1 东华理工大学 土木与建筑工程学院, 南昌 330013
2 广西大学 土木建筑工程学院, 南宁 530000
3 三明莆炎高速公路有限责任公司, 三明 365000
为了研究隧道围岩在静动应力耦合作用下的变形和损伤情况, 建立地应力与爆破荷载耦合作用的隧道模型。首先依据文笔山隧道现场监测数据和岩体波速反推围岩的JH2本构参数。根据围岩等级, 结合已知参数和波动方程, 给出简易的JH2本构参数确定方法, 并通过子程序嵌入ABAQUS中建立围岩的损伤模型; 为了使仿真模型更接近现实情况, 先进行地应力平衡, 将此时的土体状态作为爆破模拟的初始应力状态, 再采用等效爆破荷载法模拟隧道爆破, 以此在宏观上实现大型岩土工程在静动应力耦合作用下的爆破仿真。仿真模型不仅考虑爆破面的爆破效果, 还着重研究爆破对隧道围岩的影响情况。研究结果表明: 初始地应力在隧道爆破中对围岩的损伤和变形都有不可忽视的作用。初始地应力的存在诱导损伤扩展, 地应力越大, 损伤越大, 拱底在竖向发生2.2 m最大损伤深度; 在相同进尺, 地应力越小变形越大, 拱顶在靠近开挖面处产生11.7 mm最大变形。围岩上下的水平收敛变形不同: 上部背离隧道, 下部指向隧道, 围岩上下台阶分界处受剪切荷载。围岩的损伤与变形贴合实际工程, 研究结果丰富隧道爆破模拟, 对隧道爆破施工有现实指导意义。
隧道 Johnson-Holmquist-Ⅱ模型 动静应力耦合 等效爆破 数值仿真 tunnel Johnson-Holmquist-Ⅱ material model dynamic and static stress coupling equivalent blasting numerical simulation
1 深圳大学物理与光电工程学院，广东 深圳 518060
2 福州大学物理与信息工程学院平板显示技术国家地方联合工程实验室，福建 福州 350108
3 南阳利达光电有限公司，河南 南阳 473003
近眼显示光学系统是增强现实（AR）技术的核心基础，是接收虚拟画面信息和融合现实环境进行显示的直接载体。辐辏调节是人眼生理机能的辐辏距离和晶状体聚焦调节距离相匹配的基本生理反应。当前AR近眼显示方案仅提供具有左、右眼视差片源形成的3D显示效果，相对于正常环境的目视观察有极大差距，造成人眼辐辏调节冲突（VAC）。缓解或消除VAC是AR近眼显示系统发展和普及的必由之路，其主要解决方案包括：部分深度信息的光学显示系统，如两焦面或多焦面近眼显示光学方案；完整深度信息的光学方案，如集成成像光场显示技术和计算全息波前重建的近眼显示方案；无深度信息的光学显示方案，如基于Maxwellian显示技术的近眼显示光学系统。本文综述了当前技术发展过程中缓解或消除VAC的近眼显示光学方案，分析了各技术的特点、实现方式，以及优缺点，最后总结了当前AR近眼显示中解决VAC问题面临的挑战，并对未来技术和显示方案的发展前景进行了展望。
近眼显示 增强现实 辐辏调节冲突 增强现实 深度信息 光学学报
2023, 43(23): 2300001
1 深圳大学 应用技术学院 深圳 518060
2 深圳市微纳光子信息技术重点实验室，教育部/广东省共建光电子器件和系统重点实验室，深圳大学物理与光电工程学院 深圳 518060
3 深圳技术大学 工程物理学院 先进材料测试技术研究中心，深圳市超强激光与 先进材料技术重点实验室 深圳 518118
4 湖北大学 物理与电子科学学院 武汉 430062
激光等离子体加速输出的电子束具有fs量级脉冲长度的优异品质。由于强激光场的存在，直接应用存在一定困难，更多应用场景需要把电子束传输到应用端。能散导致电子束在传输中产生能量啁啾，需要通过束流光学设计抑制脉冲长度的增长。通过对电子束在消色差束线中传输的研究，探索了消色差和非消色差传输中脉冲长度压缩的差异，以及消色差束线中偏转角度、偏转半径对不同能量电子束脉冲长度压缩的影响。针对消色差传输中仅有某个能量电子束得到最优压缩的局限，利用四极透镜磁场梯度的调节使电子束的传输适度偏离消色差，改变对能量啁啾的影响，实现在固定尺寸束线中不同能量电子束的压缩。
激光加速 电子束传输 电子束应用 超快 Laser acceleration Electron beam transmission Electron beam application Ultrafast
1 深圳技术大学 工程物理学院，先进材料测试技术研究中心，深圳市超强激光与先进材料技术重点实验室，广东 深圳 518118
2 深圳大学物理与光电工程学院，深圳市微纳光子信息技术重点实验室，教育部/广东省共建光电子器件和系统重点实验室，广东 深圳 518060
激光加速器可以输出具有独特品质的质子束，例如µm尺寸、ps脉冲长度和高峰值电流。强流粒子束的空间电荷力效应较强，对面向应用的束流传输提出了挑战。通过二维PIC模拟研究了激光加速后与质子速度接近的电子的影响。采用椭球模型估算空间电荷力的影响，比较不同电荷分布的差异。结果表明每束团质子数超过1010后空间电荷力显著影响质子束传输，甚至严重破坏束流品质。空间电荷力的影响在20 ps后显著减弱，离开靶约1.2 mm。
激光加速 质子束 空间电荷力 高亮度 laser acceleration proton beam space charge force high brightness 强激光与粒子束
2023, 35(2): 021004
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, Shenzhen Key Laboratory of Micro-Nano Photonic Information Technology, College of Physics and Optoelectronic Engineering, , Shenzhen 518060, China
2 College of Electronics and Information Engineering, , Shenzhen 518060, China
Applying an ultrafast vortex laser as the pump, optical parametric amplification can be used for spiral phase-contrast imaging with high gain, wide spatial bandwidth, and high imaging contrast. Our experiments show that this design has realized the 1064 nm spiral phase-contrast idler imaging of biological tissues (frog egg cells and onion epidermis) with a spatial resolution at several microns level and a superior imaging contrast to both the traditional bright- or dark-field imaging under a weak illumination of . This work provides a powerful way for biological tissue imaging in the second near-infrared region.
