吴健宏 1,2,3杜仕峰 1,2,4,*高昀 1,2,4王海龙 1,2,4[ ... ]彭钦军 1,2,4
1 中国科学院理化技术研究所 固体激光重点实验室，北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室，北京 100190
3 中国科学院大学，北京 100049
4 齐鲁中科光物理与工程技术研究院，山东 济南 250000
报道了一种结构紧凑、高效率、高功率的2 μm棒状Tm∶YAG激光器。通过优化设计三向激光二极管（LD）侧面泵浦激光模块，提高了晶体棒内泵浦光的功率密度。激光谐振腔采用平平腔结构，包含单个激光模块，几何腔长为88 mm，整台激光器结构简单、紧凑且体积小。激光模块通过一个水冷机进行冷却，在冷却温度为12 ℃条件下，获得了最高功率为119 W、波长为2.02 μm的激光输出，光?光转换效率为19.6%，斜率效率达32.7%。该激光器可在最大输出功率下连续稳定运转2 h，功率波动小于1％，晶体端面及光学元件表面不结霜。实验测得x和y方向的光束质量因子分别为21.01和21.68。这种紧凑、可靠、高效的百瓦级2 μm激光器对于医疗和科学研究等应用具有重要意义。
激光器 Tm∶YAG 棒状晶体 LD侧面泵浦 2 μm 结构紧凑 lasers Tm∶YAG rod crystal LD side-pumping 2 μm compact structure
兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃兰州 730070
目前，红外与可见光图像融合算法依然存在着对复杂场景适用性低、融合图像细节纹理信息大量丢失、对比度与清晰度不高等问题，针对上述存在的问题，本文结合非下采样剪切波变换（ Non-Subsampled Shearlet Transform, NSST）、残差网络（ Residual Network, ResNet）与生成对抗网络（Generative Adversarial Network, GAN）提出一种 N-RGAN模型。通过 NSST变换将红外与可见光图像分解为高频子带和低频子带；对高频子带进行拼接并输入由残差模块改进过的生成器，并将源红外图像作为判决标准，以此提升网络融合性能与融合图像细节刻画以及目标凸显能力；对红外图像与可见光图像进行显著性特征提取，通过自适应加权对低频子带进行融合，提升图像对比度与清晰度；对高频子带的融合结果与低频子带的融合结果进行 NSST逆变换，从而得到红外与可见光图像的融合结果。通过与各类算法的融合结果进行对比，本文所提方法在峰值信噪比（ Peak Signal to Noise Ratio, PSNR）、平均梯度（ Average Gradient, AVG）、图像熵（ Image Entropy, IE）、空间频率（ Spatial Frequency, SF）、边缘强度（ Edge Strength, ES）、图像清晰度（ Image Clarity, IC）等多个客观指标上均有提高，可提升复杂场景下的红外与可见光图像融合效果，改善图像细节纹理信息损失严重的问题，同时提升图像对比度与清晰度。
图像融合 红外与可见光图像 显著性特征提取 非下采样剪切波变换 残差网络 生成对抗网络 image fusion, infrared and visible images, salient
中国计量大学光学与电子科技学院，浙江 杭州 310018
完美涡旋光束（POVB）的光斑不随拓扑荷的变化而变化，在微粒操控、光通信、激光材料处理等领域具有广泛应用。POVB的准确识别具有重要的研究意义。提出一种卷积神经网络结合多孔干涉仪的方法来识别0.01阶分数POVB。实验结果表明，在理想环境下，0.01阶分数POVB的识别率达到100%。在扇形遮挡90°和扇形遮挡180°情况下，0.01阶分数POVB的识别率分别达到100%和99.5%。本研究为识别0.01阶分数POVB提供了一种新的方法，对于该光束的应用和推广具有重要意义。
物理光学 卷积神经网络 多孔干涉仪 分数完美涡旋光束 轨道角动量 拓扑荷
1 广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室，广东 广州 510006
2 香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室，香港 999077
为了研究微透镜阵列成像质量的影响因素，针对慢刀伺服加工和紫外（UV）光固化工艺制备的微透镜阵列，引入微透镜阵列镜片的误差，建立基于Zemax光学软件的光学微透镜阵列成像仿真模型，分析透镜单元的高度、曲率半径、入瞳直径等误差对微透镜阵列成像质量的影响。搭建光学测试平台对评价微透镜阵列成像性能的光学参数进行检测，包括各透镜单元的焦斑大小、位置误差及其焦距值，并利用点扩散函数（PSF）曲线的半峰全宽值对光场成像结果进行成像质量评价，测量得到微透镜阵列的焦距标准误差为0.12 mm。将测量结果与仿真结果相比，可得PSF曲线的半峰全宽值误差在12%左右，证明了仿真模型的准确性。利用仿真和实验的方法建立了微透镜阵列镜片误差与其光学成像质量之间的关系，这可为基于功能实现的光学微透镜阵列的超精密加工工艺提供理论基础和指导。
成像系统 微透镜阵列 Zemax 成像质量 光学性能
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Terahertz Solid State Technology, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 School of Physics and Physical Engineering, Shandong Provincial Key Laboratory of Laser Polarization and Information Technology, Qufu Normal University, Qufu 273165, China
We report the InAs/GaAs quantum dot laterally coupled distributed feedback (LC-DFB) lasers operating at room temperature in the wavelength range of 1.31 µm. First-order chromium Bragg gratings were fabricated alongside the ridge waveguide to obtain the maximum coupling coefficient with the optical field. Stable continuous-wave single-frequency operation has been achieved with output power above 5 mW/facet and side mode suppression ratio exceeding 52 dB. Moreover, a single chip integrating three LC-DFB lasers was tentatively explored. The three LC-DFB lasers on the chip can operate in single mode at room temperature, covering the wavelength span of 35.6 nm.
