杜超 1赵爽 1宋桦可 2王秋雨 1[ ... ]邓霄 2,*
作者单位
摘要
1 太原理工大学 电子信息与光学工程学院, 山西 太原 030024
2 太原理工大学 物理学院, 山西 太原 030024
3 齐鲁工业大学(山东省科学院) 海洋仪器仪表研究所, 山东 青岛 266061
为研制高灵敏海水盐度传感器,本文基于CO2激光技术成功制备出一种工作在色散转折点(DTP)附近的长周期光纤光栅(LPFG)。首先,利用CO2激光器在80 μm细单模光纤上制备出工作在DTP附近的LPFG,证明了采用CO2激光微加工技术制备较短周期LPFG的可能性。其次,通过调控CO2激光器的制备周期,使高阶包层模式LP1,9工作在DTP附近,从而显著提高了LPFG的折射率灵敏度。在双峰谐振增敏效应的作用下,当海水盐度从5.001‰变化到39.996‰时,光栅周期为115.4 μm的双峰谐振LPFG平均灵敏度高达0.279 nm/‰。研究结果表明,本文制备的LPFG海水盐度传感器具有谐振损耗大和灵敏度高的优点,其在海水盐度监测领域具有较好的应用前景。
光纤光学 长周期光纤光栅 色散转折点 海水盐度 CO2激光技术 fiber optics long period fiber grating dispersion turning point seawater salinity CO2 laser technology 
中国光学
2024, 17(2): 291
赵爽 1杜超 1,3,*王秋雨 1贾斌 1[ ... ]邓霄 1,2,**
作者单位
摘要
1 太原理工大学物理与光电工程学院,山西 太原 030024
2 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部和山西省重点实验室,山西 太原 030024
3 山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
为了探索一种高灵敏折射率传感器,基于CO2激光技术制备出双峰谐振长周期光纤光栅(LPFG)。首先,利用CO2激光器在腐蚀包层后的传统单模光纤和80 μm弯曲不敏感光纤上制备出周期分别为196 μm和73 μm的双峰谐振LPFG,证明了采用CO2激光微加工技术在单模光纤上制备短周期LPFG的可能性。其次,利用CO2激光器直接在2种80 μm单模光纤上制备出周期分别为110 μm和115 μm的双峰谐振LPFG。实验结果表明:在2种80 μm单模光纤上制备的LPFG具有谐振损耗大,插入损耗小和折射率灵敏度高等优点。基于以上优点,采用CO2激光技术制备的双峰谐振LPFG在生物、化学及环境参数检测等重要领域的应用具有较大潜力。同时,也提供了一种操作简单、低成本制备双峰谐振LPFG的方法。
光纤光学 长周期光纤光栅 双峰谐振 CO2激光技术 折射率 
激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0506009
作者单位
摘要
1 蠡县医院神经内科,河北保定 071400
2 河北大学附属医院神经内科,河北 保定 071000
目的:探讨血管内激光照射治疗(ILIB)对脑卒中后亚急性期交叉性小脑神经机能联系不能(crossed cerebellar diaschisis,CCD)的临床疗效。方法:2019年6月-2021年12月,筛选我院发生急性中风并接受脑SPECT的48名患者作为研究对象,按照脑卒中偏侧性、性别、梗塞等因素匹配为ILIB治疗组(n=24)和常规治疗组(n=24)。使用99mTc-六甲基丙胺肟(99mTc-HMPAO)进行脑SPECT以检测CCD。通过简易精神状态检查(MMSE)、功能性行走类别(FAC)和修正的Barthel指数(MBI)在2个时间点评估功能结果。分析功能恢复以揭示初始和后续评估之间每个临床评分(MMSE、FAC、MBI)的功能增益。结果:根据独立t检验,常规治疗组在初始评估时的MMSE、FAC、MBI评分与ILIB治疗组相比无显著差异(P值分别为0.122、0.106、0.125);后继评价中,常规治疗组在初始评估时的MMSE、FAC、MBI评分与ILIB治疗组相比亦无显著差异(P值分别为0.123、0.091和0.136)。常规治疗组的FAC恢复更差(P=0.001),常规治疗组的MMSE和MBI平均功能恢复低于ILIB治疗组,但两组MMSE和MBI恢复的差异无统计学意义(P值分别为0.032和0.036)。结论:血管内激光照射治疗可改善CCD并有利于功能恢复,ILIB对脑卒中后亚急性期CCD具有较好的临床疗效。
