刘帅 1,2,3陈锴 1,2,3孙悦 1,2,3闫超 1,2,3[ ... ]姚建铨 1,2,3
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室,天津 300072
3 天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室,天津 300072
3~5 μm中红外波段激光在大气中具有较高的透过率,因此被广泛应用于光电对抗等领域。报道了基于掺杂氧化镁的周期极化铌酸锂(MgO∶PPLN)晶体的kHz、mJ量级的中红外光学参量振荡器(OPO)。采用纳秒脉冲1064 nm激光泵浦基于多周期MgO∶PPLN晶体的OPO,OPO采用泵浦双通单谐振平凹腔结构。中红外激光的重复频率为1 kHz,4.08 μm处输出的最高单脉冲能量达到1.041 mJ。最高光-光转换效率为16.8%,斜效率为19.3%,中红外激光脉宽约为9.53 ns。在最高能量输出时,OPO运转30 min时输出功率的均方根(RMS)为0.24%。通过温度-极化周期结合的调谐方式,OPO在3.49~4.18 μm的较宽范围内都能够保持0.9 W以上平坦的高能量输出。在极化周期27.5~29.6 μm以及温度25~200 ℃的调节范围内,闲频光波长的调谐范围为3.49~4.48 μm。实现了重复频率为kHz量级、单脉冲能量为mJ量级的可调谐中红外输出,其在光电对抗领域具有应用价值。
激光器 中红外激光 掺杂氧化镁的周期极化铌酸锂 全固态激光器 光参量振荡器 
中国激光
2024, 51(7): 0701019
作者单位
摘要
1 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所,北京00055
2 南昌航空大学,江西南昌330063
设计了利用激光焊接技术进行波纹膜片焊接的工艺方案,提出了基于正交试验的关键焊接工艺参数优化方法,设计关键焊接工艺正交试验表,完成以焊缝残余应力为评价指标的正交试验。基于正交试验获得的较优焊接工艺参数组合,焊接压力传感器,完成了焊接密封性、拉伸强度和传感器静态性能指标的测试验证。结果表明,较优的压力传感器波纹膜片激光焊接工艺参数组合是激光功率350 W、脉冲频率150 Hz、脉冲宽度1.5 ms、转台转速4 200 (°)/min;压力传感器焊缝的拉伸强度高达499.60 MPa,具备较好的密封性;焊接波纹膜片后的传感器零点输出提高了17%左右,灵敏度、满量程输出、非线性、迟滞和重复性等指标变化不大,但是非线性、迟滞和重复性比同厂家的同类型传感器改善约1倍左右。正交试验确定的激光焊接工艺能够保障压力传感器的高质量封装应用。
压力传感器 波纹膜片 激光焊接 残余应力 正交试验 静态性能 pressure sensor corrugated diaphragm laser welding residual stress orthogonal test static performance 
光学 精密工程
2023, 31(11): 1652
作者单位
摘要
北京工商大学人工智能学院,北京 100048
探究间隔重熔工艺对三维打印Ti-6Al-4V(TC4)样件成形质量的影响。在大层厚(150 μm)成形提高样件成形效率的基础上,采取 “表面重熔+内部间隔重熔”的优化工艺方式,以达到改善大层厚成形样件内部缺陷的目的。试验结果表明:与未重熔的样件相比,间隔重熔、逐层重熔样件对于表面质量改善效果显著,且二者差异较小。进行间隔一层重熔的样件,抗拉强度增加97.84 MPa,屈服强度增加了45.96 MPa,延伸率增加0.9 %。从断口形貌看,间隔一层重熔样件除了孔洞数量略多于逐层重熔样件外,断裂特征均为河流状解理断裂及韧窝断裂,二者力学性能改善效果差异较小。研究同时发现:样件的显微组织与激光间隔重熔工艺方式有关,间隔一层重熔样件显微组织均匀致密,显微硬度最佳,达到442.1 HV0.3
激光技术 选区激光熔化 Ti-6Al-4V 激光重熔 表面质量 力学性能 成形效率 
激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0514009
作者单位
摘要
南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏 南京 210094
转炉炼钢终点温度的精确控制能够提高最终出钢的质量。为了提高终点钢水温度的预测精度,使用一种修正的比色测温法计算炉口火焰温度,通过改进的竞争性自适应重加权算法提取火焰光谱特征波长,最后将图像和光谱特征融合分析,建立炼钢终点温度预测模型。模型预测结果的均方根误差为15.8556 K,预测误差在±20 K内的准确率为87.50%,±30 K内的准确率为95.00%。与单独使用图像特征或光谱特征建立的模型相比,所提模型的预测误差最小,准确率最高。所提模型能够有效地预测转炉炼钢终点温度,满足炼钢生产的现场要求。
