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强激光与粒子束 2025年第1期37卷 19-25页

作者：吴文龙林东晖牛龙飞熊迁王振国刘建国陈文棋吴悦刘勇王琳姚轲陈林中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

在高通量激光装置真空系统运行过程中,泵组润滑油在真空环境下产生的分子污染可能扩散沉积在光学系统元件表面,在高通量激光辐照下诱导损伤,降低光学元件负载能力。针对真空系统洁净度控制开展研究,构建了包括真空泵组优化、增加低温冷... 详细信息

在高通量激光装置真空系统运行过程中,泵组润滑油在真空环境下产生的分子污染可能扩散沉积在光学系统元件表面,在高通量激光辐照下诱导损伤,降低光学元件负载能力。针对真空系统洁净度控制开展研究,构建了包括真空泵组优化、增加低温冷阱吸附、增加冷阱在线加热再生工艺的真空系统洁净度控制方法。实验研究结果表明:真空系统经过120 h连续运行后,平均24 h非挥发性残留物表面沉积量维持在2.86×10^(-9)g/cm^(2)洁净水平,熔石英光学试片考核组和对照组在350 nm处的透过率以及12.3 J/cm^(2)通量以下的损伤密度曲线基本一致,证明了该方法的有效性。

关键词：高通量激光装置真空系统洁净度光学元件透过率损伤密度

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面向TBM应用的激光辅助破岩技术现状及展望

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激光与光电子学进展 2025年

作者：康民强白杨李平朱启华中国工程物理研究院激光聚变研究中心中国工程物理研究院研究生院

隧道掘进机（TBM）在面对高强度岩石时存在掘进速度慢、滚刀损耗率高等问题。激光辅助破岩能够减少机械钻头磨损、提高破岩效率、安全可控且环境友好等特点，自诞生以来便是破岩应用研究的热点，其弱化岩石强度的能力更是被期望用于辅助... 详细信息

隧道掘进机（TBM）在面对高强度岩石时存在掘进速度慢、滚刀损耗率高等问题。激光辅助破岩能够减少机械钻头磨损、提高破岩效率、安全可控且环境友好等特点，自诞生以来便是破岩应用研究的热点，其弱化岩石强度的能力更是被期望用于辅助TBM“降本增效”。本文论述了激光辅助TBM破岩的原理，介绍了近年来国内外激光辅助TBM破岩技术发展现状，分析了其中存在的问题及发展趋势。

关键词： TBM 激光辅助破岩破岩机理试验验证装置探索

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结合频域白光干涉和反射光谱的膜厚测量方法

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激光与光电子学进展 2025年第3期62卷 167-175页

作者：高瑞博叶翰晟范伟魏来谷渝秋中国工程物理研究院激光聚变研究中心清华大学工程物理系绵阳科技城光子技术研究院

提出一种结合频域白光干涉和反射光谱的膜厚测量新方法。该方法将空气考虑为介质层，与待测薄膜一起构成多层膜结构模型。利用多层膜结构反射产生的白光频域干涉条纹重建非线性相位，并拟合获得薄膜厚度。针对拟合过程中出现的局部最优... 详细信息

提出一种结合频域白光干涉和反射光谱的膜厚测量新方法。该方法将空气考虑为介质层，与待测薄膜一起构成多层膜结构模型。利用多层膜结构反射产生的白光频域干涉条纹重建非线性相位，并拟合获得薄膜厚度。针对拟合过程中出现的局部最优解问题，利用反射光谱获得的厚度值来限制拟合范围。通过理论推导和数值模拟研究了采用多层膜结构模型测量待测薄膜厚度的过程，再搭建光纤检测系统，通过对单层二氧化硅薄膜厚度进行实验测量，验证了该方法的可行性。

关键词：薄膜厚度测量频域白光干涉反射光谱光纤

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高乙醇含量电解液体系下的宏孔硅阵列光电化学腐蚀技术研究

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现代化工 2025年第2期45卷 188-192,198页

作者：宁宇季旋周秀文何玉丹翁文茜中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

采用光电化学腐蚀单晶硅方法进行宏孔硅阵列制备技术研究,探究了高乙醇含量电解液体系下腐蚀电压对宏孔硅形貌的影响,分析了单晶硅定向溶解机理。结果表明,高乙醇电解液下,单晶硅的腐蚀主要为二价溶解过程,有别于常规电解液体系下单晶... 详细信息

采用光电化学腐蚀单晶硅方法进行宏孔硅阵列制备技术研究,探究了高乙醇含量电解液体系下腐蚀电压对宏孔硅形貌的影响,分析了单晶硅定向溶解机理。结果表明,高乙醇电解液下,单晶硅的腐蚀主要为二价溶解过程,有别于常规电解液体系下单晶硅的四价溶解过程;在该体系下,单晶硅的溶解速度较快,具有较好的应用前景。在腐蚀电压为1.5 V、腐蚀时间为2 h,得到深宽比为23的宏孔硅阵列,腐蚀速度最快可达75μm/h;反应过程中有氢气产生,使腐蚀速度增大,腐蚀至115μm后,过量氢气堆积使孔尖腐蚀受抑制。

