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可编程多脉冲绿光激光器

激光技术 2024年第2期48卷 204-209页

作者：吴丽霞中国科学院福建物质结构研究所福州350108

为了满足平面激光诱导荧光技术和反射物速度干涉仪系统的应用要求,研制出一套可编程多脉冲绿光激光器。采用光强可编程技术,在任意波形发生器中输入一长脉冲电压波形,并将其加载到电光调制器上;通过对此电压脉冲波形的编辑,在实现时域... 详细信息

为了满足平面激光诱导荧光技术和反射物速度干涉仪系统的应用要求,研制出一套可编程多脉冲绿光激光器。采用光强可编程技术,在任意波形发生器中输入一长脉冲电压波形,并将其加载到电光调制器上;通过对此电压脉冲波形的编辑,在实现时域上控制光强的同时输出多脉冲,且多脉冲的脉冲间隔、脉冲宽度及脉冲波形均任意可调。结果表明,放大过程的波形畸变得到矫正,获得脉宽为110 ns的绿光单脉冲方波;脉宽为50 ns、时间间隔5μs的绿光双脉冲方波;脉宽为40 ns、50 ns和60 ns、时间间隔为2μs、1μs的绿光三脉冲方波。该研究为平面激光诱导荧光技术和反射物速度干涉仪系统提供了参考。

关键词：激光器多脉冲脉冲整形任意波形电光调制器

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基于点激光精确导航的手术机械臂引导系统

激光与光电子学进展 2024年

作者：宋科夫汤睿郭霏霏沈泽鑫曾辉雄李俊泉州职业技术大学中国科学院大学中国科学院福建物质结构研究所

随着图像检测相关技术的发展以及对手术技术需求的增加，自动化手术引导系统在临床场景中日渐重要。然而系统需要具备实时性的视觉精确引导限制了临床手术的应用范围。视觉信号引导机械臂进行路径规划时，传统算法规划效率低的不足限制... 详细信息

随着图像检测相关技术的发展以及对手术技术需求的增加，自动化手术引导系统在临床场景中日渐重要。然而系统需要具备实时性的视觉精确引导限制了临床手术的应用范围。视觉信号引导机械臂进行路径规划时，传统算法规划效率低的不足限制了系统实时性。针对上述问题，提出一种基于点激光引导手术机械臂的导航控制系统，视觉部分基于YOLOv5网络，利用超分辨率重建（SRCNN）算法进行预处理，提出融合特征聚合及单尺度识别改进策略，达到快速精确跟踪点激光。在运动规划方面提出一种结合目标偏置以及双向扩展的RRT*算法，利用病灶点云信息约束目标点姿态，对生成路径进行碰撞检测和规划决策。通过实验验证了上述方法的有效和可行性，优化算法在交并比（IoU）阈值0.5下的平均精度均值（AP50）为97.6%,AP75识别精度达83.5%。相比传统视频目标识别的YOLOv5算法提升幅度达7.2%，改进RRT*算法准确快速地规划出最优避障路径。

关键词： YOLOv5 多尺度融合快速随机搜索树姿态约束路径规划

蓝光弱吸收泵浦的Pr:YLF红光激光器性能研究

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中国激光 2024年

作者：江泽茜李丙轩廖文斌张戈中国科学院大学闽都创新实验室中国科学院福建物质结构研究所光电材料化学与物理重点实验室中国科学院福建物质结构研究所

本文报道了基于蓝光半导体泵浦的掺镨氟化钇锂(Pr3+:YLF)红光640 nm激光器，对泵浦方式、热效应等因素引入的影响进行了分析与讨论。为缓解热效应对激光器输出功率性能的影响，本论文采取弱吸收泵浦方式，泵浦中心波长为449.3 nm，对应... 详细信息