光谱学 转炉炼钢 比色测温 竞争性自适应重加权算法 终点预测 
激光与光电子学进展
2023, 60(4): 0430001
樊星皓 1,2,3刘春雨 1,3,*徐明林 1,3刘帅 1,3[ ... ]崔亚珍 1,2,3
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,长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
3 中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室,长春 130033
针对共轴棱镜-光栅-棱镜成像光谱仪的谱线弯曲难以校正的问题,提出了使用弯曲狭缝配合准直镜、聚焦镜畸变校正谱线弯曲的方法。该方法在保留棱镜-光栅-棱镜高衍射效率和光路共轴等优点的基础上,能够校正仪器的谱线弯曲和光谱弯曲。为了提高该方法的通用性,考虑狭缝、镜头畸变、光栅、棱镜等参数,建立棱镜-光栅-棱镜矢量色散模型,给出校正光谱弯曲和谱线弯曲的目标函数,并利用遗传算法对目标函数进行优化,快速计算不同狭缝长度时狭缝形状和镜头参数的最佳组合。用该方法的计算结果设计了一个狭缝长度为22 mm,工作波段为400~800 nm,光谱分辨率为2 nm,F数为3.5的弯曲狭缝PGP成像光谱仪光学系统,该系统谱线弯曲小于1 μm,光谱弯曲小于0.7 μm,且满足成像质量要求。设计结果表明,用弯曲狭缝配合准直镜、聚焦镜畸变的方法能够有效校正谱线弯曲。
光谱学 校谱线弯曲 弯曲狭缝 棱镜-光栅-棱镜 成像光谱仪 遗传算法 Spectrometer Correcting spectral curvature Curved slit Prism-grating-prism Imaging spectrometer Genetic algorithm 
光子学报
2022, 51(12): 1212005
作者单位
摘要
1 陕西科技大学材料科学与工程学院,西安 710021
2 多伦多大学材料科学与工程系,多伦多 M5S3E4
3 东旭集团有限公司,北京 100036
采用可控析晶法制备了La2O3掺杂的SiO2B2O3Nb2O5 (SBN)复相微晶玻璃,利用DSC、Raman、XRD、SEM、铁电和介电性能测试等分析表征了La2O3掺杂对SBN复相微晶玻璃结构与储能性能的影响。结果表明:La2O3掺杂能够有效提高复相微晶玻璃的热稳定性,随着La2O3含量增加,系统析晶势垒增大,热膨胀系数先降低后升高,价键振动加剧,介电常数先增大后减小,介电损耗先减小后增大;掺杂1.00%(摩尔分数)La2O3时,复相微晶玻璃在40 kV/cm电场下的储能密度和储能效率最大,分别为0.031 J·cm-3和77.6%;储能性能主要通过介电常数和击穿场强的协同作用来评价,La2O3能通过提高结构热稳定性和降低介电损耗来提高介电常数,当其引入体系后处于玻璃网络的空隙中,可有效增强材料耐击穿性能;复相微晶玻璃结构可以增加结构无序度,从而降低弛豫损耗,有效提高材料的储能性能。
SiO2B2O3Nb2O5微晶玻璃 La2O3掺杂 储能材料 复相 相界 铁电材料 析晶 SiO2B2O3Nb2O5 glassceramics La2O3 doping energy storage material complex phase phase boundary ferroelectric material crystallization 
硅酸盐通报
2022, 41(11): 3826
赵海龙 1甘淑 1,2,*袁希平 2,3胡琳 1[ ... ]王俊杰 1
作者单位
摘要
1 昆明理工大学国土资源工程学院,云南 昆明 650093
2 云南省高校高原山区空间信息测绘技术应用工程研究中心,云南 昆明 650093
3 滇西应用技术大学,云南 大理 671000
为准确快速地预测土壤氧化铁含量信息,以禄丰恐龙谷南缘地表的土壤为研究对象,共采集135个样品,并在室内测得土壤光谱数据和氧化铁含量信息。首先,在对原始光谱进行Savitzky-Golay滤波平滑后,进行常规光谱变换和连续小波变换,并利用相关系数(CC)法对变换光谱与氧化铁含量进行相关性分析,筛选出每个尺度中通过0.01显著性检验的波长作为粗选的波长。然后,进一步利用竞争性自适应重加权(CARS)算法选择的波长作为特征波长。最后,通过遗传算法优化的支持向量机(SVR)进行建模。结果表明:连续小波变换可以提高土壤光谱反射率与氧化铁含量的相关性;通过CC-CARS波长选择方法可以有效地减少建模的自变量数目;第4尺度连续小波分解构建的模型 (L4-CC-CARS-SVR)效果最好,其建模集的决定系数R2为0.760,均方根误差ERMSE为5.236 g·kg-1,验证集的R2为0.663,ERMSE为7.798 g·kg-1,性能与四分位数间距比RPIQ达到了2.598,即模型具有很好的稳定性和预测能力。
