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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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    长波量子阱红外探测器激光辐照损伤脉宽效应数值模拟

    孙佳鑫钱传鹏徐作冬张检民...
    280-287页
    查看更多>>摘要：基于量子阱红外探测器长波8.2 μm单脉冲激光辐照二维轴对称热学和力学简化模型,通过有限元方法数值模拟计算了不同脉宽条件下探测器瞬态温度场和应力场分布,初步给出了1～300 ns脉宽范围内的器件热分解、熔融和应力诱导损伤阈值随激光脉宽的变化规律.结果表明,探测器的激光峰值能量密度损伤阈值随脉宽的减小而降低.当激光脉宽从300 ns减小至1 ns时:量子阱探测器的热分解损伤阈值从3.16 J/cm2 降至2.43 J/cm2,降低了23.10%;熔融损伤阈值从5.50 J/cm2降至4.22 J/cm2,降低了23.27%;应力诱导损伤阈值从8.92 J/cm2降至4.94 J/cm2,降低了44.62%.

    量子阱红外探测器长波红外单脉冲激光激光辐照损伤脉宽效应

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    激光直接沉积T800钴基合金耐磨块显微组织及硬度研究

    焦宗戈付鑫付俊常建卫...
    288-296页
    查看更多>>摘要：T800钴基合金具有优异的高温耐磨性能,广泛应用于航空发动机热端部件表面耐磨强化.基于激光直接沉积技术的优点,在K417G基体上成功制备出无缺陷T800钴基合金耐磨块.为考察激光直接沉积T800钴基合金耐磨块的组织性能,对耐磨块进行显微组织和硬度分析,并与某零件传统堆焊耐磨块进行了对比.实验结果表明:激光直接沉积耐磨块自耐磨块顶部到基材,显微硬度逐渐降低并光滑过渡到基材区,呈非线性连续下降趋势,并且出现了无堆焊热影响区硬度高于耐磨块硬度的现象;激光直接沉积耐磨块显微硬度高达704 HV,远高于堆焊耐磨块的410 HV;激光直接沉积耐磨块对基材的热影响较小,热影响区深度约为180 μm,远小于堆焊热影响区.

    激光直接沉积T800钴基合金耐磨

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    选区激光熔化成形Fe-Mn-Cr-Ni中熵合金的缺陷类型及形成机理

    杜晓洁易铄徐震霖何宜柱...
    297-305页
    查看更多>>摘要：基于选区激光熔化制备了Fe-Mn-Cr-Ni中熵合金,通过改变激光功率和扫描速度,对不同体能量密度样品的缺陷和表面质量进行研究.研究结果表明:随着体能量密度上升,样品的致密度呈现出先上升后降低的趋势,表面粗糙度则表现为先减小后增大.在体能量密度较低(≤77.38 J/mm3)的情况下,合金表面的粉末因未充分熔化而烧结在一起,在表面形成凸起,其内部缺陷主要是粉末未熔合导致的球化缺陷;在体能量密度较高(≥104.76 J/mm3)的情况下,成形过程中产生的熔滴飞溅并堆积在样品表面,在合金内部发生匙孔效应并诱导产生微裂纹.与此同时,成形块体的硬度也随着体能量密度的增加呈现出先升高后降低趋势.体能量密度为88.44 J/mm3的样品具有最高的致密度(99.5%)和最好的成形质量,其维氏硬度为211 HV,抗拉强度为549 MPa,延伸率为21.8%.

    中熵合金选区激光熔化体能量密度致密度成形缺陷

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    基于铷原子的780nm激光稳频系统设计与实现

    闫臣熙任旭虎仇霄然吴鹏宇...
    306-315页
    查看更多>>摘要：针对现有稳频激光器频率稳定度低、稳定周期短等缺点,基于一次谐波饱和吸收稳频方案,设计一款频率稳定度高、稳定周期长、输出线宽窄的激光稳频系统.通过铷原子气室,利用饱和吸收方法获取 87Rb D2 线F=2和 85Rb F=3的饱和吸收谱,进行调制与解调,得到反映激光频率变化的误差信号,通过保持激光器温度不变,控制电流的方法实现激光频率的自动锁定.依据稳频方案,设计了差分式电流/电压转换电路、吸收谱调理电路模块、基于Howland结构的低噪声负反馈复合放大器恒流源电路,实现了光谱信号的转换、解调、LD的驱动与反馈控制.同时,基于QT上位机和数据采集卡设计并开发了基于最小卷积均方根的峰值检测程序、增量式PID等程序.实验利用饱和吸收谱 87Rb D2线F=2中交叉峰CO2-3 对780 nm半导体激光器进行稳频.结果表明,系统实现了开机自动锁定,对稳频后的激光器进行频率稳定度分析,得到秒级稳定度指标为1.64×10-10.

    饱和吸收谱稳频电路调制解调反馈控制峰值检测

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    多通道流式细胞仪激光器平台的热分析及设计

    雷天继陈望陈真诚唐雪辉...
    316-324页
    查看更多>>摘要：流式细胞仪可同时检测多种细胞标志物,是高效分析细胞、深入理解细胞功能和疾病机制的重要工具.多通道流式细胞仪激光器平台上的光学固定件及光学器件受环境温度影响容易发生微小偏移,会导致光斑间距发生偏移,激光延时发生变化,影响检测结果.为了降低这种影响,设计了一种结合加热和散热进行温度控制的激光器平台.运用有限元仿真分析不同环境温度下激光器平台的稳态温度分布,并通过数码显微镜测量不同环境温度下的光斑间距,利用全峰宽变异系数对仪器分辨率进行评估.实验结果表明,加入温控系统后,激光器平台与激光二极管之间的最大温差减少了4.7℃,同时光斑间距的最大相对偏移量也降低到了0.86%,全峰宽变异系数≤2.4%,优于YY/T 0588-2017流式细胞仪行业标准,即全峰宽变异系数≤3.0%的要求.

