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多焦点超快激光并行加工单晶金刚石

中国激光 2024年第16期51卷 243-252页

作者：付强钱静王关德苏大帅封鑫赵全忠中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 上海飞机制造有限公司上海201324

金刚石表面的周期性微纳结构具有增透减反、提高量子运输效率等功能,在航空航天、生物医学、集成光子学器件等领域被广泛应用。传统的电子束曝光、离子刻蚀等加工方法涉及较多步骤,对环境要求高,加工效率远远无法满足使用需求。为了解... 详细信息

金刚石表面的周期性微纳结构具有增透减反、提高量子运输效率等功能,在航空航天、生物医学、集成光子学器件等领域被广泛应用。传统的电子束曝光、离子刻蚀等加工方法涉及较多步骤,对环境要求高,加工效率远远无法满足使用需求。为了解决这些问题,超快激光微加工技术被引入,其因具有低热效应、高精度和高度可控的可设计性而备受关注。然而,单光束激光无法实现快速高效加工。为了提高加工效率,本课题组利用空间光调制器对飞秒激光光束进行5×5阵列分光,对金刚石进行了多焦点并行加工,实现了圆柱、球形、金字塔、圆锥等三维阵列结构的高精度、高效率加工。拉曼光谱结果显示,激光加工区域未发现明显的石墨化G带和激光热影响区,这说明多焦点超快激光并行加工后金刚石不会产生明显的物性改变。超快激光多焦点并行加工单晶金刚石对于开发高速、高精度的金刚石加工新技术具有重要意义。

关键词：激光技术单晶金刚石空间光调制器超快激光并行加工周期性微结构

时效处理对激光熔覆Mo_(0.5)NbTiVCr_(0.25)高熵合金涂层显微组织和耐磨性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第7期34卷 2219-2230页

作者：何吉付华萌刘翠容朱正旺张龙李正坤李宏张海峰中国科学院金属研究所核材料与安全评价重点实验室沈阳110016 太原科技大学材料科学与工程学院太原030024 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

通过激光熔覆技术在TC4基体上制备难熔Mo_(0.5)NbTiVCr_(0.25)高熵合金涂层。涂层在600、800和1000℃下时效热处理24 h,然后水冷。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)等技术、以及维... 详细信息

通过激光熔覆技术在TC4基体上制备难熔Mo_(0.5)NbTiVCr_(0.25)高熵合金涂层。涂层在600、800和1000℃下时效热处理24 h,然后水冷。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)等技术、以及维氏硬度和万能摩擦磨损测试手段对高熵合金涂层的相组成、显微组织和力学性能进行研究。结果表明,高熵合金涂层经不同时效热处理后仍保持体心立方结构。经800℃时效热处理后,涂层含有富Ti沉淀相,通过TEM术证实其为Ti(O,N)面心立方结构。最佳时效温度为600℃,涂层硬度为HV_(0.2)410。该涂层的磨损机制为黏着磨损和磨料磨损。

关键词： Mo_(0.5)NbTiVCr_(0.25)合金激光熔覆难熔高熵合金显微组织时效磨损

基于环境变量辅助的不同地形单元土壤类型数字制图研究

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农业机械学报 2024年第10期 371-378页

作者：叶回春聂超甲张越周艳兵王红叶黄元仿可持续发展大数据国际研究中心中国科学院空天信息创新研究院数字地球重点实验室太原理工大学水利科学与工程学院北京市农林科学院信息技术研究中心农业农村部耕地质量监测保护中心中国农业大学土地科学与技术学院

土壤类型图反映了不同土壤类型的地理分布及其特征，为土壤资源利用、保护和管理提供了科学基础。基于土壤-环境关系的数字土壤制图方法是快速获取高精度、高分辨率土壤空间分布信息的重要手段，但针对不同地形单元的适用性及制度精度... 详细信息

