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基于神经辐射场的新视角合成研究进展

激光与光电子学进展 2024年第12期61卷 61-73页

作者：何高湘朱斌解博陈熠国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 红外与低温等离子体安徽省重点实验室安徽合肥230037

作为神经渲染领域中备受关注的研究方向之一,神经辐射场(NeRF)提供了一种新颖的隐式三维场景表示方式。该方法将场景构想为由无数发光粒子组成的介质,并应用可微分的体积渲染方程,帮助虚拟相机渲染出对应的场景图像。其隐式和可微分的... 详细信息

作为神经渲染领域中备受关注的研究方向之一,神经辐射场(NeRF)提供了一种新颖的隐式三维场景表示方式。该方法将场景构想为由无数发光粒子组成的介质,并应用可微分的体积渲染方程,帮助虚拟相机渲染出对应的场景图像。其隐式和可微分的特性使得神经辐射场在新视角合成领域表现出显著的优势。全面梳理神经辐射场在新视角合成领域的最新研究进展,深入解析神经辐射场在实际应用中是如何处理无界场景、动态环境场景、稀疏视角场景的,探索训练推理加速等方面。同时,也指出神经辐射场在这一任务中仍然面临的挑战,并对未来的研究提出了展望。

关键词：神经辐射场新视角合成三维重建可微渲染

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电磁斥力机构效率优化

高电压技术 2024年

作者：何莹辉陈立学李颖卓徐晟钦邹昕阳孙立康强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学) 脉冲功率技术教育部重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院)

电磁斥力机构（electromagnetic repulsion mechanism，EMRM）是实现断路器快速开断的重要设备，受限于涡流斥力的驱动原理，机构效率较低。本文结合频域分析，提出了一种频域参数解析计算的电磁斥力机构效率优化方法。首先，建立了机... 详细信息

电磁斥力机构（electromagnetic repulsion mechanism，EMRM）是实现断路器快速开断的重要设备，受限于涡流斥力的驱动原理，机构效率较低。本文结合频域分析，提出了一种频域参数解析计算的电磁斥力机构效率优化方法。首先，建立了机构有限元仿真模型，对比分析了斥力盘固定、运动情况下的电流与电磁力，发现运动过程互感变化对电流、电磁力影响小，解析分析中互感可简化为常数。然后，比较了不同方法计算等效参数用于解析分析的准确性，fω频域参数可较好解析电流。进一步分析了频率、线圈结构对互感梯度的影响，提出互感梯度可简化为线性减小的结论，获取了电磁力解析式。最后，在频域参数解析计算基础上提出了电磁斥力机构效率优化方法，对本文斥力机构参数进行了优化，并通过有限元仿真计算验证了优化方法的有效性。

关键词：断路器电磁斥力机构频域参数解析计算效率优化

基于自发参量下转换的高效位置-动量纠缠制备

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中国激光 2024年

作者：王锴毛天宇陈融时韩飞赵楠翔张鑫源马庆力徐世龙胡以华国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室国防科技大学电子对抗学院电子制约技术安徽省重点实验室

两粒子的位置-动量纠缠对量子物理基础研究及量子信息处理有着特殊的重要性。传统的位置-动量纠缠制备技术主要基于非线性晶体和原子系统。但是，与非线性晶体相比，原子系统的装置更加复杂，调节难度更大。而利用偏硼酸钡（BBO）晶体... 详细信息

两粒子的位置-动量纠缠对量子物理基础研究及量子信息处理有着特殊的重要性。传统的位置-动量纠缠制备技术主要基于非线性晶体和原子系统。但是，与非线性晶体相比，原子系统的装置更加复杂，调节难度更大。而利用偏硼酸钡（BBO）晶体产生的纠缠光子的效率较低，且光路调节难度较大。在本研究中，我们首次使用鬼成像和鬼干涉技术在周期极化磷酸氧钛钾（PPKTP）晶体光路中实现了高效率的位置-动量（EPR）纠缠光子产生，并验证了纠缠特性。单个像素点的采样时间为10秒，实验装置设计也相对简便。本项研究的纠缠光子源可以为量子成像和超纠缠态制备提供帮助，同时还在量子信息处理和量子通讯协议等领域展示了广阔的应用潜力。

关键词：位置-动量纠缠自发参量下转换鬼成像鬼干涉

原子自旋压缩在量子精密测量中的应用研究进展

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激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 1-12页

作者：王恩龙王国超朱凌晓卞进田王玺孔辉国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037 国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073

