Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Crystal Materials and Institute of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China
2 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
Topological nodal-line semimetals attract growing research attention in the photonic and optoelectronic fields due to their unique topological energy-level bands and fascinating nonlinear optical responses. Here, to the best of our knowledge, we first report the saturable absorption property of topological nodal-line semimetal HfGeTe and the related pulse modulation in passively Q-switched visible lasers. Few-layer HfGeTe demonstrates outstanding saturable absorption properties in the visible-light band, yielding the saturation intensities of 7.88, 12.66, and 6.64 µJ/cm2 at 515, 640, and 720 nm, respectively. Based on an as-prepared few-layer HfGeTe optical switch and a Pr:LiYF4 gain medium, Q-switched visible lasers are also successfully achieved at 522, 640, and 720 nm. The minimum pulse widths of the green, red, and deep-red pulsed lasers are 150, 125.5, and 420 ns, respectively. Especially for the green and red pulsed laser, the obtained pulse width is smaller than those of the low-dimensional layered materials. Our work sheds light on the application potential of topological nodal-line semimetals in the generation of visible pulsed lasers.
visible pulsed laser topological nodal-line semimetals saturable absorption Q-switching Pr doping Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031601
1 北京化工大学 信息科学与技术学院, 北京 100029
2 汉威科技集团股份有限公司, 郑州 450001
电阻型MEMS半导体气体传感器在环境空气质量监测和有毒有害气体检测等领域得到了广泛应用, 但是受限于功耗较高的原因, 这类传感器难以广泛应用于便携式气体检测系统。文章综述了近年来低功耗电阻型MEMS半导体气体传感器的研究进展, 分别从气敏材料、传感器结构和传感器模组的集成电路等方面探讨如何实现低功耗的电阻型MEMS半导体气体传感器的制备, 并展望低功耗的电阻型MEMS半导体气体传感器未来的发展方向。
低功耗 微机电系统 半导体气体传感器 脉冲工作模式 low power micro-electro-mechanical system semiconductor gas sensor pulse operation mode
1 1.东华大学 材料科学与工程学院 纤维材料改性国家重点实验室, 上海 201620
2 2.同济大学 材料科学与工程学院 车用新能源研究院, 上海 201804
锂金属具有理论比容量高、还原电位低及储量高等优势, 是高能量密度锂离子电池的理想负极材料之一。然而, 传统的液态电解质与锂金属的不相容性极大地限制了其应用。本研究采用原位聚合的方法, 开发了一种与锂金属负极相容性良好的凝胶复合电解质(Gel Complex Electrolyte, GCE)。向该电解质中引入的双锂盐体系可与聚合物组分共同作用, 拓宽了电解质的电化学窗口(5.26 V, 商用电解液的电化学窗口为3.92 V), 并能够获得较高的离子电导率(30 ℃, 1×10-3 S·cm-1)。锂金属负极表面的形貌表征及元素分析结果显示, 在双锂盐体系的作用下, GCE表现出对锂金属明显的保护效果, 锂金属负极的体积效应及枝晶生长得到了明显抑制。同时, 匹配商业磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料组装的锂金属全电池也展现出优异的循环稳定性和良好的倍率性能, 在25 ℃下以0.2C(1C=0.67 mA·cm-2)的恒定电流循环200圈后, 容量保持率可以达到92.95%。研究表明, 该GCE能有效提高锂金属电池的安全稳定性以及综合的电化学性能, 有望提供一种普适化的准固态电解质设计策略。
锂金属 原位聚合 凝胶复合电解质 metallic Li in-situ polymerization gel complex electrolyte
1 中国人民解放军93605部队, 北京 102000
