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Photonics Research 2024年第2期12卷 356-368页

作者： HUAN YUAN zheqiang zhong BIN ZHANG College of Electronics and Information Engineering Sichuan UniversityChengdu 610064China Big Data Analysis and Fusion Application Technology Engineering Laboratory of Sichuan Province Chengdu 610065China

Janus metasurface holography with asymmetric transmission characteristics provides new degrees of freedom for multiplexing ***,earlier metasurfaces with asymmetrical transmission faced limitations in terms of tunability and *** this study,we propose a metasurface color holographic encryption scheme with dynamic switching and asymmetric transmission at visible frequencies using a low-loss nonvolatile optical phase-change material,Sb_(2)S_(3).Using a modified holographic optimization strategy,we achieved highfidelity asymmetric holographic imaging of a nanostructured *** controlling the incident direction and wavelength of visible light,as well as the level of crystallization of Sb_(2)S_(3),this reconfigurable metasurface enables the precise manipulation of tunable color holographic image *** particular,in the semi-crystalline state of Sb_(2)S_(3),the encoded information can be securely encrypted using a two-channel color-holographic image,whereas only a preset camouflaged image is displayed in the crystalline or amorphous state of Sb_(2)S_(3).The proposed multiencrypted Janus metasurface provides a potential approach for dynamic holographic displays with ultrahigh capacity,holographic encryption,and information storage.

关键词： holographic asymmetric visible

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激光海洋湍流传输的光束扩展定标规律

光学学报 2024年第12期44卷 92-99页

作者：张庆孙兴旺钟哲强张彬四川大学电子信息学院

为快速预测和评估海洋湍流对光束扩展的影响及规律，开展了激光海洋湍流传输的光束扩展定标规律研究。利用功率谱反演法生成海洋湍流相位屏，计算模拟了光束扩展随海水参量和激光参数的变化及规律，进而建立了蓝绿波段激光海洋湍流传输... 详细信息

为快速预测和评估海洋湍流对光束扩展的影响及规律，开展了激光海洋湍流传输的光束扩展定标规律研究。利用功率谱反演法生成海洋湍流相位屏，计算模拟了光束扩展随海水参量和激光参数的变化及规律，进而建立了蓝绿波段激光海洋湍流传输的光束扩展定标关系式。结果表明，在海洋湍流传输距离100 m以内、激光波长范围为470～550 nm、高斯光束束腰半径范围为0.001～0.100 m、温度导致海洋湍流与盐度导致海洋湍流的比值范围为-5.0～-0.5等条件下，所建立定标关系式预估的光束扩展规律与数值计算结果的平均误差在5%以内，可为海洋水下激光通信和激光海洋传输等应用提供有效参考。

关键词：海洋湍流光束扩展光传输定标规律

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诱导空间非相干和消衍射透镜阵列联用方式束匀滑方案的腔壁辐照特性分析及优化

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中国激光 2022年第4期49卷 40-50页

作者：张鑫熊皓钟哲强张彬四川大学电子信息学院四川成都610065

针对惯性约束聚变(ICF)装置中的光路排布和柱形靶腔结构,建立了基于诱导空间非相干(ISI)和消衍射透镜阵列(DLA)联用的宽带激光束匀滑方案的靶腔内光传输模型,进而开展了腔壁辐照特性的分析和优化。在基于ISI与DLA联用的宽带激光束匀滑... 详细信息

