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掺镱大模场光子晶体光纤研究进展(特邀)

中国激光 2024年第1期51卷 280-294页

作者：胡丽丽冯素雅王孟王世凯王璠郭梦婷于春雷陈丹平中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800

掺镱大模场光子晶体光纤在高峰值功率超快激光放大器中有着重要的应用价值,其研究得到了广泛关注。首先简要介绍了国内外掺镱大模场光子晶体光纤的研究进展,阐述了掺镱大模场光子晶体光纤的基本设计思路,对比说明了保偏型掺镱光子晶体... 详细信息

掺镱大模场光子晶体光纤在高峰值功率超快激光放大器中有着重要的应用价值,其研究得到了广泛关注。首先简要介绍了国内外掺镱大模场光子晶体光纤的研究进展,阐述了掺镱大模场光子晶体光纤的基本设计思路,对比说明了保偏型掺镱光子晶体光纤的设计制备方法。重点介绍了近十年来中国科学院上海光学精密机械研究所在掺镱大模场光子晶体光纤方面的研究进展。包括掺镱大模场光子晶体光纤的纤芯折射率大小和均匀性控制、光子晶体光纤微结构控制等关键技术。采用自主研制的四种芯径为40~100μm的掺镱大模场光子晶体光纤开展了皮秒脉冲激光放大实验。利用40μm芯径的保偏掺镱光子晶体光纤实现了平均功率为100 W、光束质量因子(M2)小于1.4的稳定输出,偏振消光比为12 dB。利用100μm芯径的保偏掺镱大模场光子晶体光纤实现了M2小于1.5的高光束质量脉冲放大。上述研究为掺镱大模场光子晶体光纤的国产化应用奠定了基础。

关键词：光纤光学掺镱石英玻璃大模场光子晶体光纤皮秒脉冲激光放大光纤激光

硼硅酸盐玻璃固化体中ZnO对模拟高放废液Mo浸出率的影响及其模型预测

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核技术 2024年第6期47卷 89-98页

作者：董海龙戴晨李忠镝陈树彬凡思军张丽艳中国核电工程有限公司北京100840 中国科学院上海光学精密机械研究所特种玻璃与光纤研究中心上海201800 湖南大学材料科学与工程学院长沙410082

对于高钼核废料玻璃固化体而言,Mo浸出率是关键产品性能之一。在某高MoO_(3)(质量分数约为3%)模拟高放废液硼硅酸盐固化玻璃配方研究中,设计了ZnO含量的系列变化,进行了Mo浸出率的测试,依据实验数据建立了Mo浸出率的数理统计结构预测模... 详细信息

对于高钼核废料玻璃固化体而言,Mo浸出率是关键产品性能之一。在某高MoO_(3)(质量分数约为3%)模拟高放废液硼硅酸盐固化玻璃配方研究中,设计了ZnO含量的系列变化,进行了Mo浸出率的测试,依据实验数据建立了Mo浸出率的数理统计结构预测模型并进行了模型验证。结果显示,在研究配方范围内,Mo的浸出主要受约530 cm^(-1)处Si-O-Si摇摆振动及约1180 cm^(-1)处Q4基团中Si-O-Si弯曲振动的影响,且B_(2)O_(3)、Zr O_(2)及碱金属皆会影响这两个结构单元的相对浓度,进而影响Mo的浸出。在这种复杂玻璃系统中,ZnO含量的质量分数高于3.5%后Mo浸出率有一定程度增长。模型结果表明:建立的Mo浸出率结构模型具有较好的模拟精度及统计可靠性,模型迭代后的精度及可靠性皆获得了进一步提升,可用于设计成分范围内玻璃配方筛选中对Mo浸出率的迅速预判。

关键词：硼硅酸盐玻璃固化体模拟高放废液浸出率玻璃结构基因模拟

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特种光纤抗辐照性能的研究进展

激光与光电子学进展 2024年

作者：胡雯廖梅松邓路邵冲云李思宇潘安练湖南大学材料科学与工程学院中国科学院上海光学精密机械研究所特种玻璃与光纤研究中心

当代的航空航天与核能技术飞速发展，迫切需要具备出色抗辐照性能的光纤。特种光纤在诸如空间通信与传感、太空测量与采集、卫星地面共联、国防军工等领域已扮演着重要角色。然而，这些极端环境下的辐射可能造成光纤损伤，降低其传输能... 详细信息

当代的航空航天与核能技术飞速发展，迫切需要具备出色抗辐照性能的光纤。特种光纤在诸如空间通信与传感、太空测量与采集、卫星地面共联、国防军工等领域已扮演着重要角色。然而，这些极端环境下的辐射可能造成光纤损伤，降低其传输能力，影响使用的稳定性和安全性。本文回顾了过去关于提升光纤抗辐照性能的研究，并介绍了当前提高传输光纤抗辐照性能的研究现状，现有方法包括改变纤芯或包层组分以及预处理等，通过对比各种方法对光纤的作用机理和影响程度，发现结合多种方法应用于传输光纤能够显著提高其抗辐照性能，尤其是结合预辐照、载H2、D2、退火、光漂白以及适当掺杂元素，能够显著提高光纤的抗辐照性能。这些发现为光纤在极端环境中的可靠应用提供了有效途径，这些方法的成功应用为未来的光纤研究和应用开辟了新的方向，未来的研究可以进一步探索更加创新和高效的方法，以不断提升光纤在极端条件下的可靠性和稳定性。

