大规模激光相干合成主动相位控制技术研究进展 被引量：4

1

作者 周宏冰 张昊宇 +10 位作者 李敏 冯曦 谢亮华 刘玙 楚秋慧 闫玥芳 陶汝茂 林宏奂 王建军 颜立新 景峰 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1-23,共23页

大规模激光相干合成是突破单口径激光特性极限、获得超高峰值/平均功率、超大脉冲能量、超高空/谱亮度等极端特性激光的有效技术路径之一,而大规模激光相干合成的关键是主动相位控制。主动相位控制技术可以对各路光束相位进行主动控制,... 大规模激光相干合成是突破单口径激光特性极限、获得超高峰值/平均功率、超大脉冲能量、超高空/谱亮度等极端特性激光的有效技术路径之一,而大规模激光相干合成的关键是主动相位控制。主动相位控制技术可以对各路光束相位进行主动控制,补偿相位噪声引起的相干特性退化、合成效率下降,获得高品质的合成激光。自相干合成技术提出以来,研究人员开发了多种主动相位控制方法用于相干合成相位校正,其中适用于大规模激光相干合成的主动相位控制方法也得到了飞速发展。系统梳理了大规模激光相干合成的主动相位控制方法,深入分析了不同方法的原理、特点、适用场景和扩展能力,介绍了不同方法取得的相干合成研究最新进展及标志性成果,报道了19通道闭环上升时间仅6μs的相干合成锁相控制突破性结果,最后总结和展望了主动相位控制方法的发展趋势。 展开更多

关键词 相干合成 主动相位控制 多抖动 随机并行梯度下降 机器学习

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并行多注THz折叠波导行波管的理论分析与数值模拟 被引量：8

2

作者 颜胜美 苏伟 +3 位作者 王亚军 陈樟 金大志 向伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期229-234,共6页

为了提高THz行波管的输出功率,通过并行多注和功率合成的方法,完成了并行多注D波段折叠波导行波管的理论分析与数值模拟。计算结果表明:单束行波管在0.135～0.157THz频率区间具有很好的色散平坦度,3dB带宽为13GHz,0.14THz处获得了20.88d... 为了提高THz行波管的输出功率,通过并行多注和功率合成的方法,完成了并行多注D波段折叠波导行波管的理论分析与数值模拟。计算结果表明:单束行波管在0.135～0.157THz频率区间具有很好的色散平坦度,3dB带宽为13GHz,0.14THz处获得了20.88dB的最大增益;多束合成行波管在0.14THz处获得了20.8dB的合成增益,3dB带宽区间合成效率不低于92%。数值模拟表明该方法很好地实现了多路放大信号的合成输出。并行多注行波管具有输出功率大、单束电流小、聚焦磁场低等优点,能够在低发射电流密度条件下实现大功率THz辐射。 展开更多

关键词 THz行波管 折叠波导 并行多注 合成效率 3 dB带宽

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双基地MIMO雷达发射波束形成与多目标定位 被引量：9

3

作者 程院兵 顾红 苏卫民 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期275-281,共7页

针对双基地多输入多输出(MIMO)雷达目标定位问题,首先提出一种子波束合成(SBS)算法进行发射波束形成,在此基础上提出一种基于并行因子分解(PFD)的多目标定位算法。SBS算法通过对多个发射信号分别加权形成子波束,在空间叠加使发射能量聚... 针对双基地多输入多输出(MIMO)雷达目标定位问题,首先提出一种子波束合成(SBS)算法进行发射波束形成,在此基础上提出一种基于并行因子分解(PFD)的多目标定位算法。SBS算法通过对多个发射信号分别加权形成子波束,在空间叠加使发射能量聚焦在感兴趣空域,提高了接收端信噪比。基于PFD的定位算法根据匹配滤波输出的代数结构,利用迭代算法和角度恢复算法估计目标发射角(DOD)和接收角(DOA),且能自动配对,同时避免了二维谱峰搜索、协方差矩阵估计和多次特征分解造成累积误差。结合以上两种算法可有效提高目标定位精度。仿真结果证明了所提算法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 双基地MIMO雷达 发射波束形成 多目标定位 子波束合成 并行因子分解

