ω能量密度存在最佳值。
激光诱导损伤 DKDP晶体 激光预处理 双波长激光 能量耦合效应 laser induced damage DKDP crystal laser conditioning dual-wavelength laser energy coupling effect 
强激光与粒子束
2022, 34(6): 061003
李迪开 1,2曹磊峰 2,3,*  4周征 5[ ... ]  1,2,3
作者单位
摘要
1 深圳技术大学 工程物理学院,广东 深圳 518118
2 深圳技术大学 深圳市超强激光与先进材料技术重点实验室,广东 深圳 518118
3 深圳技术大学 先进材料测试技术研究中心,广东 深圳 518118
4 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
5 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
6 广东中科揽胜辐射防护有限公司,广东 佛山 528200
应相关建设安评、环评、稳评以及职业健康评估的要求,电子加速器设计过程中即应对其辐射情况进行分析。针对电子能量为40~95 MeV可调的光阴极微波电子枪直线加速器,对其辐射源项进行分析,并讨论了可能的辐射防护措施的效果。采用蒙特卡罗软件FLUKA对电子束流和加速器进行建模,通过模拟计算发现,加速器产生的等效剂量分布主要位于废束桶中,废束桶以外辐射剂量迅速下降,在电子加速器实验大厅四周设置混凝土墙体的情况下辐射等效剂量率将随墙体厚度迅速下降。若混凝土墙体厚度设置为1 m,则墙体外工作人员所在区域辐射等效剂量率不高于1 μSv/h量级,能够有效屏蔽加速器产生的电离辐射,给工作人员提供有效防护。研究方法及结果对同能区同类型加速器建设中的辐射分析及辐射防护评估具有一定的参考价值。
电子加速器 FLUKA模拟 电离辐射 辐射源项分析 辐射防护 electron accelerator FLUKA simulation ionizing radiation radiation source term analysis radiation protection 
强激光与粒子束
2022, 34(6): 064008
李文健 1,2盖绍彦 1,2,*俞健 1,2达飞鹏 1,2,3,**
作者单位
摘要
1 东南大学自动化学院, 江苏 南京 210096
2 东南大学复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室, 江苏 南京 210096
3 东南大学深圳研究院, 广东 深圳 518063
提出一种使用卷积神经网络从单帧复合图像中获得高质量绝对相位的方法。所提方法使用的复合图像为嵌入散斑的条纹图像,卷积神经网络包括两个子网络,分别利用复合图像中的条纹模式分量和散斑模式分量完成包裹相位的求解及展开。所提方法在相位展开的过程中使用预拍摄的平板复合图像及其条纹阶次作为辅助信息,从而保证相位展开的准确性。实验结果表明,所提方法可以利用单帧复合图像最大限度地减少投影图片的数量,能够获得较高精度的绝对相位,为实现高精度动态场景下的三维测量提供一种可行性的解决方案。
测量 相位恢复 条纹投影 神经网络 三维测量 散斑相关 measurement phase recovery fringe projection neural network three-dimensional measurement speckle correlation 
光学学报
2021, 41(23): 2312001
廖常锐 1,2李博哲 1,2邹梦强 1,2熊聪 1,2[ ... ]王义平 1,2,*
作者单位
摘要
1 深圳大学物理与光电工程学院教育部/广东省光电子器件与系统重点实验室,广东 深圳 518060
2 深圳大学广东省光纤传感技术粤港联合研究中心,深圳市物联网光子器件与传感系统重点实验室, 广东 深圳 518060

随着光纤技术的发展,光纤器件的结构越来越复杂,功能越来越多样,体积也越来越小,这对光纤器件的加工提出了很大的挑战。飞秒激光双光子聚合方法具有突破光学衍射极限的超高加工精度和无掩模直写的真三维加工能力,在微纳结构加工中拥有独特优势,为微纳结构与光纤集成提供了一种全新的思路和可能性。介绍飞秒激光双光子聚合制备光纤微纳结构器件方向的最新研究进展、应用前景与展望。

光纤光学 双光子聚合 飞秒激光 光纤器件 微纳结构 光学微腔 微透镜器件 fiber optics two-photon polymerization femtosecond laser optical fiber device micro/nano-structure optical micro-cavity microlens device 
激光与光电子学进展
2021, 58(13): 1306005
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
应用脉冲激光沉积(PLD)技术,固定脉冲激光能量密度为5 J/cm2,调节薄膜生长基底温度为300~700 ℃,制备了系列MgxNi1-xO合金薄膜。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微术(AFM)等表征分析手段,详细分析了薄膜的成分及组织,研究了退火处理对样品的影响。通过UV-Vis分光光度计研究了透射光谱,结合理论计算了光学带隙宽度。结果表明:薄膜由非晶及多晶构成,紫外吸收边约为290 nm,接近日盲波段的上限;衬底温度为500 ℃、激光脉冲能量密度为5 J/cm2时生长的薄膜在短波部分吸收强烈,而长波部分几乎不吸收,有利于紫外探测;退火处理改善了样品表面质量,但不能有效拓宽光学带隙。
脉冲激光沉积 合金薄膜 光学带隙 退火处理 pulsed laser deposition alloy film optical band gap annealing treatment 
强激光与粒子束
2018, 30(7): 071003

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