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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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    中国光学十大进展:900nm波段掺钕激光光纤(特邀)

    陈应刚王亚飞董贺贺林治全...
    1-14页
    查看更多>>摘要：～900 nm激光可用于泵浦掺Yb3+激光材料和大气探测,其倍频产生的深蓝激光在水下通信、生物医学及激光加工等领域具有重大意义.由于良好的集成性、可调谐性及高光束质量等特性,基于掺钕石英光纤的～900 nm激光获得了越来越多的研究关注,但实现～900 nm光纤激光必须要克服～1060 nm 跃迁竞争.本文简要综述了～900 nm光纤激光中常用的～1060 nm寄生振荡抑制手段,着重介绍本课题组提出的I、S等阴离子共掺改变石英玻璃中Nd3+的配位环境,主动增强～900 nm发光的方案.利用该方案制备的掺钕石英玻璃～900 nm发射强度超过～1060 nm强度.采用自研引入I或S的掺钕石英光纤在全光纤化结构中实现了113.5 W的927 nm高功率激光、920 nm的高重复频率超短脉冲激光、890 nm及910 nm 单频激光、平均功率10 W级的920 nm皮秒脉冲激光,为～900 nm全光纤激光的应用奠定了增益材料基础.

    Nd3+掺杂石英玻璃～900nm激光荧光分支比光纤激光配位环境

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    基于激光技术的硬脆材料SiC表面抛光的研究进展

    王子睿樊成黄冬梅王永光...
    15-27页
    查看更多>>摘要：随着半导体产业的快速发展,对以碳化硅(SiC)为代表的第三代宽禁带功率半导体材料的抛光质量和抛光效率均提出了日益严苛的要求,因此探索更高效的表面制造技术以满足行业内的迫切需求具有极为重要的意义.本文对比了SiC材料的常用抛光技术,概述了激光抛光和不同种类的激光表面改性辅助抛光等技术的作用机理.并且,从SiC材料高硬脆和强化学惰性的材料特性出发,综述了近年来SiC材料基于激光的表面抛光技术的研究进展.基于激光技术的材料表面抛光方法能够实现SiC表面材料高效去除,且具有不易产生亚表面损伤和便于实现产业自动化等优势.总结目前半导体行业内SiC材料表面高效、无损的超精密抛光技术的两大极具前景的发展方向,包括了激光技术与化学机械抛光(CMP)技术的复合,以及多能场复合的激光抛光和激光辅助CMP技术.最后,展望了激光抛光和激光辅助CMP技术及其作用机理在未来的研究发展方向.本文为SiC等难加工的硬脆半导体材料的高效率和高质量抛光提供了切实可行的新思路和一定的参考,具有明确的指导意义.

    激光抛光SiC材料去除速率表面粗糙度

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    人工智能在太赫兹超材料设计与优化领域的研究进展

    葛宏义补雨薇蒋玉英季晓迪...
    28-47页
    查看更多>>摘要：近年来,基于人工智能技术的超材料器件设计方法成为当前研究的焦点.人工智能技术的加入显著减少了超材料器件传统设计方法对设计人员电磁学理论及仿真经验的依赖,并有效缩减研究者的设计周期.然而,尽管该领域取得了一定进展,但太赫兹波段的器件设计仍然是一个相对欠发展的领域.首先从器件功能的角度出发,对太赫兹超材料器件传统设计方法进行了细致梳理,同时关注可调谐多功能超材料器件的研究现状.此外,详细阐述了人工智能技术(机器学习、进化算法、深度学习等)如何为超材料器件基于结构参数的正向优化与基于电磁响应的逆向设计过程提供支持.最后对该领域的未来发展和挑战进行了探讨,旨在为从事相关研究的科研人员提供有益参考.

    太赫兹超材料器件优化人工智能

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    基于凹面阶梯光栅提升光通信质量的研究进展

    付翔邹林何天浚乐文冉...
    48-57页
    查看更多>>摘要：为满足波分复用(WDM)光通信系统对中、高质量信号传输的解复用要求,从凹面阶梯光栅(CEG)解复用器的消除串扰和改善波长漂移两方面入手,将消除串扰设计归纳为罗兰圆型、非罗兰圆型以及多个光栅级联三种结构,而将改善波长漂移的方法总结为抑制偏振、平坦光谱两种类型.在介绍凹面光栅解复用原理的基础上,综述了消除串扰、改善波长漂移的研究进展,分析了各个消除串扰、改善波长漂移方案所具有的优势,指出了消除串扰、改善波长漂移需要满足的条件,并展望了解复用器未来可能的发展方向.

    波分复用技术解复用器凹面阶梯光栅串扰波长漂移集成光学器件

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    激光冲击强化作为激光选区熔化的后处理技术研究及发展展望

    戴鑫杰王建磊叶云霞黄传奇...
    58-71页
    查看更多>>摘要：激光增材制造(LAM)因具有小批量、结构复杂、周期短、成本低等优点,近些年被广泛地应用于航空、化工、医疗和生物领域.激光选区熔化(SLM)是其中极为重要的技术,该技术有着高精度控制、高致密度、可用材料广等优势,但在增材成形过程中,由于温度梯度变化及金属组织相变等因素,易产生较大的残余拉应力、大量的微小孔洞、裂纹等缺陷.为有效地解决此类问题,激光冲击强化(LSP)这一先进的材料改性技术,被广泛地应用于增材制造的后处理中.本文就近年来激光冲击强化在SLM上的研究与应用进行论述,并指出低能量激光冲击强化(LE-LSP)在SLM上的可行性及发展前景.