土壤类型图反映了不同土壤类型的地理分布及其特征，为土壤资源利用、保护和管理提供了科学基础。基于土壤-环境关系的数字土壤制图方法是快速获取高精度、高分辨率土壤空间分布信息的重要手段，但针对不同地形单元的适用性及制度精度仍需进一步探讨。本文以北京市平谷区为研究区，将其划分为山地丘陵区和平原区2个地形单元，基于土壤调查点和随机森林算法，构建土壤-环境变量关系模型，进行不同地形单元的土壤类型数字制图。结果表明，山地丘陵区土类、亚类、土属和土种数字制图总体精度(Overall accuracy, OA)分别为100%、93.1%、89.7%和75.9%;而平原区土类、亚类、土属和土种数字制图OA分别为73.7%、55.3%、52.6%和23.7%。这表明在山地丘陵区，环境变量辅助的土壤类型数字制图具有较好的精度，而在平原区，这种精度会显著降低。随着土壤类型分类单元从土类到土种的精细化，环境变量辅助的土壤类型制图精度也逐渐下降。建议在资源有限的情况下，对于山地丘陵区，可以充分利用易获取的环境变量数据来提升土壤类型制图精度；而对于平原区，则需适当增加土壤类型剖面数量以提高制图精度。研究结果为其他地区土壤类型数字化制图提供了实践案例和技术支持。

关键词：数字制图环境变量土壤类型随机森林地形

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多像素平衡零拍探测器研究

光学学报 2024年第5期44卷 29-35页

作者：王少锋李汉卿李康康刘鹏李娟董瑞芳山西大学物理电子工程学院山西太原030006 中国科学院国家授时中心中国科学院时间基准及应用重点实验室陕西西安710600 中国科学院大学天文与空间科学学院北京100049

平衡零拍探测技术是测量压缩态量子噪声的主要方法之一,通过光电二极管阵列和多路并行电感-电容(L-C)耦合跨阻的方式,实现了一种低噪声、高信噪比的多像素平衡零拍探测器,探测器的工作带宽为5 MHz。每一个像素通道中,光功率为1.66 mW的8... 详细信息

平衡零拍探测技术是测量压缩态量子噪声的主要方法之一,通过光电二极管阵列和多路并行电感-电容(L-C)耦合跨阻的方式,实现了一种低噪声、高信噪比的多像素平衡零拍探测器,探测器的工作带宽为5 MHz。每一个像素通道中,光功率为1.66 mW的815 nm激光入射时,散粒噪声功率在2 MHz分析频率处比电子学噪声高23 dB。当光强分布在所有像素通道时,各通道散粒噪声功率和入射光强成正比,验证了探测器可以实现多通道并行的平衡零拍探测。该探测器可实现量子光学频率梳的频谱可分辨平衡零拍探测,为量子光学频率梳在量子精密测量领域的应用提供高性能的探测工具。

关键词：探测器跨阻放大器量子光学频率梳平衡零拍探测器光电二极管阵列信噪比

2000–2023年平陆运河区域环境时空变化特征数据集

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中国科学数据（中英文网络版） 2024年第2期9卷 110-128页

作者：甘镇邱玉宝贾国强刘建明张华成张明和桂林电子科技大学广西桂林541004 中国-东盟地球大数据区域创新中心南宁530022 可持续发展大数据国际研究中心北京100094 中国科学院空天信息创新研究院中国科学院数字地球重点实验室北京100094

运河是区域发展的重要水运通道,不仅是物资运输流通的走廊,也是区域社会、经济和环境可持续发展的核心纽带。运河的建设和运行直接关联着沿线地区发展,平陆运河是西部陆海新通道的重要工程,其社会和经济效益潜力巨大,而环境要素是区域... 详细信息

