1 上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200204
2 四川省精密超精密加工工程技术研究中心，四川 成都 610200
目前小工具平滑抛光的保形精度不高，不能适应中频误差平滑需求，因此提出一种基于变去除函数的锥面元件中频误差平滑小工具抛光工艺方法，通过理论建模和有限元数值仿真方法，建立锥面元件接触压力分布和相对速度模型，根据Preston方程进一步建立锥面小工具抛光环带去除函数模型。基于卷积原理和约束优化算法，建立锥面元件小工具抛光驻留时间求解模型及其保形抛光驻留时间计算方法。开展锥面元件中频误差平滑小工具抛光工艺实验，结果表明，口径为310 mm的锥面元件经过小工具平滑抛光后面形峰谷值的相对变化量为13.7%，均方根相对变化量为9.3%，低频精度损失较小，且功率谱密度曲线中频段峰值明显下降，中频误差得到有效抑制，证明了所提方法的正确性和可行性。
小工具抛光 锥面元件 中频误差 去除函数建模 驻留时间算法 激光与光电子学进展
2025, 62(15): 1522001
系统对比了氮化铝（AlN）、氮化硼（BN）和氮化硅（Si3N4）3种氮化物基片与石墨基片在耐高温性能及玻璃液润湿性方面的差异。实验结果发现，在1 200 ℃的空气气氛中，BN基片展现出与氮气保护下的石墨基片相当的非润湿性，其接触角可达148.0°，显著高于石墨基片的135.9°。表面张力测试结果显示，在空气气氛中，采用BN基片测得的E玻璃液表面张力为321.4～322.4 mN/m，相较于在氮气气氛中使用石墨基片测得的结果，降低了4.3～4.4 mN/m。因此，BN基片能够在非保护性气氛环境中替代石墨材料，用于玻璃液表面张力的测试，为高温玻璃熔体性能的表征提供了一种新的技术方案。
玻璃液 非润湿行为 氮化铝 氮化硼 氮化硅 glass melt non-wetting behavior AlN BN Si3N4
强激光与粒子束
2025, 37(5): 055002
1 浙江师范大学浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室，物理与电子信息工程学院，浙江 金华 321004
2 南方科技大学物理系，广东 深圳 518055
采用两种具有本征磁性的铁氧体材料设计了具有双层柱状结构的亚波长磁性电磁超原子（EMA），并以其为基本单元构建了具有正方晶格结构的磁性电磁超材料，在两个工作频率下分别实现了具有非互易特性的电磁波完美吸收。基于推广的Mie散射理论和多重散射理论，优化了磁性EMA的结构并进行了透射谱和反射谱计算，结果表明，在特定角度下右侧入射高斯光束的吸收率达到了97%，而在关于法线对称的左侧入射高斯光束的反射率超过80%，可将这一现象称为非互易完美吸收。它源于磁性EMA在外加偏置磁场下的时间反演对称性破缺，以及周期性晶格所导致的非互易晶格Kerker效应。此外，通过外加偏置磁场反向可以实现非互易性反转，通过改变外加偏置磁场的强度还可以实现工作频率的灵活调制，从而为非互易性调制提供了新的自由度。本研究工作可以加深对非互易光学的理解，并且在微波光子学方面具有潜在的应用价值。
磁性电磁超材料 磁表面等离激元 非互易完美吸收 磁性电磁超原子 晶格Kerker效应
湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院，湖南 湘潭 411201
路面裂缝会影响行车安全和路面使用寿命，从而增加交通事故风险，因此及时地发现并处理路面裂缝尤为重要。针对传统卷积神经网络感受野有限、无法加入位置信息、效果差等问题，提出一种融合多种注意力机制的路面裂缝分割模型，引入多种注意力机制，通过ResNeSt和Swin Transformer增强模型信息传递效果，使得网络能够更好地利用不同层级的信息来生成更准确的预测。使用由网上公开数据集混合制成的包含8251张真实路面图像的数据集进行实验。研究结果表明：该模型的交并比、精确率、召回率和F1分数的值分别为73.24%、82.84%、86.12%、84.44%。虽然在召回率上略逊于DeepLab v3+，但在复杂路面环境中的裂缝识别精度和鲁棒性方面有较好的表现。
路面裂缝检测 注意力机制 深度学习 特征融合 激光与光电子学进展
2025, 62(10): 1012002
1 中山大学网络空间安全学院，广东 深圳 518000
2 中山大学电子与信息工程学院，广州 510006
针对水下可见光多输入多输出(MIMO)通信系统天线配置自由度低和安全性不足的问题，设计一种基于混沌加密的奇数阶正交变换辅助的水下可见光MIMO收发机。首先，提出了奇数阶正交矩阵生成算法，提升了水下可见光通信系统的可拓展性。其次，使用双混沌加密算法对传输数据进行加密，提升了水下可见光通信系统的信息传输安全性。仿真结果表明，相较于基准方案，该方案具有更优的可靠性和安全性性能。
