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双功能二氟草酸硼酸锂添加剂实现结晶调控与离子迁移抑制构建稳定钙钛矿太阳能电池
在可再生能源领域,钙钛矿太阳能电池(PSCs)犹如一匹黑马,十年间将光电转换效率(PCE)从3.8%提升至25.7%,但其商业化进程却被稳定性问题死死拖住后腿。这些娇嫩的半导体材料在潮湿空气中会像受潮的饼干般瓦解,更棘手的是内部离子迁移会引发"内鬼式"破坏。传统解决方案往往顾此失彼——改善钙钛矿结晶就管不了空穴传输层(HTL)的短板,而常用掺杂剂双三氟甲磺酰亚胺锂(Li-TFSI)更是"吸水小能手",加速器件衰变。南京航空航天大学的研究团队在《Organic Electronics》发表突破性成果,他们像"双面特工"般将二氟草酸硼酸锂(Li-DFOB)同时植入PbI2前驱体和Spiro-OMe
来源:Organic Electronics
时间:2025-06-16
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径向偏振贝塞尔-高斯涡旋光束通过环形螺旋轴棱镜的焦点调控及其在微粒操控中的应用
在光学操控领域,如何实现微粒的三维精准捕获一直是科学家们追逐的目标。传统高斯光束因衍射效应限制,难以形成长距离稳定光阱。而贝塞尔-高斯涡旋光束(Bessel-Gaussian vortex beam)凭借其无衍射特性、自修复能力和携带轨道角动量的特点,为这一难题提供了突破口。特别是具有径向偏振特性(Radially Polarized Bessel-Gaussian Vortex, RPBGV)的光束,在聚焦时可产生强纵向电场分量,这对生物微粒的轴向捕获至关重要。与此同时,螺旋轴棱镜(helical axicon)作为能同时调控相位和偏振的混合光学元件,其与RPBGV光束的相互作用机制尚待深入
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水压辅助液相脉冲激光烧蚀法调控金纳米颗粒尺寸分布的简易策略
纳米科技领域近年来对贵金属纳米颗粒(NPs)的精确调控需求日益迫切,尤其是金纳米颗粒(Au NPs)因其独特的局域表面等离子体共振(LSPR)效应和生物相容性,在催化、生物传感等领域展现出巨大潜力。然而传统化学合成法易引入杂质,而气相法又难以避免颗粒团聚。液相脉冲激光烧蚀(PLAL)虽能实现清洁制备,却长期受困于产物尺寸不均、产量低下等问题。更棘手的是,现有压力调控技术多依赖昂贵设备(如压力舱、真空系统),严重制约了PLAL技术的工业化应用。针对这一瓶颈,马来西亚理科大学的研究团队在《Optik》发表了一项突破性研究。该团队设计出仅需注射器和G型夹具的简易加压系统(1.25–1.50 atm)
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激光波长依赖性CdTe/CdS核壳量子点非线性光学特性研究及其光子器件应用潜力
在光子技术迅猛发展的今天,量子点材料因其独特的量子限域效应成为光学器件研发的明星材料。然而,现有研究多聚焦于线性光学特性,对波长依赖的非线性光学行为缺乏系统认知,这严重制约了其在全光谱光学调制器、激光防护等高端器件中的应用。更关键的是,传统有机非线性材料在高能量激光下的稳定性不足,亟需开发兼具强非线性响应与高耐受性的无机纳米材料。为解决这一难题,研究人员开展了一项突破性研究。他们通过光化学法成功制备了CdTe、CdS及CdTe/CdS核壳量子点,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和光致发光(PL)光谱证实了材料具有2.15-2.37 eV可调带隙及3-8 nm均匀尺寸分布。通过创新性
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V型三能级原子与亚谐波产生耦合腔中双模压缩光的量子特性研究
在量子光学领域,如何产生并操控具有非经典特性的光场一直是核心挑战。传统激光器产生的相干光受限于标准量子极限,而压缩光通过重新分配量子噪声,能在某一正交分量上突破这一限制,为引力波探测、量子通信等前沿应用提供了关键工具。特别是基于非线性光学过程的亚谐波产生和原子-腔相互作用系统,因其能产生强关联光子对而备受关注。然而,原子能级结构、环境噪声与非线性增益的协同效应对光场量子特性的影响机制尚不明晰。针对这一科学问题,Gomera Biyazn和Misrak Getahun开展了一项创新研究,通过理论建模揭示了V型三能级原子与亚谐波产生协同作用下的双模光场量子特性调控规律。该工作发表在《Optik》期
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复杂Δ∇原子构型中高阶衍射光栅的动态调控研究
