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中国激光 2021年第2期48卷 3-12页

作者：陈念科黄宇婷李贤斌孙洪波集成光电子学国家重点实验室吉林大学电子科学与工程学院吉林长春130012 精密测试技术及仪器国家重点实验室清华大学精密仪器系北京100084

激光诱导的相变是超短脉冲激光对材料进行加工改性的关键物理过程。由热效应驱动的光致相变通常都源于材料无序化,例如熔化或蒸发。在此情况下,光对材料原子尺度的控制力面临困难,加工改性的精度受限。而短脉冲的非热效应可以实现更高... 详细信息

激光诱导的相变是超短脉冲激光对材料进行加工改性的关键物理过程。由热效应驱动的光致相变通常都源于材料无序化,例如熔化或蒸发。在此情况下,光对材料原子尺度的控制力面临困难,加工改性的精度受限。而短脉冲的非热效应可以实现更高精度的相变控制,但是由于光与物质的相互作用过程复杂,相关机理仍在探索之中。介绍了近年来超短脉冲激光诱导非热相变的实验观测结果以及相应的机理研究进展,重点对比介绍了几种可以描述原子尺度机制的理论方法和超快激光在相变材料中诱导非热相变的动力学机理。最后讨论了理论机理对激光控制相变的参考意义。

关键词：超快光学光与物质相互作用非热相变物理机制第一性原理计算

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激光加工石墨烯传感器和执行器研究进展

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中国激光 2021年第15期48卷 164-180页

作者：刘雨晴张嘉芮韩冬冬孙洪波清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室吉林长春130012

石墨烯由于独特的物理化学性质成为电子器件研发的热点材料。近年来,在石墨烯材料的器件化发展过程中,激光加工技术起到了重要的推动作用。本文综述了激光加工石墨烯在传感器与执行器方面的研究进展,介绍了三种常见的激光加工制备石墨... 详细信息

石墨烯由于独特的物理化学性质成为电子器件研发的热点材料。近年来,在石墨烯材料的器件化发展过程中,激光加工技术起到了重要的推动作用。本文综述了激光加工石墨烯在传感器与执行器方面的研究进展,介绍了三种常见的激光加工制备石墨烯材料的方法,包括激光还原石墨烯氧化物、激光诱导石墨烯生成和激光剪裁石墨烯,同时详细阐述了激光加工石墨烯材料在传感器和执行器方面的研究进展,最后对激光加工石墨烯材料在未来的发展与应用进行了总结与展望。

关键词：激光技术石墨烯石墨烯氧化物传感器执行器

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飞秒激光制备蛋白质智能软体执行器

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中国激光 2021年第14期48卷 1-8页

作者：胡昕宇马卓晨韩冰李春赫张永来吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室吉林长春130012 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

近年来,由柔软和自适应性强的材料组成的智能软体执行器以其高灵活性、生物兼容性和对高负载的机械弹性等一系列优势引起了人们的广泛关注。在各种制造技术中,飞秒激光双光子聚合技术已被证明是一种强有力的工具,促进了智能执行器支持... 详细信息

近年来,由柔软和自适应性强的材料组成的智能软体执行器以其高灵活性、生物兼容性和对高负载的机械弹性等一系列优势引起了人们的广泛关注。在各种制造技术中,飞秒激光双光子聚合技术已被证明是一种强有力的工具,促进了智能执行器支持的功能性微机械的发展。利用飞秒激光双光子聚合技术制备了一种基于蛋白质生物材料的对pH刺激响应的微机械,一步实现了蛋白质材料的三维构型和内部交联网络密度的三维分布,通过切换溶液的pH值实现了生物微机械"手臂"的捕捉和释放动作。这种制备策略在面向生物检测、细胞操控的器件研制方面具有广阔的应用前景。

关键词：激光技术飞秒激光软体执行器 pH响应蛋白质微纳结构微机械

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微流控拉曼检测芯片的制备与应用

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中国激光 2021年第2期48卷 127-150页

作者：李春赫马卓晨胡昕宇朱琳韩冰张永来吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室吉林长春130012 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

微流控芯片系统具有高效率、低损耗、高安全系数、高灵敏度等优势,表面增强拉曼散射(SERS)光谱具有灵敏度高以及指纹效应强等优点。从两方面对微流控拉曼检测芯片进行综述:微流控芯片通道和SERS基底的制备以及微流控拉曼检测芯片的集成... 详细信息

微流控芯片系统具有高效率、低损耗、高安全系数、高灵敏度等优势,表面增强拉曼散射(SERS)光谱具有灵敏度高以及指纹效应强等优点。从两方面对微流控拉曼检测芯片进行综述:微流控芯片通道和SERS基底的制备以及微流控拉曼检测芯片的集成与应用。最后讨论了SERS微流控芯片在便携化应用方面的挑战和机遇,并对整个领域的未来发展方向与前景进行了展望。

关键词：光学制造表面增强拉曼散射微流控芯片微通道拉曼增强基底激光加工检测分析

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非侵入式负荷识别边缘计算颜色编码研究

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仪器仪表学报 2020年第9期41卷 12-19页

作者：陈军锋王雪张效天清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

非侵入式负荷监测是负荷监测领域的发展趋势,随着用电负荷数量和类型的迅速增加,提取可辨识的负荷特征并建立可靠的分类模型是提升负荷识别效果的重要途径。而将原始电能数据上传至云端集中计算会占用大量网络带宽和服务器计算资源。本... 详细信息

