1 常州工学院 光电信息工程学院 江苏 常州 213032
2 四川大学 电子信息学院 四川 成都 610065
悬浮显示技术是一种非常具有发展前景的显示技术,它可以将图像显示在空中,给观看者带来沉浸感和临场感的体验。目前国内悬浮3D显示技术研究还处于初级阶段。文章提出基于集成成像的悬浮3D显示系统,系统由集成成像3D显示器、半透半反镜和逆反光膜组成; 分析了集成成像3D显示的工作原理和逆反光膜的悬浮显示原理。将集成成像3D显示技术与基于逆反光膜的悬浮显示技术相结合,集成成像3D显示器发出的光线经过半透半反镜的反射到达逆反光膜,逆反光膜将光线以入射的角度进行反射并重建出3D图像,在实现3D图像悬浮显示的同时也解决了集成成像3D图像深度反转的问题,但是3D图像的亮度被大幅度的降低。系统为悬浮3D显示提供新的理论依据,为解决集成成像3D图像深度反转提供新的方法。
悬浮3D显示 逆反光膜 集成成像 深度反转 floating 3D display Retro-reflector film integral imaging depth inversion
北京交通大学物理科学与工程学院，北京 100044
近年来，掺铥光纤激光器凭借其结构紧凑、光束质量好、量子效率高等优势得到了越来越多的关注。其中，高功率连续掺铥光纤激光器已经在医疗、**安全、空间通信、大气污染检测、材料加工等众多领域有了重要应用。过去近20年时间里，高功率连续掺铥光纤激光器发展十分迅速，目前最高输出功率已达千瓦量级。本文从振荡器和放大系统两个方面对以往报道的高功率连续掺铥光纤激光器进行了回顾，并给出了关于未来发展趋势的一些看法。
光纤激光器 连续激光 高功率 掺铥 激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2300005
1 湖北工业大学土木建筑与环境学院,武汉 430068
2 华中科技大学土木与水利工程学院,武汉 430074
高强度工程水泥基复合材料(HS-ECC)中的精细硅砂骨料粒径通常小于0.30 mm,价格昂贵且不利于减少HS-ECC收缩,同时精细硅砂的开采和加工会对环境产生一定的负面影响。本文利用粒径在0.30~＜4.75 mm的地聚物骨料(GPA)作为精细硅砂的替代骨料制备HS-ECC,GPA的粒径被划分为三组,分别为0.30~<1.18 mm、1.18~<2.36 mm、2.36~<4.75 mm,以研究各粒径区间对HS-ECC抗压强度、拉伸应变能力及微观结构的影响规律。结果表明: GPA粒径与石英砂骨料相同时,HS-ECC延性得到了显著提升,但对抗压强度及抗拉强度影响较小,平均裂缝宽度和平均裂缝间距均明显减小,GPA-水泥基质界面过渡区宽度大于石英砂-水泥基质界面过渡区宽度; GPA粒径不同时,HS-ECC的延性、抗压强度和抗拉强度均随GPA粒径的增大而减小,平均裂缝宽度和平均裂缝间距均随GPA粒径的增大而增大,GPA-水泥基质界面过渡区宽度随GPA粒径增大而减小。
工程水泥基复合材料 地聚物骨料 骨料粒径 力学性能 界面过渡区 engineered cementitious composites geopolymer aggregate aggregate particle size mechanical property interface transition zone
1 中国科学院福建物质结构研究所，福州 350002
2 中国科学院大学，北京 100049
本文采用简易水热法，制备了稀土Nd离子掺杂的LiLuF4(LLF)微晶材料，对该微晶样品进行了物相分析、微观形貌分析和近红外波段光学性能的相关研究。LLF晶体属于四方晶系白钨矿结构，空间群为I41/a；采用水热法制备的LLF微晶料结晶性良好，颗粒尺寸在20 μm左右，优化后Nd∶LLF样品的氧含量为0.001 4%(质量分数)。在792 nm波长激发下，掺杂3%(摩尔分数)Nd离子的LLF微晶的最强荧光发射峰位于1 047 nm，属于近红外波段，其平均荧光寿命约为0.275 1 ms。进一步采用提拉法生长出Nd∶LLF晶体并评估了其激光性能。Nd∶LLF激光晶体在1 053 nm处的发射截面为8.13×10-20 cm2。激光性能测试发现，在1.2 W功率激发下，Nd∶LLF晶体可实现0.123 W的1 053 nm近红外激光输出。
稀土掺杂 水热法 激光 近红外波段 LiLuF4 LiLuF4 rare earth doping hydrothermal method laser near infrared band
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Optical Fiber Sensing and Communication Networks, School of Information and Communication Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China
The nonlinear physics dynamics of temporal dissipative solitons in a microcavity hinder them from attaining high power from pump lasers with a typical nonlinear energy conversion efficiency of less than 1%. Here, we experimentally demonstrate a straightforward method for improving the output power of soliton combs using a silica microrod cavity with high coupling strength, large mode volume, and high-Q factor, resulting in a low-repetition-rate dissipative soliton () with an energy conversion efficiency exceeding 20%. Furthermore, by generating an (free spectral range) soliton crystal comb in the microcavity, the energy conversion efficiency can be further increased up to 56%.
