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近红外强激光与反射式全息平面衍射光栅的交织发展

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中国激光 2024年第11期51卷 480-499页

作者：晋云霞韩昱行曹红超孔钒宇邵建达中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学研发中心上海201800

强激光领域目前正处于取得重大突破和开拓应用的关键阶段,尤其以面向高峰值功率的超强超短激光和高平均功率的高能连续激光为代表。近五年来,国内外基于啁啾脉冲放大及其衍生技术的超强超短激光大科学装置已经突破十拍瓦量级峰值功率,... 详细信息

强激光领域目前正处于取得重大突破和开拓应用的关键阶段,尤其以面向高峰值功率的超强超短激光和高平均功率的高能连续激光为代表。近五年来,国内外基于啁啾脉冲放大及其衍生技术的超强超短激光大科学装置已经突破十拍瓦量级峰值功率,数百千瓦平均功率高能光谱合束连续激光装备已交付使用,其中反射式全息平面衍射光栅作为当前强激光技术发展的关重件,中国科学院上海光学精密机械研究所在最大口径脉冲压缩光栅和高性能合束光栅研制方面领先国际;未来五年,国际范围内百拍瓦超强超短激光装置建设任务将陆续上线、高能连续激光也将一举迈向新台阶,由此拉动千亿级行业的发展,其中高性能衍射光栅的支撑和功率引领作用不可替代。综述了强激光与反射式全息平面衍射光栅的交织发展,重点介绍国内外金属型和全介质型光栅的研究进展,并展望了追逐新时代强激光之旅中光栅领域面临的新任务及其挑战。

关键词：超强超短激光高能连续激光脉冲压缩光栅合束光栅强激光衍射光栅

聚丙烯腈预氧纤维/硅橡胶烧蚀防热材料的制备及其性能

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材料工程 2024年第8期52卷 200-211页

作者：杨芮刘磊春史胜许海建陈文旗陈一上海航天精密机械研究所研发中心上海201699

聚丙烯腈预氧纤维(PANOF)作为一种低成本、高性能阻燃纤维,在航空航天用热防护材料中极具应用前景。选用丙酮和硅烷偶联剂KH570依次对市售PANOF进行除油纯化和表面改性,得到了预处理PANOF(t-PANOF)。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红... 详细信息

聚丙烯腈预氧纤维(PANOF)作为一种低成本、高性能阻燃纤维,在航空航天用热防护材料中极具应用前景。选用丙酮和硅烷偶联剂KH570依次对市售PANOF进行除油纯化和表面改性,得到了预处理PANOF(t-PANOF)。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X光电子能谱(XPS)对预处理前后的PANOF进行了表征,比较了纤维形态结构及其与硅橡胶(SR)界面性能的变化。研究了t-PANOF对SR力学性能和热性能的影响,并考察了在助成瓷剂(CFA)作用下,CFA/t-PANOF/SR三元复合材料的烧蚀响应行为。结果表明:经过预处理,纤维与橡胶的界面黏合水平得到了显著改善,t-PANOF/SR复合材料的拉伸断裂强度也随之提高。但是随t-PANOF含量的增加,复合材料的综合力学性能呈现出先上升后下降的趋势,纤维最佳用量为5~10份。t-PANOF增强骨架的构筑有助于改善SR在高温富氧环境下的维形能力以及CFA/t-PANOF/SR复合材料的烧蚀表现。在2 MW/m~2高温氧化气流下,CFA/t-PANOF/SR复合材料表面生成了以纤维骨架为主体结构的抗氧化陶瓷层,对应线烧蚀率和质量烧蚀率仅为0.02 mm/s和0.02 g/s,有望成为新一代空天飞行器的烧蚀防热材料。

