张澳 吴王平 aff***江鹏 王知鸷 [ ... ]张屹 
作者单位
摘要
常州大学机械与轨道交通学院金属3D打印实验室,江苏 常州 213164
以激光粉末床熔融(L-PBF)增材制造的316L不锈钢作为研究对象,重点研究了0°和60°两个不同成型方向对打印件显微组织和力学性能的影响,并利用原位电子背散射衍射(EBSD)技术研究了L-PBF 316L不锈钢在拉伸变形过程中组织和晶粒取向的演变过程。研究结果表明:L-PBF增材制造316L不锈钢的显微组织存在孔洞缺陷,在60°成型方向上还存在着鱼鳞状微熔池。成型方向为60°时制件的抗拉强度更高,为(645.61±15.50)MPa,0°成型方向上制件的伸长率更好,为(13.75±0.1)%。在原位拉伸过程中,随着变形量的增加,在0°成型方向上制件表现出更为显著的变化。小角度晶界的占比(体积分数)由38.1%增加到71.6%,α-Fe-BCC占比(体积分数)由0.17%增加到2.21%,平均晶粒尺寸由4.3 μm减小到1.4 μm,且晶粒内部在拉伸过程中出现了滑移带。在拉伸过程中,当成型方向为0°时,制件晶粒取向由初始的<101>∥Z1逐渐转变为<001>∥X1和<111>∥X1,而当成型方向为60°时,制件初始的<111>∥Z1晶粒取向逐渐转变为<111>∥X1。
激光技术 激光粉末床熔融增材制造 原位电子背散射衍射 成型方向 laser technique laser powder bed fusion additive manufacturing in-situ electron backscatter diffraction forming direction 
中国激光
2024, 51(12): 1202303
孙昊 1唐乐 1,2,4王春艳 1张为国 3,4[ ... ]夏良平 2,4,*
作者单位
摘要
1 长春理工大学光电工程学院,吉林 长春 130022
2 长江师范学院微纳光电器件与智能感知系统重点实验室,重庆 408100
3 中国科学院重庆绿色智能技术研究院微纳制造与系统集成研究中心,重庆 400714
4 珠海迈时光电科技有限公司,广东 珠海 519060
为分析车床加工百微米级口径微柱透镜时遗留周期性刀纹产生的杂散光影响,构建了周期结构模型,分析了表面周期性纹理结构对衍射杂散光的影响。利用傅里叶光学理论建立了该结构的衍射理论模型,计算了在不同深度下的衍射光场强度分布规律,所获得的理论结果与商业光学软件VirtualLab的物理光学仿真和实验测试结果基本一致,实现了对理论模型的理论与实验验证,为进一步解决该类光学器件中周期性加工刀纹产生的衍射杂散光问题提供了理论依据,对微柱透镜的高精度加工具有指导意义。
衍射 周期性纹理 微柱透镜 傅里叶光学 杂散光 diffraction periodic texture microcylindrical lens Fourier optics stray light 
中国激光
2024, 51(5): 0513001
作者单位
摘要
1 西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
2 西安应用光学研究所,陕西 西安 710065
针对空间相机轻量化、小型化要求,采用一体式环形孔径透镜。由于基底单一和结构紧凑,系统存在色差和球差,引入衍射光学元件和偶次非球面校正像差,而单层衍射光学元件在宽波段存在衍射效率下降等问题,设计了一种端到端式光学-数字联合成像系统,对影响衍射效率主要级次的点扩散函数进行一致性优化,构建出空间不变的点扩散函数模型,为后续图像复原建立复原函数模型,实现退化图像的复原。最终光学-数字联合成像系统工作波段确定为0.45~1 μm,焦距为185 mm,视场为5°,F数为4,遮拦比为0.35,系统总长为67.8 mm。
光学设计 环形孔径 单层衍射光学元件 端到端设计 图像复原 optical design annular aperture single-layer diffractive optical element end-to-end design image restoration 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0411006