在光学领域,如何实现光信号的高效调控一直是核心挑战。传统衍射光栅受限于固定结构,难以动态调整衍射特性。电磁诱导光栅(EIG)利用原子相干性,通过电磁场调控介质的光学响应,为这一问题提供了解决方案。然而,现有研究多集中于三能级系统,对高阶衍射效率的调控仍存在局限。针对这一难题,Himani Thakur等人设计了一种创新的四能级Δ∇型原子系统。该系统结合Δ型(控制场c1、探测场p和微波场M)与∇型(控制场c2、探测场p和射频场R)构型,形成闭合跃迁循环。通过量子干涉效应,研究人员实现了对介质吸收(振幅)和色散(相位)特性的精确调控,最终在共振条件(δp=0)下生成纯相位光栅。关键技术包括:1)建
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基于三角谐振腔与圆形腔的MIM波导带阻等离子体滤波器设计与高Q值光学性能优化
在光子学领域,突破衍射极限的光操控一直是科学家追逐的目标。表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons, SPPs)——这种在金属-电介质界面形成的特殊电磁模式,因其能将光场压缩到纳米尺度而备受关注。然而,如何利用SPPs设计高性能微型光学器件仍面临诸多挑战:传统滤波器存在阻带窄、损耗高、加工容差低等问题,严重制约了其在集成光子电路中的应用。针对这些瓶颈,研究人员提出了一种创新性的带阻滤波器设计。该结构基于金属-绝缘体-金属(Metal-Insulator-Metal, MIM)波导平台,巧妙地将三角谐振腔与中央圆形腔结合。通过理论计算和数值模拟发现,这种几何构型能产
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基于相机与LiDAR数据融合的多目标跟踪增强关联与检测精度研究
在自动驾驶和智能监控领域,多目标跟踪(Multi-Object Tracking, MOT)技术的精度直接影响系统安全性。传统方法依赖单一传感器(如相机或LiDAR),易因光照变化、遮挡或远距离目标导致信息缺失。例如,相机难以获取深度信息,而LiDAR对纹理细节不敏感。尽管已有SORT、DeepSORT等2D跟踪算法和AB3DMOT、CenterPoint等3D方法,但跨模态数据融合的优化潜力尚未充分挖掘。为突破这一瓶颈,台湾地区成功大学的研究团队提出了一种创新的相机-LiDAR融合跟踪框架。该研究通过整合2D与3D检测框的互补优势,显著提升了复杂场景下的跟踪鲁棒性。相关成果发表于《Optic
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-06-16
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基于TiO2
-FG异质结构的近红外表面等离子体共振传感器:性能优化与生物传感应用
在当今生物传感技术快速发展的背景下,表面等离子体共振(SPR)传感器因其无需标记、高灵敏度和实时检测等优势,成为生物分子相互作用研究的重要工具。然而,传统SPR传感器仍面临性能瓶颈:金(Au)和银(Ag)等贵金属成本高且易氧化,而常用二维材料如黑磷(BP)和MXene稳定性差,导致传感器品质因数(FOM)难以突破200 RIU−1。尤其在血红蛋白(Hb)浓度检测领域,现有技术如分光光度法灵敏度不足,无法满足临床对贫血等疾病的精准诊断需求。为解决这些问题,来自国内某研究机构的研究团队在《Optik》发表了一项创新研究。他们设计了一种基于铝(Al)-二氧化钛(TiO2)-氟化石墨烯(FG)异质结构
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基于文本语义引导的多退化场景红外与可见光图像细节调控融合框架DGTF
在复杂环境下的红外与可见光图像融合领域,多退化场景(如雨雪、雾霾、低光照等)导致的图像质量下降和目标细节丢失一直是棘手难题。传统方法试图设计通用融合算法,却因退化类型复杂性和处理需求冲突而效果受限。更棘手的是,现有语义引导方法如Text-IF虽能处理退化,却在融合过程中牺牲关键目标细节——例如雨雾场景中行人轮廓模糊、热成像噪声掩盖目标等问题,直接影响后续目标检测等高级视觉任务性能。北京信息科技大学的研究团队在《Optics》发表的研究中,创新性提出Degradation-Text Fusion(DGTF)框架。该工作通过引入文本语义与目标掩模的级联调控机制,首次实现退化处理与细节保留的协同优化
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-06-16
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局部气流辅助下全穿透激光焊接中匙孔行为与飞溅形成的高速同步辐射X射线原位表征