原子自旋压缩利用中性原子系综和光场的相互作用,减小原子自旋分量的不确定度,使得基于压缩的量子精密测量灵敏度能够突破标准量子极限,有望在时间频率计量、重力精密测量、物理学原理验证、引力波和暗物质探索等领域发挥重要作用。阐... 详细信息

原子自旋压缩利用中性原子系综和光场的相互作用,减小原子自旋分量的不确定度,使得基于压缩的量子精密测量灵敏度能够突破标准量子极限,有望在时间频率计量、重力精密测量、物理学原理验证、引力波和暗物质探索等领域发挥重要作用。阐述了原子自旋压缩的原理和内涵,分析了在中性原子系综内通过光与原子相互作用产生自旋压缩的方法,介绍了原子自旋压缩在量子精密测量领域的研究进展和取得的主要成果,并总结展望了其未来发展的方向。

关键词：量子光学量子精密测量自旋压缩标准量子极限原子钟原子干涉仪

滑动电接触梯度电枢材料熔化磨损特性仿真研究

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电工技术学报 2024年

作者：邹昕阳陈立学王增基许璇张智榣脉冲功率技术教育部重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学)

该文提出一种利用梯度功能材料电枢提高电枢表面熔点、降低电枢熔化磨损率，从而延长电磁轨道发射器中轨道使用寿命的方法，并通过多物理场耦合仿真选择合适的电枢梯度功能材料，研究梯度功能材料电枢的熔化磨损特性。在COMSOL Multiphy... 详细信息

该文提出一种利用梯度功能材料电枢提高电枢表面熔点、降低电枢熔化磨损率，从而延长电磁轨道发射器中轨道使用寿命的方法，并通过多物理场耦合仿真选择合适的电枢梯度功能材料，研究梯度功能材料电枢的熔化磨损特性。在COMSOL Multiphysics仿真软件中采用“平板式”分层的梯度功能材料模型，将各层复合材料的物理性能表示为关于功能体材料体积分数的函数，模拟在电流流经结构体电阻以及电枢-轨道表面接触电阻产生的焦耳热影响下，电枢于初始阶段的熔化情况。结果表明，铬更适合作为功能体材料加入铝基体形成梯度功能材料电枢，铌、钼次之，而铜功能体梯度功能材料电枢的抗熔化磨损能力较弱。仿真实验将应用于梯度功能材料电枢的制作和试验，仿真结果对梯度功能材料电枢试验具有一定的指导意义。

关键词：电磁性能电磁轨道炮梯度功能材料电枢熔化磨损仿真分析

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并联驱动型电磁斥力机构应力分布特性与优化

高电压技术 2024年

为保证多路并联断路器开断的快速性和同步性，提出了一种并联驱动型电磁斥力机构并针对该结构的应力分布特性和优化方法进行研究。首先，建立机构有限元模型，通过仿真分析应力分布特性，发现该结构具有两个应力集中区域。然后，提取机... 详细信息

为保证多路并联断路器开断的快速性和同步性，提出了一种并联驱动型电磁斥力机构并针对该结构的应力分布特性和优化方法进行研究。首先，建立机构有限元模型，通过仿真分析应力分布特性，发现该结构具有两个应力集中区域。然后，提取机构洛伦兹力分布特性参数k，理论推导了k与线圈匝数、尺寸参数的解析形式并结合仿真计算获取了其解析式，研究了k值对机构最大应力的影响，发现存在较优k值使得机构最大应力较小。最后，对机构1/6模型进行受力分析，提出在径向力平衡时机构应力较小的结论，给出了径向力平衡时k值解析计算方法，对比不同结构仿真和解析计算下应力较优的k值验证了分析的正确性。结合k的解析关系和径向力平衡的k值计算方法可调整参数优化机构应力，该方法可用于并联驱动型电磁斥力机构参数设计。

关键词：多路并联断路器电磁斥力机构应力分布洛伦兹力分布径向力平衡

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多路并联真空断路器磁屏蔽结构设计与优化

高电压技术 2024年

作者：李颖卓陈立学何莹辉江林岳徐晟钦强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学) 脉冲功率技术教育部重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院)

多路并联是发电厂侧真空断路器（VacuumCircuitBreaker-VCB）的发展趋势，并联导致的邻近效应和磁偏弧现象影响着VCB开断性能。首先，进行6路并联VCB有限元仿真，研究开断过程中邻路横向磁场（Transverse Magnetic Field-TMF）作用下触... 详细信息