InAs quantum dot laterally coupled distributed feedback laser Chinese Optics Letters
2023, 21(1): 011402
1 武汉源锦建材科技有限公司, 武汉 430083
2 武汉三源特种建材有限责任公司, 武汉 430083
为了研究氧化镁膨胀剂与水化热调控剂复掺对混凝土抗裂性能的影响, 探讨水化热调控剂的作用机理, 开展了单掺氧化镁及水化热调控剂与氧化镁复掺对混凝土水化热、绝热温升、限制膨胀率、体积变形、自收缩、弹性模量及微观结构的影响研究。结果表明: 水化热调控剂可显著改变水泥水化放热历程, 净浆抑温率可达31.2%, 随入模温度升高, 抑温效果增强; 水化热调控剂可激发氧化镁的水化, 促进膨胀能的释放, 随养护温度提升, 作用效果更显著; 水化热调控剂可改变混凝土温升历程, 特别是降低混凝土早期水化热释放速率; 水化热调控剂与氧化镁复掺可降低混凝土自收缩, 当水化热调控剂掺量为0.2%和0.4%（质量分数）时, 混凝土收缩值分别减少了84 με和54 με; 水化热调控剂会导致混凝土早龄期弹性模量降低, 但对长龄期弹性模量影响不大; 水化热调控剂对水泥水化历程、水化产物生成及微观结构密实程度的改变是提高混凝土抗裂性能的根本原因。
水化热调控剂 氧化镁 抗裂 绝热温升 弹性模量 自收缩 hydration heat regulator magnesium oxide crack resistance adiabatic temperature rise elastic modulus self-shrinkage
内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特 010018
抗剪切强度指标值(黏聚力和内摩擦角)是超高性能混凝土本构关系研究和数值模拟分析的重要数据，对揭示超高性能混凝土中钢纤维的增强增韧机理至关重要。通过对4 种钢纤维体积含量(0%、1%、2%和3%)的超高性能混凝土在5 档围压(0、10、20、40 MPa 和60 MPa)下进行常规三轴压缩试验，得到各应力路径下超高性能混凝土的轴向、径向应力应变全曲线及应力圆。应力应变全曲线图显示，围压为40 MPa 时，4 种钢纤维超高性能混凝土在三轴压缩试验中均表现出一定的流变性质，超高性能混凝土变形性质及破坏模式由脆性开始向塑性转变。并由应力圆数据推导出每种钢纤维含量超高性能混凝土在不同围压下内摩擦角φ 和黏聚力c 的具体数值，并给出了内摩擦角φ 和黏聚力c 随钢纤维体积含量和围压增大的变化规律。结果显示：钢纤维含量相同，黏聚力随围压的增大而增大，内摩擦角随围压的增大而减小；同围压下钢纤维体积含量为2%时黏聚力最大，内摩擦角最小，有围压时钢纤维含量对内摩擦角的影响较小。
超高性能混凝土 钢纤维 内摩擦角 黏聚力 应力圆 ultra-high performance concrete steel fiber internal friction angle adhesion force stress circle
1 郑州大学材料科学与工程学院，郑州 450001
2 广东工业大学机电工程学院，广州 510006
3 广东工业大学机电工程学院，广州 510006，
4 东华大学，纤维材料改性国家重点实验室，功能材料研究中心，上海 201620
高熵硼化物陶瓷作为高熵陶瓷的一类，因其优异的力学性能和高温稳定性，受到越来越广泛的关注和研究。然而目前还没有针对高熵硼化物陶瓷研究的综述，因此，从高熵硼化物陶瓷的定义出发，概述了第一性原理计算在高熵硼化物研究中，对高熵硼化物材料合成预测以及对性能预测和理解方面的应用，综合评价了各种高熵硼化物陶瓷粉体及块体制备方法的优势和不足，并以力学性能为主，分析了高熵硼化物陶瓷的各类物化性能及其影响因素和机理，最后对理论计算，制备研究和性能探索等方面存在的不足进行总结，同时对未来可能的研究方向进行了分析和展望。
高熵硼化物陶瓷 第一性原理计算 制备 力学性能 high-entropy boride ceramics first-principles calculations synthesis mechanical properties
