1 福建省智能加工技术及装备重点实验室（福建工程学院），福建 福州 350118
2 福建省增材制造创新中心，福建 福州 350118
3 福建工程学院机械与汽车工程学院，福建 福州 350118
通过激光选区熔化技术熔化添加了质量分数为0%~5% TiB2颗粒的Ti6Al4V粉末，原位反应制备了TiB/Ti6Al4V复合材料，研究了不同TiB2添加量对样品的成形性能、微观结构演变和力学性能的影响。研究发现，添加质量分数为1%的TiB2时，样品的微观结构中的α′-Ti逐渐消失，并出现弥散分布单胞状的TiB。TiB2添加量进一步增加，材料的强化方式从弥散强化演变到晶须增强，同时TiB富集于晶界，形成树枝状结构以及网状结构。原位生成的TiB作为形核点，可以促使样品在细晶强化、固溶强化和晶须增强的作用下，大幅提升TiB/Ti6Al4V样品的硬度和摩擦性能。最终，样品的显微硬度从（336.80±6.64）HV提升至（498.07±12.56）HV，同时样品的磨损机制从黏着磨损改变为磨粒磨损，当TiB2添加的质量分数为1%时，获得较好的磨损性能。
激光器与激光光学 激光选区熔化 钛基复合材料 组织应变 力学性能 激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2314003
1 江汉大学智能制造学院，湖北 武汉 430056
2 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室，湖北 武汉 430074
开展了超高强钢1700MS激光焊接工艺研究，对比分析了不同焊接速度时的接头微观组织、显微硬度和力学性能。结果表明，超高强钢1700MS焊接过程发生了马氏体回火转变，亚临界热影响区（SCHAZ）形成了大量粒状的回火马氏体，其尺寸和数量随着远离焊缝区中心明显降低。受其影响，焊接接头存在严重的软化现象，其最大硬度为609 HV，最小硬度为321 HV，后者仅为前者硬度的52.71%。同时，回火软化导致焊接接头两侧形成了中间软（热影响区）两边硬（焊缝区及母材）的不均匀组织结构，导致焊接接头在受力过程中力学性能降低。此外，增加焊接速度可降低SCHAZ的回火程度和宽度，从而提升接头力学性能。
激光技术 激光焊接 超高强钢 回火软化 微观组织 力学性能 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1714004
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031
2 安徽大学物质科学与信息技术研究院信息材料与智能感知安徽省实验室, 安徽 合肥 230039
3 合肥学院生物食品与环境学院, 安徽 合肥 230601
浮游藻类作为单细胞生物，其光合活性外界胁迫作用响应灵敏，是水质综合毒性检测的良好受试生物，因此认识受试藻种光合活性状态对温度和光照等主要环境因子的响应规律，掌握有效控制受试藻种光合活性状态和浓度的培养条件，对水质综合毒性检测至关重要。以模式受试生物蛋白核小球藻为研究对象，研究了不同温度梯度和光照强度下蛋白核小球藻光合活性变化规律。研究结果显示：蛋白核小球藻在不同梯度光照下，藻种光合活性和藻种浓度的变化非常明显。低光照下 (75 μE、125 μE) 藻种平均光合活性在0.60左右但藻种浓度基本不增加；中光照下 (175、225、300、375 μE) 藻种平均光合活性在0.57左右且此时藻种浓度有明显增加，其中，实验最佳光照为375 μE；高光照下 (475 μE和600 μE) 藻种平均光合活性低于0.56 (初始活性)，会对藻种的生长状态产生胁迫。不同梯度温度下藻种光合活性和藻种浓度也有明显变化，中低温下 (5、15、25 ℃) 藻种平均光合活性在0.59左右且藻种浓度随着温度的升高而增加，最佳温度为25℃；高温下 (30、35、40 ℃) 藻种光合活性迅速下降直至失活。研究结果表明可以通过控制光照和温度来控制浮游藻类的光合活性和生长速度，为在线水质综合毒性测量仪提供标准的受试藻样培养方式，从而给便携式水质综合毒性测量仪的研发奠定基础。
浮游藻类 光合活性 叶绿素荧光 环境因子 planktonic algae photosynthetic activity chlorophyll fluorescence environmental factors 大气与环境光学学报
2023, 18(2): 133
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
3 安徽省环境光学监测技术重点实验室，安徽 合肥 230031
4 合肥师范学院物理与材料工程学院，安徽 合肥 230061
5 安徽大学物质科学与信息技术研究院，安徽 合肥 230601
以混合藻类为研究对象，研究组成混合样品藻种的单细胞可变荧光量（SCVF）差异对可变荧光统计分析法准确性的影响。研究结果表明：当两种藻种的SCVF比值不大于5.3时，该分析方法依旧适用，测量结果与显微镜检测结果的相对误差绝对值的均值不大于17%；当两种藻种的SCVF比值大于8时，测量结果与显微镜检测结果存在较大差异，且高SCVF藻细胞占比达到一定比例时，可变荧光统计分析法的测量结果仅反映了混合样品中高SCVF藻细胞数。针对SCVF差异大的混合藻类，将过滤分离方法与可变荧光统计分析法相结合，利用合适孔径的金属滤网过滤混合样品，将过滤前后测量的样品活体藻细胞密度之和作为测量结果。实验结果表明，该方法可将相对误差绝对值均值由58.4%降至5.5%，有效解决了组成混合样品藻种的SCVF差异对细胞数定量的影响，实现混合藻类活体细胞数的准确定量。
海洋光学 压载水 活体藻细胞数 可变荧光 混合藻类 光学学报