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基于弹性基础的多级并联调谐质量阻尼器设计 被引量：1

4

作者 贺小龙 张立民 +2 位作者 屈晶晶 郭力荣 周辉 《噪声与振动控制》 CSCD 2016年第2期35-39,共5页

基于结构弹性基础假设,建立多级并联调谐质量阻尼器数学模型,获取弹性基础阻抗特性,推导主系统振幅无量纲表达式。研究发现地基弹性振动对主系统的影响不可忽略,结合多级并联调谐质量阻尼器对振动衰减的优势,提出对考虑弹性地基的多级... 基于结构弹性基础假设,建立多级并联调谐质量阻尼器数学模型,获取弹性基础阻抗特性,推导主系统振幅无量纲表达式。研究发现地基弹性振动对主系统的影响不可忽略,结合多级并联调谐质量阻尼器对振动衰减的优势,提出对考虑弹性地基的多级并联系统进行优化设计的必要性。分析梁的连接位置距端部长度u对主系统影响规律:u值越小,梁的弹性振动对主系统的影响程度就越小;当u≤1 m,梁第1阶固有频率与主系统第1阶固有频率不发生耦合振动,中间位置(u=2 m时)影响最大。并对此情况下2级并联和4级并联系统参数进行优化设计,优化结果表明:不考虑弹性地基的多级并联系统优化结果对于弹性地基下多级并联系统不再适用,考虑梁的弹性结合数值优化法对多级并联系统进行优化能很好削弱梁的弹性振动对主系统的影响。最后研究连接点动刚度对主系统的影响:当连接点动刚度K≥40kd时,梁第1阶固有频率对主系统前三阶固有频率影响较小;当K≥70 kd时,可忽略弹性梁对调谐质量阻尼器设计的影响。 展开更多

关键词 振动与波 弹性梁 多级并联 调谐质量阻尼器 优化设计

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可用于快速高温热处理的多束激光并行加热系统

5

作者 徐小科 邓明雪 +4 位作者 刘茜 余建定 周真真 张翔 贺欢 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期107-112,共6页

快速、高通量的实验方法对材料基因工程技术的发展具有重要意义。高温热处理对无机非金属材料的制备往往是必不可少的环节,然而针对材料基因工程所需的材料样品库快速热处理技术目前尚是空白。本文报道了一种可用于快速高温热处理阵列... 快速、高通量的实验方法对材料基因工程技术的发展具有重要意义。高温热处理对无机非金属材料的制备往往是必不可少的环节,然而针对材料基因工程所需的材料样品库快速热处理技术目前尚是空白。本文报道了一种可用于快速高温热处理阵列样品的多束激光并行加热系统,介绍了多束激光并行加热系统的设计原理、工作方式、结构细节和软件设计。该装置具有激光加热时间、功率、光斑大小可独立调节、自动化程度高等优点,最大单束激光功率大于100W,每束激光的最大稳定加热温度约为2000℃。作为典型的应用示范,进行了一系列Ce^(3+)掺杂钇铝石榴石发光陶瓷的烧结实验,加热温度分别为1400、1500和1600℃,保温时间分别为180、360和540s,仪器按照设置好的加热位置和加热曲线自动运行。结果表明:采用多束激光并行加热系统,可以在几分钟的热处理时间内获得结晶度和发光性能良好的烧结样品,比传统制备工艺十余小时的烧结时间大幅缩短。这将为高温热处理的条件筛选和高通量制备提供一种节能省时的新技术方案。 展开更多