作者单位
摘要
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室,天津 300072
提出一种基于计算成像理论的端到端衍射元件设计方法,通过全局性优化方案将光学设计和图像复原作为整体,从而降低前端光学系统的成像质量要求,并利用图像复原算法去除残余像差以简化系统。所提设计方法涵盖光场传播、探测器去噪和图像后处理等关键环节的模型建立与联合优化。该设计方案可用于景深延展的轻薄型衍射元件的设计,且所适用的大景深的简单光学系统具有较高的成像质量。
成像系统 端到端 景深延展 图像复原 衍射元件 imaging systems end-to-end depth-of-field extension image restoration diffractive optical elements 
光学学报
2024, 44(2): 0211001
王港伟 1,2周梦宇 1,3张军勇 1,4,*刘诚 1,**
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室,上海 201800
2 中国科学院大学,北京 100049
3 上海科技大学物质科学与技术学院,上海 201210
4 上海交通大学IFSA合作创新中心,上海 200240
基于梅斯林对切光子筛,提出了一个小程差的干涉测量方案以校准空间光调制器。该方案不仅提供了参考坐标系,补偿了系统振动对定标结果的扰动,而且获得了高信噪比的干涉光斑,降低了测量系统对探测器灵敏度的要求。在批量提取干涉光斑质心后,通过参考坐标系转换,得到了相位调制曲线。该曲线通过了波前分析仪的相位检定,632.8 nm和488 nm波长光的标定曲线的残差最大峰谷值小于0.012λλ为波长)。结果表明,该方案是一个适用于空间光调制器的高稳定高精度的干涉校准方法。
测量 空间光调制器 相位校准 衍射光学元件 干涉 measurement spatial light modulator phase calibration diffraction optical elements interference 
中国激光
2024, 51(2): 0204002
作者单位
摘要
中国航发控制系统研究所传感系统工程部,江苏 无锡 214063
基于数值仿真工具,对某型压力传感器芯体径向脉冲激光焊接过程进行3D建模及仿真分析。模型描述了焊接过程中脉冲激光形成的等效热源,316L不锈钢材料的传热和相变,热影响区形成的瞬态应力场,以及焊接后形成的残余应力。同时,根据多种激光焊接工艺参数组合形成的熔池深度实测数据完成等效热源模型的标定。结果显示:经过标定的等效热源模型熔深计算值与实测值偏差在8%以内;将焊缝残余应力分布计算值与X射线衍射法所得的实测值进行了对比分析,两者结果较为吻合,变化规律一致,偏差值小于15%。验证了激光焊接模型的精度能够满足工艺参数影响规律研究及参数优化的工程需要。
脉冲激光焊接 等效热源 残余应力 熔池深度 X射线衍射 pulse laser welding equivalent heat source residual stress depth of molten pool X-ray diffraction method 
应用激光
2023, 43(6): 0087
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院, 四川成都 610065
概述了微波无线能量传输系统的研究现状及其基本原理, 从可提高波束能量的一些特殊口径场以及先进的天线技术角度, 分别按 Whisper波束、超增益天线、平顶波束、聚焦天线技术、非衍射天线进行介绍。最后对微波能量传输系统中发射技术的未来发展趋势进行了展望。
