1 西安交通大学材料科学与工程学院, 金属材料强度国家重点实验室, 西安 710049
2 南方科技大学材料科学与工程系, 广东 深圳 518055
传统方法制备微波介质陶瓷通常需要1 000 ℃以上高温, 不仅工艺周期长、能量消耗高, 而且难以实现多种材料体系的集成共烧。如今, 无线通讯技术的不断革新和蓬勃发展对微波器件小型化、集成化提出了更高要求, 低温共烧陶瓷/超低温共烧陶瓷技术被开发和广泛应用。研究烧结温度更低、烧结效率更高, 且微波介电性能优异的节能环保型绿色制备工艺, 已经成为全球范围内研究热点之一。液相烧结、热压烧结、微波烧结、放电等离子体烧结、闪烧等烧结工艺的提出促进了低温烧结微波介质陶瓷的发展。最近, 又出现了一种新的超低温烧结工艺-冷烧结技术。冷烧结具有极低的烧结温度(一般 ≤300 ℃)、可在短时间内实现陶瓷高致密化, 且在物相稳定性、复合共烧以及晶界控制等方面有着优势, 为超低温烧结工艺以及微波介质材料体系的开发提供了新的契机。
微波介质 陶瓷 低温共烧陶瓷 超低温共烧陶瓷 超低温烧结工艺 冷烧结 microwave dielectric ceramic low temperature co-fired ceramic ultra-low temperature co-fired ceramic ultra-low sintering temperature technology cold sintering process
1 清华大学航天航空学院, 北京 100093
2 北京振兴计量测试研究所, 北京 100074
3 哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
高浓度水雾条件下的表面高温温场反演测量在航空航天、 冶金铸造等工业领域有着重要的应用。 由于水雾的弥散作用, 高温表面的辐射透过水雾后, 会出现强烈的衰减和散射, 导致传统辐射测温方法出现很大误差。 现有水雾弥散条件下的温场反演测量主要包括基于试验数据反推及实时测量水雾参数进行修正的测量方法, 并基于辐射传输理论对测量结果进行误差分析和评估, 测量方式多为单通道或双通道点辐射测温。 基于水雾场红外光谱辐射特性的计算, 提出了一种水雾强弥散条件下表面高温温场多光谱成像反演方法; 根据辐射传输理论, 考虑强弥散条件下的邻近效应, 建立了相应的反演模型。 在水雾场相关参数未知的情况下, 通过三个透过水雾场后的高温目标长波红外光谱辐射图像, 反演得到表面高温温场的真温分布。 反演第一步是辐射温度场反演, 即通过长波红外辐射图像, 根据定标曲线和高温目标的光谱发射率先验数据, 得到高温目标透过弥散水雾场经过发射率校正的辐射温度场; 反演的第二步是根据三通道非线性反演模型, 得到目标的真温温场分布。 设计了一个长波红外三光谱通道反演测量装置, 中心波长分别是8.8, 10.7和12.0 μm, 对高温目标进行三个长波红外光谱通道的同时探测成像。 设计了一套验证测试装置, 利用标准高温黑体源和水雾弥散设备, 进行了高温目标水雾弥散条件下的辐射图像采集和目标温度的反演试验。 试验结果表明8~14 μm长波红外波段比短波波段对水雾弥散具有更强的抗干扰能力, 在1 100和1 200 ℃典型温度点反演的平均误差在7%左右, 大大减小了未经校正的辐射传输失真, 适用于黑体和灰体高温目标, 且无需水雾场的浓度和粒径分布等先验信息, 基于多光谱成像信息的水雾弥散条件下温场反演方法具有一定的普适性和创新性。
水雾 弥散 多光谱 高温 反演 Mist Diffusive Multi-spectral High-temperature Retrieval 光谱学与光谱分析
2022, 42(9): 2702
1 清华大学 航天航空学院，北京 100093
2 北京振兴计量测试研究所，北京 100074
在航空航天、冶金铸造等各种工业现场高温热试验过程中，需要在高浓度弥散介质遮蔽物件表面的条件下，快速、准确地获取试验件表面的高温温度。传统的辐射测温方法包括波段辐射法、亮度法、比色测温法、多波长测温法等，是实现高温测量的一种主要测量方法。弥散介质由于介质粒子的作用会产生各种光谱散射、吸收和发射效应，给高温的准确测量带来了很大的干扰，导致测量结果产生偏差，必须要改进经典辐射测温方法。论述了弥散介质条件下几种主要的辐射测温方法，包括试验数据反推法、热辐射计算法、多通道分裂窗法、信息复原计算法、神经网络计算法等，分析了各种方法的优点和不足，总结了弥散介质条件下辐射测温方法面临的挑战和发展趋势。
弥散介质 辐射测温 高温 测量 diffuse medium radiation thermometry high temperature measurement 红外与激光工程
2022, 51(4): 20210985
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China
2 School of Materials Science and Engineering, Dongguan University of Technology, Dongguan 523808, China
3 School of Opto-Electronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
We demonstrate a novel approach to achieve wavelength-tunable ultrashort pulses from an all-fiber mode-locked laser with a saturable absorber based on the nonlinear Kerr beam clean-up effect. This saturable absorber was formed by a single-mode fiber spliced to a graded-index multimode fiber, and its tunable band-pass filter effect is described by a numerical model. By adjusting the bending condition of the graded-index multimode fiber, the laser could produce dissipative soliton pulses with their central wavelength tunable from 1040 nm to 1063 nm. The pulse duration of the output laser could be compressed externally to 791 fs, and the signal to noise ratio of its radio frequency spectrum was measured to be 75.5 dB.