血管内激光照射治疗 脑卒中后亚急性期 交叉性小脑神经机能联系不能 intravascular laser irradiation therapy subacute period after stroke crossed cerebellar nerve block 
应用激光
2023, 43(6): 0150
作者单位
摘要
中国葛洲坝集团 易普力股份有限公司, 重庆 400023
为研制外观饱满的长储存期包装型乳化炸药产品, 选取公司当前自然储存性能最好的包装型乳化炸药产品配方作为参考, 在此配方基础上, 通过试验不同种类乳化剂及乳化剂复配比例制得相应的乳胶基质, 并采用物理敏化为主、化学敏化为辅的复合敏化工艺, 制得相应的包装型乳化炸药。采用高低温循环试验与水溶值测试结合的方法评判各配方乳化炸药产品的储存稳定性。试验结果表明:高分子乳化剂LZ2832制备的乳化炸药稳定性能优于高分子乳化剂EPE-3002制备的乳化炸药, 复合乳化剂中乳化剂Span80∶乳化剂LZ2832=1∶9含量配比时制备的乳化炸药稳定性能最好, 可经受至少40个高低温循环试验, 预计此配方包装型乳化炸药产品可自然存储24个月以上。炸药敏化采用基质质量1.2%的空心玻璃微球先进行物理敏化, 降温到50~55 ℃时采用基质质量0.2%的促进剂2和基质质量0.3%的敏化剂再进行化学敏化, 炸药敏化后效作用明显, 最终密度控制在1.05~1.10 g/cm3。进行生产线上批量生产试验验证, 验证结果与实验研究结果一致, 成功研制出外观饱满富有弹性的长储存期包装型乳化炸药产品, 其自然储存12个月时, 炸药性能仍保持稳定, 爆速4500 m/s以上, 猛度16 mm以上, 殉爆距离6 cm以上。
包装型乳化炸药 储存期 复合乳化剂 复合敏化 packaged emulsion explosive storage period compound emulsifier compound sensitization 
爆破
2023, 40(2): 159
王燕 1,2刘哲函 2李健 2邹士亚 1[ ... ]南德 2
作者单位
摘要
1 国民核生化灾害防护国家重点实验室, 北京 102205
2 禁核试北京国家数据中心和北京放射性核素实验室, 北京 100085
水下爆炸当量和深度估计是全面禁止核试验条约(CTBT)国际监测系统(IMS)水声监测的一项重要任务。为有效估计海域内爆炸事件的当量和深度, 在使用气泡脉动周期半经验公式的基础上, 综合利用水下爆炸气泡脉动第一次、第二次周期比值与气泡半径、深度的关系信息, 估计了近、远场的水下爆炸当量和深度, 对不同当量、爆炸深度的近场水下爆炸分析结果为: 100 g TNT、7 m爆炸深度条件下, 估计当量均值约118 g、估计深度均值约7.96 m; 100 g TNT、25 m爆炸深度条件下, 估计当量均值约76 g, 估计深度均值约21.4 m; 1 kg TNT、50 m爆炸深度条件下, 估计当量均值约1.23 kg、估计深度均值约44 m。上述分析结果表明: 采用的联合估计方法对深度的估计要比对当量的估计更为准确。进一步分析可知: 对于50 m爆炸深度、100 g TNT小当量的爆炸信号来说, 该方法未能给出估计结果, 这表明该方法估计水下爆炸当量是在爆炸深度上受限的。最后对IMS水声台站记录的远场水下爆炸事件进行了分析, 其当量、深度估计结果与参考文献一致, 这说明该方法同样适应于对远场爆炸信号的估计。