关键词 多束激光 快速并行加热 阵列样品 独立控制 YAG:Ce

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等强度梁理论下的多截面独立并行优化研究 被引量：1

6

作者 徐峰祥 王得伟 +1 位作者 邹震 梁锐 《重庆理工大学学报（自然科学）》 北大核心 2023年第8期19-29,共11页

等强度梁的优化设计方法是汽车轻量化和性能设计的关键技术之一,开发等强度梁的多截面独立并行优化算法对底盘零部件的高效轻量化设计具有重要意义。基于Abaqus软件二次开发平台,将理论模型与有限元仿真相结合,开发了新型等强度梁多截... 等强度梁的优化设计方法是汽车轻量化和性能设计的关键技术之一,开发等强度梁的多截面独立并行优化算法对底盘零部件的高效轻量化设计具有重要意义。基于Abaqus软件二次开发平台,将理论模型与有限元仿真相结合,开发了新型等强度梁多截面独立并行优化算法,该算法在理论上对梁各个截面进行满应力优化设计,并通过有限元仿真对理论力学模型进行连续迭代修正构建等强度梁结构。将开发的多截面独立并行优化算法应用于车桥桥壳的轻量化设计中,结果显示:桥壳降重10.41%,最大应力降低10.64%。随后借助该算法对含多变量的截面形状进行了优化研究,证明了所建多截面独立并行优化算法具有较好的鲁棒性和稳定性,可应用于任意截面形状的等强度梁优化研究。 展开更多

关键词 等强度梁 轻量化 多截面独立并行优化 二次开发

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基于空间光调制器的飞秒并行加工方法研究 被引量：11

7

作者 胡勇涛 翟中生 +5 位作者 吕清花 陈列 娄德元 杨奇彪 Peter Bennett 刘顿 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期315-320,共6页

针对飞秒激光微加工中能量利用率和加工效率低的问题,提出一种基于空间光调制器的飞秒并行加工方法。在讨论衍射光栅入射角与衍射角关系的基础上,分析了叠加多个衍射光栅产生多光束的原理,运用GS算法对目标多光束进行优化并计算出相应... 针对飞秒激光微加工中能量利用率和加工效率低的问题,提出一种基于空间光调制器的飞秒并行加工方法。在讨论衍射光栅入射角与衍射角关系的基础上,分析了叠加多个衍射光栅产生多光束的原理,运用GS算法对目标多光束进行优化并计算出相应的相位全息图,将该全息图加载到空间光调制器中获得了多光束。采用脉宽100fs、波长800nm的飞秒激光,进行聚焦PMMA样品内部的并行加工实验,观察到PMMA上多点组合的"一"和"工"字型,得到了光束能量均匀的图形。实验结果论证了该方法对于多光束并行加工控制的有效性。 展开更多

关键词 激光加工 并行加工 空间光调制器 GS算法 多光束

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基于双目标识别和准直数学模型改进的光路自动准直方法 被引量：5

8

作者 郭嘉富 王拯洲 +2 位作者 段亚轩 王力 谢正茂 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期166-185,共20页

针对原有大型激光装置在双光学目标条件下无法实现光路对接准直的缺点,本文提出了一种基于双目标识别和准直数学模型改进的光路自动准直方法,主要从双目标识别算法实现和多光路、双目标准直数字模型的构建两个方面进行优化。首先,提出... 针对原有大型激光装置在双光学目标条件下无法实现光路对接准直的缺点,本文提出了一种基于双目标识别和准直数学模型改进的光路自动准直方法,主要从双目标识别算法实现和多光路、双目标准直数字模型的构建两个方面进行优化。首先,提出基于圆拟合的双光学目标识别图像处理算法,实现了双光学目标的识别,为光路对接准直的成功提供保障;其次,构建新的多光路、双目标自动准直数学模型,为光路准直中各个准直参数的标定和计算提供指导;最后,优化准直流程的调度,对多个光路进行并行准直,提高光路对接准直流程的效率。实验结果表明:本文提出的基于圆拟合的双光学目标识别算法实现了光路对接准直流程中的模拟光目标和主激光目标的识别,识别误差精度小于3个像素,处理时间小于1 s,满足了大型激光装置光路对接准直过程对于精度和效率的要求。本文构建的基于多光路、双目标自动准直数学模型对于光路对接准直流程的成功具有指导意义。 展开更多

