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用于检测痕量铅离子的功能化反射结构光纤干涉传感器

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物理化学学报 2024年第4期40卷 167-175页

作者：赵可刘震刘露遥余长源潘竞顺黄旭光华南师范大学广东省纳米光子功能材料与器件重点实验室广州510006 香港理工大学电子与信息工程系中国香港999077

铅离子(Pb^(2+))是日常生活中常接触的有毒重金属污染物之一。本研究开发了一种新型反射式光纤干涉传感器,用于检测痕量铅离子。该传感器结构由单模光纤、无芯光纤和细芯光纤(TCF)依次拼接而成。TCF的包层被氢氟酸部分腐蚀并涂覆功能化... 详细信息

铅离子(Pb^(2+))是日常生活中常接触的有毒重金属污染物之一。本研究开发了一种新型反射式光纤干涉传感器,用于检测痕量铅离子。该传感器结构由单模光纤、无芯光纤和细芯光纤(TCF)依次拼接而成。TCF的包层被氢氟酸部分腐蚀并涂覆功能化的水凝胶传感膜。该传感膜选用甲基丙烯酸2-羟基乙酯(2-HEMA)作为识别单体。2-HEMA中的氧原子能与Pb^(2+)发生配体-受体相互作用,形成“-O-Pb-O-”交联结构,从而改变TCF的新包层有效折射率。因此,可以通过观察反射光谱中光信号的变化来检测水溶液中Pb^(2+)的浓度。所提出的传感器具有很高的检测灵敏度(1.926×10^(9)nm·mol^(-1)·L),其检测极限为4.14 ppt(1 ng·L^(-1)=1 ppt),比世界卫生组织(WHO)规定的饮用水中Pb^(2+)(10 ppb,1μg·L^(-1)=1 ppb)浓度低1000倍。此外,利用一个方程组实现了该传感器的温度自校准功能,成功地消除了环境温度的干扰。由于该传感器良好的特异性、稳定性以及反射式结构,非常便于实时远程检测,为环境和人类健康监测提供了广阔的前景。

关键词：铅离子浓度光学传感反射式干涉结构光纤传感器温度干扰

基于主动光场调控的超快光纤激光器研究进展(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第1期61卷 270-286页

作者：刘嘉豪罗智超张泽贤杨奕涛伍代轩刘萌罗爱平徐文成华南师范大学信息光电子科技学院广东广州510006

综述了近期基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器的研究进展,总结了目前基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器所能实现的基本功能和输出特性,同时介绍了本课题组基于腔内空间光调制器的研究成果,最后对腔内空间光调制器驱动的超快光... 详细信息

综述了近期基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器的研究进展,总结了目前基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器所能实现的基本功能和输出特性,同时介绍了本课题组基于腔内空间光调制器的研究成果,最后对腔内空间光调制器驱动的超快光纤激光器的发展趋势和应用前景进行了展望。

关键词：激光器超快光纤激光器空间光调制器光场调控脉冲整形色散管理

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碳化硅陶瓷超快激光双光束精密抛光技术研究

激光技术 2024年第2期48卷 180-187页

作者：肖海兵张庆茂谭小军周泳全张卫罗博伟深圳信息职业技术学院智能制造与装备学院深圳518172 华南师范大学信息光电子科技学院、广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室广州510006

为了有效提高碳化硅陶瓷材料抛光精度,采用了一种红外脉冲和超快紫外皮秒激光双光束抛光碳化硅陶瓷技术。通过红外纳秒激光与超快紫外皮秒激光抛光碳化硅陶瓷材料激光双光束抛光方法,实验研究了激光功率、重复频率、扫描速率、离焦量等... 详细信息

为了有效提高碳化硅陶瓷材料抛光精度,采用了一种红外脉冲和超快紫外皮秒激光双光束抛光碳化硅陶瓷技术。通过红外纳秒激光与超快紫外皮秒激光抛光碳化硅陶瓷材料激光双光束抛光方法,实验研究了激光功率、重复频率、扫描速率、离焦量等抛光工艺参数对抛光SiC表面质量的影响。结果表明,在激光功率24 W、扫描速率200 mm/s、激光重复频率500 kHz、离焦1 mm时,陶瓷表面粗糙度达到最优,激光双光束抛光和单光束抛光原始粗糙度碳化硅2.87μm分别下降至0.42μm和0.53μm;激光双光束抛光SiC陶瓷致密化,陶瓷表面呈现有规律的整齐排列,且碳化硅抛光表面的晶粒平均大小为1.48μm,表面力学性能得到改善。该研究为陶瓷等硬脆材料激光精密抛光提供了参考。