2 空军工程大学防空反导学院, 西安 710000
3 中国人民解放军63768部队, 西安 710000
4 中国人民解放军93126部队, 北京 100000
针对复杂作战场景下的指挥控制决策问题, 基于决策树理论提出了处理多任务流程的指挥控制决策方法。首先对OODA环理论的判断过程进行了详细分析, 通过构造决策树的方法来生成判断模型。决策树在决策过程中调用多任务流程服务并生成判断结果。指挥员根据判断结果来进行指挥决策, 从而实现机器在人的控制下的智能决策。通过对该方法进行验证分析, 证明该方法具有高层次可解释性, 准确表达指挥员作战意图, 灵活构建作战策略的特点。
OODA环 决策树 流程建模 作战策略 OODA loop decision tree process modeling combat strategy
1 山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室，激光光谱研究所，山西 太原 030006
2 山西大学极端光学协同创新中心，山西 太原 030006
3 山西迪奥普科技有限公司，山西 太原 030006
讨论无人机载污染气体激光监测技术的发展现状以及在我国“天地空”一体化监测体系中的应用价值。无人机载污染气体激光监测平台由无人机平台和机载污染气体激光传感器两部分组成。从无人机平台出发，首先介绍当前无人机平台的类型，阐明不同类型无人机的优势和劣势；然后，介绍适用于无人机装载的几种激光光谱传感技术原理和相关应用，讨论无人机载污染气体激光监测技术在气体监测领域的应用潜能。
激光光谱 激光传感器 无人机 气体监测 光学学报
2023, 43(18): 1899912
1 辽宁工程技术大学 电子与信息工程学院，辽宁 葫芦岛 125105
2 渤海船舶职业学院，辽宁 葫芦岛 125105
针对现有修复算法在处理较大面积缺失时易产生伪影且与原图像语义不符的问题，提出了基于门控卷积与注意迁移的二阶图像修复方法，通过加强待修复图像内部语义对修复网络的影响来确保修复结果整体语义的一致性。首先使用多层卷积对缺损图像进行粗略修复；然后将粗略修复结果输入改进的细化修复网络，使用门控卷积和注意迁移网络对图像内部纹理细节进行修复处理，在编解码阶段引入SimAM模块作为注意力机制，强化对待修复图像中重要信息的筛选能力；最后通过谱归一化的马尔科夫判别器判别真伪同时提供对抗损失，将感知损失与多尺度结构相似性损失作为重建损失再将其与对抗损失相结合作为损失函数。与其他图像修复方法的对比实验表明，本文方法较其中最好结果在结构相似性上提升1.47%，峰值信噪比上提升5.48%。本文方法修复结果更加真实自然且在各种尺寸缺失下均实现了理想的修复效果。
图像处理 图像修复 门控卷积 注意迁移 对抗损失 image processing image inpainting gated convolution attention transfer adversarial loss
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
针对光刻机照明系统矩形光场的均匀照明需求，提出了一种基于单排平凸微柱面镜阵列与小长宽比积分棒相结合的匀光单元方案。分析了小长宽比积分棒输入光场的角度分布特性和宽度对照明均匀性的影响。使用单排平凸微柱面镜阵列进行预匀光可以满足积分棒输入光场需求。采用光线方向余弦的分布偏差表征照明均匀性，构造了匀光单元透镜组的均匀性评价函数，并以KrF光刻机匀光单元为对象，利用CODE V软件对平凸微柱面镜和聚光镜组进行了自动优化设计。在LightTools中对该匀光单元进行仿真验证，结果表明，在不同部分相干因子的传统照明模式和环形照明模式下输出光场的积分非均匀性均小于0.43%，优于基于弥散斑均方根评价函数优化设计的对照组结果，对相关工程设计有一定参考意义。
光学设计 光刻 照明系统 匀光单元 照明均匀性 中国激光
2023, 50(13): 1305003
1 辽宁工程技术大学 电子与信息工程学院，辽宁 葫芦岛 125105
2 渤海船舶职业学院，辽宁 葫芦岛 125105
随着遥感技术的发展，遥感图像被大量应用于遥感图像识别、分割等领域。但遥感图像数量少、质量低以及多样性不足等问题阻碍了遥感解译等后续研究的性能提升，如何利用少量的遥感图像生成大量的数据集是目前亟待解决的问题。针对这一问题，本文以SinGAN网络为基础，将一种新的纯卷积网络ConvNeXt与之结合来构建遥感图像数据增强框架。实验结果表明，在遥感数据集NWPU-RESISC45 Dataset上，结合ConvNeXt卷积网络进行数据增强后的图像，其FID、SSIM和PSNR这3种GAN与图像质量评价指标分别提升了5.7%、6.2%和8.2%。基于改进SinGAN的遥感图像数据增强方法进行增强后的图像质量与多样性均优于SinGAN算法与传统图像增强方法，实际中可用于图像分割、目标检测等领域。
SinGAN 数据增强 遥感图像 ConvNeXt SinGAN data enhancements remote sensing images ConvNeXt
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
针对相控阵雷达在多目标跟踪过程中的波束调度管理问题, 以及传统的波束调度问题中仅优化所有目标中误差最小的目标, 面对高机动目标会导致一些误差较大的目标不收敛甚至丢失的问题, 提出一种基于最大平均协方差的雷达波束调度算法, 并结合交互式多模型滤波(IMM)算法和相控阵雷达无惯性采样的优势, 实现对多目标的稳定跟踪的波束调度, 并探究期望协方差与过程误差协方差(噪声误差)对跟踪过程的影响。仿真实验表明: 该算法可以有效实现多个高机动目标的协方差保持在期望范围内以及实现动态收敛, 并可以通过调节期望协方差与过程误差协方差来影响跟踪过程的置信度与收敛速度, 实现多目标稳定跟踪。
相控阵雷达 协方差 交互式多模型滤波 波束调度算法 phased array radar covariance IMM filtering beam scheduling algorithm