本文报道了基于蓝光半导体泵浦的掺镨氟化钇锂(Pr3+:YLF)红光640 nm激光器，对泵浦方式、热效应等因素引入的影响进行了分析与讨论。为缓解热效应对激光器输出功率性能的影响，本论文采取弱吸收泵浦方式，泵浦中心波长为449.3 nm，对应本文报道激光器中Pr3+:YLF晶体的弱吸收峰。为研究热透镜、泵浦光束等对输出性能的影响，实验中采用不同耦合透镜组改变泵浦光束，对不同耦合比下的热透镜效应、泵浦光束与晶体匹配程度等进行了研究推导，最终获得了最大输出功率为2.46 W，斜效率为36.8%的Pr3+:YLF红光激光器。

关键词：激光器红色激光 Pr :YLF晶体弱吸收泵浦热效应

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基于空间分辨法分析时间低相干光自聚焦效应

物理学报 2024年第9期73卷 36-45页

作者：单翀孔令豹崔勇季来林赵晓晖李福建饶大幸赵元安隋展邵建达复旦大学信息科学与工程学院超精密光学制造工程技术研究中心上海201203 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强激光材料重点实验室上海201800

时间低相干光由于其瞬时宽带的物理特性,在激光惯性约束聚变中得到了广泛的关注.然而其复杂的时间尖峰结构或将诱导非线性自聚焦效应的放大.同时,传统的非线性自聚焦特征数值的测试方法中,多数材料的表面损伤先于体内自聚焦成丝损伤发生... 详细信息

时间低相干光由于其瞬时宽带的物理特性,在激光惯性约束聚变中得到了广泛的关注.然而其复杂的时间尖峰结构或将诱导非线性自聚焦效应的放大.同时,传统的非线性自聚焦特征数值的测试方法中,多数材料的表面损伤先于体内自聚焦成丝损伤发生,这为对比不同激光的非线性效应带来巨大影响.本文利用短焦距透镜对熔石英进行紧聚焦,通过调节入射激光能量,在避免前表面损伤的前提下,诱导熔石英产生自聚焦成丝损伤.随后通过理论计算对光束在样品体内传输过程的光斑变化进行空间分辨处理,并得到对应细分位置的非线性数值.最终将各个位置对应的非线性相位变化值进行积分,得到前表面无损条件下材料的非线性自聚焦特征数值.测试结果表明时间低相干光的非线性自聚焦效应比传统单模脉冲激光更强.本文不仅设计了一套更加精确的对比不同激光非线性效应的测试方法,同时也探明了时间相干性对于非线性自聚焦效应的影响机制,为高功率时间低相干激光器的设计提供理论依据和参考.

关键词：惯性约束核聚变时间低相干光非线性自聚焦特征数值空间分辨法

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簇-金属氧化物助剂电子相互作用调控的Ru原子簇催化剂用于温和条件下合成氨反应

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 209-218页

作者：张天华胡海慧李嘉欣高迎龙李玲玲张明远彭渲北周岩良倪军林炳裕林建新朱兵吴冬霜张林杰韩丽丽郑黎荣王秀云江莉龙福州大学化肥催化剂国家工程研究中心福建福州350002 福州大学化学学院福建福州350002 南洋理工大学材料科学与工程学院新加坡639798 中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室福建福州350002 中国科学院高能物理研究所北京100049

氨是重要的化肥原料,也是颇具潜力的氢能源载体,对于可再生能源的储存、运输和终端利用至关重要.然而,传统Haber-Bosch工艺合成氨的反应条件苛刻,需要高温高压条件,并消耗大量化石能源及排放大量二氧化碳.可再生能源电解水制氢耦合温和... 详细信息

