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光折变材料中空穴-电子竞争诱导的空间电荷波非线性动力学研究
在光电材料领域,光折变晶体中的空间电荷波(SCW)现象一直被视为"动态全息存储"的核心物理机制。这类材料在激光照射下会产生周期性电荷分布,形成可擦写的体全息光栅。然而,当材料中存在空穴和电子两种载流子竞争时,其动力学过程会变得异常复杂——就像两个舞者在狭小舞台上争夺主导权,导致系统出现不可预测的共振行为。传统理论难以解释这种非线性耦合效应,严重制约了Bi12TiO20等硅铋石(sillenite)晶体在实时光学信息处理中的应用。来自圣保罗州立大学的研究团队在《Optical Materials》发表的这项研究,创新性地采用反射几何双波混合实验,结合532nm激光照射无掺杂BTO晶体,首次捕捉到
来源:Optical Materials
时间:2025-06-16
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机器人辅助激光加工面齿轮表面微结构的轨迹规划与实验研究
在航空航天等高精尖领域,面齿轮作为动力传输的核心部件,其性能直接决定装备在重载、高温等极端环境下的可靠性。传统机械加工微结构的方法面临工具磨损、效率低下等瓶颈,而激光加工虽具潜力,却因复杂曲面导致的离焦现象(Defocus)难以控制,严重制约加工精度。更棘手的是,现有研究对工艺参数与表面性能的关联机制缺乏系统认知,亟需创新方法突破技术壁垒。重庆大学研究团队在《Optics》发表的研究,开创性地将工业机器人(ABB IRB 4600-60/2.05)与激光加工技术融合,提出基于离焦控制(DOF, Depth of Focus)的轨迹规划方法。通过建立激光焦深特性模型(Eq.1),结合机器人运动补
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-06-16
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基于太赫兹光谱调制的周期性圆孔阵列应变传感器研究
在工程结构健康监测领域,应变传感器是评估材料变形和结构完整性的关键工具。传统基于微纳加工技术的太赫兹(THz)应变传感器,如Li等提出的I形或交叉形超材料结构,虽能实现高灵敏度检测,但其制造过程依赖复杂的光刻和蚀刻工艺,且需使用金等昂贵材料,导致成本居高不下。此外,这些微米级结构在复杂工程环境(如桥梁、大坝)中易受机械损伤,限制了实际应用。如何开发兼具低成本、高鲁棒性和可靠性的应变传感器,成为亟待解决的难题。针对这一挑战,中国国家自然科学基金支持的研究团队创新性地提出了一种基于周期性圆孔阵列的太赫兹应变传感器。该传感器以聚四氟乙烯(PTFE)为基底,通过机械加工圆孔阵列形成亚波长结构,利用应变
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-06-16
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基于双尾延轴点扩散函数的无图案晶圆暗场检测系统轴向响应范围扩展研究
在半导体制造的前道工艺中,无图案晶圆的缺陷检测如同在广袤沙漠中寻找特定的沙粒——暗场成像系统凭借非接触、高灵敏度和高通量的优势成为主流检测手段。然而随着缺陷尺寸进入纳米级,检测系统陷入两难境地:采用高数值孔径(NA)的深紫外(DUV)光源虽能捕获更微弱的散射信号,却使系统景深(DOF∝λ/NA2)骤减至纳米级,微米级晶圆表面起伏就会导致严重离焦,造成信号扩散和信噪比(SNR)恶化。更棘手的是,现有解决方案各有限制:机械实时调焦系统效率低下,暗场全息显微术受相干光源的散斑噪声困扰,而光瞳分割法则面临掩模制备难题。针对这一行业痛点,中国的研究团队在《Optics》发表论文,提出通过双尾延轴点扩散函
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-06-16
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基于星形纳米结构的多功能近红外手性超表面及其在光学通信与传感中的应用
在自然界中,从DNA的双螺旋到香槟酒瓶的软木塞,手性现象无处不在。这种"左右互不重叠"的特性在生物分子识别、药物开发等领域至关重要,但自然材料的手性光学响应往往微弱到需要复杂设备才能检测。与此同时,随着光子器件小型化需求的激增,如何在近红外波段——这个兼具分子指纹识别和光纤通信优势的"黄金窗口",实现多功能集成化器件成为学界难题。针对这些挑战,来自孟加拉国工程技术大学的研究团队创新性地设计了一种星形银纳米天线手性超表面,相关成果发表在《Optics and Lasers in Engineering》。该研究通过将四种不对称排列的银纳米星与棒状结构嵌入SiO2介质,利用有限时域差分法(FDTD
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-06-16
