提出一种基于随机分布偏移相位的轧辊表面峰值密度（PPI）和粗糙度范围可控的无序激光毛化技术。利用多光束干涉原理，分析轧制带钢表面反射光之间形成明暗相间条纹的机制。基于光线追迹方法，研究凸台微结构在等间距分布基础上的偏移产生的随机分布相位，对轧制带钢表面单一波长反射光形成的干涉条纹的影响，以使带钢表面多种波长反射光干涉条纹叠加形成的莫尔条纹近乎消失。轧辊表面凹坑微结构中心间距随机偏移与衰减性“拷贝”获得的轧制带钢表面凸台相同，采用理论与模拟分析得到的均匀分布中心间距随机偏移，利用激光雕刻方法对轧辊材料样件进行无序激光冲击毛化，毛化样件表面粗糙度为，PPI为179。所提出的基于均匀分布偏移相位的无序激光可控轧辊毛化技术，实现了PPI和粗糙度范围可控的轧辊毛化，并且可灵活控制轧制带钢表面质量。
表面光学 多光束干涉 激光毛化 冷轧轧辊 均匀随机分布 偏移相位
1 中国船舶集团有限公司第七一八研究所，河北 邯郸 056027
2 河北省化学与气体激光重点实验室，河北 邯郸 056027
研究光腔内导引光的往返振荡物理过程与传播特性有助于理解、判断光腔的准直失调状态。离轴非稳腔作为一种兼具高提取效率与高光束质量的混合非稳腔，调腔导引光在离轴非稳腔中的振荡物理过程研究鲜有报道。通过理论计算与实验研究了导引光在离轴非稳腔内的多光束干涉过程及其远场传播特征，在实验中搭建了离轴非稳腔（X方向为平凹稳定腔，Y方向为共焦非稳腔）导引光研究装置，通过凹球面镜小孔注入波长为632.8 nm的基模高斯光束，开展了光腔准直与导引光远场图样研究，实验结果与计算结果吻合较好。计算与实验结果表明：离轴非稳腔的干涉图样与传统共焦非稳腔/稳定腔不同，调腔导引光在腔镜小孔注入处出现椭圆“水滴”状干涉图样，该图样亮度较高，可以用于判断光腔的准直状态。输出导引光的远场光斑在Y方向上是不同振荡阶次的亮核光斑，其中高阶次亮核光斑可用于指示红外激光的远场光斑位置。
激光光学 离轴非稳腔 多光束干涉 调腔方法 远场光斑
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院，江苏 南京 210023
2 南京邮电大学贝尔英才学院，江苏 南京 210023
3 天津大学精密仪器与光电子工程学院，教育部光电信息技术重点实验室，天津 300072
提出了一种通过改变二氧化钒的相变状态，实现太赫兹波在透射、反射之间灵活切换且多频点多波束可调的全空间太赫兹编码超表面。仿真结果表明：当二氧化钒处于绝缘态时，在频率f1=0.6 THz的左旋圆极化波（LCP）垂直入射下，设计的编码超表面可以视为3-bit Pancharatnam-Berry（PB）几何相位编码超表面，产生透射的拓扑荷数为1的涡旋波；当二氧化钒处于金属态时，设计的编码超表面可以视为双频点独立可调的1-bit各向异性反射型编码超表面。频率f2=0.5 THz的正交线极化波（x与y极化波）垂直入射时，该编码超表面可以产生两种不同形式的对称波束；频率f3=0.85 THz的正交线极化波垂直入射时，可以实现雷达散射缩减和对称波束。这对设计多功能的太赫兹波束调控器件有一定的借鉴意义。
表面光学 太赫兹 全空间 可调 编码超表面 多波束
1 山东建筑大学理学院，山东 济南 250101
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室，上海 201800
设计了一种周期型正交二元相位板，其具有周期型矩形调制单元，各单元的相位调制量为或。该相位板的空间频谱具有中心直流分量为0的特点，分别对该频谱中心区域的4个一级频谱点和8个二级频谱点进行相位调制，可得到正方阵列光斑和正方阵列涡旋。阵列涡旋中各涡旋光束的拓扑荷数，在空间交错分布。由于两个正方阵列光场在垂直传播方向的横向周期恰好重合，且两个光场沿光轴方向的波数不同，因此叠加之后可以形成强度分布随传输距离旋转的正方阵列螺旋，阵列中存在两种具有相反螺旋方向的螺旋光束，同样在空间呈交错分布。此外，讨论了产生最佳螺旋光束的相位板设计条件，并给出理想情况下系统的能量利用率，所得实验结果验证了该方法的可行性。
