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空间超稳激光技术(特邀)

中国激光 2024年第11期51卷 342-354页

作者：陈迪俊李唐周翠芸汪凌珂方苏孙广伟耿建新洪毅侯霞陈卫标中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部上海201800

围绕我国空间激光应用重大需求,上海光学精密机械研究所持续开展空间超稳激光技术研究,推动空间超窄线宽激光器和高精度激光稳频等一系列超稳激光技术持续创新发展。研制的系列具有超窄线宽、超低噪声、超高稳定性的空间超稳激光器已经... 详细信息

围绕我国空间激光应用重大需求,上海光学精密机械研究所持续开展空间超稳激光技术研究,推动空间超窄线宽激光器和高精度激光稳频等一系列超稳激光技术持续创新发展。研制的系列具有超窄线宽、超低噪声、超高稳定性的空间超稳激光器已经成功应用到空间引力波探测、风云气象卫星、空间站、空间激光遥感等国家重大航天工程中,在轨频率稳定性也从10^(-7)稳步提升到10^(-12)甚至10^(-15),线宽小于1 Hz。介绍相关空间超稳激光器的技术方案、性能测试结果及在轨工作性能的情况。

关键词：空间激光器稳频超窄线宽频率噪声

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基于腔内原位探测的空间冷原子微波钟

仪器仪表学报 2024年第2期45卷 95-101页

作者：吕德胜任伟项静峰赵剑波邓思敏达中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部上海201800

原子钟作为目前最精密的计时仪器,在国民经济和国家安全各领域发挥着重要作用。在地球轨道卫星上运行高精度原子钟,可以在地球大范围内开展高精度时间同步与比对。不同于以往通过抛射冷原子团两次经过微波腔实现Ramsey微波作用的空间冷... 详细信息

原子钟作为目前最精密的计时仪器,在国民经济和国家安全各领域发挥着重要作用。在地球轨道卫星上运行高精度原子钟,可以在地球大范围内开展高精度时间同步与比对。不同于以往通过抛射冷原子团两次经过微波腔实现Ramsey微波作用的空间冷原子钟,提出了一种新型的基于腔内原位探测的空间冷原子微波钟方案,在同一微波谐振腔内先后完成铷87原子的激光冷却、原子微波相互作用、冷原子探测等过程。该方案可以更好的利用微重力环境提高钟周期中原子与微波相互作用时间的占空比,从而有效减小Dick效应对原子钟性能的影响。介绍了冷原子微波钟系统设计与工作原理,给出了微重力环境下性能分析和预期指标,最后展示了冷原子微波钟地面测试中获得的大约为1.35×10^(-12)τ^(-1/2)的频率稳定度,初步展示了新型空间冷原子钟方案的可行性。

关键词：原子钟微重力微波腔空间站频率稳定度

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卫星激光通信技术发展现状与趋势分析

中国激光 2024年第11期51卷 223-236页

作者：侯霞刘哲绮常亦迪鲁绍文方凡李佳蔚中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部上海201800

详细地梳理了国内外卫星激光通信技术的发展现状,重点介绍了欧洲、美国、日本和中国近几年在卫星激光通信领域的研究现状。在对当今卫星激光通信技术应用需求和技术难点等加以介绍的基础上,分析了捕获跟踪瞄准、调制解调、大气湍流抑制... 详细信息

详细地梳理了国内外卫星激光通信技术的发展现状,重点介绍了欧洲、美国、日本和中国近几年在卫星激光通信领域的研究现状。在对当今卫星激光通信技术应用需求和技术难点等加以介绍的基础上,分析了捕获跟踪瞄准、调制解调、大气湍流抑制、抗干扰链路维持等关键技术的实现途径和应用挑战。最后结合目前的航天工程以及社会需求,对卫星激光通信技术的发展趋势进行了展望。

关键词：光通信卫星激光通信捕获跟踪瞄准大气湍流空间信息网络

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中国激光钕玻璃的发展回顾

中国激光 2024年第11期51卷 143-154页

作者：王欣胡丽丽陈树彬唐景平孟涛陈伟翁泽安陈辉宇胡俊江陈尤阔王标徐永春何冬兵李顺光钱敏邹兆松程继萌中国科学院上海光学精密机械研究所先进激光与光电功能材料部上海201800