optical microcavity nonlinear optics temporal soliton Chinese Optics Letters
2023, 21(10): 101902
重庆科技学院冶金与材料工程学院, 重庆 401331
本文提出了一种简便、可规模化制备CoO纳米线@C/碳布(CC)复合材料的方法, 该复合材料可用作无粘结剂锂离子电池负极。首先通过简单的水热和煅烧法制备了CoO纳米线@碳布复合材料, 再通过葡萄糖溶液浸渍和煅烧获得具有三维立体结构的CoO纳米线@C/CC复合电极材料。碳包覆的CoO纳米线均匀地分散在碳布上, 形成导电的碳网络。在碳布上原位生长的CoO纳米线可以有效缩短锂离子的转移路径, 降低接触电阻。碳涂层厚度约为1 nm, 显著抑制了锂离子嵌入/嵌出过程中活性材料的粉碎, 以及CoO在电解液中的直接暴露。结果表明CoO纳米线@C/CC复合材料用作锂离子电池的无粘结剂负极时, 具有良好的充放电性能和循环稳定性。电流密度为1 A·cm-2时, 200次循环后的比容量为863 mAh·cm-2(容量保持率75.83%)。本研究为柔性锂离子电池负极材料的制备提供了一种可行的新选择。
CoO纳米线 碳包覆 柔性 锂离子电池 负极 CoO nanowire carbon coating flexible lithium-ion battery anode
Author Affiliations
Abstract
School of Instrumentation and Optoelectronic Engineering, Beihang University, 100191 Beijing, China
Microscope such as fluorescence microscope, confocal microscope and two-photon microscope plays an important role in life science, laser processing and other fields. However, most microscopes only have discrete zoom rates. In this paper, a continuous optical zoom microscope with extended depth of field and 3D reconstruction is demonstrated for the first time. It consists of a zoom objective lens, a microscope holder, an adjustable three-dimensional object stage, an Abbe condenser and an LED light source. The zoom objective lens is composed of several liquid lenses and solid lenses. By adjusting the applied voltage to the liquid lens, the proposed microscope can achieve a large continuous magnification from 10? to 60?. Moreover, an improved shape from focus (SFF) algorithm and image fusion algorithm are designed for 3D reproduction. Based on the liquid lenses, the axial focusing position can be adjusted to obtain images with different depths, and then the extended depth of field and 3D reconstruction can be realized. Our experimental results demonstrate the feasibility of the proposed microscope. The proposed microscope is expected to be applied in the fields of pathological diagnosis, biological detection, etc.
