Author Affiliations
Abstract
1 Laser Fusion Research Center, China Academy of Engineering Physics, Mianyang, Sichuan 621900, People’s Republic of China
2 Institute of Applied Physics and Computational Mathematics, Beijing 100094, People’s Republic of China
In an experiment performed on the Shenguang-III prototype laser facility, collective Thomson scattering (TS) is used to study the spatial growth of stimulated Brillouin scattering (SBS) in a gas-filled hohlraum by detecting the SBS-driven ion acoustic wave. High-quality time-resolved SBS and TS spectra are obtained simultaneously in the experiment, and these are analyzed by a steady-state code based on the ray-tracing model. The analysis indicates that ion–ion collisions may play an important role in suppressing SBS growth in the Au plasma; as a result, the SBS excited in the filled gas region is dominant. In the early phase of the laser pulse, SBS originates primarily from the high-density plasma at the edges of the interaction beam channel, which is piled up by the heating of the interaction beam. Throughout the duration of the laser pulse, the presence of the TS probe beam might mitigate SBS by perturbing the density distribution around the region overlapping with the interaction beam.
Matter and Radiation at Extremes
2024, 9(2): 027601
1 中国科学院空天信息创新研究院遥感卫星应用国家工程实验室，北京 100094
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国资源卫星应用中心，北京 100094
根据句芒号足印影像特点，提出一种针对复杂背景噪声的激光光斑质心提取方法：基于灰度转换模型去除地物背景，结合距离约束、高斯滤波和大津阈值分割去除影像噪声，并利用灰度重心法计算质心坐标。使用所提方法对多种地物类型仿真光斑和实测光斑进行质心提取，结果表明：所提方法的质心提取均方根误差约为0.074 pixel，最大误差约为0.482 pixel，对句芒号光斑影像的适应性较好。对句芒号足印影像光斑开展了稳定性分析，结果表明，所有激光波束的光斑质心坐标的标准差小于0.34 pixel，激光器与光轴监视相机的相对几何关系较为稳定。所提方法可用于激光光斑质心提取及稳定性监测，对句芒号激光数据处理和应用有一定参考价值。
遥感 足印影像 激光光斑 影像噪声 光斑质心提取
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230150
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Applied Physics and Computational Mathematics, Beijing 100094, China
2 Laser Fusion Research Center, China Academy of Engineering Physics, Mianyang, Sichuan 621900, China
3 HEDPS, Center for Applied Physics and Technology, and College of Engineering, Peking University, Beijing 100871, China
The first laser–plasma interaction experiment using lasers of eight beams grouped into one octad has been conducted on the Shenguang Octopus facility. Although each beam intensity is below its individual threshold for stimulated Brillouin backscattering (SBS), collective behaviors are excited to enhance the octad SBS. In particular, when two-color/cone lasers with wavelength separation 0.3 nm are used, the backward SBS reflectivities show novel behavior in which beams of longer wavelength achieve higher SBS gain. This property of SBS can be attributed to the rotation of the wave vectors of common ion acoustic waves due to the competition of detunings between geometrical angle and wavelength separation. This mechanism is confirmed using massively parallel supercomputer simulations with the three-dimensional laser–plasma interaction code LAP3D.