关键词：特种光纤抗辐照色心辐致诱导损耗

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国际空间站宇航光纤通信器件发展综述

光通信技术 2024年第1期48卷 51-59页

作者：郑伟殷杰田庄王九龙叶杨高周海峰王琛隋宁菠北京空间机电研究所北京100094 航天恒星科技有限公司北京100086 中国空间技术研究院北京100094 中国电子科技集团第八研究所合肥230000 中国电子科技集团第三十四研究所广西桂林541004 北京玻璃研究院有限公司北京101111

光纤通信技术在国际空间站(ISS)上首次大规模应用,是光通信技术从地面进入太空应用的一个重要里程碑。回顾了ISS舱内光纤通信所用宇航光缆和光纤连接器的技术发展历程,阐述了ISS对光纤通信技术的特殊需求;介绍了美国航空航天局(NASA)开... 详细信息

光纤通信技术在国际空间站(ISS)上首次大规模应用,是光通信技术从地面进入太空应用的一个重要里程碑。回顾了ISS舱内光纤通信所用宇航光缆和光纤连接器的技术发展历程,阐述了ISS对光纤通信技术的特殊需求;介绍了美国航空航天局(NASA)开展的光纤器件空间适应性试验研究情况,NASA和欧洲太空总署(ESA)负责建造舱段的光纤通信系统,以及NASA针对ISS光纤通信器件缺陷问题的质量调查情况和整改过程;结合ISS光纤通信器件质量问题的案例分析,总结了宇航光缆和光纤连接器在制造、工艺、材料、环境、检测和管理方面存在的问题和经验教训。最后,对宇航光纤通信器件的研发方向进行了展望。

关键词：国际空间站宇航光纤连接器光通信经验教训

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2~5μm高功率氟铟基传能光纤

中国激光 2024年第11期51卷 405-409页

作者：赵文凯张龙飞王在洋刘瑞特胡琳佳姜益光张龙中国科学院上海光学精密机械研究所红外光学材料研究中心上海201800

2~5μm波段包含了“大气传输窗口”和众多分子的“指纹吸收峰”,是尖端中红外光学系统的核心工作频谱之一。氟铟基玻璃光纤在该波段具有较低的传输损耗和较高的激光损伤阈值,是众多中红外光学系统的主选传能介质。中国科学院上海光学精... 详细信息

2~5μm波段包含了“大气传输窗口”和众多分子的“指纹吸收峰”,是尖端中红外光学系统的核心工作频谱之一。氟铟基玻璃光纤在该波段具有较低的传输损耗和较高的激光损伤阈值,是众多中红外光学系统的主选传能介质。中国科学院上海光学精密机械研究所红外玻璃与光纤团队经过多年努力,发展了具有自主知识产权的氟铟基玻璃光纤产品研制平台,初步实现了氟化物光纤的国产化替代。

关键词：材料氟铟基光纤传能光纤中红外激光

亚波长光栅与法布里-珀罗滤光片集成的高性能光谱偏振分光器

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红外与毫米波学报 2024年第2期43卷 179-186页

作者：朱远宇关学昱余沛其刘清权贾奇祥吴杰李辰璐李志锋王少伟中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083 上海科技大学物质学院上海201210 上海节能镀膜玻璃工程技术研究中心上海200083 中国科学院大学北京100049

光谱偏振成像技术是一种新型的光学成像技术,它不仅提高了目标的信息获取量,还降低了背景噪声,可以捕获目标细节,检测伪装目标。本文提出了一种将亚波长光栅与F-P滤光片相结合的光谱偏振测量器件,该器件可以获得超高光谱分辨率和偏振消... 详细信息

光谱偏振成像技术是一种新型的光学成像技术,它不仅提高了目标的信息获取量,还降低了背景噪声,可以捕获目标细节,检测伪装目标。本文提出了一种将亚波长光栅与F-P滤光片相结合的光谱偏振测量器件,该器件可以获得超高光谱分辨率和偏振消光比,并且光谱和偏振可以灵活调控。本文设计了一种光谱偏振同时分光器,可同时获得4个光谱通道的斯托克斯参数。仿真结果表明,其光谱分辨率为217,偏振消光比为106。实验结果表明,亚波长光栅的偏振消光比大于500,透射率为90%。全介质F-P滤光片的光谱分辨率为30,在长波红外波段的透射率为60%。该设计方法具有通用性,可用于可见光、红外甚至太赫兹等波段。得益于这些优点,器件在微型偏振光谱仪和全斯托克斯偏振检测等领域有很大的应用潜力。