关键词：宏孔硅阵列光电化学腐蚀法电解液腐蚀机理物质交换

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面向精密实验的飞秒激光精密加工技术研究进展

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强激光与粒子束 2025年第1期37卷 134-146页

作者：何煦马云灿马骁曹柱荣喻寅银颖李晶杨靖孟立民李军陶天炯杨昊蒋均中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900

飞秒激光精密加工技术具备极短脉冲宽度避免或缓解热效应、极高峰值功率密度适用于任意固体材料、极小焦斑尺寸实现微区精准去除或改性等三个方面的特性,满足精密诊断/测量实验涉及的各类难加工及特种材料的安全精密加工需求。高稳定性... 详细信息

飞秒激光精密加工技术具备极短脉冲宽度避免或缓解热效应、极高峰值功率密度适用于任意固体材料、极小焦斑尺寸实现微区精准去除或改性等三个方面的特性,满足精密诊断/测量实验涉及的各类难加工及特种材料的安全精密加工需求。高稳定性高重复频率飞秒激光器的应用,弥补了低重复频率飞秒激光难以实现高速扫描的不足,这为精密实验所需各类精密样品/样件的高效精密加工提供了重要能量源。以中国工程物理研究院各研究所精密实验对精密样品的安全高效精密加工需求为切入点,分别以激光X射线精密靶材及结构、炸药材料微结构、超硬材料复合折射透镜结构、微型探头光纤精密固定结构、太赫兹滤波器核心结构等典型应用场景为例,介绍了高重频飞秒激光精密加工技术在难加工材料和特种材料安全高效精密加工方面的研究进展。

关键词：飞秒激光精密加工金属材料炸药材料超硬材料

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基于迭代-帧间双预测的CUP-VISAR重构方法

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强激光与粒子束 2025年第2期37卷 60-69页

作者：温懿岚李海艳甘华权黄运保王峰理玉龙关赞洋余远平黄庆鑫郑铠涛广东工业大学机电工程学院广州510006 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

CUP-VISAR系统是将超快压缩成像(CUP)与二维任意反射面速度干涉仪(VISAR)结合的新技术。针对CUP-VISAR系统在含有大噪声情况下图像重构质量明显下降的问题,提出了一种基于迭代-帧间双预测的压缩超快摄影重构方法。对帧间图像数据的相关... 详细信息

CUP-VISAR系统是将超快压缩成像(CUP)与二维任意反射面速度干涉仪(VISAR)结合的新技术。针对CUP-VISAR系统在含有大噪声情况下图像重构质量明显下降的问题,提出了一种基于迭代-帧间双预测的压缩超快摄影重构方法。对帧间图像数据的相关性及同一帧图像前后迭代的关联性进行研究,将压缩图像重构问题表述为一个基于卡尔曼预测和帧间预测的迭代-帧间双预测优化问题,并使用即插即用广义交替投影(PnP-GAP)框架来有效解决优化问题。仿真实验表明,在大高斯噪声条件下,所提方法的最小峰值信噪比(PSNR)提高了3.18~2.11 dB,最小结构相似性(SSIM)提高了20.30%~8.22%。实际结果表明,所提方法得到的条纹图像清晰度更高,重构的线-VISAR(1D-VISAR)条纹移动趋势更清晰,验证了算法的有效性。

关键词： CUP-VISAR 帧间预测卡尔曼预测即插即用广义交替投影图像重构

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多罗兰圆晶体高分辨X射线光谱诊断

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光学学报 2025年第4期45卷 234-242页

作者：施军江月黎淼王峰杨国洪韦敏习孙奥王瑞泽杨记鑫重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆邮电大学光电工程学院中国工程物理研究院激光聚变研究中心

为了满足X射线光谱诊断宽频谱范围与高光谱分辨的检测要求，基于罗兰圆原理提出了多罗兰圆弯曲晶体结构，该结构不仅能够实现高收光效率，还因遵循罗兰圆原理，在宽频谱范围内保持了高光谱分辨的优势。设计了多罗兰圆晶体X射线光谱检测... 详细信息

