空间应用激光薄膜元件研究进展 被引量：1

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作者 王志皓 王胭脂 +2 位作者 沈自才 贺洪波 邵建达 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期13-22,共10页

随着空间激光技术的不断进步,空间激光系统逐渐向更短应用波长、更长使用寿命、更高应用轨道等方向发展,对薄膜元件提出了更高的性能要求。本文综述国内外主要空间激光器的发展方向,在空间激光系统研制过程中薄膜元件的真空、高低温、... 随着空间激光技术的不断进步,空间激光系统逐渐向更短应用波长、更长使用寿命、更高应用轨道等方向发展,对薄膜元件提出了更高的性能要求。本文综述国内外主要空间激光器的发展方向,在空间激光系统研制过程中薄膜元件的真空、高低温、质子辐射、伽马射线辐射等空间环境损伤效应,以及使役条件(即空间与激光耦合作用)下薄膜的性能演化机理。介绍在高性能空间激光薄膜元件研制技术方面的新进展,结合空间引力波探测、深空探测等未来发展方向对空间激光薄膜元件提出了展望。 展开更多

关键词 空间激光 空间辐射 激光薄膜 引力波探测 深空

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人工微纳结构增强光致发光研究进展

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作者 赵文超 张璇 +3 位作者 徐倩倩 文政绩 邵宇川 戴宁 《发光学报》 北大核心 2025年第5期882-895,共14页

近年来,随着微纳加工技术取得突破性进展,人工微纳结构因其独特的电磁响应特性与灵活的调控能力,已然成为国内外的研究热点。这类新型功能材料在光场调控、光电探测、生物传感和能源转换等诸多领域展现出巨大的应用潜力,相关研究已取得... 近年来,随着微纳加工技术取得突破性进展,人工微纳结构因其独特的电磁响应特性与灵活的调控能力,已然成为国内外的研究热点。这类新型功能材料在光场调控、光电探测、生物传感和能源转换等诸多领域展现出巨大的应用潜力,相关研究已取得一系列重要进展。本文对人工微纳结构增强光致发光领域的最新研究进展进行了系统梳理。首先,简要概述了等离激元共振理论及其应用,着重阐释了光致发光的特征参数和调控机制;随后,详细介绍了基于人工微纳结构增强光致发光和提升光电功能器件性能的典型应用,涵盖了金属纳米粒子、等离子体薄膜、光子晶体/谐振腔、微纳光栅/阵列以及超构表面等多种微纳结构;最后,对目前人工微纳结构面临的问题及其未来发展方向进行了总结与展望。 展开更多

关键词 人工微纳结构 光致发光增强 光场调控 自发辐射速率 荧光寿命

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光学元件的激光损伤问题 被引量：19

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作者 赵元安 邵建达 +1 位作者 刘晓凤 李大伟 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期57-68,共12页

光学元件是各类激光系统不可或缺的光学功能实现部件,其性能决定了激光系统的输出能力和光束质量。光学元件的激光损伤问题从激光发明起就一直伴随着激光技术的发展,随着激光新技术的发展和激光新应用的牵引,激光的波段、脉冲宽度以及... 光学元件是各类激光系统不可或缺的光学功能实现部件,其性能决定了激光系统的输出能力和光束质量。光学元件的激光损伤问题从激光发明起就一直伴随着激光技术的发展,随着激光新技术的发展和激光新应用的牵引,激光的波段、脉冲宽度以及重复频率等参数不断拓宽,使得激光损伤问题更加复杂,但万变不离其宗,激光损伤问题的核心是光学元件或光学材料对激光的吸收机制问题。从激光与光学材料相互作用的基本原理出发,以惯性约束聚变(ICF)激光驱动器应用的典型光学材料和光学元件为研究对象,回顾了针对光学元件的激光损伤问题开展的科研工作,总结了在此期间形成的关键技术和里程碑进展,同时也对依然困扰该领域的几类光学元件存在的问题瓶颈以及进一步研究发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 激光损伤 光学元件 高功率激光 吸收机制 微观缺陷 纳观尺度激光损伤前驱体