    激光器多通道流式细胞仪激光器平台温度控制有限元仿真

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    低旁瓣大扫描角多圆环光学相控阵优化设计

    钟永旭汪祥宇谌诗洋朱磊...
    325-334页
    查看更多>>摘要：为了实现大角度低旁瓣的光束扫描,基于改进遗传算法和凸优化算法,对阵元位置以及阵元激励进行组合优化,设计了一种相邻阵元最小间距为18 μm、工作波长为1550 nm的多圆环光学相控阵.优化过程分为两个步骤:首先对遗传算法进行改进,在特定俯仰角范围内优化环间距分布,从而在大扫描角范围内实现较低的峰值旁瓣电平;在此基础上,使用凸优化算法优化不同指向角下阵元的激励幅值分布,进一步降低峰值旁瓣电平.通过该组合优化,实现了俯仰方向为-45°～45°、水平方向为0°～360°的扫描范围,峰值旁瓣电平达到了-20.47 dB,最大远场发散角为0.146°.为验证算法的有效性,研制了含 64个阵元的小规模多圆环光学相控阵,并搭建实验系统进行试验验证,实验结果与算法优化结果相符.

    光学相控阵多圆环阵列峰值旁瓣电平改进遗传算法凸优化算法

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    远距离目标激光精密跟踪控制系统设计

    陈本永赵梓辰裘天峰杨晔...
    335-342页
    查看更多>>摘要：针对目前激光跟踪测量技术中测量距离与跟踪控制参数的精确匹配问题,研制了一套基于距离自适应跟踪策略的远距离目标激光精密跟踪控制系统.根据不同距离处所标定的电机跟踪控制参数,构建了基于最小二乘法多项式拟合的距离自适应参数模型,获得了标定距离范围内与任意距离匹配的跟踪控制参数,从而实现了远距离目标的稳定跟踪.对所研制系统装置进行了跟踪控制参数标定实验、圆轨迹跟踪性能验证实验及目标轨迹坐标测量实验.实验结果表明,所设计跟踪系统可实现50 m范围内运动目标的稳定跟踪测量,且跟踪速度均不低于500 mm/s,可应用于远距离动态目标的精密跟踪测量.

    激光跟踪自适应控制跟踪策略最小二乘法

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    可用于空间望远镜主动支撑主镜的主动减振技术研究

    刘宗豪牛冬生叶宇
    343-350页
    查看更多>>摘要：空间望远镜发射过程中,振动会对空间望远镜的主镜产生不可逆的伤害,被动减振方法对高频振动的减振效果较为理想,对低频振动的减振效果较差.为了有效抑制低频振动的传递,实验引入主动隔振装置,采用基于加速度反馈的主动隔振控制策略,从永磁弹簧式力促动器的设计、主镜谐响应分析、主动减振系统实验验证3个方面进行研究.结果表明,引入主动减振系统后,实验系统低频振动的振幅降低程度在50%左右.

    光学天文望远镜永磁弹簧式力促动器谐响应分析主动减振

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    基于移动最小二乘法的DLP光机微投畸变校正方法

    李贤张晓峰王蔚生许仁杰...
    351-359页
    查看更多>>摘要：针对数字光处理(DLP)光固化 3D打印机图像失真、畸变的问题,提出一种基于移动最小二乘法(MLS)的光机微投畸变校正方法.该方法根据板式相机采集的投影像素级图像得到误差区域后,选取控制点并计算目标移动点.利用这两组像素坐标点计算图像误差,结合区域控制和计算统一设备体系结构(CUDA)加速的MLS算法将控制点集合坐标像素点映射到目标移动点坐标,获取反向畸变图,最终以反向畸变校正畸变.实验结果表明,该方法可校正DLP光机微投畸变,最终校正后畸变平均值小于 0.5 pixel,提升了投影质量.该方法对光固化 3D打印行业有一定的贡献.

    数字光处理光机移动最小二乘法投影畸变校正区域控制

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    基于电荷分配和LOFIC技术的高动态范围像素的设计与仿真

    张玉增高志远徐江涛
    360-366页
    查看更多>>摘要：针对像素动态范围不足的问题,提出一种采用电荷分配和横向溢流集成电容(LOFIC)技术的高动态范围像素结构.通过分裂LOFIC电容并增加光生电荷的直接溢流通路,将曝光期间收集的溢出电荷在分裂后的两个电容间按电容值进行分配,并对较大电容进行动态刷新,实现高光信号电压的压缩,提升像素的满阱容量(FWC),扩展其动态范围,调节电荷分配和动态刷新次数以及分裂后的电容比例可实现不同程度的动态范围扩展.基于110 nm互补金属氧化物半导体工艺设计了尺寸为6 μm×6 μm的像素,高转换增益(HCG)为128 μV/e-,总体LOFIC电容为31.36 fF.仿真结果表明,当电容提升因子为7时,电荷分配LOFIC像素的FWC为1.43 Me-,动态范围可达116.8 dB,与传统LOFIC像素结构相比,电荷分配LOFIC像素的动态范围扩展了16.6 dB.表明电荷分配LOFIC像素能够在有限的电容条件下实现更高的动态范围.

    互补金属氧化物半导体图像传感器横向溢流集成电容动态范围电荷分配像素

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