optical parametric amplification ultrafast vortex laser pulse spatial resolution phase-contrast imaging Chinese Optics Letters
2022, 20(10): 100003
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
3 深圳大学电子科学与技术学院, 广东 深圳 518060
研究了Nd∶YVO4固体皮秒振荡器与掺铒光纤锁模振荡器的脉冲同步技术,为光参量放大、中红外产生等应用奠定了实验基础。实验采用光电二极管分别探测一台商售1064 nm Nd∶YVO4固体皮秒振荡器和一台自制1555 nm掺铒光纤锁模振荡器的脉冲重复频率,通过混频、低通滤波等电路处理得到了两台激光器重复频率的相对误差,并将该误差信号反馈至内置于1555 nm掺铒光纤锁模振荡器中用于精调腔长的压电陶瓷和粗调腔长的步进电机上,实现了两台激光器重复频率的同步。本实验中的同步装置具有结构简单、集成度高、可靠性高的特点。
激光器 锁模激光器 光纤激光器 频率锁定 脉冲同步
Author Affiliations
Abstract
1 SZU-NUS Collaborative Innovation Center for Optoelectronic Science & Technology, Collaborative Laboratory of 2D Materials for Optoelectronic Science and Technology of Ministry of Education, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 College of Chemistry and Environmental Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
In recent years, multi-wavelength fiber lasers play a significant role in plenty of fields, ranging from optical communications to mechanical processing and laser biomedicine, owing to their high beam quality, low cost, and excellent heat dissipation properties. Benefitting from increasing maturity of optical elements, the multi-wavelength fiber laser has made rapid developments. In this review, we summarize and analyze diverse implementation methods covering continuous wave and pulsed fiber lasers at room temperature conditions: inserting an optical filter device and intensity-dependent loss structure in the resonant cavity, and applying ultrafast nonlinear optical response of materials and a dual-cavity structure. Finally, future challenges and perspectives of the multi-wavelength fiber laser are discussed and addressed.
multi-wavelength fiber laser optical filter nonlinear polarization rotation nonlinear amplification loop mirror 2D materials Chinese Optics Letters
2020, 18(4): 041405
Author Affiliations
Abstract
1 College of Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 College of Electronic Science and Technology, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
A cross-shaped photonic crystal waveguide formed by a square lattice Al2O3 rods array is numerically and experimentally investigated. The band gap of the TE mode for the photonic crystals and transmission characteristics of waveguides are calculated by the plane wave expansion method and the finite element method. We perform the experiments in the microwave regime to validate the numerical results. The measured reflection and transmission characteristics of the photonic crystals show a large band gap between 8.62 and 11.554 GHz (relative bandwidth is 29.34%). The electromagnetic waves are transmitted stably in the waveguides, and the transmission characteristics maintain a high level in the band gap.
230.5298 Photonic crystals 160.5293 Photonic bandgap materials Chinese Optics Letters
2017, 15(6): 062301
Author Affiliations
Abstract
1 College of Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 College of Electronic Science and Technology, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
A novel H-plane cross-shaped circulator based on magneto-photonic crystals is experimentally investigated. The band gap of the TE mode for the photonic crystals is calculated by the plane wave expansion method. The transmission characteristics of the circulator are simulated by the finite element method. We perform the experiments in the microwave regime to validate the numerical results. At the central frequency of 10.15 GHz, the measured isolation and insertion loss of the circulator reaches 30.2 and 3.93 dB, respectively. The bandwidth of the circulator is about 550 MHz. The optimal experimental value of isolation is higher than the numerical value.
160.5293 Photonic bandgap materials 230.5298 Photonic crystals 130.5296 Photonic crystal waveguides Chinese Optics Letters
2017, 15(11): 111601
深圳大学电子科学与技术学院深圳市微纳光子信息技术重点实验室, 广东 深圳 518060
提出了一种基于波长编码的超短太赫兹(THz)脉冲单次探测方法。该方法将新型正交平衡电光取样技术和波长编码技术结合起来, 同时拥有这两种方法的优点：能对超快太赫兹脉冲实现高调制度和高信噪比的单次实时测量。为了实现单次测量, 采用线性啁啾激光脉冲作为探测光, 将太赫兹电场对探测脉冲的时域调制映射到频域, 并用光谱仪对频域信息进行单次采集。在电光取样技术方面, 采用正交平衡探测取代传统波长编码单次测量, 通过设置两臂静态偏置相位, 使它们大小相等、符号相反, 实现对称推挽式调制, 从而有效提高近0°偏置点附近的探测线性度和调制深度, 并有效抑制动态噪声。
测量 超快光学 太赫兹 电光测量 动态噪声 啁啾脉冲