运河是区域发展的重要水运通道,不仅是物资运输流通的走廊,也是区域社会、经济和环境可持续发展的核心纽带。运河的建设和运行直接关联着沿线地区发展,平陆运河是西部陆海新通道的重要工程,其社会和经济效益潜力巨大,而环境要素是区域可持续发展的关键。为开展运河流域环境评估,满足区域时空变化监测需求,本研究以平陆运河区流域和行政区划为研究范围,结合公开发布的社会、经济和环境等多要素数据,采用标准格网,构建公里级多维、时空一致的运河数字环境数据集。本数据集包括水文气象、生态环境、大气环境和社会经济四大类参数,总计涵盖26套参数数据,其中包括流域的19套参数数据和乡镇区划的7套参数数据。数据集的参数数据均为公开可获取,经过严格的数据质量评估。基于这26套参数数据,对其中的14套长时序参数数据进行时空变化特征分析,计算得到每个参数每年的平均变化量,并提供了研究区域的5个数据文件。本数据集可支撑平陆运河区域数据可视化、运河综合环境评估以及数字孪生应用等,为未来运河管理和可持续发展研究提供数据基础。

关键词：环境数据集平陆运河时空特征分析数字环境

粉末循环使用对激光选区熔化GH4169合金组织及拉伸行为的影响（特邀）

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中国激光 2024年第10期 171-185页

作者：宋巍朱玉平梁静静周亦胄孙晓峰李金国中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心中国科学技术大学材料科学与工程学院

激光选区熔化GH4169合金粉末的循环使用可以显著降低制备成本、缩短生产周期。但是，利用循环使用的合金粉末，通过激光选区熔化技术成形的部件在组织、缺陷、性能行为上均存在差异。研究了不同循环使用次数下GH4169合金粉末的组织、缺... 详细信息

激光选区熔化GH4169合金粉末的循环使用可以显著降低制备成本、缩短生产周期。但是，利用循环使用的合金粉末，通过激光选区熔化技术成形的部件在组织、缺陷、性能行为上均存在差异。研究了不同循环使用次数下GH4169合金粉末的组织、缺陷及粒径分布等特征对成形件热处理态组织和相分布、拉伸行为及变形机制的影响。分析了循环使用后的粉末形貌和粒径分布、热处理试样的断口形貌、断口纵剖面组织和断口附近透射组织特征，详细阐述了拉伸断裂方式和强韧化机制。结果表明：粉末多次循环使用后平均粒径由30.45μm逐渐增大至41.80μm；表面愈加粗糙，流动性由14.85 s/50 g增加到18.62 s/50 g，较差的流动性导致热处理试样出现孔洞缺陷；合金拉伸强度（50～100 MPa）下降，力学性能受损；而断裂方式和变形机制不受影响。热处理态合金析出了纳米尺寸的块状碳化物、短棒状δ相、Laves相以及γ″和γ′强化相，拉伸过程中有效的钉扎位错提升了合金性能，使合金在室温和650℃下的最大抗拉强度分别达到1430 MPa和1205 MPa，优于或接近已报道的锻造、铸造和增材制造GH4169合金。研究结果为激光选区熔化GH4169合金的粉末循环使用和拉伸变形机制分析提供了参考。

关键词：增材制造激光选区熔化 GH4169合金粉末特性组织演变拉伸行为

基于DenseNet+FPN网络的视频帧内CU快速划分算法

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光电子·激光 2024年第11期35卷 1208-1214页

作者：程栋梁张吟龙周道先冯选沈阳理工大学自动化与电气工程学院中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室中国科学院网络化控制系统重点实验室中国科学院机器人与智能制造创新研究院沈阳化工大学信息工程学院

针对多功能视频编码(versatile video coding, VVC)帧内编码中编码单元(coding units, CU)划分存在计算复杂度过高的问题，本文提出了一种基于DenseNet+FPN(feature pyramid network)的CU快速划分算法。该算法能够大幅度降低VVC的编码... 详细信息

针对多功能视频编码(versatile video coding, VVC)帧内编码中编码单元(coding units, CU)划分存在计算复杂度过高的问题，本文提出了一种基于DenseNet+FPN(feature pyramid network)的CU快速划分算法。该算法能够大幅度降低VVC的编码复杂度，减少编码时间。首先，本文提出了一种基于纹理复杂度的CU分类算法，来评估CU块的纹理复杂度。其次，提出一种基于DenseNet+FPN的网络模型，利用多尺度信息来优化CU划分，以适应多尺度情况下的编码需求。最后，设计了一个新的自适应的质量复杂度均衡损失函数，用于平衡编码质量和计算复杂度。所提算法进行了大量的实验分析，结果证明，与公共参考软件(WC test model 10.0,VTM10.0)相比，所提算法的帧内编码平均时间减少了44.268%,而BDBR(bj?ntegaard delta bit rate)仅增加了0.94%。