针对惯性约束聚变(ICF)装置中的光路排布和柱形靶腔结构,建立了基于诱导空间非相干(ISI)和消衍射透镜阵列(DLA)联用的宽带激光束匀滑方案的靶腔内光传输模型,进而开展了腔壁辐照特性的分析和优化。在基于ISI与DLA联用的宽带激光束匀滑方案中,主透镜焦距与柱形靶腔参数的匹配至关重要,否则将对不同入射角度集束在腔壁处的光斑造成不同程度的破坏,导致腔壁光斑交叉重叠,从而严重破坏腔壁辐照的均匀性。本文通过分析主透镜焦距和DLA参数等对腔壁辐照特性的影响规律,开展了宽带激光束匀滑方案的参数设计及优化,以改善腔壁辐照的均匀性。结果表明:增大主透镜焦距,可有效保持不同入射角度集束在腔壁处光斑的包络,从而减轻腔壁光斑交叉重叠的现象;合理选取DLA的子透镜数目和子透镜长短轴比例,可以提高腔壁光斑的占空比,并有效减少束匀滑所需的时间;优化内环集束的入射角度,可以避免内环与外环集束在腔壁上交叉重叠。

关键词：激光光学惯性约束聚变柱形腔诱导空间非相干消衍射透镜阵列腔壁辐照特性

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空间引力波探测系统中超光滑光学元件表面散射特性分析

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光电工程 2023年第11期50卷 86-96页

作者：张耘豪钟哲强张彬四川大学电子信息学院四川成都610065

在引力波探测系统中,超光滑光学元件表面散射特性对高精度引力波测量至关重要。本文针对超光滑光学元件,建立了一种能快速准确地分析和预测其表面散射特性的非傍轴标量散射模型Generalized Beckmann-Kirchhoff(GBK)。在此基础上,研究了... 详细信息

在引力波探测系统中,超光滑光学元件表面散射特性对高精度引力波测量至关重要。本文针对超光滑光学元件,建立了一种能快速准确地分析和预测其表面散射特性的非傍轴标量散射模型Generalized Beckmann-Kirchhoff(GBK)。在此基础上,研究了入射角度、散射方位角对P偏振和S偏振入射光的角分辨散射分布的影响,以及入射角度、散射方位角、自相关长度、斜率、截止频率以及表面粗糙度等因素对不同表面统计分布特征下的角分辨散射分布的影响。研究结果可为引力波探测系统中超光滑光学元件的加工、系统杂散光的产生及抑制等提供参考。

关键词：超光滑光学元件表面散射模型偏振散射特性角分辨散射分布

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基于相位板旋转排布的超快束匀滑方案

中国激光 2022年第4期49卷 51-60页

作者：邹冬岩熊皓钟哲强张彬四川大学电子信息学院四川成都610065

提出了一种基于相位板旋转排布的束匀滑方案,通过在激光集束中以旋转方式排布具有旋转非对称性的相位板,为集束中各子光光束提供不同的空间相位调制,进而利用存在一定波长差的子光束在靶面的动态干涉,使得焦斑内部散斑在多方向、多维度... 详细信息

提出了一种基于相位板旋转排布的束匀滑方案,通过在激光集束中以旋转方式排布具有旋转非对称性的相位板,为集束中各子光光束提供不同的空间相位调制,进而利用存在一定波长差的子光束在靶面的动态干涉,使得焦斑内部散斑在多方向、多维度快速扫动,从而达到在皮秒时间尺度内改善焦斑均匀性的目的。以2×2集束为例,通过建立基于相位板旋转排布的束匀滑方案物理模型,分析了相位板参数、排布方式、激光束相位畸变参数以及空间偏差对束匀滑效果的影响。结果表明,在基于相位板旋转排布的束匀滑方案中,仅需同时加工多套参数相同的相位板,即可降低相位板的设计、加工难度。此外,该方案的束匀滑效果受激光束相位畸变、相位板排布方式以及空间偏差的影响较小。

关键词：激光光学惯性约束聚变相位板旋转排布束匀滑加工难度

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谱合成系统串扰及其对合束特性的影响

中国激光 2023年第14期50卷 140-149页

作者：晏青青钟哲强张彬吴真蔡伟四川大学电子信息学院四川成都610065 西华大学理学院四川成都610039

在二极管激光阵列(DLA)光栅-外腔谱合成(SBC)系统中,DLA子单元的发散角、指向角偏差等非完善因素会导致子单元光束经外腔反馈后产生串扰,从而降低合成光束质量和合束效率。为深入研究谱合成系统的光束串扰及其对合束特性的影响,建立了DL... 详细信息