关键词 光路对接准直 圆拟合 双光学目标识别 准直数学模型改进 多光路并行准直

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基于飞秒激光的高速双光子刻写技术 被引量：8

9

作者 杨顺华 丁晨良 +4 位作者 朱大钊 杨臻垚 刘勇 匡翠方 刘旭 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期34-55,共22页

基于飞秒激光的双光子聚合(two-photon polymerization,TPP)加工技术一直是三维微纳加工技术中的研究热点。随着生命科学、材料工程、微纳光学等领域对复杂、大面积微型三维器件制备需求的提升,TPP加工效率不足的问题日益严重,加工时间... 基于飞秒激光的双光子聚合(two-photon polymerization,TPP)加工技术一直是三维微纳加工技术中的研究热点。随着生命科学、材料工程、微纳光学等领域对复杂、大面积微型三维器件制备需求的提升,TPP加工效率不足的问题日益严重,加工时间过长不仅造成加工结构的不稳定,更是严重阻碍这些重要三维器件的进一步推广应用。本文以TPP加工效率提升方面的研究工作为主线,分别从单光束刻写、并行多光束刻写、面曝光和体曝光四个方式进行总结与对比,阐述相应的光学系统设计、刻写策略、刻写精度与通量等方面的研究情况,总结各种技术的优势与劣势,同时展望未来发展趋势。 展开更多

关键词 飞秒激光直写 双光子光刻 单光束扫描 多焦点并行 面曝光 体曝光

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准平行光干涉的激光干扰方案与实验研究 被引量：3

10

作者 陈飞 柴金华 刘欣 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期6-16,共11页

提出一种利用准平行光干涉进行激光干扰的方案。在干涉理论分析的基础上,利用He-Ne激光实验得到2路、3路、4路的多光束准平行光干涉图像与干涉强度极大值,并仿真得出准平行光干涉图像和干涉光强分布。实验和仿真表明:准平行光干涉的图... 提出一种利用准平行光干涉进行激光干扰的方案。在干涉理论分析的基础上,利用He-Ne激光实验得到2路、3路、4路的多光束准平行光干涉图像与干涉强度极大值,并仿真得出准平行光干涉图像和干涉光强分布。实验和仿真表明:准平行光干涉的图样的形状取决于光束的方向角。在某些方向角时,干涉视场的中央可出现干涉亮纹或亮斑。干涉条纹或干涉光斑之间的间距由两两光束之间的夹角所确定。在不大于0.5 mrad范围内,两两光束间夹角的实验数据与仿真数据近似一致,并且干涉亮纹或亮斑的强度极大值接近理论最大值,即2束、3束、4束准平行光的干涉强度最大值分别是单束光强的4倍、8倍、15倍。给出干扰方案的效果评估以及干扰有效性的验证。 展开更多

关键词 激光干扰 准平行光 干涉 多光束

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平行束CT系统参数标定的多目标优化模型 被引量：1

11

作者 旷敏 牟廉明 +2 位作者 郑云升 叶薇 邱利琼 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2021年第7期251-258,共8页

为提高平行束CT系统参数精度,针对两类模板:正方形托盘上放置均匀介质圆和放置非均匀介质椭圆与圆,利用几何关系、超定方程和多目标规划技术,分别建立多目标优化模型。考虑不同数量、不同形状、不同介质构成的模板,提出一种平行束CT系... 为提高平行束CT系统参数精度,针对两类模板:正方形托盘上放置均匀介质圆和放置非均匀介质椭圆与圆,利用几何关系、超定方程和多目标规划技术,分别建立多目标优化模型。考虑不同数量、不同形状、不同介质构成的模板,提出一种平行束CT系统参数标定的多目标优化模型。为检测模型精度,以第2类模板为例,计算出X射线的入射方向、CT系统旋转中心和探测器单元间距。将9个样本分别与样本1比较,发现其误差低于平均值且优于大部分样本,精度较高。利用第2类模板的几何参数重建图像,与样本3的重建图像相比差别微小,表明所建立模型有效提高了参数精度。 展开更多