多路并联是发电厂侧真空断路器（VacuumCircuitBreaker-VCB）的发展趋势，并联导致的邻近效应和磁偏弧现象影响着VCB开断性能。首先，进行6路并联VCB有限元仿真，研究开断过程中邻路横向磁场（Transverse Magnetic Field-TMF）作用下触头片的邻近效应和真空电弧截面的TMF分布。为了屏蔽邻路TMF，设计了一种非等厚铝屏蔽罩，并研究了铝屏蔽罩在开断过程中的磁场分布特性和额定工况下的涡流损耗特性，基于该特性，构建了以屏蔽罩开口处厚度、中部厚度、半径和长度为输入，电弧截面TMF分布的径向不对称度和屏蔽罩涡流损耗分别为输出的RBF（Radial Basis Function Neural Network）神经网络模型，并结合NSGA2优化算法（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II）对屏蔽罩结构进行优化。结果表明：当屏蔽罩开口处厚度为14.50mm、中部厚度为5.53mm、半径为110.12mm、长度为258.81mm时，屏蔽罩具有较高的屏蔽能力和较小的涡流损耗。最后检验了铝屏蔽罩在VCB开断过程中的瞬态屏蔽能力，结果表明：铝屏蔽罩对于三相短路故障开断时的邻路横磁具有较好的屏蔽效果。

关键词：真空断路器横向磁场屏蔽罩涡流损耗 RBF神经网络 NSGA2优化算法

1967~2033 nm波段硅基可调谐外腔半导体激光器设计与仿真

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中国激光 2024年第6期51卷 74-83页

作者：万浩然杨禹霖乔忠良李翔 Jia Xu Brian Sia 余文军翁登群李再金李林陈浩赵志斌薄报学高欣曲轶刘重阳汪宏张宇牛智川海南师范大学物理与电子工程学院海南省激光技术与光电子功能材料重点实验室半导体激光海南省国际联合研究中心海南海口571158 新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院新加坡639798 新加坡南洋理工大学淡马锡实验室新加坡637553 中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室北京100083 长春理工大学高功率半导体激光器国家重点实验室吉林长春130022

2μm波长附近可调谐半导体激光器在分子光谱学和光通信领域中有广阔的应用前景。基于绝缘体上硅(SOI)平台,对2μm波长附近可调谐半导体激光器的外腔部分进行了设计优化。分析了不同尺寸光波导的模式损耗特性、单个微环谐振腔受总线波导... 详细信息

2μm波长附近可调谐半导体激光器在分子光谱学和光通信领域中有广阔的应用前景。基于绝缘体上硅(SOI)平台,对2μm波长附近可调谐半导体激光器的外腔部分进行了设计优化。分析了不同尺寸光波导的模式损耗特性、单个微环谐振腔受总线波导耦合间距的作用以及总线波导光反馈终端对外腔半导体激光器性能的影响。并提出了一种具有高工艺兼容度的多模环形光波导光反馈结构。所设计的可调谐半导体激光器硅基外腔可通过环形波导上的镍铬合金微加热器进行0.1 nm/K的高精度调谐,对单个微加热器施加3.2 V电压时,调谐范围可达66 nm(1967~2033 nm)。

关键词：硅光集成可调谐外腔半导体激光器环形谐振腔光波导终端

渐变折射率多模光纤产生可见光超连续谱研究进展

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激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 134-144页

作者：李敬岁李博张丹陈胜平许晓军国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073 脉冲功率激光技术国家重点实验湖南长沙410073

渐变折射率多模光纤中存在几何参量不稳定性等时空非线性效应,在一定条件下会使传输激光的光谱逐渐展宽,最终演化为超连续谱。本文介绍了几何参量不稳定性的概念、物理内涵以及利用渐变折射率多模光纤获得可见光超连续谱的研究现状,分... 详细信息

渐变折射率多模光纤中存在几何参量不稳定性等时空非线性效应,在一定条件下会使传输激光的光谱逐渐展宽,最终演化为超连续谱。本文介绍了几何参量不稳定性的概念、物理内涵以及利用渐变折射率多模光纤获得可见光超连续谱的研究现状,分析了光纤参数、脉冲参数对输出光谱的影响,提出实现全光纤结构以及采用短波长激光作为泵浦源是今后研究的重点方向。利用几何参量不稳定性产生可见光超连续谱有望突破传统光子晶体光纤产生可见光超连续谱方案因纤芯过小造成的功率限制。

关键词：光纤光学可见光超连续谱渐变折射率多模光纤空间自成像几何参量不稳定性