水下可见光通信 多输入多输出 正交变换 混沌加密 安全性 underwater visible light communication multiple input multiple output orthogonal transform chaotic encryption security
天津大学 精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
集成光子芯片为压缩态光场的产生提供了一个可靠和易于扩展的平台。基于低损耗氮化硅微环谐振腔的四波混频过程是产生压缩态光场的重要途径。本文基于氮化硅材料平台，优化了高质量氮化硅薄膜的制备工艺和微环谐振腔的加工过程，制备出多种尺寸和结构的低损耗氮化硅微环谐振腔。通过搭建的测试系统，系统分析了这些微环谐振腔的透射率、耦合状态和品质因子。实验结果表明，所制备的微环谐振腔具有稳定的本征品质因子，其中横截面尺寸为2000 nm′290 nm微环谐振腔的本征品质因子可达1.5′106，对应的波导传输损耗约为0.23 dB/cm。理论计算表明，该结构最优能够产生片上约9 dB的压缩态光场，当考虑总检测效率为40%时，预估可以直接观察到2 dB的压缩态。该研究为片上产生高质量的连续变量压缩态提供了实验基础。
集成量子光学 微环谐振腔 压缩态 integrated quantum optics micro-ring resonator squeezed state 量子光学学报
2025, 31(1): 010202
1 上海交通大学 机械与动力工程学院上海 200240
2 上海市数值反应堆技术融合创新中心上海 200240
铅铋堆蒸汽发生器发生传热管破裂事故（Steam Generator Tube Rupture，SGTR）后，二次侧高压过冷水将喷放进入一次侧的高温铅铋熔融物中。该现象可能的后果有铅铋凝固，压力波造成堆内构件损坏以及蒸汽迁移进入堆芯引入意外反应性。为了研究该过程，上海交通大学先进核能系统实验室搭建了大型铅铋-水反应实验装置台架。在实验开始前，针对该台架预先开展计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）计算以认识实验现象并确定实验工况。本文首先利用已有的实验数据进行方法验证，然后基于商用CFD软件Fluent建立了该实验装置的二维模型，开展了不同水进口速度、水进口温度和熔融物初始温度的多工况仿真研究。结果表明，射流过程可分为三个阶段，设计工况不会出现铅铋凝固。铅铋最低温度随着水的进口温度降低或其进口速度增大而降低。同时，蒸汽最大穿透深度随着水的进口温度升高或速度增大而增大。本研究取得的结论能够为拟开展的实验提供有力参考。
铅铋-水反应 蒸汽发生器传热管破裂 数值模拟 参数分析 LBE-water interaction SGTR Numerical simulation Parameter analysis
1 上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200204
2 四川省精密超精密加工工程技术研究中心，四川 成都 610200
共形振动抛光是一种良好的复杂曲面中频误差平滑方法，在许多重大光学工程的光学元件加工中应用前景广阔。针对黏弹性工具振动抛光时抛光机理不清晰、工艺规律不明确等问题，提出一种基于有限元的仿真方法，研究振动抛光中柔性层材料性能、抛光压强、振动频率对中频误差平滑的影响机制，获得其对中频误差平滑能力的影响规律。通过仿真分析与实验验证，得到如下结论：共形振动抛光的中频误差平滑能力随黏弹性材料的弹性模量的增大先提高后降低，随抛光压强的增大而提高，随振动频率的增大先稳定后提高。当黏弹性体的最大弹性模量在9~12 MPa之间、抛光压强在800~1100 Pa之间、振动频率在20~30 Hz之间时，振动抛光的中频误差平滑效果最好，同时具备良好的低频保形能力。
共形振动抛光 中频误差 有限元仿真 黏弹性材料 激光与光电子学进展
2025, 62(7): 0722004
南京信息工程大学自动化学院，江苏 南京 210044
深度神经网络（DNN）在光子器件的快速设计中展现出卓越性能，成为硅光子学领域的前沿技术。基于DNN逆向设计一种TM0、TE0和TE1三种模式的硅基混合复用/解复用器，优化设计得到的混合复用/解复用器件尺寸为4.8 μm×2.56 μm。实验测试结果显示：在1550 nm中心波长处，TM0、TE0和TE1模插入损耗分别为0.56 dB、0.31 dB和0.93 dB，复用/解复用串扰小于-17.63 dB，且工作带宽大于100 nm。基于DNN的逆向设计方法可快速设计并实现高集成度、高性能硅基混合复用/解复用器，为大容量片上光通信和光互联提供关键器件。
深度神经网络 逆向设计 模分复用 硅基混合复用/解复用器