关键词：激光技术激光抛光超快光学激光双光束碳化硅陶瓷表面形貌

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红外飞秒光纤激光焊接石英玻璃与304不锈钢

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中国激光 2024年第16期 39-47页

作者：袁锦辉霍靖宇张博元王磊郑重李嘉铭郭亮罗爱平张庆茂华南师范大学信息光电子科技学院广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室深圳市中基自动化股份有限公司深圳市青锐科技有限公司广东省工业超短脉冲激光技术企业重点实验室华南师范大学广州市特种光纤光子器件与应用重点实验室

研究探索金属与玻璃异种材料的连接技术是推动其大规模应用的关键，其中，对热膨胀系数相差大的玻璃与金属进行连接的超短脉冲激光焊接技术，对于提升精密微型器件的制造水平和应用具有重要意义。笔者利用有限元模型分析了石英玻璃与30... 详细信息

研究探索金属与玻璃异种材料的连接技术是推动其大规模应用的关键，其中，对热膨胀系数相差大的玻璃与金属进行连接的超短脉冲激光焊接技术，对于提升精密微型器件的制造水平和应用具有重要意义。笔者利用有限元模型分析了石英玻璃与304不锈钢飞秒激光焊接过程的温度场，验证了所用激光焊接工艺参数的焊接可行性。为优化飞秒脉冲激光焊接工艺参数，研究了飞秒激光焊接单脉冲能量对焊接质量的影响规律。结果表明：激光单脉冲能量对热效应有显著影响；热应力因热效应的增强而增大，当其超过石英玻璃的损伤阈值后会导致微裂纹产生，进而导致焊接样品的焊接强度降低；最佳工艺参数是激光单脉冲能量5.6μJ，重复频率500 kHz，扫描速度60 mm/s，此工艺参数下焊接样品的剪切强度最大，可达到13 MPa。对两种材料的焊接机理进行了研究，结果表明：激光焊接石英玻璃与304不锈钢实现了冶金结合；Fe、Cr在界面与SiO2可能发生了氧化还原反应，形成了Fe2O3和Cr2O3。

关键词：激光技术飞秒激光焊接异种材料焊接焊缝形貌焊接强度焊接机理

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激光粉末床增材制造模具钢抗热疲劳性能研究

热加工工艺 2024年

作者：汪佳黄玉山佟鑫王小健暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院华南师范大学信息光电子科技学院广州鑫研锦增材科技有限公司

针对增材制造的随形水路压铸模具镶件热疲劳开裂漏水失效问题，采用自约束热疲劳试验对比研究了3种典型增材制造模具钢材料18Ni300、12Cr9Ni和1Cr13的抗热疲劳性能。结果表明：热疲劳裂纹容易在水路内壁凹陷等应力集中部位萌生，向垂直... 详细信息

针对增材制造的随形水路压铸模具镶件热疲劳开裂漏水失效问题，采用自约束热疲劳试验对比研究了3种典型增材制造模具钢材料18Ni300、12Cr9Ni和1Cr13的抗热疲劳性能。结果表明：热疲劳裂纹容易在水路内壁凹陷等应力集中部位萌生，向垂直于热应力方向扩展。主裂纹和热疲劳损伤因子评价结果显示：1Cr13试样抗热疲劳性能最好，18Ni300试样次之，12Cr9Ni试样抗热疲劳性能最差。对比了3种材料的抗热疲劳性能和力学性能，发现二者之间没有直接的对应规律关系。试样在热循环过程中不断发生氧化腐蚀，这一现象加速了热疲劳裂纹的扩展，其中1Cr13试样生成的Cr2O3膜，能够起到延缓裂纹尖端扩展的作用。因此，Cr元素是影响材料中抗热疲劳性能的主要因素。该研究结果为增材制造压铸模具镶件工程化应用提供了重要的实验依据。

关键词：压铸模具随形水路热疲劳增材制造激光粉末床熔融(L-PBF)

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微腔激子极化激元的自旋轨道耦合效应

中国激光 2024年

作者：龙腾李一鸣罗筱璇廖清李峰首都师范大学光功能材料与器件北京市重点实验室西安交通大学电子科学与工程学院电子物理与器件教育部重点实验室西安财经大学信息学院空军工程大学防空反导学院

光学微腔中的偏振劈裂效应作为一种等效光子规范场，可引发光子自旋轨道耦合机制，对微腔光子的能带结构、自旋分布和动力学行为产生独特的影响。尤其是在微腔光子与激子发生强耦合的物理体系内，通过光子自旋轨道耦合效应对微腔激子极... 详细信息