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基于高光谱激光雷达的水下真彩色三维成像可行性研究
海洋探索中,水下目标的精确三维成像一直是技术难点。传统单波长激光雷达(LiDAR)虽具有毫米级测距精度,却无法获取目标的光谱信息;而被动光学成像技术虽能记录色彩,却因水体对光的吸收和散射导致严重色偏,且无法精确测量目标距离。近年来,高光谱激光雷达(HSL)因其能同步获取目标空间结构和光谱特征的优势,成为水下探测的新方向。然而,水体对不同波长激光的选择性衰减——例如在开放海域470-490nm激光穿透性最佳,而浑浊水域需560-580nm激光——使得直接获取的HSL数据色彩严重失真。如何基于HSL实现水下目标的真彩色三维重建,成为亟待解决的科学问题。中国某研究机构团队在《Optics and L
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-06-16
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基于光谱差异匹配降维与深度光谱目标感知特征的高光谱视频跟踪算法研究
在遥感监测和军事侦察等领域,高光谱视频(HSV)因其独特的光谱-空间三维数据立方体结构,为复杂环境下的目标跟踪提供了新思路。然而,现有技术面临三大瓶颈:传统RGB或灰度图像缺乏光谱分辨能力;高光谱数据冗余导致计算效率低下;背景杂波(BC)和相似目标干扰易引发跟踪漂移。尽管Wu等学者尝试通过对抗域适应缓解多传感器兼容性问题,Wan等提出光谱提示学习(SIP)实现跨模态迁移,但如何动态优化光谱特征权重仍是未解难题。中国的研究团队创新性地将光谱差异匹配降维(SDMR)与深度语义特征相结合。SDMR通过像素级光谱差异分类生成光谱掩模,在压缩数据维度的同时增强目标-背景对比度;深度光谱目标感知特征(De
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-06-16
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温度对高铽氟氧化物玻璃磁光性能的影响机制及其应用研究
在光电技术飞速发展的今天,磁光材料作为光学隔离器、激光系统和磁存储的核心组件,其性能直接决定了设备的可靠性。然而,以铽(Tb3+)掺杂玻璃为代表的磁光材料面临严峻挑战——当环境温度升高时,材料的Verdet常数(表征法拉第旋转能力的核心参数)会急剧下降,导致器件性能劣化。这一"热衰退"现象严重制约了磁光器件在航天、工业激光等高温场景的应用。更棘手的是,学界对温度影响磁光性能的微观机制尚未阐明,使得材料优化缺乏理论指导。针对这一瓶颈问题,国内研究团队在《Optical Materials》发表的最新研究,以自主设计的SiO2–B2O3–Tb2O3–TbF3体系氟硼硅酸盐玻璃为研究对象,通过熔融淬
来源:Optical Materials
时间:2025-06-16
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Nd3+
/Yb3+
:LuPO4
晶体的光谱特性及其在1.0 μm波段多波长激光器中的潜在应用
在激光技术领域,1.0 μm波段激光器因其在军事制导、医疗手术和光纤通信中的关键作用,成为研究热点。然而,传统Yb3+掺杂材料面临泵浦波长与激光波长接近导致的再吸收损耗难题,而Nd3+掺杂体系虽具备808 nm二极管泵浦优势,却受限于上转换能量损失。如何兼顾高效泵浦与多波长输出,成为突破技术瓶颈的关键。山东某研究团队在《Optical Materials》发表的研究中,创新性地采用高温溶液法(以Pb2P2O7为助熔剂)生长出Nd/Yb:LuPO4晶体。通过X射线衍射(XRD)验证晶体结构,结合RM(Reciprocity Method)和F-L(Füchtbauer-Ladenburg)方法计
来源:Optical Materials
时间:2025-06-16
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退火调控CdS薄膜结构与光学性能的机制研究:实验与第一性原理计算的协同探索
在全球能源转型与环境保护的背景下,CdS/CdTe异质结太阳能电池因其高转换效率和低成本成为研究热点。作为窗口层的CdS薄膜,其质量直接影响电池性能,但传统制备方法存在结晶度低、缺陷多等问题。尤其采用新型溅射-蒸发-溅射(SES)金属靶工艺时,未反应Cd和本征缺陷更易残留。如何通过退火工艺优化薄膜性能,成为突破技术瓶颈的关键。为解决这一问题,中国科学院的研究团队在《Optik》发表论文,通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计、正电子湮灭多普勒展宽谱(PAS)等实验手段,结合第一性原理计算,系统分析了退火温度和时间对SES法制备CdS薄膜的影响。研究选取石英基底上沉积的Cd/S多层前驱体