微波无线能量传输系统 Whisper波束 超增益天线 平顶波束 聚焦天线技术 衍射天线 microwave wireless energy transmission system Whisper beam super gain antenna flat-top beam focused antenna technology non-diffractive antenna 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(4): 498
作者单位
摘要
1 贵州大学材料与冶金学院, 贵州 贵阳 550025
2 贵州大学材料与冶金学院, 贵州 贵阳 550025 首钢水城钢铁(集团)有限责任公司轧钢事业部, 贵州 六盘水 553000
3 贵州理工学院材料与能源工程学院, 贵州 贵阳 550003
全面、 准确表征钢中非金属夹杂物特征, 有利于发现和认识新夹杂物, 也是实现非金属夹杂物的调控和钢材质量提升的前提。 分别采用扫描电镜-能谱、 拉曼光谱、 高分辨率透射电镜和微区X射线衍射等检测方法, 结合夹杂物电解萃取技术和图像分析技术, 表征了锆脱氧钢中非金属夹杂物形貌、 尺寸、 数量、 分布、 成分、 晶体结构等特征参数, 对比分析了四种夹杂物表征方法的优缺点。 结果表明, 采用SEM-EDS方法分析锆脱氧钢中夹杂物主要由Zr、 O和少量Al元素组成。 基于锆氧化物和铝氧化物的化学计量关系, 分析得出夹杂物由94% ZrO2和6% Al2O3组成。 统计锆脱氧钢中夹杂物尺寸分布, 夹杂物的平均尺寸为0.62 μm, 0.7~0.8 μm范围内夹杂物数量最多。 采用SEM结合电解萃取夹杂物技术, 可以观察到钢中非金属夹杂物的三维形貌。 采用EDS方法可以逐一定性分析夹杂物中元素组成和元素分布情况, 结合夹杂物的化学计量关系, 可以定量分析具有单一价态夹杂物的成分。 但是, 对于价态种类较多和价态不明的非金属夹杂物, 仅采用EDS方法不能准确分析得出夹杂物的物相和成分。 采用拉曼光谱结合电解萃取夹杂物技术, 检测到锆脱氧钢中存在单斜相二氧化锆。 通过TEM衍射花样标定及能谱分析单个夹杂物, 检测到有单斜相的二氧化锆。 采用微区X射线衍射法结合电解萃取夹杂物技术, 检测到单斜相与四方相的二氧化锆, 并得到了二氧化锆夹杂物的晶格参数。 此三种方法均未检测到含铝物相。 拉曼光谱分析法、 透射电子显微镜、 微区X射线衍射法均能够定性分析电解萃取后夹杂物物相和成分, 但是对于含量较低物相, 三种方法无法准确表征。 透射电子显微镜、 微区X射线衍射法均能够表征夹杂物晶体结构、 晶格参数。 透射电子显微镜和扫描电镜只能逐一表征各个夹杂物。 微区X射线衍射法和拉曼光谱分析法能够表征检测区域内所有夹杂物物相, 是具有统计意义的夹杂物表征方法。 因此, 采用扫描电镜-能谱分析结合微区X射线衍射分析可以较为全面、 准确表征夹杂物特征。
非金属夹杂物 扫描电镜-能谱仪 拉曼光谱 高分辨率透射电镜 微区X射线衍射 Non-metallic inclusion SEM-EDS Raman spectroscopy TEM μXRD 
光谱学与光谱分析
2023, 43(9): 2916
作者单位
摘要
1 上海建桥学院珠宝学院, 上海 201306
2 中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
3 中国地质大学(武汉)地球科学学院, 湖北 武汉 430074
近期市场出现一种形似铁线绿松石的玉石品种, 商家称之为“中东绿松石”, 困扰了珠宝市场的正常秩序。 对“中东绿松石”进行显微岩相学、 X射线粉晶衍射、 红外光谱、 拉曼光谱、 显微紫外可见光谱和微量元素分析, 确定其矿物学特征和谱学特征并命名。 结果表明: “中东绿松石”是一种多晶质集合体, 以透明-微透明蓝色和白色球状矿物组成的条带为主, 外部具有不透明褐红色矿物, 玻璃光泽, 折射率为1.53~1.54, 相对密度约为2.48~2.60, 紫外荧光灯短波和长波下, 蓝色部分均呈蓝白色荧光。 显微岩相学分析表明, 蓝色和白色的环带区域多为隐晶质放射状玉髓, 部分玉髓表面分布有少量铁氧化物而呈褐红色; 环带的中心区域为0.05~0.3 mm它形粒状的单晶石英。 X射线粉晶衍射分析发现“中东绿松石”中还含有结晶程度不高的针铁矿。 