Matter and Radiation at Extremes
2023, 8(5): 055602
1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 首都师范大学物理系，北京 100048
3 北京理工大学长三角研究院，浙江 嘉兴 314019
太赫兹光谱分析和检测技术在材料特性研究、医学诊断、环境监控等方面具有广阔的应用前景。目前高性能太赫兹源的缺乏是太赫兹光谱检测和成像技术发展缓慢的制约因素之一。因此，强场宽带太赫兹源的开发一直是太赫兹领域的研究重点。综述超快飞秒激光脉冲驱动下强场太赫兹波辐射的研究进展，详述激光激励金属纳米薄膜、气体和液体中等离子体辐射宽频强场太赫兹波的现象和物理机制，并比较了各种强场太赫兹产生方法的特点和优缺点，最后讨论基于超快激光激发物质产生太赫兹波的发展前景及所面临的挑战。
超快光学 太赫兹辐射 金属薄膜 气体等离子体 液体等离子体 光学学报
2023, 43(15): 1532001
1 中国资源卫星应用中心，北京 100094
2 中国四维测绘技术有限公司，北京 100094
3 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
以GF5B卫星发射前实验室定标为基础，采用星上0级黑体定标数据，建立了适用于GF5B热红外通道的星上绝对辐射定标模型。通过对2022年01月12日星上黑体定标数据进行处理，获得成像仪热红外通道的绝对辐射定标系数。对星上定标系统精度进行分析，并采用地面同步烟台浮标数据对定标结果进行精度验证，结果表明，在轨后星上定标系统的绝对定标精度为0.9 K；星地验证结果显示B11和B12通道亮温的偏差分别为0.33、0.77 K。说明基于星上黑体的定标方法具有较好的精度，定标结果可靠，可满足遥感数据定量化应用的需要，为实时准确获取热红外通道定标系数提供了方法借鉴。
GF5B 全谱段光谱成像仪 黑体 在轨辐射定标 验证 GF5B VIMI blackbody on-orbit radiometric calibration verification 红外与激光工程
2023, 52(4): 20220644
1 昆明理工大学理学院, 云 南昆明 650504
2 北方夜视技术股份有限公司, 云南 昆明 650214
红外数字全息具有实时性强、可在复杂环境检测等优点; 爆破环境的粉尘类气溶胶对可见光有较强的吸收、散射效应, 红外波段处于“大气窗口”波长的红外光受气溶胶影响较小, 该优势与数字全息相结合, 本文提出一种可在高浓度粉尘环境下测量应力场的研究方法。将大小适中的光滑水泥板固定于三维施力架上作为研究对象, 采用红外数字全息方法, 改变环境粉尘浓度, 分别测量光滑水泥板在不同压力作用下的应力场变化, 对比全息图、相位差, 验证了该方法的可行性, 并设置可见光数字全息为对照实验。结果表明, 红外数字全息可在高浓度粉尘环境下测量出应力场的施力点、压力相对大小及应力影响区域, 实现实时、无损、全场检测, 而可见光数字全息在此环境下检测效果不佳甚至无法完成检测, 本文所提方法极大拓展了基于数字全息干涉计量应力检测手段的实用性。
红外数字全息 爆破环境 应力场 实时检测 infrared digital holography blasting environment stress field real-time detection
国网河南省电力公司驻马店供电公司, 河南 驻马店 463000
动态的电费价格是驱使消费者改变用电消费模式的有效手段, 为此, 提出基于增强学习的动态价格优化(RLODP)算法。RLODP算法结合电力服务商的利润和消费者的用电成本, 对电网负载进行管理; 利用增强学习算法, 电力服务商自适应地决策零售价格, 将动态价格问题转化为离散有限马尔可夫决策过程(MDP), 再利用 Q-学习算法解决该决策过程。实验结果表明, 提出的 RLODP算法减少了消费者的用电成本, 实现了电网市场中电力供应与需求之间的平衡。
智能电网 动态需求 电价 增强学习 离散有限马尔可夫决策过程 smart grid demand response electricity price Reinforcement Learning discrete finite Markov Decision Process 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(1): 112
1 中国海洋大学信息科学与工程学部光学光电子实验室，山东 青岛 266100
2 青岛市市立医院普外科，山东 青岛 266071
光学相干层析技术（OCT）作为一种实时、无创的高分辨率成像手段，能够使用特征提取算法获得丰富的图像信息，为疾病的诊断提供客观依据。利用OCT对17例甲状腺正常组织与乳头状癌组织进行成像。针对甲状腺组织图像的特点，使用灰度共生矩阵（GLCM）、灰度直方图（GH）、中心对称自相关（CSAC）和Laws纹理测度（LM）4种算法提取图像特征值，并结合支持向量机（SVM）算法定量地评估不同特征组合的识别性能。结果显示，GLCM-GH-LM组合性能最优，能够从多个方面获得图像的纹理和灰度特征信息，灵敏度、特异性和准确度分别高达96.3%、92.2%和94.3%。研究表明，基于特征提取和机器学习的算法对甲状腺乳头状癌OCT图像进行量化分析及识别时不仅可以提供实时的监测图像，还对甲状腺恶性肿瘤临床诊断具有重要的参考价值。
光学相干层析技术 甲状腺 纹理特征 支持向量机 激光与光电子学进展
2023, 60(4): 0417002
1 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室，湖北 武汉 430074
2 华中科技大学机械科学与工程学院，湖北 武汉 430074
3 光谷实验室，湖北 武汉 430074
随着亚10 nm集成电路芯片逐步进入消费电子、互联硬件、电子医疗设备等领域，由半导体制造设备所引入的晶圆缺陷对集成电路在良率与价格方面的影响将不断显现，由此带来的对典型缺陷进行高速识别、定位与分类等制造过程控制环节，将变得越来越具有挑战性。传统的晶圆缺陷检测方法包括明场、暗场及电子束成像方法，尽管能够覆盖绝大多数缺陷检测场景，但难以在检测精度、检测灵敏度和检测速度上取得较好的平衡。纳米光子学、计算成像、定量相位成像、光学涡旋、多电子束扫描、热场成像以及深度学习等新兴技术的出现，在提升缺陷灵敏度、分辨率以及对比度等方面已初步展现出一定的潜力，这为晶圆缺陷检测提供了新的可能性。因此，本综述将从缺陷的可检测性、缺陷检测系统与原理样机、先进图像后处理算法三个方面总结晶圆缺陷检测领域的最新进展，以期对初入该领域的研究人员和跨学科工作者提供一定助益。
测量 晶圆检测 集成电路 光学检测 光学成像 电子束成像 热场成像 激光与光电子学进展
2023, 60(3): 0312003