物理光学 阵列涡旋 阵列螺旋 多光束干涉 二元相位板 相位调制 光学学报
2023, 43(14): 1426001
1 宁波大学机械工程与力学学院，浙江 宁波 315211
2 中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省航空发动机极端制造技术研究重点实验室，浙江 宁波 315201
3 中国科学院大学宁波材料工程学院，浙江 宁波 315201
4 江西理工大学机电工程学院，江西 赣州 341000
采用多光束耦合纳秒激光对SiC陶瓷进行抛光试验研究，研究了耦合激光的双向光斑重叠率（δ）和能量密度（ED）对抛光表面质量的影响。使用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪以及拉曼光谱仪等仪器观测表征了SiC陶瓷抛光前后的表面形貌、表面粗糙度、元素分布以及物相变化等。结果表明：随着δ和ED的增加，激光抛光表面出现重铸层，重铸层的拉曼光谱曲线含有Si的特征峰；当耦合激光的δ为75%、ED为4.254 J/cm2、扫描次数为2时，抛光表面粗糙度（Ra）降至0.73 μm；当δ和ED过大时，抛光表面易在孔隙附近出现微裂纹，并向周围延伸。
激光技术 激光抛光 多光束耦合 双向光斑重叠率 重铸层 SiC陶瓷 中国激光
2023, 50(16): 1602209
广州海格通信集团股份有限公司, 广州 510663
高速实时数字多波束成形系统主要采用光纤传输技术传输数据, 而光纤可能受到体积、光衰、价格、安装等限制, 引入高清数字视频传输技术可以有效解决此问题。提出了一种同轴电缆多波束数据传输方案, 该方案由高速串行收发器、驱动器、均衡器等组成, 其原理是基于串行数字接口技术实现多波束数据高速传输。设计了仿真实验并进行了实物测试, 仿真和测试结果表明该方案可以达到与光纤传输方案相同的性能。
多波束 数据传输 北斗导航 光纤通信 multi-beam data transmission beidou navigation optical fiber communication
红外与激光工程
2023, 52(2): 20230073
强激光与粒子束
2022, 34(11): 113001
1 山东科技大学测绘与空间信息学院，山东 青岛 266590
2 自然资源部国土卫星遥感应用中心，北京 100048
3 首都师范大学资源环境与旅游学院，北京 100048
4 河海大学地球科学与工程学院，江苏 南京 211100
5 防灾科技学院生态环境学院，河北 廊坊 065201
6 自然资源部第一地形测量队，陕西 西安 710054
作为新一代激光测高卫星，光子体制激光测高卫星具备更高的数据覆盖密度、测高精度。云气溶胶、吹雪效应引起的前向散射，对最终测高数据精度有较大的影响。而光子体制激光测高卫星大气探测算法与传统激光测高卫星有较大区别，聚焦光子体制激光测高卫星大气探测相关技术，主要梳理了云气溶胶传输系统、冰星2两颗光子体制卫星关于系统参数、大气探测技术、大气相关参数反演算法等方面内容，分析现有光子体制激光测高卫星在大气探测技术上面临的难点。关于光子体制卫星大气探测技术的调研分析，对我国光子计数激光雷达相关研究可起到一定的推动作用。
遥感 光子体制 激光测高卫星 大气探测 多波束 ICESat-2 云气溶胶传输系统 激光与光电子学进展
2022, 59(22): 2228002