氨是重要的化肥原料,也是颇具潜力的氢能源载体,对于可再生能源的储存、运输和终端利用至关重要.然而,传统Haber-Bosch工艺合成氨的反应条件苛刻,需要高温高压条件,并消耗大量化石能源及排放大量二氧化碳.可再生能源电解水制氢耦合温和合成氨新技术(eHB),不仅能实现可再生能源电力的“消纳和调峰”,而且可进行低成本、跨地域长距离存储运输,并可将“绿氨”与氢能产业相结合.然而,现有的高温高压合成氨催化剂与eHB工艺相不匹配,因此,迫切需要开发温和条件下高效合成氨催化剂技术,以实现可再生能源电力电解制氢体系和合成氨技术互补融合.目前,虽然助剂对于Ru基纳米簇(≥1 nm)合成氨催化剂的影响规律已得到了广泛研究,但它们对于Ru原子簇催化剂的作用机制尚不清楚,需要进一步揭示.本文考察了Ba及Ce助剂对Ru原子簇催化剂的影响规律,并分析了其作用机制.首先,通过简单的浸渍法将Ba和/或Ce物种掺杂到Ru原子簇催化剂(2 wt%Ru ACCs),制得Ba/Ce/2 wt%Ru ACCs催化剂;然后,通过一系列实验考察了这些催化剂的合成氨性能,并利用多种表征手段对其进行了深入分析.合成氨性能测试结果表明,添加Ba和Ce助剂后,2 wt%Ru ACCs催化剂的合成氨速率明显提高,在400℃和1 MPa下,Ba/Ce/2 wt%Ru ACCs催化剂的合成氨反应速率达到56.2 mmolNH_(3) gcat^(-1) h^(-1),是2 wt%Ru ACCs的7.5倍,且催化剂表现出较好的稳定性,在稳定运行140 h后活性未见明显降低.球差校正电子显微镜和X射线吸收精细结构谱结果表明,负载Ba和/或Ce后,Ru以Ru_(3)原子簇形式存在.X射线吸收近边结构谱和X射线光电子能谱结果表明,Ru与Ba及Ce物种之间存在较强的簇-金属氧化物助剂电子相互作用,可促进电子转移到Ru物种,形成富电子状态的Ru,进而促使电子转移到N_(2)的p*反键轨道,提高温和条件下合成氨反应速率.利用25%N_(2)+75%D_(2)气氛下的原位红外光谱研究催化剂的合成氨反应机理,结果表明,在Ba/Ce/2 wt%Ru ACCs催化剂表面同时检测到N_(2)D_(2)物种和N_(2)D_(x)物种的振动吸收峰,说明添加Ba和/或Ce物种没有改变Ru原子簇催化剂活化N_(2)的方式,N_(2)仍是通过加氢的路径合成氨.综上,本文考察了助剂对Ru原子簇的影响规律,揭示了其作用机制,为设计高效的温和条件合成氨催化剂提供参考.

关键词：原子簇助剂 N_(2)活化合成氨电子相互作用

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激光投影显示中复合散斑抑制方法的研究

激光技术 2024年第2期48卷 274-280页

作者：黄艳陈怀熹漳州职业技术学院电子信息学院漳州363000 中国科学院福建物质结构研究所福州350002

为了有效抑制激光投影显示中的散斑,基于散斑统计理论,建立了光纤长度与光纤末端出射光场衬比度的数值表达式;采用积分散斑统计学方法理论分析了级联位相片散射特性和运动特性对散斑衬比度的影响;实验研究了不同光纤长度下振动光纤前后... 详细信息

为了有效抑制激光投影显示中的散斑,基于散斑统计理论,建立了光纤长度与光纤末端出射光场衬比度的数值表达式;采用积分散斑统计学方法理论分析了级联位相片散射特性和运动特性对散斑衬比度的影响;实验研究了不同光纤长度下振动光纤前后图像的散斑衬比度;比较了运用散斑抑制技术和复合散斑抑制技术所获得的散斑图像衬比度。结果表明,采用振动10 m多模光纤与旋转级联位相片相结合的复合散斑抑制技术,可将散斑衬比度降低到3.76%;采用复合散斑抑制技术将增加系统自由度,从而更有效地抑制散斑。该研究为激光投影显示中开展复合散斑抑制技术研究工作提供了参考。

关键词：激光技术散斑衬比度级联位相片光纤振动复合散斑抑制技术

档案督导员在创新科技项目档案管理模式的作用——以中国科学院战略性先导项目档案为例

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档案记忆 2024年第3期 53-55页

作者：王雪萍中国科学院福建物质结构研究所

党的二十大以来，我国创新驱动发展战略大力实施，深海深地探测、大飞机制造等重大科技成果相继问世。在深化科技管理体制改革，推动关键核心技术攻关，加强重大科技基础设施建设中，对科技项目档案工作提出了明确的要求，本文结合参与... 详细信息