在二极管激光阵列(DLA)光栅-外腔谱合成(SBC)系统中,DLA子单元的发散角、指向角偏差等非完善因素会导致子单元光束经外腔反馈后产生串扰,从而降低合成光束质量和合束效率。为深入研究谱合成系统的光束串扰及其对合束特性的影响,建立了DLA在外腔往返的光传输模型,并结合含串扰光注入的半导体激光器速率方程,构建了考虑串扰光影响的谱合成系统的合束效率物理模型。在此基础上,详细探讨了串扰光经外腔往返传输之后的反馈机制及其对合束特性的影响规律,进而分析了谱合成系统DLA子单元间距、透镜焦距和光栅线密度等因素对合束效率的影响,可为DLA光栅-外腔谱合成系统的串扰抑制提供参考。

关键词：激光光学光谱合成光束串扰光束质量合束效率

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基于宽带激光拍频的瞬时束匀滑技术

光学学报 2023年第5期43卷 166-173页

作者：吴世江熊皓张寅瑞钟哲强张彬四川大学电子信息学院四川成都610065

针对高功率激光装置对靶面辐照均匀性的需求,提出了一种基于宽带激光拍频的瞬时束匀滑技术。激光集束采用宽带激光,利用连续相位板对焦斑包络进行控制,并结合共轭螺旋相位板使得集束中各子束在焦平面处拍频产生旋转周期不同、位置各异... 详细信息

针对高功率激光装置对靶面辐照均匀性的需求,提出了一种基于宽带激光拍频的瞬时束匀滑技术。激光集束采用宽带激光,利用连续相位板对焦斑包络进行控制,并结合共轭螺旋相位板使得集束中各子束在焦平面处拍频产生旋转周期不同、位置各异的快速运动散斑。合理选择宽带光参数可使得散斑的旋转周期在皮秒至亚皮秒量级,从而达到瞬时匀滑焦斑的目的。通过建立基于宽带激光拍频的瞬时束匀滑技术物理模型,模拟分析了关键参数包括激光带宽和谱线类型对焦斑束匀滑特性的影响和规律,并与双频单色激光拍频技术作了比较分析。研究结果表明,通过合理选取光源谱线类型或增大激光带宽,所提技术可在降低系统要求的基础上增强对激光等离子体不稳定性的抑制,使焦斑实现瞬时匀滑并获得较好的均匀性。

关键词：激光光学惯性约束聚变束匀滑宽带激光激光等离子体不稳定性

Summer extreme precipitation patterns and synoptic-scale circulation precursors over the Tibetan Plateau

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Science China Earth Sciences 2024年第5期67卷 1625-1638页

作者： Zhiyuan DING Yao HA zhong zhong College of Meteorology and Oceanography National University of Defense TechnologyChangsha 410073China Key Laboratory for Virtual Geographic Environment School of Geography ScienceNanjing Normal UniversityNanjing 210023China Jiangsu Collaborative Innovation Center for Climate Change School of Atmospheric SciencesNanjing UniversityNanjing 210023China