关键词：聚丙烯腈预氧纤维硅橡胶界面黏合烧蚀抗氧化

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基于相位调制的高相干光源照明匀化方法

物理学报 2024年第15期73卷 59-70页

作者：魏嘉昕沙鹏飞方旭晨卢增雄李慧谭芳蕊吴晓斌中国科学院微电子研究所光电技术研发中心北京100029 中国科学院大学北京100049

蝇眼透镜被用于高相干性激光的整形匀化时,会产生多子光束干涉现象导致照明面光强呈现梳状分布.本文建立了一种蝇眼随机相位调制匀化系统仿真模型,对蝇眼透镜子光束进行随机相位调制,并统计平均多次照明光强.理论和仿真分析证明该方法... 详细信息

蝇眼透镜被用于高相干性激光的整形匀化时,会产生多子光束干涉现象导致照明面光强呈现梳状分布.本文建立了一种蝇眼随机相位调制匀化系统仿真模型,对蝇眼透镜子光束进行随机相位调制,并统计平均多次照明光强.理论和仿真分析证明该方法可以有效地消除干涉图案,提高照明均匀性.进一步展示了蝇眼透镜子孔径和焦距对该系统匀化效果的影响,并通过优化系统参数和结构,减弱了蝇眼透镜衍射效应的影响,提高了匀化效果,最终在100 mm^(2)的方形区域内实现了不均匀性小于1.2%的均匀照明.

关键词：高相干光匀化蝇眼透镜相位调制

基于匀光管的极紫外消相干和光强均匀化仿真研究

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物理学报 2024年第11期73卷 133-144页

作者：李慧谭芳蕊尹皓玉马钺洋吴晓斌中国科学院微电子研究所光电技术研发中心北京100029 中国科学院大学北京100049

自由电子激光光源(free electron laser,FEL)可发出波长为13.5 nm的极紫外(extreme ultra-violet,EUV)辐射,在EUV光刻领域能够发挥重要作用.但FEL自身的高相干特性以及类高斯光强轮廓分布特征,会对成像带来不利影响,无法满足EUV光刻领... 详细信息

自由电子激光光源(free electron laser,FEL)可发出波长为13.5 nm的极紫外(extreme ultra-violet,EUV)辐射,在EUV光刻领域能够发挥重要作用.但FEL自身的高相干特性以及类高斯光强轮廓分布特征,会对成像带来不利影响,无法满足EUV光刻领域成像应用需求.本文通过计算模拟的方法,设计了一种匹配FEL应用的、用于EUV波段去相干和光强均匀化的新型匀光管结构.模拟结果显示,针对波长为13.5 nm、直径200μm、发散度20 mrad的FEL-EUV高斯光束,采用新型匀光管结构,与常规匀光管结构相比,在同等长度和内径时,具有更显著的去相干能力和光场均匀化作用.当新型匀光管内径为1 mm、总长度不低于0.6 m、倾斜角度为10 mrad时,高相干光场完全被扰乱,实现低相干光输出.并可获得均匀照明光场,光强分布不均匀性数值从常规圆柱型匀光管的28.38降低至0.97.同时,相应能量传输效率为37.6%,最大传输效率达到44.58%.结果表明,新型匀光管结构能够满足EUV辐射去相干应用需求,同时可提高照明视场光强分布均匀性,在EUV光刻领域及其他成像应用具有很大应用前景.

关键词：极紫外光源自由电子激光匀光管相位光强均匀性

具有低噪声及高线性度的高性能MOCVD-SiN_(x)/AlN/GaN毫米波MIS-HEMTs

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红外与毫米波学报 2024年第2期43卷 200-206页

作者：袁静景冠军王建超汪柳高润华张一川姚毅旭魏珂李艳奎陈晓娟中国科学院微电子研究所高频高压器件与集成研发中心北京100029 中国科学院大学北京100029

文章在超薄势垒AlN/GaN异质结构上采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)原位生长SiN_(x)栅介质,成功制备了高性能的SiN_(x)/AlN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管(MIS-HEMTs)。深能级瞬态谱(DLTS)技术测试SiN_(x)/AlN的界面信息,显... 详细信息