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高荧光量子产率(76%)IRMOF-3/硫醇-烯聚合物及其配体复合材料的制备与光学性能研究
在光电材料领域,发光金属有机框架(LMOFs)因其可调控的孔道结构和电荷转移特性备受关注,但其实际应用长期受限于两大瓶颈:一是荧光量子产率(PLQY)普遍偏低,二是材料固有的脆性导致加工困难。传统聚合物改性方法虽能部分提升性能,却存在固化周期长、需高温条件等缺陷。更棘手的是,溶剂分子与MOFs的相互作用会显著影响其光学性能,但相关机制研究仍属空白。针对这些挑战,中国的研究团队创新性地采用非计量硫醇-烯(OSTE)聚合物,通过光诱导点击反应对IRMOF-3及其配体2-氨基对苯二甲酸(BDC-NH2)进行后合成聚合(PSP)处理。研究发现,OSTE网络通过共价交联作用,不仅显著提升了材料机械性能,
来源:Optical Materials
时间:2025-06-16
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超宽带系统中实现五频带陷波的低剖面四端口MIMO天线设计与性能验证
随着无线通信技术的高速发展,超宽带(UWB)系统因其高数据传输率、宽频带覆盖和低功耗特性,在雷达成像、室内定位等领域展现出巨大潜力。然而,UWB频谱(3.1-10.6 GHz)与WiMAX(3.5 GHz)、5G Wi-Fi(5 GHz)、Wi-Fi 6E(6 GHz)等窄带系统存在严重重叠,导致复杂的电磁干扰问题。传统解决方案如外置滤波器会增大设备体积和成本,而多输入多输出(MIMO)天线在提升信道容量的同时,又面临元件间距过近引发的互耦效应。如何在不增加硬件复杂度的前提下,实现多频带干扰抑制和高隔离度MIMO性能,成为天线设计领域的重大挑战。针对这一技术瓶颈,Siddhartha Acad
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原子态制备调控EIT慢光:基于Zeeman子能级布居工程的光速减速新策略
在量子光学领域,电磁诱导透明(EIT)现象犹如给光速按下"暂停键"——当控制激光与原子介质共振时,原本不透明的介质会突然对探测光"开绿灯",同时产生极强的色散效应使光速骤降。这种"慢光"效应在量子存储、高精度传感等领域展现出巨大潜力,但现有技术面临群速度调控精度不足的瓶颈。问题的核心在于:传统EIT研究多关注稳态参数优化,却忽视了原子初始态制备这一"起跑线"对慢光性能的决定性影响。针对这一挑战,伊朗国家科学基金会资助的研究团队在《Optik》发表创新成果。研究人员聚焦87Rb原子D2线的Zeeman子能级体系,开创性地将原子态制备作为主动调控工具。通过构建8×8密度矩阵模型求解Liouvill
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综述:内窥镜多模态光学成像的研究进展
内窥镜光学成像技术内窥镜光学成像技术通过整合透镜、光纤等光学元件,利用光在生物组织中的反射、散射特性实现体内可视化。核心成像模式包括:光学相干断层扫描(OCT)可提供微米级分辨率的横断面图像;光声成像(PAI)结合光学对比度与超声穿透深度,实现血管和肿瘤的功能成像;荧光成像(FLI)则通过标记特定生物分子实现细胞级特异性检测。双模态成像的突破OCT与PAI的联用(OCT-PA)填补了单一成像深度与分辨率不可兼得的空白。例如,在心血管疾病中,OCT-PA能同时显示血管壁微观结构和脂质斑块成分,辅助评估斑块破裂风险。而OCT与荧光共聚焦显微内镜(OCT-FCM)的组合,已在消化道早癌筛查中实现黏膜
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-06-16
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紫外皮秒激光精密切割ABS薄膜的机理研究与工艺优化
在精密制造领域,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)薄膜因其优异的机械性能和化学稳定性,被广泛应用于电子封装、航空航天部件等高端场景。然而传统切割技术面临严峻挑战:机械切割易产生毛刺和变形,水射流切割精度不足,电火花加工(EDM)仅适用于导电材料。虽然CO2激光可实现非接触加工,但其产生的热影响区(HAZ)宽度超过100 μm,且伴随微裂纹缺陷,难以满足微米级精密制造需求。针对这一技术瓶颈,华中科技大学的研究团队在《Optics》发表创新性研究,首次系统探究了355 nm紫外皮秒激光切割ABS薄膜的机理与工艺。研究采用独特的"仿真-表征"双轨分析法,通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)和傅里
来源:Optics & Laser Technology
时间:2025-06-16