党的二十大以来，我国创新驱动发展战略大力实施，深海深地探测、大飞机制造等重大科技成果相继问世。在深化科技管理体制改革，推动关键核心技术攻关，加强重大科技基础设施建设中，对科技项目档案工作提出了明确的要求，本文结合参与督导的中国科学院重大项目和大科学工程实际，提出创新科技项目档案管理模式，引入档案督导员模式，从源头上保障科技项目档案质量。

关键词：督导员科技项目档案三纳入四同步

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大孔径太赫兹波成像光学系统设计

中国光学（中英文） 2024年第2期17卷 374-381页

作者：曹一青沈志娟莆田学院机电与信息工程学院福建莆田351100 福建省激光精密加工工程技术研究中心福建莆田351100

太赫兹波具有高穿透性、低能性及指纹谱性等特征,被广泛应用于探测领域,因此,设计太赫兹波成像光学系统具有重要的意义和广泛的应用前景。首先,以四块透镜构成的天塞物镜为参考结构,应用近轴光学系统像差理论构建系统像差平衡方程,给出... 详细信息

太赫兹波具有高穿透性、低能性及指纹谱性等特征,被广泛应用于探测领域,因此,设计太赫兹波成像光学系统具有重要的意义和广泛的应用前景。首先,以四块透镜构成的天塞物镜为参考结构,应用近轴光学系统像差理论构建系统像差平衡方程,给出了系统初始结构参数求解函数和方法,再结合光学设计软件进一步校正系统像差,最终设计了一种用于太赫兹波探测的大孔径光学成像系统。该光学系统由4块同轴折射透镜构成,焦距为70 mm,F数为1.4,全视场角为8°,在奈奎斯特频率10 lp/mm处全视场角范围内的调制传递函数(MTF)值均大于0.32,各视场内的弥散斑均方根(RMS)半径均小于艾里斑半径。最后对系统各种公差进行分析和讨论。设计结果表明,本文设计的太赫兹波探测光学成像系统具有孔径大、结构简单且紧凑、成像质量较好且加工性易于实现等特点,满足设计要求,它在太赫兹波段高分辨率探测领域具有重要应用价值。

关键词：光学系统设计太赫兹波大孔径像差平衡公差分析

基于知识蒸馏和定位引导的Pointpillars点云检测网络

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液晶与显示 2024年第1期39卷 79-88页

作者：赵晶李少博郭杰龙俞辉张剑锋李杰厦门理工学院电气工程与自动化学院福建厦门361024 中国科学院福建物质结构研究所福建福州350108 中国科学院海西研究院泉州装备制造研究中心福建泉州362000 厦门市高端电力装备及智能控制重点实验室福建厦门361024

激光雷达数据由于其几何特性,被广泛应用于三维目标检测任务中。由于点云数据的稀疏性和不规则性,难以实现特征提取的质量和推理速度间的平衡。本文提出一种基于体柱特征编码的三维目标检测算法,以Pointpillars网络为基础,设计Teacher-S... 详细信息

激光雷达数据由于其几何特性,被广泛应用于三维目标检测任务中。由于点云数据的稀疏性和不规则性,难以实现特征提取的质量和推理速度间的平衡。本文提出一种基于体柱特征编码的三维目标检测算法,以Pointpillars网络为基础,设计Teacher-Student模型框架对回归框尺度进行蒸馏,增加蒸馏损失,优化训练网络模型,提升特征提取的质量。为进一步提高模型检测效果,设计定位引导分类项,增加分类预测和回归预测之间的相关性,提高物体识别准确率。本网络所做改进没有引入额外的网络嵌入。算法在KITTI数据集上的实验结果表明,相比于基准网络,在三维模式下的平均精度值从60.65%提升到了64.69%,鸟瞰图模式下的平均精度值从67.74%提升到70.24%。模型推理速度为45 FPS,在提升检测精度的同时满足了实时性要求。

关键词：激光点云三维目标检测知识蒸馏分类置信度

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