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Abstract
Ministry of Education Key Laboratory for Nonequilibrium Synthesis and Modulation of Condensed Matter, Shaanxi Provincial Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optoelectronic Devices and Shaanxi Provincial Key Laboratory of Optical Information Technology, School of Physics, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China
Multimode photonic quantum memory could enhance the information processing speed in a quantum repeater-based quantum network. A large obstacle that impedes the storage of the spatial multimode in a hot atomic ensemble is atomic diffusion, which severely disturbs the structure of the retrieved light field. In this paper, we demonstrate that the elegant Ince-Gaussian (eIG) mode possesses the ability to resist such diffusion. Our experimental results show that the overall structure of the eIG modes under different parameters maintains well after microseconds of storage. In contrast, the standard IG modes under the same circumstance are disrupted and become unrecognizable. Our findings could promote the construction of quantum networks based on room-temperature atoms.
elegant Ince-Gaussian mode hot atomic ensemble antidiffusion Chinese Optics Letters
2023, 21(7): 072701
西安交通大学 物理学院 物质非平衡合成与调控教育部重点实验室 陕西省量子光学与光电量子器件重点实验室，西安 710049
偏振在光与物质相互作用中扮演着重要的角色。过去几十年里，绝大多数研究工作都基于偏振单一且均匀分布的标量光场。近年来，随着光场产生与操控技术的不断发展，空间偏振非均匀分布的矢量光场逐渐引起人们的关注。矢量光场具有多维可调控的自由度以及独特的焦场属性，在经典与量子通讯、光学操控和显微成像等领域具有重要的研究价值与广泛的应用前景。矢量光场与物质相互作用的研究不仅丰富了人们对光场矢量特性的认识，也推动了基于不同介质实现光场调控的新发展。原子介质对光场偏振具有较高的敏感性，容易形成原子极化，并且具有更多的调控自由度，是探索矢量光场特性与实现矢量光场调控的理想平台。本文回顾了近年来矢量光场与原子介质相互作用的研究进展，重点介绍了原子介质与矢量光场在空间极化调控、相干调控、频率转换和非线性传输等研究领域的相关工作，并对该领域的未来发展趋势进行了展望。
矢量光场 原子介质 各向异性 量子相干 四波混频 Vector beam Atomic medium Anisotropy Quantum coherence Four-wave mixing 光子学报
2022, 51(10): 1026001
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
针对不同传感器融合跟踪精度低的问题, 提出一种采用加权融合的改进自适应无迹卡尔曼滤波算法（IAUKF)。针对不同传感器的融合处理中场景切换导致的传感器精度变化, 对来源于不同传感器的数据设置不同的权重, 引入Sage-Husa自适应思想, 实时处理测量噪声的统计特性, 利用联合概率数据关联（JPDA)来完成杂波的去除和量测-目标的关联任务。运用所提算法在修正球坐标系下跟踪多个空中目标,最后仿真结果表明,与基于标准UKF估计算法的对应方法相比,新算法有效减小了状态估计误差,提高了跟踪精度。
多目标跟踪 修正球坐标系 数据融合 multi-target tracking modified spherical coordinate system AUKF AUKF JPDA JPDA data fusion
厦门理工学院 机械与汽车工程学院, 厦门 361024
为了解决激光除漆声学监测方法难以满足实际生产需要的问题, 采用贝叶斯判别方法进行了理论分析和实验验证, 将除漆过程分为正在清洗、清洗完成且基底无损伤、基底损伤3种类别, 结合光声效应分析除漆声信号在清洗过程的变化, 提取特征参量建立判别模型, 实现了对激光除漆的定量判别。结果表明, 训练样本准确率达到99%, 测试样本准确率达到98.7%。该方法具有较高的准确性和实用性, 可为激光清洗声学监测的研究提供借鉴。
激光技术 激光清洗 声学监测 贝叶斯判别 光声效应 laser technique laser cleaning acoustic monitoring Bayesian discriminantion photoacoustic effect
Author Affiliations
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1 State Key Laboratory of Precision Electronic Manufacturing Technology and Equipment, School of Electromechnical Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, People’s Republic of China
2 School of Engineering, The Chinese University of Hong Kong, Shatin, Hong Kong
3 Guangdong ADA Intelligent Equipment Ltd, Foshan 510006, People’s Republic of China
