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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

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窗口用红外透明陶瓷概述

硅酸盐学报 2024年第3期52卷 993-1005页

作者：李恺范金太姜本学钱凯臣田燕娜尹晓蒙中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800

针对未来高马赫数飞行器在攻击速度和打击精度方面的需求,从光学和力学性能2大方面分析比较了目前常用的几种红外窗口材料,认为当前并不存在完全满足尖端系统需求的窗口材料,开发高温低辐射、高强度、宽带高透的红外光学窗口材料迫在眉... 详细信息

针对未来高马赫数飞行器在攻击速度和打击精度方面的需求,从光学和力学性能2大方面分析比较了目前常用的几种红外窗口材料,认为当前并不存在完全满足尖端系统需求的窗口材料,开发高温低辐射、高强度、宽带高透的红外光学窗口材料迫在眉睫。Y_(2)O_(3)–MgO纳米复相陶瓷具有优异的红外透过性能、极低的自发辐射、不错的力学性能和抗热冲击性能,是未来红外窗口材料的有力候选。本文对其设计原理和发展现状进行了介绍,讨论了一些存在的问题和未来发展的方向。

关键词：红外窗口材料陶瓷复相陶瓷

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强度−塑性协同的变形镁合金及其微观结构调控研究进展

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中国有色金属学报 2024年第3期34卷 683-702页

作者：王煜烨周海涛李逸孙鑫杨力祥王世伟肖旅上海航天精密机械研究所上海201600 上海航天技术研究院上海201109

变形镁合金经塑性变形后具有更优的综合力学性能,但存在“强度−塑性”不协同的问题,限制了其规模化应用。通过合金化设计和优化塑性加工工艺改善其微观结构能有效实现变形镁合金的强塑协同。本文梳理了近年来“强度−塑性”协同的变形镁... 详细信息

变形镁合金经塑性变形后具有更优的综合力学性能,但存在“强度−塑性”不协同的问题,限制了其规模化应用。通过合金化设计和优化塑性加工工艺改善其微观结构能有效实现变形镁合金的强塑协同。本文梳理了近年来“强度−塑性”协同的变形镁合金的研究情况,并依据性能将其分为高强度型、中等强塑型和超高塑性型三类,同时进一步阐述了实现变形镁合金强塑性从权衡协调到协同提升的微观结构调控方法,包括合金化、细晶化、第二相和析出物调控、织构控制和异质结构形成等;最后,对强度−塑性协同的变形镁合金开发及其微观结构调控研究中值得关注的议题进行了展望。

关键词：变形镁合金强度−塑性协同微观结构合金化

基于图像形态学的焊缝区域提取与对比度提升技术

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中国材料进展 2024年第2期43卷 175-180页

作者：刘欢刘骁佳赵耀邦王宁罗志强危荃上海航天精密机械研究所上海201600

铝板焊接后可使用X射线进行焊缝内部缺陷检测,由于X射线成像存在噪声多、对比度低、焊缝区域边缘模糊、焊缝区域与背景区域灰度分布较为相似等问题,使用传统边缘检测方法效果欠佳。提出了一种自动提取焊缝区域并提高其对比度的方法,通... 详细信息

铝板焊接后可使用X射线进行焊缝内部缺陷检测,由于X射线成像存在噪声多、对比度低、焊缝区域边缘模糊、焊缝区域与背景区域灰度分布较为相似等问题,使用传统边缘检测方法效果欠佳。提出了一种自动提取焊缝区域并提高其对比度的方法,通过去噪处理、边缘检测、形态学操作等步骤,最终确定焊缝区域位置,并对焊缝区域内像素值进行线性变换,提高了焊缝区域的对比度。实验结果表明,该方法针对大批量的铝板X射线图片,都能够自动提高焊缝区域的对比度,具有良好的鲁棒性和准确性。

关键词：图像处理 X射线焊缝区域梯度对比度

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基于覆膜成型MOF材料的太阳能空气取水装置

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工程热物理学报 2024年第5期45卷 1308-1313页

作者：邵昭孙瑞琨陈芷荟杜帅王如竹上海交通大学机械与动力工程学院制冷与低温研究所上海200240

全球性的淡水危机大幅促进了水资源获取方式的研究。其中太阳能吸附式空气取水由于其无需外界输入电能,可适应多种离网式的应用场景等优点而逐渐成为水科学领域的研究热点。本文从太阳能吸附式空气取水基本原理入手,报道了一种结构紧凑... 详细信息

全球性的淡水危机大幅促进了水资源获取方式的研究。其中太阳能吸附式空气取水由于其无需外界输入电能,可适应多种离网式的应用场景等优点而逐渐成为水科学领域的研究热点。本文从太阳能吸附式空气取水基本原理入手,报道了一种结构紧凑的覆膜成型MOF的太阳能空气取水装置。该装置利用覆膜加成型工艺,克服了传统粉末材料导热差、密度低的劣势,同时在总高5cm紧凑的热设计结构下,该装置仍然可以保持45℃的最大温差,保障了空气取水过程的进行。经过测试,该装置在干旱工况下,材料的单位质量吸附量达到了0.56g·g^(-1),折合每平方米光热板可产水312g,有望为沙漠等干旱离网场景提供新的用水途径。

关键词：吸附式空气取水 MOF 太阳能与能源利用

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激光晶体研究进展

中国激光 2024年第11期51卷 379-404页

作者：赵呈春李善明徐民房倩楠张书隆黄从晖龚巧瑞陈光珠杭寅中国科学院上海光学精密机械研究所激光晶体研究中心上海201800

以激光晶体为增益介质的固体激光器具有脉冲能量大、峰值功率高等特点,在前沿科学、精密制造、医疗、国防军事等领域均有重大战略应用,比如超强超短激光、高能重频激光、中红外光电对抗、蓝绿激光通信等。激光晶体由激活离子和基质晶体... 详细信息

