1 北京无线电测量研究所, 北京100854
2 北京航天微电科技有限公司, 北京 100854
为了提高矩形系数, 该文针对混合结构的声表面波滤波器的设计展开研究。建立仿真模型, 采用纵向耦合结构级联单个谐振器或多个谐振器, 并在36°Y-X LiTaO3和41°Y-X LiNbO3压电材料上研制出两种声表面波滤波器。测试结果表明, 滤波器的矩形系数分别为1.7和2, 测试与仿真结果基本吻合。
矩形系数 混合结构 声表面波 纵向耦合 谐振器 rectangle factor hybrid structure SAW longitudinally coupled resonator
Wunan Li 1,2,3,4Yu Cao 2Yu Ning 1,3,4Fengjie Xi 1,3,4,**[ ... ]Xiaojun Xu 1,3,4,*
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 School of Mathematics and Physics, Qingdao University of Science & Technology, Qingdao 266061, China
3 Nanhu Laser Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
4 State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
The Shack–Hartmann wavefront sensor (SHWFS) is commonly used for its high speed and precision in adaptive optics. However, its performance is limited in low light conditions, particularly when observing faint objects in astronomical applications. Instead of a pixelated detector, we present a new approach for wavefront sensing using a single-pixel detector, which is able to code the spatial position of a light spot array into the polarization dimension and decode the polarization state in the polar coordinate. We propose validation experiments with simple and complex wavefront distortions to demonstrate our approach as a promising alternative to traditional SHWFS systems, with potential applications in a wide range of fields.
wavefront sensing single-pixel detector vortex retarder polarization centroid polar coordinate Chinese Optics Letters
2023, 21(9): 090008
1 中国民用航空飞行学院民机复合材料维修研究中心，四川 广汉618307
2 温州大学激光与光电智能制造研究院，浙江 温州 325035
随着飞机蒙皮“部分褪漆”维修理念的提出，多漆层结构激光除漆的可控性值得关注。基于响应面分析方法，建立了激光参数（光斑搭接率、激光功率及扫描次数）与可控性指标（漆层去除厚度、表面粗糙度）间的数学模型，分析了激光多参数耦合作用对可控性指标的影响规律。结果表明：激光参数对漆层去除厚度的影响顺序依次为扫描次数、激光功率、光斑搭接率，且均为正相关；表面粗糙度随光斑搭接率的增大而减小，随激光功率的增大而增大，扫描次数对表面粗糙度的影响具有峰值效应。验证试验结果表明：响应面模型可为厚度精度为±5 μm的激光可控除漆提供参考。基于响应面分析方法建立的多漆层结构激光可控清除数学模型，可为飞机蒙皮漆层的激光可控清除提供方法指导与理论支撑。
激光技术 激光除漆 多漆层结构 耦合作用 可控性 响应面分析 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1514004