4 Institute of Business Analysis and Supply Chain Management, College of Management, Shenzhen University, Shenzhen, People’s Republic of China
5 School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332, United States of America
Solid-state nanopores with controllable pore size and morphology have huge application potential. However, it has been very challenging to process sub-10 nm silicon nanopore arrays with high efficiency and high quality at low cost. In this study, a method combining metal-assisted chemical etching and machine learning is proposed to fabricate sub-10 nm nanopore arrays on silicon wafers with various dopant types and concentrations. Through a SVM algorithm, the relationship between the nanopore structures and the fabrication conditions, including the etching solution, etching time, dopant type, and concentration, was modeled and experimentally verified. Based on this, a processing parameter window for generating regular nanopore arrays on silicon wafers with variable doping types and concentrations was obtained. The proposed machine-learning-assisted etching method will provide a feasible and economical way to process high-quality silicon nanopores, nanostructures, and devices. Supplementary material for this article is available online
sub-10 nm silicon nanopore array metal-assisted chemical etching silica-coated gold nanoparticles self-assembly machine learning International Journal of Extreme Manufacturing
2021, 3(3): 035104
武汉工程大学 机电工程学院, 湖北 武汉 430205
超声兰姆(Lamb)波无损检测技术是薄板结构应用很广的技术。针对由基准差信号提取损伤散射信号技术在应用中存在实用性差的问题, 该文提出了一种采用Lamb波时间反转聚焦原理结合椭圆法定位的方法。该方法首先根据ABAQUS仿真分析得到实验的可行性, 通过采集Lmab波反转聚焦信号得到时间延时, 计算出损伤与传感器的距离, 再通过几何定位得到损伤位置。结果表明, 该方法不仅能快速得到所需采集的信号, 也能准确地实现损伤定位, 达到提高薄板损伤检测能力的目的。
兰姆(Lamb)波 无损检测 时间反转 铝板 Lamb wave nondestructive testing time reversal aluminum plate ABAQUS ABAQUS
1 温州大学机电工程学院, 浙江 温州325035
2 浙江省激光加工机器人重点实验室, 浙江 温州 325035
3 成都工具研究所有限公司, 四川 成都 610500
为探究皮秒绿激光修锐青铜基金刚石砂轮的工艺规律与机制,实现青铜基体的选择性定量去除。首先采用10 ps绿激光作用于青铜/金刚石,利用S-on-1损伤测定法标定损伤阈值,确定皮秒激光修锐青铜/金刚石砂轮的最佳工艺参数范围。然后对青铜/金刚石砂轮表面进行修锐,通过激光共聚焦显微镜及其软件表征修锐表面形貌与表面粗糙度,探究激光峰值功率密度、重复频率、扫描次数对修锐效果的影响规律。结果表明,皮秒绿激光对青铜基体的去除机制主要为气化去除,很大程度上避免了金刚石磨粒的碳化,即使在高重复频率下,也无明显的热积累特征。在脉宽为10 ps、重复频率为400 kHz条件下,青铜基体与金刚石磨粒的损伤阈值分别为1.23×10 9 W/cm 2、3.71×10 11 W/cm 2,两者相差两个数量级,青铜基体的选择性微量去除选择范围较宽,可通过调节峰值功率密度有选择性地去除基体,通过调节扫描次数定量去除基体。因此,采用皮秒绿激光可以选择性定量去除青铜基体且较好地保证金刚石磨粒的完整性。
激光加工 皮秒激光 青铜基金刚石砂轮 激光修锐 损伤阈值
桂林电子科技大学 广西光电信息处理重点实验室, 广西 桂林541004
作为电压控制型器件, 压电陶瓷驱动电源的稳定性受负载电容量变化的影响严重。针对负载等效电容在驱动电压变化下的动态特性, 首次提出了一种基于容性负载的压电驱动电源。该电源采用RC前置滤波与电容超前反馈相结合, 提高了系统稳定性与驱动电源的鲁棒性。分析结果表明, 额定负载为1.5 μF的驱动电源优化后在0~3 μF内具有良好的动态性能, 且输出电压精度达0.7 mV。
压电驱动电源 动态容性负载 超前反馈 稳定性分析 压电控制 piezoelectric driving power dynamic capacitive load advanced feedback stability analysis piezoelectric control
厦门理工学院机械与汽车工程学院, 福建 厦门 361024
针对激光除漆的在线监测问题, 搭建声学监测实验平台, 研究激光除漆过程的声学监测技术。结合表面形貌和信号处理, 通过时域和频域分析, 发现了声波正压峰值、脉冲波形持续时间、清洗频率分量、直流分量和第一个谱峰的频率等一系列特征参数, 并通过逐步判别分析方法得到判别函数。研究表明, 除漆声信号可以提供有效的特征信息, 通过对清洗特征的判别可以实现对激光除漆的过程监测, 具有进一步实用的潜力。
激光清洗 声学监测 除漆 清洗特征 laser cleaning acoustic monitoring paint removal cleaning signal characteristics