文章在超薄势垒AlN/GaN异质结构上采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)原位生长SiN_(x)栅介质,成功制备了高性能的SiN_(x)/AlN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管(MIS-HEMTs)。深能级瞬态谱(DLTS)技术测试SiN_(x)/AlN的界面信息,显示其缺陷能级深度为0.236 eV,俘获截面为3.06×10^(-19)cm^(-2),提取的界面态密度为10^(10)~10^(12)cm^(-2)eV^(-1),表明MOCVD原位生长的SiN_(x)可以有效降低界面态。同时器件表现出优越的直流、小信号和噪声性能。栅长为0.15μm的器件在2 V的栅极电压(Vgs)下具有2.2 A/mm的最大饱和输出电流,峰值跨导为506 mS/mm,最大电流截止频率(fT)和最大功率截止频率(fMAX)分别达到了65 GHz和123 GHz,40 GHz下的最小噪声系数(NFmin)为1.07 dB,增益为9.93 dB。Vds=6 V时对器件进行双音测试,器件的三阶交调输出功率(OIP3)为32.6 dBm,OIP3/Pdc达到11.2 dB。得益于高质量的SiN_(x)/AlN界面,SiN_(x)/AlN/GaN MISHEMT显示出了卓越的低噪声及高线性度,在毫米波领域具有一定的应用潜力。

关键词： SiN_(x)栅介质 MOCVD MIS-HEMTs 界面态低噪声线性度毫米波

两种生育酚酯衍生物对D-半乳糖致衰老小鼠的抗衰老作用

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食品科学 2024年第6期45卷 97-104页

作者：陈炜莉贝翎杨扬王璧莹李家旭阚绪甜李文治杜冰华南农业大学食品学院广东广州510642 无限极(中国)有限公司研发中心广东广州510623

为探究两种生育酚酯衍生物(D-α-生育酚醋酸酯和DL-α-生育酚醋酸酯)的抗衰老作用,本实验测定其体外抗氧化能力,并采用D-半乳糖构建衰老小鼠模型,同时用两种生育酚酯衍生物干预42 d,分析衰老相关指标变化规律。结果表明:在0.1~0.3 mg/m... 详细信息

为探究两种生育酚酯衍生物(D-α-生育酚醋酸酯和DL-α-生育酚醋酸酯)的抗衰老作用,本实验测定其体外抗氧化能力,并采用D-半乳糖构建衰老小鼠模型,同时用两种生育酚酯衍生物干预42 d,分析衰老相关指标变化规律。结果表明:在0.1~0.3 mg/mL质量浓度范围内,两种生育酚酯衍生物的羟自由基清除能力、2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基清除能力、Fe2+螯合能力、总还原能力均优于VC。与衰老模型组相比,经过生育酚酯衍生物干预后,小鼠血清中丙二醛含量显著下降(P信号通路相关。

关键词：生育酚酯衍生物 D-半乳糖抗氧化抗衰老核因子-E2-相关因子

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基于PSD的六自由度位移测量解耦方法研究

红外与激光工程 2024年第5期53卷 105-116页

作者：付文江卢增雄吴晓斌黄宇峰高斌陈学同中国科学院微电子研究所光电技术研发中心北京100029 中国科学院大学北京100049

基于位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)的六自由度(6 Degree of Freedom,6DOF)位移测量对紧凑空间内精密位移台初始位置和姿态的精密测量具有重要作用。精密位移台位移与PSD上光斑位移之间非线性关系的解耦是实现精密位... 详细信息