IMS水声台站 水下爆炸 气泡脉动周期 当量估计 IMS hydrophones station underwater explosion bubble pulsation period equivalent estimation 
爆破
2023, 40(3): 217
作者单位
摘要
1 河北农业大学食品科技学院, 河北 保定 071000
2 河北农业大学园艺学院, 河北 保定 071000
鸭梨黑斑病在感染早期阶段引起感染区域外观的变化很微小, 肉眼难以观察, 因此对其早期识别仍然是困难的。 结合高光谱成像技术和Stacking集成学习算法, 实现了鸭梨黑斑病的潜育期识别检测。 首先, 获取健康和不同腐败程度黑斑病鸭梨样品的原始高光谱图像, 基于图像选取感兴趣区域(ROI), 然后对提取的平均光谱数据进行一阶导数(FD)、 二阶导数(SD)、 标准正态变量变换(SNVT)及组合SNV-FD和SNV-SD预处理后, 采用竞争性自适应权重取样法(CARS)提取特征波长的光谱信息。 最后基于筛选出的特征信息分别建立最小二乘支持向量机(LS-SVM)、 K最邻近法(KNN)、 随机森林(RF)和线性判别分析(LDA)分类模型。 其中, 预测效果最好的组合为SNV-FD-LSSVM, SNV-KNN和SNV-FD-RF, 准确率分别达到94%, 88%和88%。 四种算法建立的模型中, 测试集准确率不低于85.00%的个数分别为5、 3、 2和0, 因此优选出LS-SVM、 KNN和RF三个分类器用于后续的集成学习。 为提高模型准确率, 以优选出的LS-SVM、 KNN和RF三种模型作为基分类器构建Stacking学习框架, 并与单一分类器建模结果进行对比分析。 结果表明, 集成学习模型的总体识别正确率达到了98.68%, 较单一分类器模型提高了4.64%, 且对潜育期样品的识别率提高了11%。 证实了高光谱成像结合集成学习方法识别潜育期黑斑病鸭梨样品可行; 集成模型显著提高了单一模型的准确性; 为鸭梨黑斑病早期检测和病害分级提供一种新的方法, 同时为深入研究集成学习算法在光谱定性中的应用奠定了一定基础。
高光谱成像技术 鸭梨黑斑病 Stacking集成模型 潜育期 基模型 Hyperspectral imaging technology Black spot of pear Stacking integrated model Gley period The base model 
光谱学与光谱分析
2023, 43(5): 1541
作者单位
摘要
电子科技大学 光电科学与工程学院,成都 611731
提出并实验研究了一种基于铌酸锂薄膜光波导的电光调谐的光栅辅助定向耦合器。该耦合器由单模与双模脊形波导及制作于双模波导侧壁的长周期光栅构成。长周期光栅的引入补偿了单模与双模波导中基模的相位失配,可在共振波长实现两波导中基模的高效耦合。进一步地,在双模脊形波导两侧制作调谐电极实现了高速、低驱动电压的电光调谐功能。优化了器件的制作工艺,并采用单次干法刻蚀将耦合器的光栅与波导同步制作于X切铌酸锂薄膜上。测试结果表明所制作的器件在1 595.3 nm波长处实现了14.8 dB的隔离度,其电光调谐效率为0.38 nm/V(1 595.3 nm~1 599.0 nm),热光调谐效率为0.14 nm/℃(25 ℃~50 ℃)。该器件可用于实现可调谐滤波、滤模、电光调制及高灵敏度温度传感等功能。
光栅辅助的定向耦合器 长周期波导光栅 铌酸锂薄膜 电光调谐 热光调谐 Grating-assisted directional coupler Long-period waveguide grating Lithium niobite on insulator Electro-optic tuning Thermo-optic tuning 
光子学报
2023, 52(10): 1052417
于观玉 1张春香 2黄政 3刘锐 3[ ... ]刘军 1,*
作者单位
摘要
1 深圳大学微纳光电子学研究院二维材料光电科技国际合作联合实验室,广东 深圳 518060