吉林大学地球探测科学与技术学院，吉林 长春 130026
为探究典型地物间光谱特征差异以及针对传统光谱分类方法预处理复杂、精度较低等问题，以大豆、玉米、水稻和裸土4类地物为例，充分挖掘变量在分类中的重要性，进行深度学习方法与传统方法的对比分析与验证。首先利用连续投影算法（SPA）进行基础波段筛选，对比分析在原始光谱、特征波段以及部分特征波段条件下一维卷积神经网络（1DCNN）和长短时记忆人工神经网络（LSTM）两种深度学习模型的分类精度，探究特征波段对原始光谱的信息承载能力；然后针对错分问题，采用进阶式波段筛选方法，在基础变量组合条件下，对各类地物错分样本进行再次训练，如此循环，直到分类精度无明显增加，研究错分样本的光谱特征及错分规律；最后比较不同方法的分类精度。研究结果表明：基础波段筛选可以剔除光谱数据中大量的冗余信息，简化网络结构，提高模型效率；进阶式波段筛选方法可以递进增补针对错分样本的有效光谱信息，对提高传统方法的分类精度具有较大意义；在不经过光谱变换等预处理步骤时，深度学习方法也能取得较高的分类精度，明显优于传统方法，但训练过程较为复杂，可解释性较差。
高光谱 分类识别 深度学习 波段筛选 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1530002
1 东北电力大学 现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室 电气工程学院 化学工程学院，吉林 吉林 132012
2 南开大学 电子信息与光学工程学院，天津 300350
3 华东师范大学 纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心 极化材料与器件教育部重点实验室，上海 200241
4 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室，上海 200083
5 复旦大学 光电研究院 上海市智能光电与感知前沿科学研究基地，上海 200433
硫硒化锑（Sb2（S，Se）3）薄膜太阳电池因其制备方法简单、原材料丰富且低毒、性能稳定等本征优势成为研究热点。目前Sb2（S，Se）3太阳电池最高效率已超过10%，显示出产业化潜力。Sb2（S，Se）3太阳电池的研究重点是提高吸光层质量和优化器件结构。首先，系统介绍了Sb2（S，Se）3薄膜的主流生长工艺；其次，对Sb2（S，Se）3太阳电池各功能层选择和渐变带隙结构设计进行分析；最后，对Sb2（S，Se）3太阳电池的大面积制备和其在锑基多结叠层太阳电池中的应用潜力做了进一步展望，为其产业化发展提供可行性参考。
硫硒化锑太阳电池 制备方法 载流子传输层 渐变带隙 Sb2（S，Se）3 solar cell preparation methods carrier transport layer gradient bandgap
成都理工大学 核技术与自动化工程学院成都 610059
高斯脉冲具有信噪比高、弹道亏损小的优点，因此，在核辐射测量系统中常将核辐射探测器输出信号成形为高斯波形。核辐射探测器实际输出的核脉冲信号更接近于双指数信号，因此在小波变换的基础上，利用卷积运算的微分特性，提出了双指数信号高斯脉冲成形算法，并建立了成形系统的冲激响应。采用模拟核脉冲信号，从时域和频域两方面研究了成形参数对成形脉冲形状、滤波特性的影响规律；采用FAST硅漂移探测器（Silicon Drift Detector，SDD）测量标准Mn样品获得实测核脉冲信号，分别进行高斯脉冲成形算法和梯形脉冲成形算法处理，并生成能谱；通过对比5.89 keV特征峰峰面积、能量分辨率，研究两种成形算法在能量分辨率和堆积脉冲分离方面的性能。结果表明：当达峰时间为3.2~6.4 μs时，两种成形算法所得能谱的能量分辨率最佳，此时，两者之差小于5 eV；在相同达峰时间条件下，高斯脉冲成形算法的堆积脉冲分离能力优于梯形脉冲成形算法。
小波变换 高斯脉冲成形 能量分辨率 堆积脉冲 Wavelet transform Gaussian pulse shaping Energy resolution Pile-up pulse
1 温州大学激光加工机器人国际科技合作基地，浙江 温州 325035
2 中国民用航空飞行学院航空工程学院，四川 广汉618307
3 温州大学激光与光电智能制造研究院，浙江 温州 325105