关键词：光谱偏振分光器亚波长光栅法布里-珀罗滤光片光谱偏振

苹果砧木离体茎尖小滴玻璃化超低温保存体系的优化

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植物生理学报 2024年第5期60卷 895-903页

作者：关秋竹孙清荣孙洪雁王海波李林光山东省果树研究所山东泰安271000

本文以苹果砧木‘54-118’组培苗为材料,采用正交试验对离体茎尖小滴玻璃化超低温保存体系进行优化。结果表明,低温锻炼和植物玻璃化保护溶液2(PVS2)处理时间是影响小滴玻璃化超低温保存后苹果砧木茎尖成活率和再生率的关键因素。优化... 详细信息

本文以苹果砧木‘54-118’组培苗为材料,采用正交试验对离体茎尖小滴玻璃化超低温保存体系进行优化。结果表明,低温锻炼和植物玻璃化保护溶液2(PVS2)处理时间是影响小滴玻璃化超低温保存后苹果砧木茎尖成活率和再生率的关键因素。优化后的苹果砧木离体茎尖小滴玻璃化超低温保存体系为:继代生长30 d的组培苗在4°C黑暗条件下低温锻炼10 d,取0.5~1.0 mm的茎尖,预培养2 d,加载液(LS)处理20min,PVS2脱水处理60 min,处理后的茎尖包裹在小液滴中,液氮冷冻保存;冷冻茎尖在卸载液(ULS)中常温处理20 min,转入茎尖再生培养基进行恢复培养,暗培养7 d后,转入正常光照条件下培养,获得再生苗。简单重复系列区间(ISSR)检测表明小滴玻璃化超低温保存未改变材料的遗传稳性。优化后的小滴玻璃化超低温保存体系成功用于其他3个苹果砧木品种的超低温保存,4个苹果砧木品种超低温保存后的平均茎尖成活率和再生率分别为74.58%和64.81%。

关键词：苹果砧木离体茎尖超低温保存小滴玻璃化

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嵌段共聚物电解质的制备及其电化学性能

材料工程 2024年第6期52卷 69-77页

作者：张锟刘娜田君梁晓嫱陈光海高洪波胡道中佟蕾田崔钧王浩辰中国北方车辆研究所北京100072 北京卫蓝新能源科技有限公司北京102402

通过设计聚合物分子结构,采用热引发自由基聚合方法合成聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMEMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的二嵌段共聚物电解质PEGMEMAm-GMAn-Br(PGA-Br),并研究其电化学性能。结果表明:将PGA嵌段或接枝到聚合物电解质上... 详细信息

通过设计聚合物分子结构,采用热引发自由基聚合方法合成聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMEMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的二嵌段共聚物电解质PEGMEMAm-GMAn-Br(PGA-Br),并研究其电化学性能。结果表明:将PGA嵌段或接枝到聚合物电解质上,可提高聚合物电解质的离子电导率,室温下的离子电导率达1.05×10^(−4)S·cm^(−1)。同时,PGA-Br嵌段共聚物电解质具有较低的玻璃化转变温度(-65℃)、较高的热分解温度、较宽的电化学稳定窗口(5.1 V)和阻燃特性。PGA-Br共聚物电解质组装下的固态Li|Li对称电池具有增强的电极/电解质固-固界面,可实现金属锂均匀沉积,有效抑制锂枝晶的生长。在0.1 C倍率下,基于PGA-Br嵌段共聚物电解质组装的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)|PGA-Br|Li固态全电池可实现较高的首周放电比容量(160.1 mAh·g^(−1)),且循环100周次后容量保持率高达91.5%,库仑效率稳定在98.5%以上。

关键词：固态锂金属电池嵌段共聚物电解质锂金属负极锂枝晶热引发聚合

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高能激光系统中不同材料合束镜的热效应分析

激光技术 2024年第2期48卷 159-165页

作者：崔莉军陈星明杨美霞代俊刘文兵黄守彬西南技术物理研究所成都610041中国

为了研究高能激光系统内光路中合束镜受强激光辐射会产生温升和热变形等问题,建立了热仿真的理论模型,采用有限元分析软件分析了不同激光功率辐照下以硅、碳化硅、石英玻璃和微晶玻璃为基底材料的合束镜的温升和热变形,以及极端环境下... 详细信息

为了研究高能激光系统内光路中合束镜受强激光辐射会产生温升和热变形等问题,建立了热仿真的理论模型,采用有限元分析软件分析了不同激光功率辐照下以硅、碳化硅、石英玻璃和微晶玻璃为基底材料的合束镜的温升和热变形,以及极端环境下以石英玻璃、微晶玻璃为基底材料的合束镜的温升和热变形。结果表明,在22℃时,30 kW的单光束激光照射10 s后,4种基底材料中,碳化硅的温度为23.718℃是最低的,微晶玻璃的热形变为0.00115是最小的;30 kW总功率的6个光束激光照射时,微晶玻璃的热形变为0.000399μm,且石英玻璃的热形变比微晶玻璃高出18.8倍;在极端环境下,热形变最小的基底材料也是微晶玻璃;4种基底材料中,微晶玻璃最适合作为高能激光系统中合束镜的基底材料。此研究结果对高能激光系统设计有着一定的实际参考价值。

关键词：激光光学高能激光系统热效应合束镜