激光钕玻璃是大型高功率激光装置的核心增益介质。早在20世纪60年代初期,我国便开始了激光钕玻璃的研究工作。经过多年发展,我国激光钕玻璃的品种和型号不断丰富,制备工艺技术从坩埚熔炉发展到连续熔炼,产品尺寸也逐步发展到米级,满足... 详细信息

激光钕玻璃是大型高功率激光装置的核心增益介质。早在20世纪60年代初期,我国便开始了激光钕玻璃的研究工作。经过多年发展,我国激光钕玻璃的品种和型号不断丰富,制备工艺技术从坩埚熔炉发展到连续熔炼,产品尺寸也逐步发展到米级,满足了我国不同时期高功率激光装置的需求。本文重点回顾我国硅酸盐激光钕玻璃和磷酸盐激光钕玻璃的发展历程,梳理激光钕玻璃的关键制备技术,并对我国激光钕玻璃的应用情况进行简要介绍。

关键词：激光钕玻璃制备技术激光聚变

基于改进神经网络和Fluent的气液固技术的内表面处理

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吉林大学学报（工学版） 2024年第6期54卷 1537-1547页

作者：李光保高栋路勇平昊周愿愿上海航天精密机械研究所上海201600 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

针对目前航空、航天工件内孔表面有凸起毛刺且不容易去除的问题,提出一种气液固多相流技术方法。基于Fluent数值分析对多相流下的不同气体压力、水流速度和磨粒浓度参数进行流体仿真,得到影响加工的近壁区内表面处的磨粒速度、相对压力... 详细信息

针对目前航空、航天工件内孔表面有凸起毛刺且不容易去除的问题,提出一种气液固多相流技术方法。基于Fluent数值分析对多相流下的不同气体压力、水流速度和磨粒浓度参数进行流体仿真,得到影响加工的近壁区内表面处的磨粒速度、相对压力及磨粒体积分数参数,采用MATLAB软件利用BP神经网络对各参数进行拟合,通过BP预测模型再运用PSO(粒子群算法)在支配解集中求解满足约束数学模型的气液固三相流最优输入值,基于最优输入值搭建试验平台并设计L9(33)正交试验对工件内表面进行加工,最后通过白光干涉仪测量加工前后的内孔表面精度,验证了仿真最优参数与试验加工最优参数的一致性,运用最优参数值下的气液固流体对工件内表面加工,经测量显示,内表面精度提高了75%,满足航空航天工件的应用要求。

关键词：机械制造工艺与设备气液固技术流体仿真神经网络粒子群算法正交试验

星载激光雷达遥感技术进展与发展趋势(特邀)

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中国激光 2024年第11期51卷 181-200页

作者：陈卫标刘继桥竹孝鹏毕德仓侯霞中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部上海201800 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室上海201800

星载激光雷达遥感技术,作为主动光学遥感手段,具有高垂直分辨率、高探测精度、全天时测量等优势,能获取一些传统被动光学或者微波遥感无法获得的信息。随着激光器及探测技术的进步,发展了不同探测体制的星载激光遥感技术,这些技术先后... 详细信息

星载激光雷达遥感技术,作为主动光学遥感手段,具有高垂直分辨率、高探测精度、全天时测量等优势,能获取一些传统被动光学或者微波遥感无法获得的信息。随着激光器及探测技术的进步,发展了不同探测体制的星载激光遥感技术,这些技术先后在深空探测和对地观测等多个领域得到重要应用。星载激光遥感技术的主要应用包括行星和月球的三维高程测量,地球大气云和气溶胶三维廓线、大气三维风场、温室气体浓度及海洋立体剖面等的测量,并先后在多个空间任务中得到了有效验证。对于一些重要应用领域的高精度测量,星载激光遥感技术是唯一有效的方法。星载激光雷达的长寿命和高测量精度在轨得到了验证,使得星载激光遥感技术从空间演示验证逐渐实现业务化运行,将在未来的陆地测绘、气候、气象研究及环境监测中发挥重要作用。最近20年,中国星载激光雷达遥感技术发展迅速,在多个领域取得国际领先的创新成果,包括星载温室气体二氧化碳探测激光雷达和高光谱气溶胶探测激光雷达等,正在服务国家重大应用,为国际星载光学主动遥感作出了重要贡献。

