光子学报
2022, 51(10): 1017001
1 江苏理工学院材料工程学院, 江苏 常州 213001
2 江苏省高校先进材料设计与增材制造重点实验室, 江苏 常州 213001
在45钢表面制备了Fe901激光熔覆层,检测了熔覆层的组织、物相与硬度,采用干摩擦方式对激光熔覆层与45钢试样进行了摩擦磨损实验。结果表明:熔覆层组织均匀致密,组成相主要为马氏体和少量CrFeB、Cr7C3金属间化物;熔覆层的平均硬度为718 HV,显著高于基体的硬度(269 HV);45钢的磨损机制主要为磨粒磨损、疲劳剥落和氧化磨损,熔覆层的磨损机制主要为磨粒磨损;当加载载荷为10,20,30 N时,在干摩擦条件下,激光熔覆层的摩擦因数比45钢低,相对耐磨性分别为45钢的4、18、20倍,表明激光熔覆Fe901合金显著提高了45钢的耐磨性能。
激光技术 激光熔覆 Fe901合金 摩擦磨损性能
1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
2 北京大学人民医院 妇产科, 北京 100191
针对动态观察活体细胞形态的数字全息显微应用, 提出了一种结合划线拟合和深度学习的自动相位像差补偿方法.首先在全息面提取中心十字线上的物光场相位值, 通过二次多项式数值拟合构建相位掩模完成相位像差初步补偿.然后在成像面运用卷积神经网络生成二值化图像掩膜, 提取物光场中无物体区域的相位值, 再次通过高阶多项式进行数字拟合构建相位掩模完成相位像差精确补偿.最后得到无相位像差的再现相位像.该方法通过在全息面划线取值和数字拟合有效补偿物光中的主要相位像差, 降低了成像面物光场的图像轮廓复杂性, 利用有限的训练数据集获得能够准确建立图像分割的深度学习模型, 从而实现了准确的无需人工干预的数字全息显微自动相位像差补偿.基于离轴数字全息显微成像系统对多种具有不同形态特征的活体细胞开展动态观察实验, 并进一步应用该方法进行子宫内膜癌细胞抗药性筛选.结果表明该方法可以很好地用于动态显微观察, 从而为生物学细胞动态研究提供实验依据.
数字全息显微 像差补偿 深度学习 生物细胞 图像分割 Digital holographic microscopy Aberration compensation Deep learning Biological cell Image segmentation 光子学报
2018, 47(12): 1210001
1 济源职业技术学院, 济源 459000
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 长春130033
3 中国科学院大学, 北京100049
报道了液晶分子不同取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射的影响。通过扫描电子显微镜观察液晶/聚合物光栅的截面，成功观察到了光栅的体光栅结构。液晶分子垂直光栅矢量排列时，由于光栅形貌变差，衍射效率由液晶分子沿光栅矢量排列时的83.2%降低至72%，同时散射损耗由11.8%增加至19.1%。液晶分子垂直光栅矢量时，液晶/聚合物光栅的调谐电场由液晶分子沿光栅矢量时的13.6 V/ μm下降至3.1 V/ μm。液晶沿光栅矢量排列时，激光出射阈值更低，为利于激光出射的方向。本文工作为进一步加深对液晶/聚合物光栅以及染料掺杂分布式反馈选频的理解和认识，提供了指导和借鉴。
液晶/聚合物光栅 液晶分子取向 调谐 分布反馈 LC/polymer grating LC orientation tuning distributed feedback
1 济源职业技术学院, 河南 济源 459000
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林, 长春 130033
3 中国科学院 研究生院, 北京 100049
为了定量研究相位差波前探测技术(phase diversity technique, PD)对波前探测和图像重建的精度, 本文分别进行了数值模拟以及相关实验。数值模拟中采用了均方根(root-mean-square, RMS)分别为0.1λ~0.5λ的五组随机畸变波前, 获得其退化的焦面图像和相应的离焦图像信息, 利用PD技术对其进行波前探测和图像重建, 波前探测的残余误差RMS值均达到了10－5λ水平, 重建图像在分辨率和对比度上有明显提升。搭建了基于液晶空间光调制器的实验系统, 利用液晶空间光调制器来定量施加随机的波前像差, 可以有效解决湍流屏数据难以量化的问题。同样将PD技术应用于本实验所采集到的退化焦面图像和相应离焦图像, 对于RMS值为0.306λ的随机波前像差, 探测波前的残余误差为0091λ, 图像重建结果与模拟结果高度一致, 本文列举并分析了可能造成实验误差的多种因素, 同时为该技术应用于液晶系统积累了技术基础。
相位差探测技术 波前探测 图像重建 phase diversity technique wave-front sensing image reconstruction
1 中国科学院 高能物理研究所, 粒子加速物理与技术重点实验室, 北京 100049
2 中国科学院大学, 北京 100049
近年来,对紧凑、稳定及可靠型电子直线加速器的需求越来越多,其能量主要分布在几百keV到十几个MeV的范围内,其中需求最多的则是能量在MeV量级的微波电子直线加速器。在这种形势下,中国科学院高能物理研究所正在研制一台S波段6 MeV的边耦合电子直线加速器,本文对基于该加速器的模拟计算研究进行了介绍。EGUN和HFSS分别用来设计电子枪和边耦合加速结构。通过将EGUN计算得到的电子束流参数和HFSS计算得到的三维电磁场分布数据引入到PARMELA中,完成了对该加速器的多粒子动力学研究。模拟结果显示,所设计的加速器完全能够满足设计指标的要求。最终,在考虑束流负载效应的因素后,完成了边耦合加速结构的微波结构设计。
多粒子束流动力学 边耦合电子直线加速器 multi-particle beam dynamics side coupled electron linac EGUN EGUN PARMELA PARMELA HFSS HFSS POISSON SUPERFISH POISSON SUPERFISH 强激光与粒子束
2017, 29(4): 045102
西安邮电大学 通信与信息工程学院, 西安 710121
在BBU-RRU(基带单元和射频单元)之间的下行链路中, 噪声对信号的影响比较小, 且信号存储需要大量的空间, 同时OFDM(正交频分复用)信号频域的稀疏特性满足压缩感知理论的要求。基于上述问题, 利用压缩感知理论实现了不同信噪比下OFDM信号的恢复, 并对其进行了性能分析。仿真结果表明, 该方法能节省将近5倍的信号存储所需空间。通过分析不同信噪比下恢复信号的损伤率和误比特率的特征可知, 其满足通信系统正常工作的需求。
正交频分复用信号 压缩感知 稀疏度 损伤率 误比特率 OFDM signal compressed sensing sparsity damage rate bit error rate
华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室， 湖北 武汉 430074
极紫外(EUV)光刻机中光学元件的污染和采用的污染控制策略是影响光刻机性能的重要因素，其中污染主要包括光学表面碳沉积和光学表面氧化，污染控制技术包括智能气体混合技术、保护层技术和污染物清洁技术。着重论述了上述两种主要污染形式和三种污染控制技术的研究进展，对EUV光刻机中污染研究的前景进行了展望，并指出其发展面临的挑战及有待解决的关键技术。
光学制造 极紫外光刻 光学表面污染 污染控制 氧化 碳沉积 激光与光电子学进展
2013, 50(3): 030005