2 深圳技术大学工程物理学院,广东 深圳 518118
3 深圳大学物理与光电工程学院光纤传感技术粤港联合研究中心,广东 深圳 518060
1.7 μm激光处于眼安全波段并位于许多重要气体分子的指纹吸收峰,在生物医疗、气体传感等领域具有重要应用价值。而涡旋光束作为一种新兴的结构光场,其具有环形光强分布和螺旋相位波前,并携带轨道角动量,在光通信、微粒操控等领域应用广泛。因此发展1.7 μm高能涡旋激光器具有重要的研究价值和应用前景。但传统稀土离子掺杂光纤或晶体的发射谱,或难以覆盖该波段,或在该波段激光增益较小,且涡旋光产生主要基于空间光结构,导致1.7 μm波段涡旋光激光系统复杂、集成度低,难以实现高功率输出。本文利用螺旋长周期光纤光栅作为涡旋模式转换器,在基于受激拉曼散射效应的1.7 μm波段光纤随机激光半开放腔中实现了全光纤结构的高功率涡旋激光输出,最大输出功率为2.09 W,中心波长为1690 nm。得益于涡旋光纤随机激光器的全光纤结构,该装置具有良好的时域稳定性,短时时域波动低至2.8%。该研究结果不仅为实现兼具高功率输出和良好时域稳定性的紧凑型1.7 μm波段涡旋激光器提供有效方案,还能进一步拓展其在激光医疗、气体检测、光镊和生物成像等领域的应用。
1.7 μm波段 涡旋光束 光纤随机激光器 螺旋长周期光纤光栅 涡旋光纤随机激光器 
光学学报
2023, 43(22): 2214003
作者单位
摘要
1 山东大学前沿交叉科学青岛研究院光-热辐射研究中心,山东 青岛 266237
2 山东大学能源与动力工程学院光-热辐射研究中心,山东 济南 250061
以六方碳化硅(4H-SiC)全介质谐振器为例,借助椭圆偏振实验与有限元电磁模拟系统地研究了温度与结构几何周期对其相干热发射的影响机制。研究结果表明:高温削弱了4H-SiC晶体的介电极化与超表面的相干热发射,而几何周期正向影响表面波传输模的激发与耦合强度,从而影响发射率的空间相干性;二者主要通过改变表面波有效传输长度来调节热发射的相干性。此外,全介质超表面谐振器的高Q值对温度与结构周期有很强的依赖性。所得结果可为相关极化超表面谐振器件在热发射调控领域的应用提供参考。
光谱学 表面声子极化 全介质超表面谐振器 相干热发射 温度 几何周期 
光学学报
2023, 43(14): 1430001
作者单位
摘要
1 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室, 武汉 430081
2 广西北港新材料有限公司, 北海 536000
3 淄博市发展改革委, 淄博 255000
采用静态坩埚法将AOD炉渣线区镁钙砖在1 700 ℃空气气氛下高温热处理3 h后进行抗渣试验。结合XRD、SEM、EDS等测试手段, 分析了AOD炉两个阶段炉渣对渣线区镁钙砖的侵蚀机理。结果表明: 低碱度的氧化期炉渣对镁钙砖侵蚀明显, 炉渣在表面张力和毛细管力作用下, 进入镁钙砖内部与CaO反应生成低熔点的铁酸二钙2CaO·Fe2O3(C2F), 促进砖中CaO溶解, 破坏了原有的致密结构, 使反应层结构变得疏松、易剥落; 镁钙砖中方镁石晶簇吸收液态渣中的铁、铬、锰氧化物, 并在其晶内和晶间形成复合尖晶石结构, 从而提高镁钙砖表面渣的黏度, 减缓渣的侵蚀; 还原期炉渣碱度较高, 对镁钙砖的侵蚀作用较弱, 主要表现为SiO2向砖内侵蚀渗透, 以及体积效应和温度梯度导致镁钙砖表面小尺寸方镁石晶簇向渣中剥落。
AOD炉 镁钙砖 侵蚀机理 氧化期炉渣 还原期炉渣 方镁石晶簇 铁酸二钙 复合尖晶石 AOD furnace MgO-CaO brick corrosion mechanism oxidation period slag reduction period slag periclase crystal cluster dicalcium ferrite composite spinel 
硅酸盐通报
2023, 42(4): 1496

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