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中波红外减反射硬质薄膜研究进展(特邀) 被引量：1

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作者 朱泽宇 潘雨婷 +6 位作者 吴晗 温俊仁 郝凌云 高程 杨陈楹 邵宇川 邵建达 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期63-79,共17页

中波红外即3~5μm波段红外线,在大气中具有良好的透过率。中波红外探测器被广泛应用于红外制导、红外成像、气体检测分析、空间遥感等领域。为提高系统性能和增强探测器对各种恶劣工作环境的抵抗力,在光学窗口和薄膜表面常镀制高硬度薄... 中波红外即3~5μm波段红外线,在大气中具有良好的透过率。中波红外探测器被广泛应用于红外制导、红外成像、气体检测分析、空间遥感等领域。为提高系统性能和增强探测器对各种恶劣工作环境的抵抗力,在光学窗口和薄膜表面常镀制高硬度薄膜进行保护。本文从硬质薄膜入手,阐述了中波红外减反射硬质薄膜的设计、材料选择及应用,根据不同材料体系总结了金属氧化物、氮化物、类金刚石及碳化物薄膜等常见中波红外波段硬质薄膜的光学、力学性能等,并概述了晶界强化、模量差理论、纳米复合材料等目前主要的薄膜硬度强化方法。 展开更多

关键词 中波红外 减反射 硬质薄膜 力学性能 透射率

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连续热源加载下二维热扩散长度的数值模拟与测量

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作者 花艳 李笑玲 +5 位作者 韩玉晶 刘晓凤 李大伟 赵元安 帅坤 王焜 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第5期19-28,共10页

热扩散系数是大能量、高功率激光系统中光学元件的重要参数,关系到元件的抗激光损伤性能,但现有热扩散系数测量方法在多维热传导情况下的测量结果误差较大,且热扩散长度是热扩散系数测量的基础,因此采用有限元法仿真了热源连续加热下的... 热扩散系数是大能量、高功率激光系统中光学元件的重要参数,关系到元件的抗激光损伤性能,但现有热扩散系数测量方法在多维热传导情况下的测量结果误差较大,且热扩散长度是热扩散系数测量的基础,因此采用有限元法仿真了热源连续加热下的二维热传导并总结了热扩散长度与热扩散系数及加热时间之间的关系规律,据此提出了热源连续加热下测量二维热扩散长度的模型与方法。首先采用有限元分析建立模型仿真了一维热传导情况下的热扩散长度与热扩散系数的关系式并与数值解析表达式比较,二者符合较好,验证了使用连续热源与热扩散长度求解热扩散系数的可行性;之后扩展到二维热扩散情况,并讨论了热损失、样品厚度和热源加载时间对结果的影响;最后给出了实际测量方案,并给出提升测量精度措施。该工作为方便准确地测量材料或元件的热扩散长度提供思路,对制备高功率、大能量激光系统元件具有重要意义。 展开更多

关键词 连续热源 热扩散系数 热扩散长度 有限元法

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KDP类晶体的激光损伤研究 被引量：1

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作者 赵元安 连亚飞 +6 位作者 李婷 彭小聪 王岳亮 吴金明 常俊秀 胡国行 邵建达 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1-15,共15页

KDP类晶体是唯一可以满足ICF激光驱动装置通光口径的非线性光学晶体材料。该类晶体采用水溶液生长法生长,易于产生宏观包裹体和微观晶格缺陷,在高功率激光辐照下晶体内部易产生高密度pinpoint损伤现象,这与其他方法生长的晶体只是受限... KDP类晶体是唯一可以满足ICF激光驱动装置通光口径的非线性光学晶体材料。该类晶体采用水溶液生长法生长,易于产生宏观包裹体和微观晶格缺陷,在高功率激光辐照下晶体内部易产生高密度pinpoint损伤现象,这与其他方法生长的晶体只是受限于光学加工的表面损伤问题相比具有明显不同。KDP类晶体内部的缺陷或前驱体诱导激光损伤与晶体切向、激光波长及偏振方向等密切相关,使得应用于ICF激光驱动器中不同光学功能的、来源于同一晶坯的不同晶体元件也表现出损伤性能的差异性,因此其损伤机理非常复杂,迫切需要认识该类晶体的激光损伤机理问题。回顾了上海光学精密机械研究所联合福建物质结构研究所、山东大学等晶体研制单位联合开展的关于KDP类晶体激光诱导损伤特性的研究工作,进行了用于光开关、倍频以及混频等功能的KDP和不同氘含量DKDP晶体的激光损伤研究,指导了晶体生长工艺优化和过程关键因素控制,并对仍存在的问题及解决方案进行了展望,对于高性能KDP类晶体的研制以及在高功率激光系统中的合理应用具有参考价值。 展开更多

