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期刊信息/Journal information
激光与光电子学进展
激光与光电子学进展

范滇元

月刊

1006-4125

lop@siom.ac.cn

021-69918222

201800

上海市嘉定区清河路390号（上海市800-211信箱）

激光与光电子学进展/Journal Laser & Optoelectronics ProgressCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中科院上海光学精密机械研究所和国家惯性约束聚变委员会联合主办。旨在关注科技发展热点，报道高新技术前沿，追踪科技研发动态，介绍科学探索历程；展示最新科技产品，汇萃时尚科技讯息。
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    空洞卷积优化U2-Net的X光快速分散检测模型

    王姣吴萌相建凯
    180-189页
    查看更多>>摘要：锈蚀覆盖的古铜镜在非接触探伤检测中,因镜缘与镜心厚度各异,X光成像无法呈现完整的病害信息,但为满足文保观测需求而经融合处理后的X光图像又包含大量裂缝、侵蚀等多种病害特征.分散且细小的裂纹不仅难以检测,还极易出现过分割现象.为进一步提升古铜镜病害分割准确率和图像质量,在将裂缝、侵蚀全部分割出来的同时提升图像均方根差(RMSE)和峰值信噪比(PSNR)指数.选取U2-Net网络为基本模型,在U形嵌套思想下研究提升分割图像质量和准确率的优化策略.利用空间通道注意力机制增强对病害的检测提取;设计UD-block模块,利用空洞卷积在网络训练中提高对分散的细小裂纹的检测能力;在网络结构中添加双级错位链接机制,改善PSNR和RMSE指标;显著性图融合阶段添加金字塔注意力分割模块,使分割效果更符合人眼视觉感知.最后,通过对当前探伤检测算法进行实验对比和结果分析,此算法在消融实验上Dice系数、Jaccard指数、准确率、Hansdorff维数、RMSE和PSNR均取得最优,可为文物探伤检测算法进一步研究提供参考.

    U2-Net空间通道注意力机制空洞卷积X光图像

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    直接液冷侧面泵浦Ti:Sapphire激光器的热效应分析

    王柯杨奕萱周雅诵郭广妍...
    190-198页
    查看更多>>摘要：建立多物理场模型,对直接液冷侧面泵浦Ti∶Sapphire薄片激光器的热效应进行了分析.对侧面非均匀泵浦下薄片的温度分析指出:泵浦光在薄片内的全反射传输并未引起温度的剧烈起伏;流体的热边界层厚度远远小于流体厚度的一半,则相邻两片薄片之间不存在热串扰.对热安全性的分析指出,随着热功率的增加,既定工况下激光器的热安全性受到了固液界面温度的限制,先于薄片的热应力达到瓶颈;断裂应力限制下Ti∶Sapphire薄片的热负载功率为4.43 kW,是相同工况下Nd∶YAG的4.92倍.对热致波前畸变的分析指出:由于热边界层很薄,虽然流体的热光系数是薄片的数十倍,但是流体所引入的波前畸变不一定占主导地位;流体热光效应致波前畸变与薄片介质热光效应、热变形的影响相互补偿,预示着通过优化设计可大幅提升光束质量.

    薄片激光器直接液冷浸入式激光器热效应热致波前畸变

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    共同信号驱动半导体激光器相位混沌同步

    王静毛晓鑫王龙生王安帮...
    199-207页
    查看更多>>摘要：提出一种基于共同信号驱动半导体激光器的相位混沌同步方法.该方法避免了传统主从同步结构中外腔模式跳变对相位差的影响,提高了相位混沌同步的稳定性.在背靠背条件下,探明了实现稳定的相位混沌同步的参数条件:当注入强度为0.15、光频失谐为-2 GHz、激光器线宽为2.5 MHz时,可获得相位差标准偏差为0.015π的相位混沌同步.进一步分析了长距离光纤传输对相位混沌同步稳定性的影响,在160 km光纤传输下获得了标准偏差为0.04π的稳定相位混沌同步.

    半导体激光器混沌激光混沌同步相位同步保密通信

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    集成宽带混沌半导体激光器

    刘雄贾志伟赵爱忠王龙生...
    208-213页
    查看更多>>摘要：集成混沌激光器是高速混沌保密通信和高速密钥产生与分发的关键器件,现有集成混沌激光器的混沌带宽无法满足高速应用需求.本文聚焦于集成宽带混沌半导体激光器的研制,基于团队前期研制的短腔分布反馈半导体激光器芯片,分析集成空间光反馈结构中实现强光反馈的条件,优化反馈腔长度,最终制备了光纤/空间双端出光的短腔分布反馈半导体激光器.将其与反射镜及调节装置实现集成化,研制出体积为16 cm×8 cm×7 cm的集成宽带混沌半导体激光器,混沌带宽超过30 GHz.

    集成激光器混沌激光光反馈高速保密通信宽带

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    激光相干合成系统中基于自适应随机扰动电压的SPGD优化算法

    祁家琴郑文慧江文隽谭贵元...
    214-222页
    查看更多>>摘要：随机并行梯度下降(SPGD)算法是目前对激光相干合成系统进行精准相位控制的高效方法之一,然而,SPGD算法的控制带宽随着参与合成的激光路数的增加而迅速降低.为满足大规模激光相干合成系统相控的高带宽需求,提出一种基于自适应随机扰动电压的SPGD优化算法——Piecewise SPGD算法,采用变化的随机扰动电压并对增益系数进行分段取值.使用该算法对含有不同激光路数的相干合成系统进行实验仿真,结果表明,针对7路激光相干合成实验,优化后算法的收敛速度和稳定性相比传统SPGD算法分别提高了36.4%和70.6%,性能获得显著提升.此外,Piecewise SPGD算法无须进行参数调整即可扩展到其余路数的激光相干合成系统中,通用性强且性能良好.