关键词： H.266/VVC 帧内编码纹理复杂度快速划分算法

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基于并行多轴自注意力的图像去高光算法

红外与激光工程 2024年第3期53卷 254-264页

作者：李鹏越续欣莹唐延东张朝霞韩晓霞岳海峰太原理工大学电气与动力工程学院山西太原030024 太原重型机械(集团)有限公司山西太原030027 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110016

图像高光层模型的模糊性和高光动态范围大的特点,使得图像去高光成为了一个挑战性的视觉任务。纯局部性方法容易导致图像高光区出现伪影,纯全局性方法容易使图像非高光区色彩失真。针对图像去高光中局部和全局特征不平衡导致的上述问题... 详细信息

图像高光层模型的模糊性和高光动态范围大的特点,使得图像去高光成为了一个挑战性的视觉任务。纯局部性方法容易导致图像高光区出现伪影,纯全局性方法容易使图像非高光区色彩失真。针对图像去高光中局部和全局特征不平衡导致的上述问题,以及高光层建模的模糊性,提出了基于并行多轴自注意力机制的门限融合U型深度网络图像去高光算法。该方法通过隐式建模避免了高光层模型模糊引入的问题,利用U型网络结构将上下文信息与低层信息融合对无高光图像进行估计,并在U型结构编码器和解码器之间引入门限融合结构进一步提升网络模型的特征表达能力。此外,U型网络的单元结构通过融合局部和全局自注意力平衡了局部和全局特征的编码和解码。定性实验结果表明,文中方法可以更有效地去除图像中的高光,其他对比算法在高光处容易产生伪影和失真。定量实验结果表明,文中方法在PSNR和SSIM指标上优于其他五种典型的图像去高光方法,在三个数据集上,PSNR值分别高于次优方法4.10、7.09、6.58 dB,SSIM值分别取得了4%、9%和3%的增量。

关键词：图像处理去高光多轴自注意力深度学习

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面向知识发现的科学实验知识图谱构建研究

数据分析与知识发现 2024年

作者：石栖陈文杰胡正银韩涛张凯中国科学院成都文献情报中心中国科学院大学经济与管理学院信息资源管理系四川省科技信息智能挖掘与应用工程研究中心中国科学院文献情报中心

[目的]从科技文献中高效挖掘科学实验知识与数据，构建科学实验知识图谱，为知识发现提供高质量数据支撑。[方法]利用事件知识图谱技术对科学实验的复杂性、时序性及知识和数据融合性等知识对象进行统一的知识表示与建模，构建科学实验... 详细信息

[目的]从科技文献中高效挖掘科学实验知识与数据，构建科学实验知识图谱，为知识发现提供高质量数据支撑。[方法]利用事件知识图谱技术对科学实验的复杂性、时序性及知识和数据融合性等知识对象进行统一的知识表示与建模，构建科学实验知识图谱模式层；利用大语言模型提升科学实验知识图谱数据层知识抽取效率，并以有机太阳能电池为例进行实证。[结果]采用人工标注与大语言模型微调方式构建了一个有机太阳能电池领域科学实验知识图谱，包含34类节点，9种关系，图谱总计24，348个节点和123，642个关系。[局限]数据来源仅包括论文和专利，在未来研究中应进一步引入其它数据源；科学实验知识图谱构建需要较多专家人工参与，效率尚待进一步提高；未考虑细分领域中的细粒度研究规程和研究方法检验规则等，未来可进一步应用以提升科学实验图谱构建效率与自动化水平。[结论]本文提出的学科领域科学实验知识图谱构建方法可为实验方案推荐、科学实验演化分析、AI for Science等提供高质量数据支持，有效支撑各类知识发现场景。

关键词：科学实验事件知识图谱知识发现大语言模型