关键词 KDP类晶体 激光损伤 缺陷 激光损伤前驱体 热吸收 非线性吸收 激光预处理

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多层介质膜脉宽压缩光栅清洗方法研究 被引量：2

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作者 邹溪 晋云霞 +3 位作者 孔钒宇 王勇禄 张益彬 邵建达 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1285-1289,共5页

采用SPM(Sulfuric-Peroxide Mixtures,98wt%H2SO4+30wt%H2O2)+兆声(方法1)和氧等离子体+HPM(Hydrochloric/Peroxide Mixture,37wt%HCl+30wt%H2O2+DIH2O)+兆声(方法2)两种清洗方法对多层介质膜脉宽压缩光栅进行清洗,并对清洗前后样品的... 采用SPM(Sulfuric-Peroxide Mixtures,98wt%H2SO4+30wt%H2O2)+兆声(方法1)和氧等离子体+HPM(Hydrochloric/Peroxide Mixture,37wt%HCl+30wt%H2O2+DIH2O)+兆声(方法2)两种清洗方法对多层介质膜脉宽压缩光栅进行清洗,并对清洗前后样品的表面元素含量、衍射效率、表面粗糙度、表面温升以及激光损伤阈值等参数进行测量以评估两种清洗方法清洗效果。在入射角70°,脉宽12 ns,s偏振,波长1064 nm的激光辐照下,经过清洗方法1清洗后的光栅样品单脉冲激光损伤阈值为7.55 J/cm2,而方法2清洗后的样品损伤阈值为5.32 J/cm2。另外,虽然经过方法2清洗后样品表面杂质含量更低,但是在衍射效率、表面粗糙度和表面温升都劣于经方法1清洗后的样品,进一步分析发现方法2中氧等离子体清洗过程引入的Fe元素影响了其样品损伤性能和温升性能。因此,SPM清洗方法可以作为多层介质膜脉宽压缩光栅提升抗激光损伤性能的优化清洗方案。 展开更多

关键词 多层介质膜 脉宽压缩光栅 氧等离子体 SPM HPM

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不同速度运动汽车的磁异信号研究与探测

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作者 王尧 邵建达 +2 位作者 胡国行 刘晓凤 张恺馨 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1125-1132,共8页

运动汽车随着速度的增加伴随着非稳态材料的产生,如汽油高温燃烧、高速摩擦引起自由电荷累积等。针对这些磁异信号难以采用适用于铁磁性材料的磁偶极子模型描述的问题,提出了结合磁偶极子模型和运动电荷等效模型的方法,理论计算不同速... 运动汽车随着速度的增加伴随着非稳态材料的产生,如汽油高温燃烧、高速摩擦引起自由电荷累积等。针对这些磁异信号难以采用适用于铁磁性材料的磁偶极子模型描述的问题,提出了结合磁偶极子模型和运动电荷等效模型的方法,理论计算不同速度运动汽车的磁异信号并分析其时域、频域特征,获得磁异信号与速度的依赖关系。采用隧道磁阻传感器(TMR)结合滤波、放大、模数转换技术构建弱磁信号探测实验装置,探测不同速度运动汽车的时域磁异信号,并采用傅里叶变换获得其频域信息,与理论模型相吻合。随着速度的增加,频域信号向高频方向偏移,对于从低频地磁背景场中提取目标弱磁信号极其重要。 展开更多

关键词 弱磁探测 运动汽车 磁异信号 频谱偏移 磁偶极子模型

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基于液晶偏振光栅的大口径激光光束扫描系统 被引量：2

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作者 刘禹彤 曹宗新 +7 位作者 李子凡 龚君豪 毛红敏 张大伟 赵元安 洪瑞金 樊丽娜 曹召良 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第3期557-567,共11页