nonlinear Kerr beam clean-up effect tunable wavelength mode-locking numerical simulation Chinese Optics Letters
2022, 20(4): 041403
1 重庆理工大学 电子信息与自动化学院，重庆 400054
2 电子科技大学 物理电子学院，四川 成都 610054
机载空间激光通信是实现未来超大容量空间通信的主要途径，机载空间激光通信终端的高精度实时动态跟踪一直是其研究的难点问题。为了解决机载空间激光通信终端的机动形式多样性的问题，提出了自适应参数辨识粒子滤波方法。在连续的时间域中，基于三阶线性微分方程的参数辨识模型描述机载空间激光通信终端运动，该模型能适应机载激光通信终端的多种运动模式，粒子滤波能处理非线性/线性高斯问题，因此可以引入到参数辨识模型中。实验结果表明：该算法能改善收敛精度，对工程应用也有重要意义。
机载激光通信 跟踪 参数辨识 粒子滤波 airborne laser communication tracking parameter identification particle filter 红外与激光工程
2015, 44(10): 3098
国防科学技术大学电子科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
卫星平台振动和反射镜震颤会引起遥感图像中的振荡畸变。这类畸变难以通过常用的几何校正方法消除。对此，提出了一种使用压缩感知的几何校正方法。该方法基于有理函数模型（RFM）进行几何校正。在校正过程中，利用初始的RFM 计算出地面控制点(GCPs)在图像中的投影坐标与实际成像坐标之间的偏差（称为投影偏差），以地面控制点处的投影偏差作为采样值，使用压缩感知技术重构出所有像元处的投影偏差，并据此对RFM 进行像方补偿；利用经过补偿的RFM 进行遥感图像纠正。通过补偿，消除了振荡畸变引起的RFM 模型误差，进而提高校正性能。利用实测数据验证了该方法的有效性，并通过仿真数据分析了地标点的数量与分布对该几何校正方法性能的影响。
图像处理 遥感图像 几何校正 振荡畸变 压缩感知 有理多项式模型
中山大学 光电材料与技术国家重点实验室, 广东 广州 510275
报道了一种基于氧化镁掺杂的周期性极化铌酸锂的高功率、窄线宽的2.1μm近简并单谐振光学参量振荡器.该光学参量振荡器使用一台自行搭建的近基模调Q线偏振Nd: YAG激光器作为抽运源,抽运光经过聚焦后二次抽运四镜驻波腔结构的周期性极化铌酸锂光学参量振荡器,实现了稳定的高功率和高光束质量2.1μm激光输出.利用体光栅作为输出镜,在重复频率为10kHz时,产生的2.1μm激光线宽小于2nm,最高功率为8.4W,水平方向和竖直方向的光束质量因子M2分别为3.8和4.1.
光参量振荡器 2.1μm激光 线宽窄化 体光栅 OPO 2.1μm laser linewidth narrowing VBG
1 重庆理工大学 电子信息与自动化学院,重庆 400054
2 电子科技大学 物理电子学院, 成都 610054
为避免经典固定模型集合中多模型算法造成的模型间竞争并减小计算量, 基于有向图切换的变结构方法, 建立有向图切换规则和较完备的模型集合.通过模糊逻辑推理得到模型集合中各模型的匹配度, 以此代替传统多模型算法中的模式概率来计算,降低了计算的复杂度.采用核粒子滤波克服了标准粒子滤波没有考虑到的量测信息问题, 即粒子能够通过核密度估计后朝着状态的后验概率密度的模型移动, 使真实和估计模型之间的均方误差最小.仿真结果表明, 基于模糊理论的变结构核粒子滤波算法能较大地提高跟踪准确度和减少计算量.
机载激光通信 跟踪 交结构多模型 有向图切换 核粒子滤波 Airborne laser communication Tracking Variable Structure Multiple-Model(VSMM) Digraph switching Kernel Particle Filter(KPF)
1 西南大学 电子信息工程学院, 重庆 400715
2 重庆师范大学 教育科学学院, 重庆 400047
为了解决全光码型转换中结构复杂和速率限制的问题，提出了应用于全光网络，利用半导体光放大器的非线性效应和光带通滤波器滤出特定光谱成分来实现全归零码到非归零码的全光转换方案.基于超快半导体光放大器模型, 进行了40 Gbps归零码到非归零码全光转换的仿真与实验验证.实验结果表明：40 Gbps归零码到非归零码全光转换的功率损耗约为2 dB,与仿真结果高度吻合，验证了该方案的可行性与有效性.
光通信 码型变换 非线性光学 归零码 非归零码 半导体光放大器 光带通滤波器 Optical communication Format conversion Nonlinear optics Return-to-zero Non-return-to-zero Semiconductor optical amplifier Optical bandpass filter
中国计量学院 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室,浙江 杭州310018
在含有多个LED排列的光源中,需要对RGB LED照明单元的排列组合进行精确的设计。文章将每一个单色LED看成是一个非理想的朗伯发射体,分析了LED排列的几种典型结构,根据设计方程式模拟出了不同LED结构的照度分布情况。模拟结果表明,排列LED在其极值范围内可以得到比较均匀的照度分布,随着LED之间距离的增大,其中心位置的照度随之下降;增大LED阵列中心到被照平面的距离z,照度均匀性也随之逐渐降低。
发光二极管 LED组合排列 照度均匀性 light-emitting diodes LED arrays illumination uniformity