光学微腔中的偏振劈裂效应作为一种等效光子规范场，可引发光子自旋轨道耦合机制，对微腔光子的能带结构、自旋分布和动力学行为产生独特的影响。尤其是在微腔光子与激子发生强耦合的物理体系内，通过光子自旋轨道耦合效应对微腔激子极化激元的调控展现出更大的自由度和多样化特征。此外，利用外加磁场、各向异性激子材料、束缚性和周期性势场等都会引入新的类型的等效规范场，产生一系列全新的光子自旋轨道耦合机理与现象。上述成果为微纳光子器件和光量子模拟器等领域提供了丰富的理论创新与应用前景。

关键词：微腔光子学激子极化激元自旋轨道耦合光子规范场

基于主动光场调控的超快光纤激光器研究进展（特邀）

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激光与光电子学进展 2024年第1期 290-306页

作者：刘嘉豪罗智超张泽贤杨奕涛伍代轩刘萌罗爱平徐文成华南师范大学信息光电子科技学院

综述了近期基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器的研究进展，总结了目前基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器所能实现的基本功能和输出特性，同时介绍了本课题组基于腔内空间光调制器的研究成果，最后对腔内空间光调制器驱动的超快... 详细信息

综述了近期基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器的研究进展，总结了目前基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器所能实现的基本功能和输出特性，同时介绍了本课题组基于腔内空间光调制器的研究成果，最后对腔内空间光调制器驱动的超快光纤激光器的发展趋势和应用前景进行了展望。

关键词：激光器超快光纤激光器空间光调制器光场调控脉冲整形色散管理

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午后小睡对认知功能影响的元分析

心理发展与教育 2024年 173-184页

作者：钱柳汝涛涛陈玉萍张辰泽周国富华南师范大学国家绿色光电子国际联合研究中心南京林业大学马克思主义学院大学生心理健康教育教研室华南师范大学心理学院光与身心健康实验室

通过遵循PRISMA-Protocol，对42项研究（总样本量为1751）运用元分析技术，以不同认知功能的任务指标为变量来探究午后小睡对认知功能的作用效果及调节因素。结果发现：与控制条件相比，午后小睡对认知功能的作用效果达到中等的正向效... 详细信息

通过遵循PRISMA-Protocol，对42项研究（总样本量为1751）运用元分析技术，以不同认知功能的任务指标为变量来探究午后小睡对认知功能的作用效果及调节因素。结果发现：与控制条件相比，午后小睡对认知功能的作用效果达到中等的正向效应量（g=0.59, k=130, p功能、陈述性记忆和程序性记忆的表现，但不影响注意功能；相比于青年群体，午后小睡对未成年和中老年群体认知功能的助益效果更加明显。午后小睡时长、是否有午后小睡习惯、实验日前晚是否存在睡眠限制以及任务后测时间点等因素对午后小睡的效果无显著调节作用。

关键词：午后小睡认知功能作用效果调节因素

基于四态协议的半量子密钥分发诱骗态模型的有限码长分析

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物理学报 2023年第22期72卷 82-92页

作者：詹绍康王金东董双黄偲颖侯倾城莫乃达弥赏向黎冰赵天明於亚飞魏正军张智明华南师范大学信息光电子科技学院广东省量子调控工程与材料重点实验室广州510006 华南师范大学信息光电子科技学院广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室广州510006

半量子密钥分发允许一个全量子用户Alice和一个经典用户Bob共享一对由物理原理保障的安全密钥.在半量子密钥分发被提出的同时其鲁棒性获得了证明,随后半量子密钥分发系统的无条件安全性被理论验证.2021年基于镜像协议的半量子密钥分发... 详细信息

半量子密钥分发允许一个全量子用户Alice和一个经典用户Bob共享一对由物理原理保障的安全密钥.在半量子密钥分发被提出的同时其鲁棒性获得了证明,随后半量子密钥分发系统的无条件安全性被理论验证.2021年基于镜像协议的半量子密钥分发系统的可行性被实验验证.然而,可行性实验系统仍旧采用强衰减的激光脉冲,已有文献证明,半量子密钥分发系统在受到光子数分裂攻击时仍旧面临密钥比特泄露的风险,因此,在密钥分发过程中引入诱骗态并且进行有限码长分析,可以进一步合理评估密钥分发的实际安全性.本文基于四态协议的半量子密钥分发系统,针对仅在发送端Alice处加入单诱骗态的模型,利用Hoeffding不等式进行了有限码长情况的安全密钥长度分析,进而求得安全密钥率公式,其数值模拟结果表明,当选择样本量大小为105时,能够在近距离情况下获得10-4bit/s安全密钥速率,与渐近情况下的安全密钥率相近,这对半量子密钥分发系统的实际应用具有非常重要的意义.

关键词：半量子密钥分发诱骗态 Hoeffding不等式有限码长

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