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半无源光网络中基于频谱与IT资源均衡的任播业务供给优化研究
随着5G和固定5G(F5G)技术的迅猛发展,超高清视频点播、全息通信等新兴应用对聚合网络提出了超高带宽和超低延迟的严苛要求。然而,现有网络架构面临两大痛点:传统光网络升级成本高昂,且任播业务(如边缘云协作)的资源分配效率低下。任播业务的特点是客户端需要动态选择数据中心(DC)作为服务节点,这要求网络同时协调IT资源(计算/存储)和频谱资源的分配,形成复杂的路由-调制-频谱-IT资源联合分配(RMSITA)问题。针对这一挑战,研究人员创新性地提出半无源光网络(semi-FON)架构,通过混合部署昂贵的可滤波节点(OADM/OXC)与廉价的无源分光器节点,大幅降低网络升级成本。但该架构中任播业务的
来源:Optical Fiber Technology
时间:2025-06-16
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基于空间轨道角动量光束与多模光纤的彩色图像加密及抗机器学习攻击研究
在数字信息爆炸式增长的时代,光学图像加密技术因其高并行性和物理层安全性备受关注。然而,传统基于分数阶傅里叶变换、相位恢复或全息术的加密方法正面临严峻挑战——无监督机器学习能够通过分析散斑模式破解加密信息。更棘手的是,现有技术难以同步实现彩色信息的高保真传输与强抗攻击能力。这一困境源于两个核心矛盾:一是光学系统对颜色通道的同步处理能力有限,二是加密介质(如多模光纤)的物理扰动特性尚未被充分开发利用。针对这一技术瓶颈,中国的研究团队在《Optics and Lasers in Engineering》发表了一项突破性研究。他们创造性地将自由空间轨道角动量(Orbital Angular Momen
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-06-16
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大气水平浮力射流传热特性对激光系统光学像差的影响机制研究
在精密激光系统如天文观测和医疗成像中,温度波动如同隐形杀手——强制对流冷却虽能控温,却带来恼人的副作用:气流湍动会扭曲光路,形成类似"热透镜"的效应,最终导致激光焦点偏移或图像模糊。这种现象在汽车尾气扰动成像等场景中尤为明显。当前,学界缺乏对自由流动条件下热-光耦合机制的精准解析,而传统方法难以区分浮力与惯性力的独立作用。首尔科技大学的研究团队独辟蹊径,选择水平浮力射流作为"光学扰动模型",通过COMSOL Multiphysics多物理场仿真与波前传感技术,首次定量揭示了气流温度与光学像差的映射规律。研究发现,当热气流以3.5m/s速度水平喷射时,其核心区因浮力上升形成"负透镜",导致光线产
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-06-16
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紧凑型双波长共路数字全息显微镜:动态形貌重建的高精度解决方案
在微观世界的探索中,科学家们一直渴望获得高精度的三维形貌信息。数字全息显微镜(Digital Holographic Microscopy, DHM)作为一种非侵入式成像技术,能够同时记录光波的振幅和相位信息,在生物细胞观测和材料表面分析中展现出独特优势。然而,传统单波长DHM(SW-DHM)面临相位包裹问题的困扰——当样品光学路径长度(OPL)超过光源波长时,相位信息会被"包裹"在-π到π范围内,需要通过复杂的相位解包裹算法重建真实形貌。更棘手的是,相邻像素间的最大可测OPL被限制在单个波长范围内,这使得SW-DHM难以应对高深宽比结构的精确测量。为突破这一限制,科学家们开发了双波长DHM(
来源:Optics and Lasers in Engineering
时间:2025-06-16
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基于Er3+
离子斯塔克子能级的热增强上转换发光与高灵敏度光学测温研究
在高温工业检测、生物医学等领域,传统接触式测温技术面临严峻挑战。当测量对象处于极端环境、高速运动或微观尺度时,物理接触不仅可能干扰被测系统,甚至根本无法实现。光学非接触温度传感技术因其远程操作、高灵敏度等优势成为研究热点,其中基于稀土离子的上转换发光(UCL)材料尤为引人注目。然而,现有UCL材料普遍存在"热淬灭"现象——温度升高时发光强度反而降低,这严重制约了其在高温环境下的可靠性。更棘手的是,传统热耦合能级(TCELs)的测温灵敏度已接近理论极限。如何突破这些瓶颈?来自辽宁某高校的研究团队通过创新性地利用Er3+离子的斯塔克(Stark)子能级,在CaGdGaO4(CGGO)基质中实现了热
来源:Optical Materials
时间:2025-06-16