红外光谱显示, “中东绿松石”的红外光谱特征吸收峰与石英质玉石和玉髓一致, 为1 179、 1 104、 798、 781、 690、 540和488 cm-1, 由Si-O非对称伸缩振动、 Si-O-Si对称伸缩振动和Si-O弯曲振动导致。 拉曼光谱分析表明, 样品蓝色环带部分和中心部分具有石英的拉曼位移466和210 cm-1, 样品褐红色部分不仅具有石英的拉曼位移, 还具有针铁矿的拉曼位移302和551 cm-1。 显微紫外可见光谱和微量元素分析表明, “中东绿松石”的蓝色与Cu元素含量呈正相关关系, 表现为600~700 nm吸收带。 尽管“中东绿松石”的外形特点和某些铁线绿松石相似, 但其矿物成分是显晶质石英和玉髓的集合体, 含少量针铁矿, 根据GB/T 16552-2017, 其正确的珠宝玉石名称应为“石英质玉”。
“中东绿松石” 矿物成分 X射线粉晶衍射 石英质玉 颜色成因 “Middle East turquoise” Mineral composition X-ray powder diffraction Quartzite jade Color origin 
光谱学与光谱分析
2023, 43(9): 2862
作者单位
摘要
1 中国科学院长春应用化学研究所化学生物学实验室, 吉林 长春 130022吉林农业大学生命科学学院, 吉林 长春 130118
2 吉林农业大学生命科学学院, 吉林 长春 130118
3 中国科学院长春应用化学研究所化学生物学实验室, 吉林 长春 130022
禹粮土在蒙药中使用历史悠久, 但由于缺乏质量指标, 质量得不到保证, 极大地影响了其应用。 采用FTIR、 XRD及ICP-MS法测定9批禹粮土样品的物质组成、 结构及元素含量, 探究禹粮土的质量控制方法。 结果显示, 9批生品禹粮土在FTIR波数为3 696、 3620、 1 621、 1 164、 913、 797、 778、 695、 537和469 cm-1存在共有峰, 其中797 cm-1为Fe—O—Fe伸缩振动吸收峰, 695 cm-1为Fe—O—Fe对称伸缩振动吸收峰, 469 cm-1为Si—O—Si特征峰。 禹粮土的XRD主要物相为Fe2O3和SiO2, 并有Al4(OH)8(Si4O10)、 K(Al4Si2O9)(OH)3、 CaCO3以及一些磷酸盐等其他矿物伴生。 生品禹粮土XRD衍射光谱的衍射角度2θ中24.870、 33.116、 38.436为Fe2O3的X射线衍射峰, 衍射角度2θ中20.837、 26.608、 36.512、 39.437、 40.235、 42.423、 45.759、 50.102和54.827为SiO2的X射线衍射峰。 通过ICP-MS对禹粮土中元素进行测定, 结果显示, 禹粮土的元素组成十分丰富, 且不同产地及不同批次元素含量差异较大; 禹粮土中Fe元素含量最高, 其均值为56.9 mg·g-1, 限量标准为生品禹粮土全铁量不低于4.55%, 生品禹粮土中Pb、 As、 Hg、 Cu和Cd元素限量不得超过50 μg·g-1。 元素聚类结果显示, 在欧式距离10~15将样品S3、 S5、 S6、 S7分为一类, 将S1、 S2、 S4、 S8、 S9分为一类, 聚类分析结果表明, 不同产地禹粮土元素组成和含量存在差异, 可以将河南与内蒙古产地的禹粮土分为一类, 山东和青海的禹粮土分为一类。 生品禹粮土主成分分析筛取了4个主成分, 累计贡献率为90.462%, 筛选K、 Sr、 Be、 As作为禹粮土样品的特征元素。
禹粮土 红外光谱 X射线衍射光谱 等离子体质谱 质量控制 Yu grain soil Infrared spectroscopy X-ray spectroscopy Plasma mass spectrometry Quality control 
光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 3163

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