关键词 平行束CT系统 超定方程组 多目标优化 定量分析

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MC法模拟多路平行束准直器对比度

12

作者 崔浩川 苏为宁 赵经武 《核电子学与探测技术》 北大核心 2016年第12期1235-1239,共5页

采用MC法模拟设计了用于SPECT成像的多路平行束(MPB)准直器,将MPB系统重建的模具图像与平行束(PB)系统重建图像进行对比。用OS-EM迭代算法重建图像并计算对比度、信噪比、归一化标准偏差三个指标用于评价图像质量。结果表明:随着迭代次... 采用MC法模拟设计了用于SPECT成像的多路平行束(MPB)准直器,将MPB系统重建的模具图像与平行束(PB)系统重建图像进行对比。用OS-EM迭代算法重建图像并计算对比度、信噪比、归一化标准偏差三个指标用于评价图像质量。结果表明:随着迭代次数增加,MPB系统重建图像中热源的对比度高于PB系统,对于小半径热源这个差值更明显,但是冷源的对比度低于PB系统;两个系统有可比较的重建图像收敛速度,随着迭代次数增加,MPB系统的噪声特性略差于PB系统。 展开更多

关键词 SPECT 多路平行束准直器 OS—EM重建 对比度

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基于多DSP的自适应数字多波束形成的并行算法及其实现

13

作者 李彦 王秀坛 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2008年第5期459-463,共5页

在深入研究自适应DBF(数字波束形成)算法的基础上,针对由TigerSHARC201处理器构成的多DSP并行处理系统,提出了一种基于自适应数字多波束形成的并行处理算法。笔者给出了该算法在多DSP并行处理系统上的算法映射,基于此映射方案,比较了SMI... 在深入研究自适应DBF(数字波束形成)算法的基础上,针对由TigerSHARC201处理器构成的多DSP并行处理系统,提出了一种基于自适应数字多波束形成的并行处理算法。笔者给出了该算法在多DSP并行处理系统上的算法映射,基于此映射方案,比较了SMI、HTP和MTP三种典型DBF算法,并对MTP算法进行了改进。系统试验证明了该并行处理算法具有很好的并行性及实时性,且改进的MTP算法的性能较传统MTP算法有显著提高。 展开更多

关键词 自适应 数字多波束 实时系统 并行处理

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基于FPGA的多波束相参积累的快速实现

14

作者 曹贺磊 董勇伟 李毅之 《雷达科学与技术》 北大核心 2019年第4期449-454,460,共7页

在雷达信号处理中,Keystone变换常常用于校正回波信号长时间相参积累过程中出现的距离走动,以提高信噪比。常规的插值做法运算负担重,资源占用多,当需要对多波束并行处理时,难以进行工程实现。使用非均匀快速傅里叶变换(Non-Uniform Fas... 在雷达信号处理中,Keystone变换常常用于校正回波信号长时间相参积累过程中出现的距离走动,以提高信噪比。常规的插值做法运算负担重,资源占用多,当需要对多波束并行处理时,难以进行工程实现。使用非均匀快速傅里叶变换(Non-Uniform Fast Fourier Transform,NUFFT)来实现对多波束信号的相参积累,可以明显减少运算量,提高检测效果。同时,提出一种新的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现方式,通过改写旋转因子,利用两级快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)来实现NUFFT,提高运算速度的同时又减少了存储量。此方法已经在FPGA中实现,并应用于雷达中。 展开更多

关键词 KEYSTONE变换 相参积累 非均匀快速傅里叶变换 多波束并行处理 现场可编程门阵列

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