碳纤维复合增强材料（CFRP）作为一种力学性能优异的新材料，已经成为航空和汽车轻量化领域的优选材料。因此实现CFRP与铝合金的高强度连接是提升CFRP与铝合金复合结构件整体强度的关键。提出了一种激光阶梯扫描制备倒钩阵列的方法，并将该方法与硅烷表面改性相结合，实现了铝合金与CFRP接头的高强度连接。实验结果表明：激光阶梯扫描制备的倒钩阵列大大增强了胶接界面之间的机械互锁效应，进而增强了接头强度。硅烷偶联剂改性后铝合金与黏结剂之间出现了硅烷过渡层，接头强度得到进一步提升。与砂纸粗化处理相比，激光处理后强度提升了24.6%，达到16.7 MPa，硅烷改性后强度得到进一步提升，达到17.4 MPa。
激光技术 脉冲激光器 激光材料加工 碳纤维增强塑料 胶接接头 拉伸剪切强度 中国激光
2023, 50(12): 1202203
1 中国民用航空飞行学院民机复合材料维修研究中心，四川 广汉618307
2 温州大学激光与光电智能制造研究院，浙江 温州 325035
为了验证激光清洗飞机蒙皮表面漆层的可行性，阐明漆层清除对基材表面完整性的影响，采用脉冲光纤激光器在12.89~25.48 J/cm2能量密度下对2024铝合金飞机蒙皮开展了除漆实验，研究了除漆效果、基材表面形貌、粗糙度、显微硬度及微观组织特征的变化规律，利用Ansys Workbench软件模拟分析了温度场分布对除漆效果和基材表面完整性的影响。结果表明，随着能量密度的增大，残漆率降低，基材表面粗糙度（Sa）和峰谷高度差（PVHD）增大，显微硬度小幅提升，同时表面晶粒细化，位错密度增大，强化相σ（Al5Cu6Mg2）析出，当能量密度大于22.90 J/cm2时，漆层彻底清除。在22.90 J/cm2的能量密度下，漆层与基材交界处的温度为415.46 ℃，低于基材的初始熔化阈值，基材表面未发生明显的塑性变形，PVHD为8.28 μm，显微硬度相较于原始试样提高了2.8%，获得了良好的表面完整性。研究结果为提升激光除漆技术在航空工程领域中的应用可靠性与安全性提供了参考。
激光技术 激光除漆 飞机铝合金蒙皮 表面完整性 温度场
1 中国民用航空飞行学院民机复合材料维修研究中心，四川 广汉 618307
2 温州大学激光与光电智能制造研究院，浙江 温州 325035
研究激光单脉冲作用后漆层表面的凹坑形貌可以有效抑制激光多参数叠加效应及脉冲重叠的光热与光力效应，有助于揭示激光与材料的作用机制，同时可为激光参数优化提供依据。本团队利用实验凹坑形貌数据获得漆层去除深度d及能量密度F的关系式，并基于烧蚀机制建立了高斯激光单脉冲作用后模拟漆层凹坑形貌的数学模型，采用MATLAB对13.58~27.16 J/cm2能量密度下的凹坑形貌进行了模拟与验证。结果表明：低能量密度（13.58~16.98 J/cm2）下，凹坑深度和直径误差均小于5%，凹坑表面近似为旋转抛物面，凹坑剖面轮廓近似为抛物线；高能量密度（20.37~27.16 J/cm2）下，凹坑深度误差小于5%，但凹坑直径误差高达40%，模拟结果与实验结果存在显著差异。误差分析表明，在高能量密度下，等离子冲击与热辐射机制对凹坑形貌具有显著影响。基于上述分析对模型进行修正，修正模型对凹坑深度和直径的模拟误差均控制在5%以内，显著提高了模型模拟的准确性。基于凹坑形貌实验数据建立的形貌模型以及该模型的验证，不仅揭示了不同能量密度下激光与材料主要作用机制的差异，还为高、低能量密度下除漆效果的精确控制及激光参数优化提供了参考。
激光技术 激光除漆 单脉冲 凹坑形貌 模拟与验证
中国建筑材料科学研究总院有限公司，北京 100024
本文探究了蓖麻油、BYK22552、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、TEGO700四种分散剂对CaOB2O3La2O3玻璃/氧化铝低温共烧陶瓷（LTCC）流延浆料分散性的影响，并进一步对该体系浆料流变性能、触变性能、固相体积分数以及沉降性能方面进行了研究,通过红外光谱分析研究了四种分散剂的分散机理并给出了解释。结果表明，当分散剂TEGO700用量为粉体质量的2%时，流延浆料具有最小黏度（1 650 mPa·s）与最佳触变恢复性。在流延成型最佳黏度2 000 mPa·s下，浆料具有最大固相体积分数（37.2%）与优异的沉降性能。该浆料流延成型得到的柔性生瓷带表面平整且厚度均一，表面粗糙度为144 nm。烧结得到的基板材料表面无气孔、裂纹等明显缺陷，烧结致密化程度高，表面粗糙度为210 nm，40 GHz下测得介电常数与介电损耗分别为6.257和1.431×10-3。
氧化铝 CaOB2O3La2O3玻璃 低温共烧陶瓷 流延浆料 分散剂 流变性能 alumina CaOB2O3La2O3 glass low temperature cofired ceramic casting slurry dispersant rheological property