基于位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)的六自由度(6 Degree of Freedom,6DOF)位移测量对紧凑空间内精密位移台初始位置和姿态的精密测量具有重要作用。精密位移台位移与PSD上光斑位移之间非线性关系的解耦是实现精密位移台亚微米及微弧度位移测量精度的关键。根据PSD与6DOF精密位移台上角锥棱镜之间的位置关系,构建了6DOF位移测量方案,建立了6DOF位移台位移与PSD上光斑位移之间的精确对应关系模型,采用数值计算法对该模型进行解耦求解,并与小角度近似法进行了对比分析。结果表明,当6DOF位移台单自由度位移范围为±10 mm和±10 mrad时,数值计算法引入的解算误差最大值为10^(-17)mm和10^(-15)~10^(-16)mrad量级,而小角度近似法引入的解算误差最大值为5.39μm和35.5μrad;在此基础上,采用蒙特卡洛法以随机均匀分布方式产生10000组六自由度位移进行分析,表明数值计算法引入的解算误差平均值为10^(-17)mm和10^(-17)mrad量级,而小角度近似法引入的解算误差平均值为10^(-3)~10^(-6)mm和10^(-5)mrad量级,其中z方向解算误差达到4.4μm,R_(x)和R_(y)方向解算误差达到28μrad,故小角度近似法无法满足上述位移测量精度要求。所提出的基于数值计算法的解耦方法对实现6DOF位移台的高精度位移测量具有重要意义。

关键词：六自由度位移测量位置敏感探测器理论建模数值计算法小角度近似法

基于归一化的高精度EUV反射率测试技术研究

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中国激光 2024年第7期51卷 196-202页

作者：张良乐韩晓泉谢婉露吴晓斌方旭晨高梓翔沙鹏飞王魁波中国科学院微电子研究所光电技术研发中心北京100029 中国科学院大学北京100049

基于使用气体放电等离子体(DPP)极紫外(EUV)光源自研的小型反射率测试装置,分析了DPP光源参数及不同型号探测器对反射率测试的影响,提出了一种能量归一化的反射率测试方法,并测试了13.5 nm波长下Mo/Si多层膜反射镜的反射率特性。研究结... 详细信息

基于使用气体放电等离子体(DPP)极紫外(EUV)光源自研的小型反射率测试装置,分析了DPP光源参数及不同型号探测器对反射率测试的影响,提出了一种能量归一化的反射率测试方法,并测试了13.5 nm波长下Mo/Si多层膜反射镜的反射率特性。研究结果表明:在相同光源参数下,SXUV100型探测器的极紫外能量探测性能优于AXUV100G型;通过归一化使光能量波动对反射率测试光束的波动误差从6.2%降低到0.64%,多层膜反射镜的峰值反射率的测量重复性从4.34%提高到0.69%,与国外同等实验装置精度相当,实现了高精度反射率测试,可为极紫外光刻机的光学元件提供反射率测试。

关键词：极紫外气体放电等离子体光源反射率能量探测归一化

基于安全风险预测的自动驾驶自适应巡航控制优化

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 512-519页

作者：汪敏涂辉招薛东飞李浩李千山同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 宝马中国研发中心上海200232

从周边车辆运动学状态参数和道路设施条件参数中提取场景特征指标和安全风险度量指标,采用极端梯度提升模型(XGboost)和长短时记忆模型(LSTM)进行安全风险预测,由此提出基于安全风险预测的自动驾驶自适应巡航控制(ACC)优化方法,并选取... 详细信息

从周边车辆运动学状态参数和道路设施条件参数中提取场景特征指标和安全风险度量指标,采用极端梯度提升模型(XGboost)和长短时记忆模型(LSTM)进行安全风险预测,由此提出基于安全风险预测的自动驾驶自适应巡航控制(ACC)优化方法,并选取碰撞发生概率、速度平均值、速度标准差3种指标评价ACC表现。通过Prescan和Simulink联合仿真推演,验证了ACC优化方法的合理性和有效性。结果表明,基于安全风险预测的ACC优化方法的控制表现优于一般ACC;利用LSTM预测安全风险,相比XGboost具有更好的ACC优化表现;预测安全风险时增加道路设施条件参数,显著提升了ACC表现,降低了自动驾驶碰撞发生概率。

关键词：交通运输自动驾驶安全风险预测控制优化仿真推演