为了满足X射线光谱诊断宽频谱范围与高光谱分辨的检测要求，基于罗兰圆原理提出了多罗兰圆弯曲晶体结构，该结构不仅能够实现高收光效率，还因遵循罗兰圆原理，在宽频谱范围内保持了高光谱分辨的优势。设计了多罗兰圆晶体X射线光谱检测系统，检测布拉格角度范围为32.1°～36.5°，覆盖X射线波长范围为0.1461～0.1635 nm，对应光谱能量范围为7.6～8.5 keV。完成了该系统对X射线光谱检测的仿真分析，仿真结果显示，多罗兰圆结构能够在设计的频谱范围内实现高光谱分辨诊断，其仿真光谱分辨力约为5000，且能够很好地抑制光源延展对光谱分辨力的影响。采用α-石英■晶体材料研制了多罗兰圆弯曲晶体，利用Cu靶X射线管及X射线光子探测器搭建了光谱检测系统，进行了X射线探测实验。实验结果表明，该系统能够成功获取Cu靶的Kα1及Kα2聚焦光谱，其实际光谱分辨力超过3000。

关键词： X射线光学多罗兰圆结构高光谱分辨力衍射聚焦宽频谱检测范围

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基于量子级联结构的光电器件研究

基于量子级联结构的光电器件研究

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新质生产力-柔性电子技术暨智能医疗高峰论坛

作者：王雪敏蒋涛湛治强陈风伟张继成彭丽萍罗佳文刘莹刘城旭吴卫东中国工程物理研究院激光聚变研究中心

基于量子级联结构的光电器件作为一种紧凑的、可相干的固体器件，具有响应速度快、体积小、便于集成等优点，在材料科学、生物医学、航空航天、国家防卫与安全等众多领域都有重大应用价值。本文介绍了基于量子级联结构的光电器件的应用...

基于量子级联结构的光电器件作为一种紧凑的、可相干的固体器件，具有响应速度快、体积小、便于集成等优点，在材料科学、生物医学、航空航天、国家防卫与安全等众多领域都有重大应用价值。本文介绍了基于量子级联结构的光电器件的应用背景、研究现状、基本性能等，通过理论设计、超高质量材料外延生长、微纳器件工艺、性能测试、工程应用等全流程开发，成功研制了系列频点太赫兹量子级联激光器、中红外量子级联激光器、中红外量子级联超辐射光源，并以此为基础，成功研制出国际首款基于能带工程设计的超高灵敏度的深低温温度传感器。

关键词：

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AI辅助内窥拉曼技术在消化道肿瘤快诊中的应用研究

AI辅助内窥拉曼技术在消化道肿瘤快诊中的应用研究

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新质生产力-柔性电子技术暨智能医疗高峰论坛

作者：王明坤中国工程物理研究院激光聚变研究中心

消化道肿瘤是全球范围内导致死亡的重要原因之一，消化道肿瘤的早期诊断和治疗对改善患者预后至关重要。然而，消化道肿瘤在早期阶段缺乏明显的临床症状，导致许多患者错失了最佳治疗时机。传统的内窥镜检查虽然能够直接观察消化道，但...

消化道肿瘤是全球范围内导致死亡的重要原因之一，消化道肿瘤的早期诊断和治疗对改善患者预后至关重要。然而，消化道肿瘤在早期阶段缺乏明显的临床症状，导致许多患者错失了最佳治疗时机。传统的内窥镜检查虽然能够直接观察消化道，但由于其依赖于医生的判断和经验，难以做到完全准确和高效;并且在后期还需要根据内镜联合染色来确定最终病理诊断结果，所以还存在检测时间长，操作复杂等问题。因此，开发一种能够提高消化道肿瘤早期诊断率的新技术显得尤为重要。

关键词：

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相位与幅度的延迟误差对脉冲相干堆积的影响

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光电技术应用 2025年第1期40卷 12-16页

作者：刘必达黄智蒙周丹丹夏汉定张帆彭志涛中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳

文中搭建了基于GTI腔(Gires-Tournois interferometer)的三脉冲时域相干合成系统,实验研究了脉冲串相位预设与幅度波形的时间延迟误差对合成效果的影响。在光腔相位控制系统处于闭环的情况下,在1 ns范围内,以0.1 ns的精度改变脉冲相位... 详细信息

文中搭建了基于GTI腔(Gires-Tournois interferometer)的三脉冲时域相干合成系统,实验研究了脉冲串相位预设与幅度波形的时间延迟误差对合成效果的影响。在光腔相位控制系统处于闭环的情况下,在1 ns范围内,以0.1 ns的精度改变脉冲相位预设电压的时钟,观察并分析相干堆积波形的演化过程与规律。结果表明,脉冲串相位与幅度波形的时钟精密同步能够较大地提升相干堆积波形的峰值,经过实验优化,三脉冲时域相干合成,主副脉冲比达到6.43∶1。另外,相位预设信号与幅度波形存在时间延迟的情况下,会使堆积波形发生畸变,主脉冲峰值相对同步的时刻有所下降。

关键词：光纤激光超短脉冲脉冲相干堆积脉冲相位

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