在工业制造领域,高合金钢的全穿透激光焊接技术因其高效、精准的特点,被广泛应用于家电和汽车制造。然而当焊接速度超过8 m/min时,飞溅(spatter)问题成为制约工艺质量的瓶颈——这些飞溅不仅会附着在工件表面导致后续昂贵的返工,更会破坏材料的耐腐蚀性。尤其对于直径小于110 mm的连续焊接管材,内壁飞溅的清理更是业界难题。传统研究将焊接速度划分为多个区间(如"Rosenthal"、"单波(single wave)"和"伸长匙孔(elongated keyhole)"等不同模式),但关于气流与匙孔(keyhole)行为的相互作用机制,特别是底部飞溅的形成机理仍不明确。为解决这一关键问题,来自德
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-06-16
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长空气间隙放电中电离波检测系统的研发与应用:高时空分辨率动态观测新突破
高压输电线路和变电站的外绝缘设计优化,离不开对长空气间隙放电机制的深入理解。这种跨越数米的放电现象,不仅是电网绝缘故障的元凶,更是揭开自然闪电奥秘的钥匙。然而,电离波(ionization wave)作为放电通道传播的核心载体,其观测却面临三大"拦路虎":快如闪电的传播速度(可达107米/秒)、瞬息万变的发光强度(从强流注到微弱暗周期)、以及毫米级的空间定位需求。传统的高速相机只能捕捉静态画面,而条纹相机和ICCD虽能动态观测,却因高昂成本和复杂操作令研究者望而却步。为突破这些技术瓶颈,国内高压电气领域的研究团队创新研发了电离波检测系统(IWDS)。该系统通过16通道光电倍增管(PMT)阵列与
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-06-16
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基于单道沉积宽高比的激光金属沉积(LMD)工艺最优重叠率与单层高度的通用预测模型研究
激光金属沉积(LMD)作为金属增材制造(MAM)的核心技术之一,在复杂构件快速成型、零件修复和涂层制备领域展现出巨大潜力。然而,传统LMD工艺开发需经历单道沉积、单层岛状沉积和多层构件沉积三阶段,其中单层岛状沉积的最优重叠率R0确定尤为关键——不当的重叠率会导致沟槽或材料堆积,直接影响后续构件性能。现有方法中,简化递归模型(如圆形/抛物线近似)忽略熔池动力学效应,而实验法则耗时耗力。更棘手的是,不同粉末-基材组合需重复全流程开发,严重制约了LMD技术的工业化应用。针对这一瓶颈问题,中国研究人员开展了一项突破性研究。团队发现单道沉积的宽高比λ是决定最优重叠率的核心参数,由此构建了仅需λ输入的通用
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-06-16
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基于视差图像的360°曲面拼接光场显示及复用加速编码算法研究
在追求极致沉浸式体验的3D显示领域,如何突破平面显示的物理限制一直是研究者们的攻坚方向。传统投影光场技术虽能实现裸眼3D效果,但存在视角狭窄、曲面适配性差两大痛点。更棘手的是,基于3D模型的传统编码算法需要逐光线渲染,耗时长达数小时,严重制约实时应用。当Jones团队2014年首次在曲面上实现投影光场时,业界惊叹之余也发现其依赖复杂的光线追踪计算;而2016年Yoshida的环形投影系统虽扩展了视角,却仍未解决编码效率的瓶颈。这些局限使得360°全景光场显示始终停留在实验室阶段。中国国家自然科学基金支持的研究团队另辟蹊径,将视差图像与曲面几何特性相结合。研究人员创新性地开发出曲面拼接复用加速(
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-06-16
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综述:基于稀疏单光子数据的三维图像重建算法发展综述
单光子激光雷达:从原理到算法的三维成像革命Abstract单光子激光雷达(SP-LiDAR)凭借单光子灵敏度和皮秒级时间分辨率,通过累积多次光子计数构建直方图,实现了弱信号条件下的目标信息提取。该技术在精确测绘和自动驾驶导航中展现出显著优势,而其核心在于图像重建算法——以低成本、低技术复杂度和高质量重建能力,成为研究焦点。Introduction与传统线性LiDAR相比,SP-LiDAR的独特之处在于利用单光子雪崩二极管(SPAD)的二进制信号特性,通过光子计数直方图重构目标强度。然而,SPAD无法区分信号与噪声(如暗计数、热噪声),导致高误报率。MIT团队2014年提出的首光子成像(FPI)