In the context of global warming,the extreme summer precipitation over the Tibetan Plateau(TP)has changed *** this study,the summer(June–August)extreme precipitation on the TP was classified into three spatial types by applying the K-means clustering method to the Third Pole Region long time-series high-resolution(1/30°)precipitation dataset(TPHi Pr,1979–2020).The characteristics of the circulation anomalies and precursors corresponding to the extreme precipitation on the TP in summer during 1979–2020 were *** results showed that the summer extreme precipitation of the TP can be categorized into northwestern(NW),southeastern(SE),and southern Himalayan(HS)types based on extreme precipitation *** NW and SE types are mainly influenced by anomalous signals in the mid-to-high latitude regions upstream of them,whereas the HS type is controlled by the localized subtropical anomalous *** the 8th day before the onset of the NW type,an anomalous cyclone was observed in the western Atlantic Ocean(60°W,50°N),which triggered the west-to-east quasi-latitudinal propagation of Rossby *** the onset day of the NW type,the upper troposphere showed positive-negative-positive geopotential height anomalies along the latitudinal 40°N from the Caspian Sea,the western part of Xinjiang,to the northeastern *** entered from the Arabian Sea along the southeastern edge of the anomalous cyclone on the southwestern TP and converged in the northwestern *** to the NW type,the precursors of the SE type appeared at higher latitudes and were more *** the 8th day before the onset of the SE type,an anomalous cyclone occurred near Greenland(60°W,70°N)and excited Rossby waves propagating *** the onset day of the SE type,the upper troposphere showed negative-positive-negative geopotential height anomalies across Eurasia from the Ural Mountains and the Iranian Plateau to the northern TP in the northwest-southeast directi

关键词： Tibetan Plateau Summer extreme precipitation Atmospheric circulation anomaly Precursor Teleconnection wave train

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不同宽带脉冲在钕玻璃放大器中的幅频效应

强激光与粒子束 2012年第12期24卷 2811-2816页

作者：钟哲强张彬四川大学电子信息学院成都610064

宽带脉冲在钕玻璃放大器中传输时,由于受到增益窄化和增益饱和效应的影响,脉冲频谱将受到调制,从而产生边带丢失或者频谱两侧失衡,进而导致脉冲时间波形产生调制。针对不同的宽带光源模型,数值模拟了放大器输出波形的幅度调制,分析了增... 详细信息

宽带脉冲在钕玻璃放大器中传输时,由于受到增益窄化和增益饱和效应的影响,脉冲频谱将受到调制,从而产生边带丢失或者频谱两侧失衡,进而导致脉冲时间波形产生调制。针对不同的宽带光源模型,数值模拟了放大器输出波形的幅度调制,分析了增益带宽、输入脉冲带宽及增益曲线中心波长相对输入脉冲中心波长的偏差等因素对输出脉冲调制度的影响。结果表明:不同的宽带光源脉冲经过钕玻璃放大器后,均会产生不同程度的幅度调制;啁啾堆积脉冲比正弦相位调制脉冲产生的幅度调制小。

关键词：宽带光源幅频效应钕玻璃放大器幅度调制

Modeling and Simulation of Lithium Vacuum Evaporation Process Using COMSOL Multiphysics

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Journal of Thermal Science 2024年第1期33卷 86-100页

作者： LIAN Xuexin zhong Dawen Beijing Key Laboratory of Passive Nuclear Power Safety and Technology North China Electric Power UniversityBeijing 102206China

Based on the COMSOL Multiphysics simulation software,this study carried out modeling and numerical simulation for the evaporation process of liquid metal lithium in the vacuum free molecular flow *** motion of lithium atoms in the evaporation process was analyzed through a succession of *** on the available experimental values of the saturated vapor pressure of liquid metal lithium,the relationship between saturated vapor pressure and temperature of liquid lithium in the range of 600 K-900 K was obtained.A two-dimensional symmetric model(3.5 mm×20 mm) was established to simulate the transient evaporation process of liquid lithium at wall temperatures of 750 K,780 K,800 K,810 K,825 K,and 850 K,*** effects of temperature,the evaporation coefficient,back pressure,and length-to-diameter ratio on the evaporation process were studied;the variation trends and reasons of the molecular flux and the pressure during the evaporation process were *** the same time,the evaporation process under variable wall temperature conditions was *** research made the evaporation process of liquid lithium in vacuum molecular flow clearer,and provided theoretical support for the space reactor and nuclear fusion related fields.

关键词： free molecular flow saturated vapor pressure vacuum evaporation liquid lithium metal