1 南京航空航天大学材料科学与技术学院，江苏 南京 210016
2 江苏省高性能构件激光增材制造工程研究中心，江苏 南京 210016
激光增材制造稀土改性高强铝合金因具备轻质高强、复杂构件一体化成形等优势，在航空航天领域具有广阔的应用前景。围绕激光增材制造成形工艺优化、冶金缺陷抑制、力学性能提升及复杂构件形性调控等的研究是近年来的研究难点。本团队开展了激光粉末床熔融成形稀土改性高强铝合金Al-4.2Mg-0.4Sc-0.2Zr的激光工艺优化研究，基于试验表征与数值模拟相结合的方法，揭示了激光扫描速度对成形试件表面质量、内部冶金缺陷、熔池传热传质行为及纳米析出相分布的影响机制。结果显示：当激光功率为300 W、激光扫描速度为800 mm/s，并辅以325 ℃/4 h的时效热处理时，成形试件的致密度最优，为99.5%，抗拉强度为512.4 MPa，延伸率为13.3%。基于优化工艺参数对航空领域两类典型的复杂构件开展了成形试验研究，成形试件的最长外形尺寸为570 mm，表面粗糙度Ra≤7.3 μm，尺寸精度可达0.1 mm/100 mm。
激光技术 增材制造 激光粉末床熔融 高强铝合金 工艺调控 力学性能 中国激光
2024, 51(10): 1002317
探讨不同疗程的电针干预对放射性脑损伤小鼠学习记忆的影响及其作用机制。60只4周龄雄性C57/BL6J小鼠随机分为空白组、模型组、电针组1（7 d）、电针组2（14 d）、电针组3（21 d）、电针组4（28 d）。除空白组外，其余各组给予X射线（8 Gy，2 min）照射，构建放射性脑损伤模型，电针组给予针刺“百会”、“风府”及双侧“肾俞”穴，并依据分组分别干预7、14、21、28 d。电针结束后，Y迷宫检测各组小鼠学习记忆功能，苏木精-伊红染色法、透射电镜观察海马齿状回（DG）神经元形态、突触超微结构，Western blot检测Notch信号通路Notch 1、Hes 1、ASCL 1的蛋白表达。结果显示：与空白组相比，模型组小鼠学习记忆功能显著下降（p<0.01）；海马DG区神经元数量减少，排列紊乱；神经元突触前膜突触囊泡数量减少，突触界面率减小、突触后致密区（PSD）厚度降低、突触间隙增大均有显著差异（p<0.01）；与模型组相比，电针各组小鼠的学习记忆功能均显著提高（p<0.05，p<0.01）；电针组小鼠DG区神经元数量增多，排列整齐；各组小鼠DG区突触界面率均有显著改善（p<0.01），电针组2、3和4小鼠PSD厚度显著增加（p<0.01），电针组2、3和4的突触间隙显著减小（p<0.01）。与空白组相比，模型组小鼠Notch 1蛋白表达显著升高（p<0.05），Hes 1蛋白表达显著升高（p<0.01），ASCL 1蛋白表达显著降低（p<0.01）；与模型组相比，电针组2、3和4的Notch 1、Hes 1蛋白表达显著降低（p<0.05，p<0.01），电针组3和4的ASCL 1蛋白表达显著升高（p<0.05，p<0.01）。提示不同疗程的电针可以改善放射线照射对小鼠学习记忆功能造成的损伤，该作用与改善DG区突触超微结构及调控Notch信号通路相关蛋白的表达有关。
放射性脑损伤 电针 学习记忆 Notch信号通路 Radiation-induced brain injury Electropuncture Learning and memory Notch signaling pathway 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(5): 050301
深圳大学物理与光电工程学院，射频异质异构集成全国重点研究实验室，光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室，广东 深圳 518060
面向生物粒子操控方法的研究，在生物医学和生命科学等领域具有重要意义。光镊操控具有无接触与高精度的特点，已被广泛应用于多个领域的研究中。然而，传统光镊的光热效应以及衍射极限都制约着光镊在生物医学领域的更广泛应用和发展。近十年来，研究者们将光热效应化劣势为优势，利用光与热的耦合效应实现了多种粒子的精确捕获及操控，即光致温度场光镊（OTFT）。由于此种新型光镊对光能的利用率极高，能量密度低于传统光镊近3个数量级，并可实现颗粒的大范围操控，极大地拓展了光镊可操控粒子的种类，已经成为纳米技术以及生命科学领域的重要研究工具。温度场光镊仍面临诸多问题，例如对于颗粒界面调控的依赖性以及三维捕获受限等，尤其是在生物光子学的研究中，还需要进一步发展和优化。本文对光致温度场光镊操控基本原理及其在生物医学中的应用两个方面进行了系统阐述，并对其今后的发展与挑战进行了展望。
光镊 光热镊 光流控 光热效应 微流控 生物传感器 光学学报
2023, 43(14): 1400001
1 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191
2 北京航空航天大学医学科学与工程学院，北京 100191
激光具有高亮度、高方向性、高能量、高光束质量等优点，已被广泛应用于工业、传感、通信和医疗等领域，尤其是在医学领域已被用于治疗血管疾病。血栓是一种严重的血管疾病，发病机理较为复杂。血栓会导致血管内血液堵塞，器官供血不足，严重危害人体生命健康。激光技术的快速发展推动了激光医疗的研究进展，脉冲激光以其较高的重复频率、高能量、高峰值功率等优点，在治疗血栓方面具有广阔的应用前景。激光作用于血栓主要通过其与生物组织之间发生的光化学效应、光热效应和光机械效应实现激光溶栓。本文综述了激光在血栓消融方面的应用现状，主要从体外及临床治疗方面进行总结，归纳了激光溶栓的应用进展以及未来可能的发展方向。
激光技术 血栓消融 光化学效应 光热效应 光机械效应 中国激光
2022, 49(19): 1907001
1 太原理工大学 物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
2 中国地质大学(武汉) 材料与化学学院, 湖北 武汉 430074
3 深圳大学 微纳光电子学研究院, 广东 深圳 518060
快速响应光电探测器在光通信、高速摄影、生物医学成像等领域有广泛的需求。目前, 市场上应用的快速响应光电探测器大多基于硅、砷化镓等传统的无机半导体材料, 但是其制作工艺复杂、成本较高, 并且机械灵活性差。以石墨烯、二硫化钼为代表的二维材料具有独特的层状结构以及良好的光学、电学、热学和机械特性, 是制备光电探测器的理想材料。尤其是部分二维材料所拥有的超高载流子迁移率特性, 十分适用于研制快速响应光电探测器。近年来, 一系列基于二维材料的金属-半导体-金属结构光电探测器(Metal-semiconductor-metal photodetectors,MSM-PDs)被陆续报道, 很多具有1 μs以下的快速响应特性。本文以基于二维材料的快速响应MSM-PDs为主题进行综述。首先介绍了MSM-PDs中的基本结构及工作原理, 深入剖析了决定其响应速度的主要因素。随后介绍了石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷、二维钙钛矿、三元硒氧铋等二维材料的分子结构、光学、电学等特性, 并对各类二维材料在MSM-PDs的应用进行对比。然后分类介绍了响应速度在1 μs以下的欧姆接触型、肖特基接触型以及基于表面等离激元效应二维材料MSM-PDs的研究进展。最后总结全文, 并对二维材料在快速响应光电探测器中的应用前景及发展趋势进行了展望。
