1 深圳大学微纳光电子学研究院二维材料光电科技国际合作联合实验室，广东 深圳 518060
2 中国科学院高功率激光物理重点实验室，上海 201800
中红外波段高功率激光光源在工业加工和生物医疗等领域中有着广泛的应用。报道了基于主振荡器功率放大器（MOPA）结构的百瓦级中红外连续波光纤随机激光器，获得了最高输出功率为100.40 W、斜率效率为47.8%、波长为1980 nm的连续波激光输出。得益于MOPA结构中光纤随机激光种子源在激光放大过程中的光谱带宽保持特性，100.40 W激光输出时的3 dB光谱带宽仅为～0.2 nm。激光器的短时时域强度波动和长时功率波动均表现出优良的稳定性。所提实验技术方案和实验结果有望进一步拓宽中红外高功率光纤随机激光器的应用范围。
激光器 光纤随机激光器 高功率激光器 瑞利散射 中红外激光器 高稳定性
1 深圳大学微纳光电子学研究院二维材料光电科技国际合作联合实验室，广东 深圳 518060
2 深圳技术大学工程物理学院，广东 深圳 518118
3 深圳大学物理与光电工程学院光纤传感技术粤港联合研究中心，广东 深圳 518060
1.7 μm激光处于眼安全波段并位于许多重要气体分子的指纹吸收峰，在生物医疗、气体传感等领域具有重要应用价值。而涡旋光束作为一种新兴的结构光场，其具有环形光强分布和螺旋相位波前，并携带轨道角动量，在光通信、微粒操控等领域应用广泛。因此发展1.7 μm高能涡旋激光器具有重要的研究价值和应用前景。但传统稀土离子掺杂光纤或晶体的发射谱，或难以覆盖该波段，或在该波段激光增益较小，且涡旋光产生主要基于空间光结构，导致1.7 μm波段涡旋光激光系统复杂、集成度低，难以实现高功率输出。本文利用螺旋长周期光纤光栅作为涡旋模式转换器，在基于受激拉曼散射效应的1.7 μm波段光纤随机激光半开放腔中实现了全光纤结构的高功率涡旋激光输出，最大输出功率为2.09 W，中心波长为1690 nm。得益于涡旋光纤随机激光器的全光纤结构，该装置具有良好的时域稳定性，短时时域波动低至2.8%。该研究结果不仅为实现兼具高功率输出和良好时域稳定性的紧凑型1.7 μm波段涡旋激光器提供有效方案，还能进一步拓展其在激光医疗、气体检测、光镊和生物成像等领域的应用。
1.7 μm波段 涡旋光束 光纤随机激光器 螺旋长周期光纤光栅 涡旋光纤随机激光器 光学学报
2023, 43(22): 2214003
光学 精密工程
2023, 31(11): 1593
中国人民公安大学信息网络安全学院，北京 100038
近年来，深度伪造技术大幅提升了合成人脸的真实感，且相较于传统伪造方法，其生成的虚假视频更加难以分辨。基于深度伪造图像视觉伪影常常存在于特征提取网络浅层特征高频分量中这一特性，设计了一种面向浅层特征高频分量的深度伪造图像检测算法。针对高通滤波器的缺陷，本实验在拉普拉斯金字塔的基础上设计了一种具有更好的过滤性能的高频残差提取模块。在增强模块中，使用Convolutional Block Attention Module（CBAM）增加特征图关键区域以及关键特征通道的权重，提升特征图的空间以及通道相关性。针对深层网络中高频分量学习优先级低的问题，设计了一种图像梯度损失算法，防止高频信息随着网络的加深而丢失。将梯度中心化引入AdamW优化器，解决了深度伪造检测模型训练时间长、泛化性差的问题。所提两种模型在FaceForensics++和Celeb-DF数据集上的准确率均优于主流算法，证明了算法的有效性以及泛化性。
机器视觉 深度伪造 深度伪造检测 高频分量 图像梯度损失 梯度中心化 激光与光电子学进展
2023, 60(10): 1015001
1 华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室，湖北 武汉 430074
2 北京动力机械研究所，北京 100071
利用多激光粉床熔融（ML-PBF）设备成形了GH3536高温合金，系统研究了单激光区、双激光区以及四激光区成形试样的缺陷、显微组织和拉伸性能的变化规律。结果表明：随着激光束的增多，试样表面质量得到改善，但致密度由99.82%（单激光区）降低到92.35%（双激光区）和98.97%（四激光区）。同时，多激光搭接区的重熔导致部分晶粒再结晶，沿（001）的择优生长取向更加显著，织构指数也由单激光成形试样的3.040分别提升到了3.403和3.465。但是，单激光区、双激光区和四激光区的大角度晶界比例逐渐降低，由65.9%分别降低到50.1%和46.3%。此外，搭接区的残余应力呈现降低趋势，单激光区、双激光区和四激光区分别为192.3 MPa，106.5 MPa和44.1 MPa。三者的室温拉伸强度相差较小，均达到了800 MPa以上，断裂延伸率由30.3%（单激光区）降低到25.9%（双激光区）和25.4%（四激光区），这主要是搭接区内的孔洞和裂纹缺陷造成的。研究结果有望为多激光粉床熔融制备大尺寸镍基高温合金零部件提供有效的参考。
激光技术 多激光粉床熔融 激光选区熔化 镍基高温合金 显微组织 力学性能
1 北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
2 跨尺度激光成型制造技术教育部重点实验室, 北京 100124