关键词：星载激光遥感激光高度计多普勒测风激光雷达差分吸收激光雷达气溶胶后向散射激光雷达

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板级光电互联技术发展现状与趋势

激光与光电子学进展 2024年第7期61卷 86-98页

作者：杜耀辉侯霞中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部上海201800

光电互联技术在光电通信、光电导航等军事领域,高性能处理器以及民用通信等领域有着独特的优势。对于目前高性能计算和高速率通信系统中,无论是板到板还是板内各模块之间的链路,对更高带宽的需求持续增加,光电互联可代替传统电互联解决... 详细信息

光电互联技术在光电通信、光电导航等军事领域,高性能处理器以及民用通信等领域有着独特的优势。对于目前高性能计算和高速率通信系统中,无论是板到板还是板内各模块之间的链路,对更高带宽的需求持续增加,光电互联可代替传统电互联解决这一问题,同时降低系统成本与功耗,使系统微型化、高性能化。光电互联技术按光传输介质可分为自由空间光互联技术、聚合物光波导光电互联技术、光纤光电互联技术三类。简要介绍了光电互联技术的定义与三类光电互联技术,阐述了国内外聚合物光波导光电互联技术与光纤光电互联技术的发展动态,讨论对比了三类光电互联技术优缺点,指出了该领域的关键技术与发展趋势,为我国在该领域未来的研究方向提供参考。

关键词：光电子光电互联聚合物光波导光电互联光纤光电互联光电印刷电路板

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准二维各向同性激光冷却的光场仿真

光学学报 2024年第3期44卷 155-165页

作者：张孝王鑫王文丽孙远刘亮中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部上海201800 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

在各向同性激光冷却原子实验中,光场分布是影响冷原子分布的重要因素,可以利用真空腔的结构和激光的注入方式的不同来调控腔内的冷原子分布。本文提出了一种扁平形漫反射腔体结构,并对冷却光的不同注入方式和不同尺寸的腔体结构形成的... 详细信息

在各向同性激光冷却原子实验中,光场分布是影响冷原子分布的重要因素,可以利用真空腔的结构和激光的注入方式的不同来调控腔内的冷原子分布。本文提出了一种扁平形漫反射腔体结构,并对冷却光的不同注入方式和不同尺寸的腔体结构形成的光场分布进行了仿真。仿真结果表明,与自由空间光入射相比,激光由光纤入射能够获得更均匀的准二维分布的光场,因此可以通过调节光纤的入射角度及光纤参数,实现对光场均匀度的优化。此外,随着腔体边长的等比放大,腔内光功率密度呈负指数幂衰减。扁平形漫反射腔形状接近二维,在准二维分布的光场和特殊的扁平形腔体结构的作用下,能够获得呈准二维分布的冷原子,在量子传感及量子精密测量领域具有重要的应用前景。

关键词：光场仿真漫反射准二维光场各向同性激光冷却

基于CCBFE-RCNN模型的焊缝X射线图像缺陷识别算法

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焊接学报 2024年

作者：戴铮刘骁佳潘泉西北工业大学上海航天精密机械研究所

焊接成形技术广泛应用于工业生产过程中，X射线检测方式是保证焊缝质量可靠性的常用手段.针对X射线图像人工评定过程中存在劳动强度大、检测效率低等问题，提出一种基于Cascade-RCNN网络改进的多尺度目标检测网络CCBFE-RCNN模型，采用... 详细信息

焊接成形技术广泛应用于工业生产过程中，X射线检测方式是保证焊缝质量可靠性的常用手段.针对X射线图像人工评定过程中存在劳动强度大、检测效率低等问题，提出一种基于Cascade-RCNN网络改进的多尺度目标检测网络CCBFE-RCNN模型，采用合并卷积层结构和FPN特征金字塔网络提升模型特征提取的尺度范围，使用BFE特征批量消除网络避免过拟合问题，同时对损失函数进行改进，通过构建熔焊焊缝X射线图像数据集进行模型测试.结果表明，CCBFE-RCNN缺陷检测模型全类别召回率均值、全类别精确率均值为93.09%和91.92%，与Cascade-RCNN网络模型相比平均召回率提升5.16%，平均精确率提升5.27%，可为焊缝缺陷智能化识别提供算法支撑.

关键词：缺陷识别合并卷积损失函数召回率精确率