以激光晶体为增益介质的固体激光器具有脉冲能量大、峰值功率高等特点,在前沿科学、精密制造、医疗、国防军事等领域均有重大战略应用,比如超强超短激光、高能重频激光、中红外光电对抗、蓝绿激光通信等。激光晶体由激活离子和基质晶体构成,在激光的发明、发展过程以及应用中发挥了不可或缺的作用。作为固体增益介质,激光晶体具有热导率高、各向异性等特点。综述了近年来国内外在可见、近红外、中红外激光波段的激光晶体的主要研究进展,重点介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所在激光晶体和金刚石/激光晶体复合材料方面的研究成果。

关键词：材料激光晶体晶体生长光学性能稀土离子过渡族离子

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神光Ⅱ综合实验平台

中国激光 2024年第11期51卷 3-21页

作者：朱健强李学春朱俭朱宝强马伟新周申蕾卢兴强范薇张攀政刘志刚王利杨琳刘代中唐顺兴孙明营杨朋千谢兴龙朱坪孙美智梁潇张国文欧阳小平张艳丽张秀平王冰艳林尊琪范滇元高功率激光物理联合室上海201800 中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所上海201800

中国科学院上海光学精密机械研究所(简称“上海光机所”)是中国最早开展高功率激光系统及其应用研究的单位。在建所60周年之际,本文简要回顾了上海光机所建造的系列高功率激光装置和相关技术发展,重点介绍了现今运行的神光Ⅱ多功能综合... 详细信息

中国科学院上海光学精密机械研究所(简称“上海光机所”)是中国最早开展高功率激光系统及其应用研究的单位。在建所60周年之际,本文简要回顾了上海光机所建造的系列高功率激光装置和相关技术发展,重点介绍了现今运行的神光Ⅱ多功能综合实验平台的性能和技术进步,以及利用此平台取得的若干具有标志性的重要物理实验成果,最后展望了未来高峰值功率激光技术与工程发展的基本问题和趋势。

关键词：惯性约束聚变神光装置激光工程激光光学

面向先进燃气轮机的燃烧激光诊断及反应调控研究进展

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工程热物理学报 2024年第6期45卷 1550-1569页

作者：石小祥廉天佑李伟李玉阳上海交通大学机械与动力工程学院航空动力研究所上海220024

燃气轮机广泛应用于能源领域,在未来综合能源系统中作为多能互补灵活调峰手段将发挥关键作用。在“双碳”目标牵引下,燃气轮机燃烧室未来继续向高效、清洁、低碳和燃料灵活方向发展,先进低污染燃烧技术及低碳燃烧技术研发需求更加紧迫... 详细信息

燃气轮机广泛应用于能源领域,在未来综合能源系统中作为多能互补灵活调峰手段将发挥关键作用。在“双碳”目标牵引下,燃气轮机燃烧室未来继续向高效、清洁、低碳和燃料灵活方向发展,先进低污染燃烧技术及低碳燃烧技术研发需求更加紧迫。为此,需要深入认识复杂流动与化学反应相互耦合的湍流燃烧过程,并针对氢气、氨气等低碳燃料发展激光诊断和燃烧调控方法。本文在综述燃气轮机燃烧技术的发展趋势、研究挑战及需求的基础上,从燃气轮机燃烧激光诊断和反应调控两个方面详细回顾了国内外研究现状和进展,最后展望了燃气轮机燃烧激光诊断和反应调控的未来研究方向。本综述对未来先进燃气轮机低碳燃烧技术研发和基础研究工作具有指导意义。

关键词：燃气轮机低碳燃烧技术燃料灵活燃烧激光诊断燃烧反应调控

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表面粗糙度对荧光陶瓷发光性能的影响

中国激光 2024年第5期51卷 30-35页

作者：唐燕如蒋仁杰易学专周圣明孙艳之江实验室浙江杭州311121 中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800 中国科学院上海技术物理研究所上海200083

采用真空高温固相反应烧结技术制备了Ce∶Y_(3)Al_(5)O_(12)(掺杂原子数分数为0.2%)与Al_(2)O_(3)复合相荧光陶瓷(简称Ce∶YAG-Al_(2)O_(3)),采用蓝光发光二极管(LED)芯片,以透射模式激发,系统研究了退火处理对荧光陶瓷发光性能的影响... 详细信息

采用真空高温固相反应烧结技术制备了Ce∶Y_(3)Al_(5)O_(12)(掺杂原子数分数为0.2%)与Al_(2)O_(3)复合相荧光陶瓷(简称Ce∶YAG-Al_(2)O_(3)),采用蓝光发光二极管(LED)芯片,以透射模式激发,系统研究了退火处理对荧光陶瓷发光性能的影响以及不同厚度与不同表面粗糙度的荧光陶瓷的发光性能的变化规律。结果表明,退火处理可明显改善荧光陶瓷的发光性能,且在相同激发条件下,随着荧光陶瓷厚度的增加,透射蓝光与荧光陶瓷所发出的黄绿荧光的强度比下降,色温降低,发光效率升高。陶瓷表面粗糙度的增加可明显提高荧光陶瓷的发光效率。对于同一荧光陶瓷样品,蓝光入射面的粗糙度小,光出射面的粗糙度大,有利于降低荧光陶瓷的色温,提高其发光效率。

关键词：材料复合相荧光陶瓷表面粗糙度光电转换效率色温发光光谱