Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronic Information and Communications, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 Beijing Institute of Space Mechanics and Electricity, Beijing 100076, China
3 School of Physics and School of Aeronautics and Astronautics, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
4 State Key Laboratory of Low-Dimensional Quantum Physics and Department of Physics, Tsinghua University, Beijing 100084, China
Opto-Electronic Advances
2024, 7(1): 220016C
1 北京空间机电研究所，北京 100094
2 中国空间技术研究院 空间激光信息感知技术核心专业实验室，北京 100094
3 华中科技大学 电子信息与通信学院，湖北 武汉 430074
4 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室，安徽 合肥 230026
海洋立体结构信息是未来实现海洋透明与海洋强国的基础，针对海洋剖面探测能力不足的问题，以及星载海洋剖面多要素同源同域一体化探测空白，开展星载海洋剖面多要素探测技术与系统方案研究，提出新型激光主被动复合、能谱复用探测技术体制，面向未来星载应用，完成星载海洋剖面多要素探测载荷系统设计。其中，激光器谱段设计为486、532 nm多波长一体化最佳配比输出，光电接收探测系统选用1 m×5 m超大口径可折叠光栅主镜，经过仿真分析，探测系统可实现大洋水深100 m深度、温度、盐度以及后向散射系数等多要素同源探测能力，同等体积包络条件下，能量收集能力提升5倍。
激光雷达 海洋剖面探测 主被动复合 大口径光栅 lidar ocean profile detection active and passive composite large aperture grating 红外与激光工程
2024, 53(1): 20230466
1 北京交通大学电子信息工程学院光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室，北京 100044
2 北京交通大学电子信息工程学院，北京 100044
提出一种利用锁相双频激光作为泵浦源输入正常色散富硅氮化硅微环谐振腔产生光频率梳的方案。对富硅氮化硅微环谐振腔进行色散调控，实现1550 nm波段平坦正常色散优化设计。利用LLE（Lugiato Lefever equation）方程进行光频率梳产生仿真，分析改变泵浦失谐时光频率梳产生的时域和频域演化过程。同时，探究各项参数对光频率梳产生的影响，包括泵浦功率、双频激光功率占比、微腔波导损耗、微腔色散、双频激光频率间隔。仿真实现的光频率梳带宽可覆盖1520 nm到1580 nm。
非线性光学 光频率梳 富硅氮化硅 色散调控 微腔
1 上海大学精密机械工程系，上海 200444
2 上海拜安传感技术有限公司，上海 201210
研究了一种基于分布式光纤声波传感器（DAS）的托辊监测方法，用于带式输送机托辊故障识别。在论述利用DAS检测托辊故障振动特征信号原理的基础上，搭建胶带长度为30 m的带式输送机测试系统平台，模拟托辊卡死、无轴承、断裂等不同故障情况进行实验测试数据采集。通过对采集的声音信号进行时域和频域分析，提取不同故障下的特征量，实现托辊的故障识别。实验结果表明，利用DAS技术可以检测带式输送机托辊故障振动特性监测，在工业带式输送机托辊故障监测方面具有应用前景。
仪器，测量与计量 分布式光纤声波传感器 带式输送机 托辊 故障监测 激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0912004
Author Affiliations
Abstract
The Brillouin scattering spectrum has been used to investigate the properties of a liquid medium. Here, we propose an improved method based on the double-edge technique to obtain the Brillouin spectrum of a liquid. We calculated the transmission ratios and deduced the Brillouin shift and linewidth to construct the Brillouin spectrum by extracting the Brillouin edge signal through filtered double-edge data. We built a detection system to test the performance of this method and measured the Brillouin spectrum for distilled water at different temperatures and compared it with the theoretical prediction. The observed difference between the experimental and theoretical values for Brillouin shift and linewidth is less than 4.3 MHz and 3.2 MHz, respectively. Moreover, based on the double-edge technique, the accuracy of the extracted temperatures and salinity is approximately 0.1 °C and 0.5%, respectively, indicating significant potential for application in water detection and oceanography.The Brillouin scattering spectrum has been used to investigate the properties of a liquid medium. Here, we propose an improved method based on the double-edge technique to obtain the Brillouin spectrum of a liquid. We calculated the transmission ratios and deduced the Brillouin shift and linewidth to construct the Brillouin spectrum by extracting the Brillouin edge signal through filtered double-edge data. We built a detection system to test the performance of this method and measured the Brillouin spectrum for distilled water at different temperatures and compared it with the theoretical prediction. The observed difference between the experimental and theoretical values for Brillouin shift and linewidth is less than 4.3 MHz and 3.2 MHz, respectively. Moreover, based on the double-edge technique, the accuracy of the extracted temperatures and salinity is approximately 0.1 °C and 0.5%, respectively, indicating significant potential for application in water detection and oceanography.