光电探测器 快速响应 二维材料 石墨烯 过渡金属硫化物 黑磷 二维钙钛矿 金属-半导体-金属 photodetectors fast response two-dimensional materials graphene transition metal sulfide black phosphorus two-dimensional perovskites metal-semiconductor-metal
1 空军工程大学, 西安 710000
2 西安财经大学, 西安 710000
3 中国人民解放军94810部队, 南京 211000
为解决航空安全风险评价过程中指标难以定量描述, 且存在指标数据不确定性的问题, 提出了航空安全风险评价的模糊证据推理方法。基于“人-机-环”系统安全理论, 从“人员、飞机、环境、管理”4个方面构建了航空安全风险评价指标体系。在此基础上, 以三角模糊数及其运算规则为逻辑基础, 确定每个评价指标的安全风险值和信度结构表示, 进而运用证据推理算法综合计算总体安全风险值, 以确定航空系统安全风险等级。最后通过实例分析验证了该方法的有效性和合理性。
安全风险评价 证据推理 三角模糊数 信度结构 safety risk evaluation evidence reasoning triangular fuzzy numbers reliability structure
1 常州大学 机械与轨道交通学院,江苏 常州 213164
2 中国科学院 声学研究所噪声与振动重点实验室,北京 100190
3 中国科学院大学 物理科学学院,北京 100049
4 中国科学院 自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室,北京 100190
传声器作为一种常见的声-电信号能量转换器已广泛应用于各行各业。压电传声器因具有防水、防尘、功耗低及高信噪比等优点而应用广泛。为了提高传声器中压电传声器在低压下的灵敏度, 该文设计了一种基于同心圆环电极的压电传声器。对圆形压电片表面的全涂覆电极进行离散化设计, 分离出4对独立电极。根据理论分析及COMSOL仿真模型设计发现, 4对电极输出端的串联级联可使传声器的输出端电压提高3倍以上。
压电传声器 同心环电极 串联电极 高输出电压 piezoelectric microphone concentric ring electrodes series electrodes higher output voltage
1 四川大学电气工程学院，四川 成都 610065
2 四川大学生物医学工程学院，四川 成都 610065
3 电子科技大学光电科学与工程学院，四川 成都 611731
报道了一种基于金纳米笼可饱和吸收体的3 μm被动调Q光纤激光器。采用结构紧凑的线型腔设计，在钬镨共掺光纤中实现了稳定的调Q脉冲激光运转。当泵浦功率达到99.7 mW时，开始出现稳定调Q状态，重复频率为82.0 kHz。当泵浦功率达到347.1 mW时，得到的最大平均输出功率为50.7 mW，最短脉冲宽度为2.21 μs，对应的重复频率为169.5 kHz。实验结果表明，金纳米笼在中红外波段光纤激光器中具有良好的应用前景。
激光光学 可饱和吸收体 光纤激光器 被动调Q 金纳米笼 激光与光电子学进展
2021, 58(21): 2114008
Author Affiliations
Abstract
1 International Collaborative Laboratory of 2D Materials for Optoelectronics Science and Technology of Ministry of Education, Institute of Microscale Optoelectronics, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 Singapore University of Technology and Design, Singapore 487372, Singapore
3 School of Electronic and Information Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
4 Beijing Advanced Innovation Center for Big Data-Based Precision Medicine, Beihang University, Beijing 100083, China
Efficiently tuning the output intensity of an optical device is of vital importance for the establishment of optical interconnects and networks. Thermo-optical modulation is an easily implemented and convenient approach and has been widely employed in photonic devices. In this paper, we proposed a novel thermo-optical modulator based on a microfiber knot resonator (MKR) and graphene heater. Upon applying voltage to graphene, the resonant property of the MKR could be thermally tuned with a maximum phase shift of . Intensity modulation shows a fast optical response time thanks to the high thermal conductivity of graphene and the thin microfiber diameter of the MKR.
microfiber knot resonator graphene heater thermo-optical modulation Chinese Optics Letters
2021, 19(5): 051301
