1 中国科学院高能物理研究所北京 100049
2 散裂中子源科学中心东莞 523803
六极铁作为高能同步辐射光源(High Energy Photon Source,HEPS)储存环八铁单元的重要部件之一,其技术工艺较为复杂,对加工精度和中心引出精度要求都很高。本文对HEPS六极铁的机械中心引出标定方案进行了研究,利用极缝偏差角对常规标定坐标系进行旋转,使三个极缝面更接近理论位置,从而减小磁铁主场斜分量;对每块磁铁进行两次机械中心标定,极缝间距的实测值与设计值的标准偏差在0.015 mm,坐标系旋转前后的基准点偏差标准值为0.09 mm,旋转角最大可达0.6 mrad。这种考虑极缝偏差角的建系方法可以提高标定的精度,能为实际工作中同类型、准直精度有相同要求的设备标定提供参考,有利于加速器装置的顺利安装,对加速器准直测量具有十分重要的意义。
六极铁中心标定 机械中心 坐标系旋转 准直精度 Sextupole center calibration Mechanical center Coordinate rotation Collimation accuracy
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013002
1 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室摩擦学研究所,四川 成都 610031
2 西南交通大学唐山研究院,河北 唐山 063000
3 中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川 绵阳 621900
4 北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100191
中子偏置CT(computed tomography)扫描是一种有效的大尺寸样品层析检测方法,但投影数据截断会导致较大的CT系统转台旋转中心标定误差,严重影响成像质量。基于投影数据对称性原理,提出了一种计算旋转中心左侧和右侧投影数据和之间方差的偏置CT扫描旋转中心精确标定算法。设计了对称补数据重建算法和投影数据预处理重建算法,验证得到,对称补数据重建算法对旋转中心标定误差更为敏感,较小的误差值会导致补齐后投影数据出现拼接缝以及拼接错位问题。提出了一种中子投影数据噪声仿真方法,设计的三维仿真模体验证了所提标定算法与投影数据预处理重建算法在不同旋转中心偏置大小以及不同强度投影噪声条件下的性能优势。基于反应堆中子源开展了中子偏置CT扫描成像验证实验,获得了样品清晰的内外部结构细节,中子CT成像系统的成像视野扩大了31.4%。
计算机断层扫描成像 图像重建技术 中子 偏置扫描 旋转中心
1 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室,上海先进通信与数据科学研究院,特种光纤与先进通信国际合作联合实验室,上海 200444
2 中国计量科学研究院,北京 100029
3 华中科技大学光学与电子信息学院下一代互联网接入系统国家工程实验室,湖北 武汉 430074
4 东莞理工学院电信工程与智能化学院,广东 东莞 523808
5 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海 200062
6 浙江省引力波精密测量重点实验室国科大杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
利用45°倾斜光纤光栅(45°-TFG)作为光纤型起偏器,搭建了一台高可靠性高稳定性的掺铒锁模光纤激光器,并以此为基础实现了重复频率和载波包络偏移频率的精确锁定。当泵浦功率为228 mW时,基于45°-TFG的锁模激光振荡器可实现3 dB光谱带宽为60.4 nm、脉冲宽度为68 fs的超短脉冲输出,在12 h内功率的均方根稳定性达到0.033%,且在较大的泵浦范围内均能维持较好的展宽锁模状态。经过自主搭建的非线性脉冲放大、超连续谱产生以及自参考拍频干涉光路,获得了信噪比为32 dB的信号。最后通过搭建基于锁相环的主动反馈控制电路,将和信号溯源至一台GPS时频系统,最终测得和信号归一化后在1 s门时间内频率稳定度为2.38×10-12和6.41×10-16。这是首次实现基于45°-TFG的光纤激光频率梳,表明了基于45°-TFG的锁模光纤激光器在实际应用中的潜力。
锁模光纤激光器 光纤光栅 非线性偏振旋转 光纤激光频率梳 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0106005
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences (CAS), Xi’an 710119, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 College of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
Silicon waveguides typically exhibit optical anisotropy, which leads to polarization correlation and single-polarization operations. This consequently creates a demand for polarization-control devices. This paper introduces a CMOS-compatible O-band reconfigurable TE/TM polarization rotator comprising two symmetrical polarization rotator–splitters and phase shifters. This configuration enables dynamic conversion of any linear polarization to its quadratic equivalent. Experimental results indicate that the reconfigurable polarization rotator exhibits an insertion loss of less than 1.5 dB. Furthermore, the bandwidth for a polarization extinction ratio beyond 15 dB exceeds 60 nm.