Brillouin scattering spectrum double-edge technique temperature salinity oceanography Opto-Electronic Advances
2023, 6(1): 220016
太原理工大学 微纳系统研究中心，山西 太原 030024
采用旋涂法制备不同质量分数还原氧化石墨烯(rGO）的PVDF/rGO复合薄膜。采用层层堆叠法构建层层组装异质三明治结构(PVDF/rGO-PVDF-PVDF/rGO）的压电纳米发电机(PNG）。系统研究了rGO掺杂、异质结构设计对压电输出性能的影响。研究结果表明，在掺杂rGO质量分数为0.4%时，单层PVDF/rGO复合薄膜压电纳米发电机的开路电压达到1.76 V，短路电流达到0.18 μA。层层组装异质类三明治结构PVDF/rGO0.4-PVDF-PVDF/rGO0.4的PNG，开路电压高达7.72 V，是单层PVDF/rGO复合PNG的4.39倍；短路电流可达0.69 μA，是单层PVDF/rGO复合PNG的3.83倍，这促进了电荷的转移，提高了电荷利用率。PVDF/rGO0.4-PVDF-PVDF/rGO0.4复合层层异质结构PNG经过4 000次循环敲击测试，三层异质复合PNG压电输出稳定，有望在柔性可穿戴电子器件、人机交互及电子皮肤等领域得到广泛应用。
PVDF/rGO复合薄膜 三明治结构 柔性 压电纳米发电机 PVDF/rGO composite film sandwiched structure flexibility piezoelectric nanogenerator
北京师范大学 核科学与技术学院 新器件实验室，北京 100875
北京师范大学新器件实验室（NDL）一直致力于研制结构紧凑、工艺相对简单的外延电阻淬灭型硅光电倍增器(silicon photomultiplier with epitaxial quenching resistor, EQR SiPM)。近期为了满足硅光电倍增器(silicon photomultiplier, SiPM)在核医学成像方面的需要，NDL通过优化器件设计和制作工艺，成功研制出微单元尺寸为15 μm、有效面积为9 mm2的EQR SiPM。相较以往同类型器件，实现了器件暗计数率(dark count rate, DCR)的进一步降低同时保持了较高的光子探测效率(photon detection efficiency, PDE)，在环境温度为20 ℃、过偏压为7 V时，DCR的典型值为226 kHz/mm2、峰值PDE为46%。另外，为了进一步提升EQR SiPM的动态范围，NDL还研制出微单元尺寸为6 μm、有效面积为9 mm2、微单元数目为244720的EQR SiPM，在环境温度为20 ℃、过偏压为7 V时，DCR的典型值为240 kHz/mm2、峰值PDE为28%，其较大的动态范围特别适合高能宇宙射线的测量、强子量能器等应用。
硅光电倍增器 外延淬灭电阻 光子探测效率 暗计数率 动态范围 silicon photomultiplier epitaxial quenching resistor photon detection efficiency dark count rate dynamic range 红外与激光工程
2022, 51(7): 20210587
1 山东科技大学 山东省土木工程防灾减灾重点实验室, 青岛 266590
2 山东科技大学 土木工程与建筑学院, 青岛 266590
3 日照市政工程集团, 日照 276800
4 山东科技大学 安全与环境工程学院, 青岛 266590
以济南市顺河快速路南延(英雄山立交至南绕城高速)建设工程为工程背景, 结合现场爆破振动监测及ANSYS/LS-DYNA建立模型进行对比研究, 分析小净距隧道爆破开挖中, 先行洞在后行洞上台阶爆破作用下的动力响应。结果表明：先行洞三向振速中, X水平径向振速最大, 且与合速度大小接近, 先行洞振速由掌子面后方至隧道入口处呈现衰减趋势, 提出了现场监测应根据对于X水平径向的数据调整爆破方案参数。针对济南隧道的施工条件, 现场采用CD法施工方法, 通过控制实际爆破单段药量、炮孔深度、超前小导管、复合衬砌超前支护等措施取得了良好的爆破效果。
小净距隧道 爆破振动 钻爆施工 振动监测 数值模拟 small clear spacing tunnel blasting vibration drilling and blasting construction vibration monitoring numerical simulation
1 周口师范学院物理与电信工程学院，河南周口 466001
2 华中科技大学电子信息与通信学院，湖北武汉 430074
针对复杂背景和低信杂比条件下的红外弱小目标检测难题，提出了一种基于局部对比度机制的红外弱小目标检测方法。该方法提出了一个包含中心层、中间层和最外层的 3层窗口，可以使用单尺度计算完成不同尺度弱小目标的检测。首先，对中心层引入匹配滤波思想，有针对性地增强真实目标；同时，提出最接近滤波原则，对最外层进行背景估计，以缓解目标靠近边缘时的检测难题；然后，在目标增强结果与背景估计结果之间进行比差联合的对比度计算，达到同时增强目标和抑制背景的目的；最后，通过自适应阈值分割，提取真实目标。实验结果表明，相比现有算法而言，该算法可更好地增强目标、抑制复杂背景，且原理简洁易实现，可有效减少运算量。
红外小目标 目标检测 局部对比度 目标增强 背景抑制 IR small target, target detection, local contrast,
红外与激光工程
2021, 50(6): 20211036