中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所, 新疆 乌鲁木齐 830002
新疆天山北坡山地草甸是天山山区草地生产力最高的草地类型, 草地退化情况较为严重。 对草地植被进行分类与识别, 监测草地生态系统本底状况, 可以快速、 准确、 有效的评价草地退化动态与程度, 是进行生态重建的关键。 为了探索适合草地植被的分类方法, 选择天山北坡中段山地草甸植被作为研究对象, 利用高光谱成像光谱仪(SOC710VP)获取了典型植被多季相(4个关键生育期)的原始反射光谱数据, 通过多项式卷积平滑(S-G)及最小噪声分离(MNF)变换对光谱数据进行平滑去噪及降维处理, 分别采用支持向量机(SVM)、 BP人工神经网络(BP-ANN)及波谱角填图(SAM)三种方法建立分类模型, 并对分类结果进行了对比分析。 结果表明: 使用S-G滤波及MNF变换预处理方法可以有效的对草地植被高光谱数据进行降维除噪, 获得较平滑的光谱曲线, 减少了数据的冗余程度并缩短了分类时间。 不同季相山地草甸植被的“绿峰”、 “红谷”及“红边”等参数差异较大, 在植被生长旺盛期(4月—5月)的光谱曲线特征比黄枯期的光谱曲线特征更容易区分, 这个时期分类精度较高。 SVM分类模型在返青期(4月)和分蘖(枝)期(5月)总体分类精度均超过了90%, Kappa系数也超过了0.9; 利用SVM方法进行分类时, 在植物生长旺盛期(4月—5月)Polynomial核函数分类精度较高, 植物成熟期(6月—9月)径向基核(RBF)函数分类精度较高。 BP-ANN在分蘖(枝)期分类精度较高, 总体分类精度为91.07%, Kappa系数为0.89, 其他时期分类效果一般, 虽然在MNF变换降维后能极大的缩短数据处理时间, 但分类时间还是较SVM时间要长。 SAM分类速度最快, 但在各生育期的分类精度都较低, 最高值为分蘖(枝)期的总体分类精度77.80%, Kappa系数为0.73。 因此, 利用Polynomial核函数的SVM分类模型适合对山地草甸植被进行分类识别, 分类结果类别完整, 准确度高, 误分、 错分现象相对较少, 相比BP-ANN及SAM等高光谱数据分类方法具有较大的优势。
高光谱数据 多季相 山地草甸 分类识别 Hyperspectral data Multi-seasonal Mountain meadow Classification and recognition 光谱学与光谱分析
2022, 42(6): 1939
Author Affiliations
Abstract
1 CAS Key Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of Chinahttps://ror.org/04c4dkn09, Hefei 230026, China
2 CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of Chinahttps://ror.org/04c4dkn09, Hefei 230026, China
3 Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of Chinahttps://ror.org/04c4dkn09, Hefei 230088, China
4 School of Physical Science and Technology, Ningbo University, Ningbo 315211, China
5 State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, School of Physics and Electronic Science, East China Normal University, Shanghai 200241, China
6 e-mail: zhangchengjie@nbu.edu.cn
7 e-mail: jsxu@ustc.edu.cn
8 e-mail: cfli@ustc.edu.cn
As a quantum resource, quantum coherence plays an important role in modern physics. Many coherence measures and their relations with entanglement have been proposed, and the dynamics of entanglement has been experimentally studied. However, the knowledge of general results for coherence dynamics in open systems is limited. Here we propose a coherence factorization law that describes the evolution of coherence passing through any noisy channels characterized by genuinely incoherent operations. We use photons to implement the quantum operations and experimentally verify the law for qubits and qutrits. Our work is a step toward understanding of the evolution of coherence when the system interacts with the environment, and will boost the study of more general laws of coherence.
Photonics Research
2022, 10(9): 2172
1 哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150006
2 哈尔滨工业大学（威海）光电科学系，山东 威海 264209
超材料吸波体凭借其可以在特定波长处实现接近100%的“完美”吸收而被广泛应用在各个领域中。具有可饱和吸收特性的超材料可以用来调控激光脉冲，但超材料光学性质的研究主要集中于红外或太赫兹波段，可见光波段研究较少。基于传统的超材料吸波体三层结构模型，借助二氧化钒的电磁参数随温度变化的相变特性，设计了一种实用的可见光波段超材料饱和吸收体。该超材料的吸收率会随着入射电磁波引起的温度升高而饱和，最终其会转变为高反射状态，具有类似半导体饱和吸收镜的特性。对该结构进行数值模拟，发现其在405~650 nm波长范围内，平均饱和深度为16%。
材料 超材料 可饱和吸收 二氧化钒 可见光激光器 激光锁模 光学学报
2022, 42(15): 1516001