激光剥离技术通过脉冲激光辐照致材料烧蚀实现器件向终端基底的转移,具有一定的材料适用性和工艺兼容性,已成为近年来柔性电子器件制造的新兴关键技术。从激光剥离技术的基本机制和工艺特点出发,对激光剥离技术在不同柔性电子器件制造中的研究现状进行调研和介绍,重点阐述激光剥离技术应用中的新工艺与新理论。对激光剥离技术今后的发展方向,特别是超快激光在技术中的应用可能性进行了总结和展望。
激光技术 激光材料加工 激光剥离 柔性电子 超快激光
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Transducer Technology, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A novel distributed feedback (DFB) fiber laser sensor, which can measure acoustic and magnetic fields simultaneously, is proposed. The magnetic field can be measured by detecting the change of resonant frequency of the fiber laser, and the acoustic pressure can be measured by detecting the phase shift of the fiber laser. Both of the signals can be simultaneously demodulated in the frequency domain without affecting each other. Experimental studies show that the acoustic pressure sensitivity of this sensor is about 130 dB (0 dB re 1 pm/μPa) and the sensor has a good linearity with a magnetic field sensitivity of 0.57 Hz/mT.
060.2310 Fiber optics 060.2370 Fiber optics sensors 060.3510 Lasers, fiber Chinese Optics Letters
2018, 16(6): 060602
1 中国科学院半导体研究所 传感技术国家重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
基于Terfenol-D磁致伸缩材料和光纤光栅法布里珀罗腔, 提出了一种用于微弱静态磁场测量的光纤磁场传感器.为了提高传感器的分辨率, 采用钕铁硼永磁体提供偏置磁场, 同时, 采用Monel-400合金与光纤光栅法布里珀罗腔耦合的方式, 作为参考元件, 对传感器进行温度补偿.实验测得传感器的磁场灵敏度为1.7×10-3 pm/μT, 磁场分辨率为3.0 μT。实验结果表明, 本传感器对于静态磁场响应具有良好的线性度和指向性, 可用于微弱磁场测量.
光纤传感器 光纤布喇格光栅 光纤光栅法布里珀罗腔 磁致伸缩材料 磁场 温度 Fiber optic sensors Fiber Bragg grating Fiber Bragg grating Fabry-Perot cavity Magnetostrictive material Magnetic field Temperature
北京航空航天大学 电子信息工程学院，北京 100191
对动目标回波的包络走动和相位偏移进行了理论推导，提出了一种脉冲多普勒(PD)雷达脉间运动的补偿算法，阐述了该算法的现场可编程门阵列(FPGA)实现结构。基于中频回波的处理流程，算法适用于对线性调频(LFM)脉冲进行去斜处理的PD雷达。利用Matlab和Modelsim对该方案进行了联合仿真验证，分析了它的有效性和补偿性能。
脉冲多普勒雷达 脉间走动补偿 去斜 现场可编程门阵列 Pulse Doppler radar motion compensation dechirp Field-Programmable Gate Array 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(5): 701
1 北京动力机械研究所, 北京 100074
2 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
发动机火焰筒主要材料为GH99高温合金，其传统焊接方法为电阻点焊。为提高焊接效率，减少机加工序以及焊接缺陷，对比研究了两种激光焊接方式(环形和C形焊)，从焊缝成形、微观组织、力学性能等方面揭示激光焊接替代电阻焊的可行性。此外，利用有限元方式，对接头局部和整体构件的焊后应力分布及变形情况进行分析。结果表明，两种焊接方式均能获得良好的焊缝成形，接头性能较原有的电阻焊接头分别高出15.4%和22.1%。有限元计算结果显示C形焊后局部和整体的应力及变形较小。
激光技术 激光焊接 高温合金 有限元 残余应力