silicon-based optoelectronics polarization rotation polarization switch Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011303
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春3003
2 中国科学院大学,北京100190
为了在雷诺数条件不定的小尺寸的芯片内部集成高效的混合功能,根据菲克定律和布朗运动的爱因斯坦关系式提出了一种通过匹配接触面提高浓度差的策略来设计微混合器,对科恩达效应进行了扩展,分析了流体在通道表面的流动方向,从特定微通道模块中抽象出4种具体功能。通过模块的功能来预测和调控浓度梯度并构建微混合器。使用4种功能模块来旋转并匹配流体界面,设计了两种三维结构的被动式微混合器。采用三维Navier-Stokes方程组进行了数值分析,并通过软光刻工艺制作微混合器进行了实验验证。实验和仿真结果表明,在雷诺数为0.1~100内,设计的微混合器在3.3 mm,即22倍水力直径长度处能稳定提供94%~99%的混合效率,在等水力直径条件下具有明显的优势,而且结构易于在芯片上集成,证明了模块化设计的优越性。
微流控 微混合器 分裂合并 旋转效应 片上实验室 microfluidics micromixer split and recombination rotation effect lab on a chip 光学 精密工程
2023, 31(19): 2850
1 厦门市特种设备检验检测院,福建 厦门 361000
2 福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室,福建 福州 350108
3 福州大学 物理与信息工程学院,福建 福州 350116
4 中国航空油料有限责任公司厦门分公司,福建 厦门 361000
5 浙江创力电子股份有限公司,浙江 温州 325025
结合频分复用技术与扫频光学相干测振仪,提出一种基于光学相干多点测振仪(swept-source optical coherence multi-point vibrometer, SSOCMV)的转轴轴心轨迹监测方法和系统,其具有非接触式、非侵入式、高精度以及多点振动同步测量的优点。首先,对SSOCMV的系统组成和测量原理进行了介绍与分析;其次,搭建实验对比系统以验证SSOCMV系统的测量准确性,在SSOCMV系统探头的对称位置安装电涡流传感器以同步监测转轴轴心轨迹,便于对比两个系统的测量结果。实验结果表明,基于光学相干多点测振仪的转轴轴心轨迹监系统比电涡流传感器具有更高的位移分辨率和更好的信噪比。因此,SSOCMV系统在旋转机械状态监测、参数识别和故障诊断等方面具有良好的应用前景。
光学相干测振仪 转轴监测 轴心轨迹 动态测量 optical coherence vibrometer rotation shaft monitoring trajectory of shaft center dynamic measurement
多光谱辐射测温在高温测量领域应用广泛。 但是, 未知的光谱发射率是多光谱辐射测温反演过程的最大困难。 目前, 解决方法多采用假设发射率模型法, 二次测量法等, 此类方法反演精度取决于假设的发射率模型和实际发射率是否相符, 多数情况下反演结果误差较大。 基于约束优化的多光谱辐射温度数据处理算法解决了未知发射率的难题, 但受迭代算法的复杂性和初值难以确定的影响, 反演精度和效率不高。 为此, 提出广义逆-坐标轮换算法解决约束优化算法中的反演效率问题。 由于广义逆法需对发射率范围进行约束, 坐标轮换法需设定合适的发射率初值, 考虑两种算法各自的优势与不足, 可对两种算法进行结合。 将广义逆法求得的最小范数解作为约束优化算法中迭代搜索的初始点, 进一步提高了算法对不同材料发射率的适应度。 为验证算法是否能在无需考虑发射率模型的前提下寻找符合待测目标的发射率和真温, 选取六种不同发射率类型的目标材料进行仿真实验。 针对六种典型材料的仿真结果表明, 新方法在真温1 800 K的情况下, 绝对误差和相对误差均小于5.0%, 与梯度投影法相比运算效率平均提高了202倍。 表明该算法具有无需考虑发射率模型、 反演精度高, 速度快, 适合于各类材料等优点, 解决了约束优化算法中初值选择不确定的问题, 为在线实时高温测量中的数据处理提供了解决方案。
多光谱辐射测温 发射率 广义逆-坐标轮换法 Multi-wavelength radiation thermometry Emissivity Generalized inverse matrix-coordinate rotation 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1936
光学 精密工程
2023, 31(23): 3395