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-06-16
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综述:激光冲击产生拉伸力的应用:从测试到加工
Glossary激光冲击技术(LST)通过高能激光束与材料相互作用诱导冲击波,产生机械效应;激光冲击粘接测试(LASAT)则利用激光冲击产生的拉伸力定量评估界面结合强度,适用于无损检测。Laser shock pressure高功率密度脉冲激光照射靶材时,表面材料汽化电离形成爆炸性等离子体,产生动态压力并引发冲击波。1972年首次通过透明介质约束等离子体实现峰值压力显著提升,揭示了自由膨胀与约束状态下的两种力学行为。Laser shock adhesion test for bonding assessmentLASAT通过激光脉冲在材料内部产生冲击波,利用涂层或粘接层的剥离过程评估材料粘附性
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-06-16
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离子束沉积法制备高迁移率低粗糙度IGZO薄膜的等离子体能量调控机制及器件应用研究
随着现代电子器件对高性能材料的迫切需求,非晶氧化物半导体(AOS)因其高介电常数、宽禁带等特性成为薄膜晶体管(TFT)的核心材料。其中铟镓锌氧化物(IGZO)凭借高迁移率、低功耗等优势,在平板显示、柔性电子及新型存储器(如3D-DRAM和2T0C架构)中展现出巨大潜力。然而传统制备方法如磁控溅射存在等离子损伤,溶胶-凝胶法易产生化学残留,导致薄膜性能受限。特别是等离子体能量对IGZO微观结构的调控机制尚不明确,制约了其在高端器件中的应用突破。江苏师范大学的研究团队采用离子束沉积(IBD)技术,通过精确调控栅极电压改变等离子体能量,在硅基和石英基底上制备了IGZO薄膜。研究对比了富氧与非氧环境下
来源:Optical Materials
时间:2025-06-16
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退火温度与氧分压协同调控WO3薄膜电致变色性能的机制研究
在能源危机与碳中和背景下,智能窗技术因其可动态调节光热特性的优势成为研究热点。其中,三氧化钨(WO3)薄膜作为经典电致变色(EC)材料,其性能受制于制备工艺参数与后处理条件的复杂影响。尽管前人已认识到氧分压(PaO2)和退火温度的关键作用,但二者协同效应对薄膜微观结构及EC性能的调控机制仍不明确,导致实际应用中常出现裂纹、低着色效率(CE)和循环稳定性差等问题。为破解这一难题,来自印度的研究团队在《Optik》发表论文,通过直流磁控溅射(DC magnetron sputtering)在氟掺杂氧化锡(FTO)基底上制备WO3薄膜,系统考察了0.3/0.5 mTorr两种PaO2条件下,室温至4
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双掺杂Sn2
P2
S6
铁电晶体的光折变性能优化及其动态干涉仪应用研究
在光电材料领域,Sn2P2S6(SPS)铁电晶体因其优异的光折变(photorefractive, PR)特性备受关注。这类晶体在动态全息存储、光学信息处理等领域展现出巨大潜力,但现有Sb单掺杂样品存在致命缺陷——虽然能实现18 cm−1的高双波混频增益,却在持续光照下PR光栅会快速衰减。这种不稳定性源于光致变色效应与电荷扩散的相互竞争,严重制约了实际应用。为突破这一瓶颈,研究人员创新性地采用Cu-Sb双掺杂策略。通过气相传输法生长出掺杂浓度均为1 mol%的SPS:(Sb+Cu)晶体,系统表征发现:改性晶体虽增益略降至15 cm−1,但光栅稳定性显著提升。实验证实,双掺杂形成的复合缺陷能有效
来源:Optical Materials
时间:2025-06-16
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银纳米立方体与银@金空心纳米结构的三阶非线性光学特性及其在超快光子器件中的应用研究
论文解读研究背景在超快光子器件(如光学开关和传感器)的开发中,具有强三阶非线性光学(NLO)响应的材料至关重要。贵金属纳米颗粒(如银和金)因其局域表面等离子体共振(LSPR)效应,能够产生显著的非线性克尔效应和可调谐吸收特性。然而,如何通过结构设计和成分调控进一步提升非线性响应仍是挑战。银纳米立方体(Ag-NCs)因其尖锐的几何拐角可产生局域场增强,而银@金(Ag@Au)空心纳米结构则结合了银的高非线性活性与金的化学稳定性,成为潜在解决方案。研究方法研究团队通过飞秒Z-scan技术(357 fs脉冲,1040 nm激发)对比分析了Ag-NCs和Ag@Au空心纳米结构的非线性光学性质。利用扫描电