    相干合成相位控制高能激光随机并行梯度下降算法

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    电光调Q双脉冲Nd:YAG激光器的研究

    赵海栋于佳琦代守军何建国...
    223-229页
    查看更多>>摘要：提出了可以实现脉冲延迟可调、能量比可调的共线纳秒双脉冲激光器新方法,并搭建了灯泵浦共线纳秒双脉冲Nd∶YAG激光器进行验证.比较了单脉冲模式与双脉冲模式激光输出性能差异,并研究了施加在电光晶体上的电压对脉冲能量以及时间波形的影响.两束脉冲激光之间的时间间隔控制在100 ns～10 μs之间,可以满足大多数双脉冲激光器的需求.两束脉冲激光共享一个谐振腔,因此其具有自身同轴性,该方法是获得共线纳秒双脉冲激光器的理想方法,并且可以扩展到其他激光器.

    激光技术Nd∶YAG激光器双脉冲激光KD*P调Q

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    直接液冷端面泵浦Nd:YLF薄片激光器热效应分析

    杨奕萱周雅诵郭广妍董士远...
    230-238页
    查看更多>>摘要：直接液冷端面均匀泵浦薄片激光器具有高光束质量输出潜质,针对制约其高光束质量输出的热致波前畸变难题,基于流体力学层流模型开展了热效应分析.通过对比理想的满口径泵浦和实际的非满口径泵浦两种热加载条件下的温度分布和波前畸变,指出冷却液沿流动方向的热量累积使激光器产生了沿流动方向的波前畸变,沿薄片横向在泵浦边缘位置处温度的陡然下降造成了激光波前的严重恶化,实验结果也验证了这一结论.另外,热安全性评估指出,单薄片最大热负载受到薄片应力的限制,先于固液界面温升达到瓶颈;热致波前畸变分析指出,Nd∶YLF薄片热变形致波前畸变可忽略不计、流体热光效应是波前畸变主要来源.

    薄片激光器直接液冷浸入式激光器热效应热致波前畸变

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    分布反馈式太赫兹量子级联激光器在光场自注入下的动力学

    葛磊楚卫东杨宁
    239-245页
    查看更多>>摘要：基于Lang-Kobayashi方程并引入可用于描述分布反馈式光栅对腔内光场耦合效应的修正端面反射系数,研究了分布反馈式太赫兹量子级联激光器在不同光场自注入强度下的动力学响应行为.随着自注入光场强度的增加,激光器由稳态向周期态、准周期态,甚至混沌状态过渡,但是太赫兹量子级联激光器和传统半导体激光器相比,可以在更大的自注入强度下保持稳定.移动目标反射物时,工作在稳态、周期态和准周期态下的分布反馈式太赫兹量子级联激光器的输出信号可正确描述反射物的移动规律,但处于混沌状态的激光器输出信号将出现失真.通过与典型稳态解模型对比可知,所提理论模型可提供更精确的输出信号规律.该研究为描述有光栅结构的量子级联激光器的动力学行为提供了理论支撑,也从理论上探索了分布反馈式太赫兹量子级联激光器在自注入成像技术应用中的可能.

    太赫兹量子级联激光器分布反馈式光栅激光自注入

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    磁场辅助T2紫铜激光焊接熔池数值仿真与验证

    梅丽芳黄继飞严东兵杨军...
    246-256页
    查看更多>>摘要：针对紫铜激光焊接能量耦合效率低与过程稳定性差的问题,通过采用添加辅助磁场的方法增大焊接母材对激光能量的吸收,并建立磁场辅助T2紫铜激光焊接的数值仿真模型.对比分析有无磁场时熔池的温度场和流速场,以探究磁场的添加对紫铜激光焊接熔池温度分布与流体流动演变规律的影响.研究发现:附加磁场后,熔池的最高温度升高,由未加磁场时的4476 K升高至4868 K,升高了约8.7%;平均流动速度降低,其中最大速度降低了约21.97%.当仿真时间处于第280 ms,未附加磁场的焊件熔池的熔宽和熔深分别为2.12 mm和1.29 mm;附加120 mT强度磁场后熔池的熔宽和熔深变为2.26 mm和1.34 mm.最后,将仿真的熔合线形貌与实验获取的熔合线形貌进行拟合对比,两者有较高的契合度,验证了所建立的数值仿真模型的准确性.

    激光光学磁场T2紫铜激光焊接温度场熔池流场

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    工艺参数对旁轴送丝激光熔覆熔池行为的影响

    龙志武高延峰张华樊红日...
    257-264页
    查看更多>>摘要：利用旁轴送丝激光熔覆技术在不锈钢表面进行了单层单道熔覆实验,研究了扫描速度、送丝速度和激光功率对单道熔覆层成形质量的影响;并利用高速摄像机捕捉激光熔覆过程中熔池的动态演变,总结了工艺参数与优良熔覆层成形演变规律之间的关系.结果表明,焊丝向熔池过渡的方式主要取决于扫描速度和送丝速度的大小,可分为熔滴过渡和液桥过渡,其中液桥过渡所得到熔覆层的成形形貌更加优良.最佳熔覆层的工艺参数为:扫描速度 18 mm/s、送丝速度300 cm/min、激光功率3400 W.

    激光熔覆旁轴送丝高速摄像机工艺参数熔池行为

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