非机械式激光光束扫描系统具有体积小、重量轻、易集成等优势,在激光雷达、激光武器和激光通信等领域具有较大的应用前景,其通光口径决定着设备的工作距离、扫描精度和目标摧毁能力。基于液晶偏振光栅设计了一种全电控制的大口径激光光... 非机械式激光光束扫描系统具有体积小、重量轻、易集成等优势,在激光雷达、激光武器和激光通信等领域具有较大的应用前景,其通光口径决定着设备的工作距离、扫描精度和目标摧毁能力。基于液晶偏振光栅设计了一种全电控制的大口径激光光束扫描系统。采用液晶偏振光栅和液晶空间光调制器的协同工作方式,实现光束的大角度连续扫描;设计了光束扫描系统,并重点分析了级联液晶偏振光栅组的控制策略,给出了具体控制方法。最后,进行了激光光束的初步扫描实验,实现了70 mm口径光束在−16.575°~16.575°的偏转。该研究结果为激光光束的非机械式扫描控制提供了技术支撑,并在大口径激光扫描系统应用方面进行了初步探索。 展开更多

关键词 激光 液晶偏振光栅 非机械式扫描 大口径 级联控制

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液晶相位调控器件的高功率激光应用相关问题 被引量：2

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作者 刘晓凤 赵元安 +3 位作者 彭丽萍 汪小双 李大伟 邵建达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期18-26,共9页

液晶相位调控器件在聚变点火、激光加工、光电对抗、激光雷达、激光通讯、激光防护等高功率激光领域有着非常广泛的应用及应用前景。但受限于构成器件材料自身抗激光损伤能力的限制以及缺乏对高功率激光辐照下液晶相位调控器件相位调控... 液晶相位调控器件在聚变点火、激光加工、光电对抗、激光雷达、激光通讯、激光防护等高功率激光领域有着非常广泛的应用及应用前景。但受限于构成器件材料自身抗激光损伤能力的限制以及缺乏对高功率激光辐照下液晶相位调控器件相位调控性能退化及损伤特性的系统研究,目前液晶相位调控器件的激光耐受力还难以满足高功率激光系统的应用和发展需求。为指导高激光耐受力液晶相位调控器件的制备工艺优化,对液晶相位调控器件在高峰值和高平均功率激光应用下出现的损伤现象以及性能退化进行了综述,最后对液晶相位调控器件激光耐受力提升方法做了总结和归纳。 展开更多

关键词 液晶 高功率激光 相位调控 激光损伤 工艺优化

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不同脉冲宽度355 nm波长激光诱导DKDP晶体损伤特性 被引量：4

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作者 徐子媛 王岳亮 +1 位作者 赵元安 邵建达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期19-25,共7页

研究了用于三倍混频的Ⅱ类DKDP晶体在35 ps,850 ps和7.6 ns三种不同脉宽355 nm波长激光作用下的损伤特性。实验对比分析了损伤阈值、概率和损伤针点形貌、尺寸和密度,并根据损伤阈值及概率得到前驱体阈值及密度。结果表明,前驱体的激光... 研究了用于三倍混频的Ⅱ类DKDP晶体在35 ps,850 ps和7.6 ns三种不同脉宽355 nm波长激光作用下的损伤特性。实验对比分析了损伤阈值、概率和损伤针点形貌、尺寸和密度,并根据损伤阈值及概率得到前驱体阈值及密度。结果表明,前驱体的激光能量吸收量与脉宽线性相关。35 ps激光作用下DKDP有一种前驱体吸收激光能量形成熔融状损伤针点。850 ps激光作用下有两种前驱体吸收激光能量并产生力学破坏形成中心熔融四周断裂的损伤针点。7.6 ns激光作用下只有一种前驱体吸收激光能量,并且形成的损伤针点与850 ps对应的损伤针点有相同特征。 展开更多

关键词 DKDP晶体 脉冲宽度 激光损伤特性 损伤针点形貌 前驱体

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