光谱学 土壤 氧化铁 高光谱 连续小波变换 遗传算法 支持向量机 
光学学报
2022, 42(22): 2230002
作者单位
摘要
1 陕西科技大学材料科学与工程学院, 西安 710021
2 多伦多大学材料科学与工程系, 多伦多 M5S3E4
密封连接石英玻璃被广泛应用于航空航天、半导体加工以及微机电系统真空连接等领域。改进的低膨胀Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)系微晶玻璃可以用于封接石英玻璃, 但存在流动性不佳的难题。本文通过掺入WO3对LAS系微晶玻璃进行改性, 利用线膨胀系数分析仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪、高温烧结影像仪、扫描电镜, 研究了掺入WO3后LAS玻璃封接石英玻璃的机理。结果表明: WO3对LAS玻璃的析晶产生先增强后削弱的影响; WO3掺量越大, 热膨胀系数越大, 当掺量达到5.0%(质量分数)时, 热膨胀系数提升至5.69×10-7 ℃-1; 流动性与润湿性随着掺量增加而提升, 铺展面积随掺量增加而增大, 润湿角随掺量增加而减小, 有效改善了LAS玻璃本身流动性不足的问题; LAS玻璃与石英玻璃之间主要是通过化学元素迁移实现封接。
石英玻璃 微晶玻璃 流动性 封接 表面张力 quartz glass glass-ceramics WO3 WO3 fluidity sealing surface tension 
硅酸盐通报
2022, 41(7): 2511
作者单位
摘要
华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200241
提出一种基于地面激光雷达(TLS)点云数据的滩涂湿地单株禾本科植物的茎叶分离算法。在对植株茎叶形态进行划分的基础上,通过对植株点云光谱反射信息(强度数据)及空间几何特征(密度、法向量、空间连通性)的发掘和充分利用,实现叶片与茎秆部分的精准分离。利用Riegl VZ-4000 TLS获取上海市崇明岛西部岸滩共计16株芦竹与芦苇的点云数据,利用所提算法进行实验分析,获得了平均总体精度和Kappa一致性系数分别为0.87和0.68的茎叶分离结果。结果表明,所提算法具有较高的精度及稳健性,可为滩涂湿地禾本科植物茎叶分离提供一种高效的方法。
遥感 点云分类 茎叶分割 滩涂湿地 禾本科植物 激光雷达 
中国激光
2022, 49(13): 1310001
贾豪彦 1,2黄森林 1,2,*焦毅 3李京祎 3[ ... ]赵晟 1,2
作者单位
摘要
1 北京大学 核物理与核技术国家重点实验室,北京 100871
2 北京大学 物理学院 重离子物理研究所,北京 100871
3 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
4 德国电子同步加速器研究中心,德国 汉堡 22603
现代光源的发展不断推动着人们从更深层次上理解物质的基本结构和动力学行为。X射线自由电子激光作为最先进的光源,其超高的峰值功率、超短的脉冲长度和优良的相干性,为人们以原子级时空分辨率探测和操控物质中的超快过程提供了可能。目前全世界已有多个X射线自由电子激光装置建成并投入使用,在原子分子物理、化学、生命科学、材料科学等各学科应用中都显示出了重要价值。同时大量的研究工作也集中于继续提高X射线自由电子激光的性能,包括把脉冲持续时间从fs量级进一步缩短至as量级,这将为超快科学的发展带来新突破。以超快脉冲产生为主线,综述了近年来超快X射线自由电子激光产生方案的研究进展,从产生原理、方案特性、最新成果等方面介绍了各类产生方案,总结对比了各方案的优缺点,最后对超快X射线自由电子激光的未来发展方向进行了展望。
X射线 自由电子激光 超快光学 阿秒脉冲 X-ray free-electron laser ultrafast optics attosecond pulse 
强激光与粒子束
2022, 34(5): 054001

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