    激光增材制造激光选区熔化激光冲击强化机械性能微观组织形貌低能量

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    表面增强拉曼散射技术在生化战剂侦检中的应用进展

    郜悦名翁国军李剑君朱键...
    72-85页
    查看更多>>摘要：生化战剂作为一种起效速度快、毒性强、杀伤范围广的大规模杀伤性武器,对人类健康造成了巨大的威胁,实现生化战剂快速、高灵敏侦检对于维护国家安全以及预防处置紧急公共安全事件至关重要.表面增强拉曼散射因其具有灵敏度高、检测速度快、操作简单等优势,在生化战剂的识别和侦检中具有广阔的应用前景.归纳总结表面增强拉曼散射技术在生化战剂侦检方面的研究进展,阐述其用于生化战剂侦检的优势,并对未来发展进行展望.

    表面增强拉曼散射化学战剂生物战剂实时检测

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    特种光纤抗辐照性能的研究进展

    胡雯廖梅松邓路邵冲云...
    86-99页
    查看更多>>摘要：当代的航空航天与核能技术飞速发展,迫切需要具有抗辐照性能的光纤.特种光纤在空间通信与传感、太空测量与采集、卫星地面共联等领域已扮演重要角色.然而,这些极端环境下的辐射可能造成光纤损伤,降低其传输能力,影响使用的稳定性和安全性.回顾了过去关于提升光纤抗辐照性能的研究,并介绍了当前提高传输光纤抗辐照性能的研究现状,现有方法包括改变纤芯或包层组分以及预处理等,通过对比各种方法对光纤的作用机理和影响程度,发现结合多种方法应用于传输光纤能够显著提升其抗辐照性能,尤其是结合预辐照、载H2、载D2、退火、光漂白以及适当掺杂元素,能够显著提升光纤的抗辐照性能.这些发现为光纤在极端环境中的可靠应用提供了有效途径,其成功应用为未来的光纤研究和应用开辟了新的方向,未来的研究可以进一步探索更加创新和高效的方法,以不断提升光纤在极端条件下的可靠性和稳定性.

    特种光纤抗辐照性能色心辐致诱导损耗

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    渐变折射率多模光纤中光束自清洁的研究进展

    戴佳男张斌侯静
    100-113页
    查看更多>>摘要：当脉冲峰值功率满足一定条件时会引起渐变折射率多模光纤输出端横向强度分布从散斑向钟形光束转换,这是由多个横模间时空非线性相互作用引起的一种特殊非线性现象,被称为克尔光束自清洁(BSC).此过程发生时会表现出强烈的模式自净化过程:高阶模式的能量向基模转移,即模式间的能量交换,此时高阶模式的能量不断向基模转移并稳定保存在基模中.其显著的特性是:提高输出光束亮度以及对光纤弯曲和挤压的鲁棒性.这个特点可以打破多模光纤在低输出光束质量方面的限制,使得多模光纤应用前景十分广阔,可用于许多技术应用.本文介绍了此现象从开始发现一直到最近的研究进展,并对其产生机理与解释进行总结.

    非线性光纤光学渐变折射率多模光纤时空非线性效应光束自清洁能量转移

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    声光耦合同轴大气传输背景中的涡旋光场相位特性研究

    王明军刘敏张佳琳黄朝军...
    114-124页
    查看更多>>摘要：基于声光效应、传输矩阵法和平面角谱展开理论,利用声场改变大气介质折射率,建立了拉盖尔-高斯(LG)光束在声光耦合同轴大气介质中的传输模型,研究了不同声波频率和不同拓扑荷数对LG光束传输特性的影响.结果表明:经平面声场扰动后,大气介质的折射率呈均匀的周期性分布,声源频率不同,折射率分层周期不同;LG光束在分层大气介质中传输时p波的相位分布始终出现中心轴;入射场s波和透射场s波相位分布始终相同,由中心向四周旋转;LG光束的拓扑荷数相反时,s波相位旋转方向相反,p波相位旋转方向相反且相位分布发生改变;声波频率不同导致LG光束传输路径上的折射率分布周期不同,从而影响LG光束传输的相位,改变声波频率可以影响LG光束在声场扰动产生的分层介质中传输的相位特性.研究结果可为后续开展声场对涡旋光传输特性的实验研究提供理论支撑.

    拉盖尔-高斯光束分层介质平面声波相位

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    不均匀大气烟雾信道的空地光通信性能及上下行链路差异分析

    王金博高士明刘智宋鸿飞...
    125-131页
    查看更多>>摘要：针对伴有烟雾的不均匀大气环境,建立了空地光通信的综合信道模型,并采用离散化的分层高度模型分析了上行链路与下行链路通信之间的差异.实验结果表明,高度分层达到六层以后可获得稳定的仿真性能.在不均匀大气烟雾环境下,光信号穿过近地面烟雾会使通信质量明显降低,并且下行链路受到的影响比上行链路更大.整体来说,上行链路的性能优于下行链路.接收孔径的增大对上行链路的性能改善比下行链路更为显著,接收孔径每增大0.1 m,误码率降低一个数量级.而对于下行链路,接收孔径的增大反而会降低链路的通信性能.天顶角的增大会使得上行和下行链路的通信性能均降低.该研究结果可以为空地激光通信提供理论参考.

    不均匀大气烟雾空地光通信上行和下行链路

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