2022, 42(24): 2401003
1 西北大学文化遗产学院, 陕西 西安 710069
3 西南民族大学旅游与历史文化学院, 四川 成都 610041
4 四川省文物考古研究院, 四川 成都 610041
四川省邛崃市地处成都平原, 是成都地区发现的摩崖造像规模最大, 分布最集中的地区。 由于潮湿、 半露天的保存环境, 造像遭到严重破坏, 缺少相关的科学分析研究。 本文选用邛崃地区内花置寺摩崖造像、 临邛镇磐陀寺摩崖造像和大同乡石笋山摩崖造像三处共12件彩绘颜料样品, 通过超景深显微观察、 X射线荧光分析、 X射线衍射和显微激光拉曼光谱综合分析, 获取彩绘颜料信息。 结果表明红色颜料为赤铁矿[Fe2O3]和铅丹[Pb3O4]; 绿色颜料为砷酸铜[Cu(AsO3)(OH)·2H2O]和过硫酸三铜钠钾[KNaCu3O(SO4)3]; 白色颜料为石膏[CaSO4]; 黄色颜料为黄赭石[Fe2O3]; 黑色颜料为铅丹[Pb3O4]的变化产物, 蓝色颜料为青金石[Na6Ca2Al6Si6O24(SO4)2]。 值得注意的是绿色颜料的分析结果, 其中检出的砷酸铜类物质在近年中国西南地区彩绘分析中较常见, 结合文献调研判断其为近现代人工合成颜料巴黎绿的变化产物, 进而推测此处有近现代重绘可能。 另外, 首次检出过硫酸三铜钠钾成分的绿色颜料, 丰富了古代彩绘颜料的分析实例, 判断可能是某种绿色含铜矿物的变化结果。 四川地区环境湿润, 一些不稳定的矿物颜料容易发生化学变化, 有的产生变色, 有的颜色变化不明显, 但成分已产生新的物质。 通过分析邛崃石窟彩绘颜料, 获取四川地区摩崖造像所使用颜料的相关信息, 为颜料复原提供科学依据, 同时也有利于文物工作者展开针对性保护工作, 为四川地区彩绘石窟的研究和保护提供参考。
邛崃石窟 彩绘颜料 绿色颜料 砷酸铜 过硫酸三铜钠钾 Qionglai Caves Color paint Green pigment Arsenic acid copper Euchlorine 光谱学与光谱分析
2022, 42(10): 3198
1 中国科学院合肥物质科学研究院 安徽光学精密机械研究所，中国科学院环境光学与技术重点实验室，合肥 230031
2 中国科学技术大学，合肥 230026
3 安徽省环境光学监测技术重点实验室，合肥 230031
4 安徽大学，合肥 230039
藻类光合荧光参数易于测量，对外来胁迫响应灵敏，是水质生物毒性测量的重要指标。以蛋白核小球藻为受试生物，研究了DCMU胁迫下（1 h和3 h），作为毒性测试终点的光合荧光参数与初始生物量的关系。结果表明：光合荧光参数可分为两类，第一类为Fv/Fm、Yield、α、rP、σPSⅡ和τes，只表征光合系统信息；第二类参数为Ek、F0、Fm、Fv以及JVPⅡ，其数值受生物量影响，包含生物量信息；当初始生物量发生变化时，只表征光合系统信息的第一类参数在毒性测试过程中更稳定。参数Fv/Fm、Yield、α、rP、σPSⅡ、τes、F0、Fm以及Fv与DCMU能建立良好的剂量效应关系，根据EC50、EC20和相关系数R2，给出了光合荧光参数作为毒性测试终点时，藻类初始叶绿素浓度的最佳范围：对参数Fv/Fm、Yield、α、rP、σPSⅡ、τes，建议范围为10~2 000 μg·L-1；对于参数F0、Fm与Fv，建议范围为200~1 000 μg·L-1。该结果可为基于光合荧光参数的生物毒性快速检测方法的建立提供重要依据。
生物光学 初始生物量 光合荧光参数 DCMU 毒性检测 Bio-optics Initial biomass Photosynthetic fluorescence parameters Diuron Toxicity detection
1 中国电子科技集团公司第三十八研究所, 安徽合肥 230088
2 孔径阵列与空间探测安徽省实验室, 安徽合肥 230088
目标跟踪是航天测控领域中的一项重要技术。针对机动多波束卫星测控系统, 提出一种机动多波束测控系统卫星目标跟踪方法。该方法给出机动平台下卫星目标波束跟踪处理的应用模型和流程。在仿真实验中构建了几种典型的场景, 分析了该方法的目标预测误差。最后给出一些应用性结论, 具有一定的工程参考意义。
机动平台 多波束 测控系统 目标跟踪 mobileplatform multi-beam Telemetry Track and Command(TTC)system target tracking 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(3): 261
1 海装沈阳局驻长春地区军代室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
恶劣的航空机载环境对长焦距共口径光学系统提出了很高的要求, 针对四个关键技术进行了研究, 给出了合理可行的解决方法。文章开展的多光谱共口径光学系统的设计使航空光电成像系统满足小型化和轻量化要求。在航空机载环境温度变化范围内, 提出的高陡度碳化硅反射镜非球面光学加工与检测方法保证光学元件的曲率半径和面形精度保持稳定, 能够实现优良的成像质量。应用碳化硅反射镜柔性支撑技术使光学元件及支撑结构具有较高的结构强度、刚度, 同时能够保证光学系统结构尺寸稳定性要求。实际的光学系统的波前携带着许多误差, 使用计算机辅助精密装调技术, 能够实现高成像质量光学系统的装调。
共口径 光学系统 光学加工 柔性支撑 精密装调 common-aperture optical system optical processing flexible support precision assembly and adjustment