非侵入式负荷监测是负荷监测领域的发展趋势,随着用电负荷数量和类型的迅速增加,提取可辨识的负荷特征并建立可靠的分类模型是提升负荷识别效果的重要途径。而将原始电能数据上传至云端集中计算会占用大量网络带宽和服务器计算资源。本文提出一种颜色编码负荷标识构建方法,并依托边缘计算架构合理分配计算任务,根据边缘端和云端计算资源分别部署合适的深度学习模型进行负荷识别,实现边缘端和云端计算资源的充分利用,并降低网络带宽需求。针对公共数据集的实验结果表明,本文边缘-云协作负荷识别正确率超过当前最优方法,边缘端独立负荷识别方法在资源受限的条件下正确率超过91%,对提高居民家庭用电的能效性和减少能源浪费具有重要意义。

关键词：非侵入式负荷监测边缘计算负荷识别颜色编码负荷标识

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非线性超构表面:谐波产生与超快调控

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红外与激光工程 2020年第9期49卷 122-135页

作者：赵云杨原牧清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

超构表面是指由亚波长结构构成的纳米光学天线阵列。在合适的激发条件下,纳米天线可以产生共振,实现近场增强,进而增强非线性光学效应。相较于传统非线性光学晶体,超构表面集成度较高,有利于实现小型化的高效非线性光源。由于光只传播... 详细信息

超构表面是指由亚波长结构构成的纳米光学天线阵列。在合适的激发条件下,纳米天线可以产生共振,实现近场增强,进而增强非线性光学效应。相较于传统非线性光学晶体,超构表面集成度较高,有利于实现小型化的高效非线性光源。由于光只传播亚波长的距离,针对非线性谐波产生等应用,超构表面具有无需考虑相位匹配的优势。此外,超构表面具有亚波长的空间分辨率,通过对结构单元的设计和排列,可以实现对非线性谐波的相位、偏振和振幅的灵活调控。该综述针对超构表面在光学频率转换、非线性波前调控以及超快全光调控等领域的国内外近期工作进行了总结,并对非线性超构表面在走向实际应用中面临的挑战和进一步的发展方向进行了展望。

关键词：超构表面频率转换非线性波前调控超快调控

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小型质谱双线形离子阱间离子传输

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质谱学报 2020年第2期41卷 142-146,I0005页

作者：王南刘新玮欧阳证清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

多级质谱串联在各个领域都有广泛应用。双线形离子阱的小型质谱可以实现类似传统三重四极杆质谱仪的串联质谱分析功能,而在此过程中,双阱间的离子传输为重要的仪器功能。在已发表的双线形离子阱工作中,对阱间离子传输,尤其是质量选择性... 详细信息

多级质谱串联在各个领域都有广泛应用。双线形离子阱的小型质谱可以实现类似传统三重四极杆质谱仪的串联质谱分析功能,而在此过程中,双阱间的离子传输为重要的仪器功能。在已发表的双线形离子阱工作中,对阱间离子传输,尤其是质量选择性传输鲜有系统的研究。本工作研究了离子阱q值、阱内气压、辅助性交流电(AC)的强度、辅助性AC的作用时长等因素对传输的目标离子强度的影响,优化了离子传输条件,如q1=q2=0.3,阱内气压为0.37 Pa,AC强度为350 mV,离子传输时长大于10 ms等。该结果对小型质谱双线形离子阱的自主研发和提升阱间离子传输效率具有指导作用。

关键词：小型质谱双线形离子阱离子传输阱间

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人行为骨架特征识别边缘计算方法研究

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仪器仪表学报 2020年第10期41卷 156-164页

作者：游伟王雪清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

人行为识别是智能安防监控领域的重要任务之一,传统的行为识别方法将原始图像集中上传至云端服务器,造成网络拥堵、服务器计算压力与计算延迟等问题。本文提出一种采用边缘计算的多时间尺度骨架特征融合行为识别方法。首先,从人行为的... 详细信息

人行为识别是智能安防监控领域的重要任务之一,传统的行为识别方法将原始图像集中上传至云端服务器,造成网络拥堵、服务器计算压力与计算延迟等问题。本文提出一种采用边缘计算的多时间尺度骨架特征融合行为识别方法。首先,从人行为的原始图像中提取关键点空间位置,构建人行为骨架特征。然后,将骨架特征提取与识别任务部署至多个边缘节点,在各个边缘节点上分别提取不同时间尺度的骨架特征并进行识别,所有边缘节点的识别结果上传至云端服务器并进行融合决策。本方法不仅能够根据准确率需求调整边缘节点数量,实现计算资源动态调度,缓解网络拥堵现象并减轻服务器计算压力,而且显著提高了识别准确率,对智能安防领域的人行为识别具有重要的实际应用价值。

关键词：行为识别边缘计算骨架特征多时间尺度特征提取

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基于温度闭环反馈的He-Ne激光器热稳频系统

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激光技术 2022年第6期46卷 755-759页

作者：缪鑫王琦邓勇张书练南通大学机械工程学院南通226019 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

为了提升激光回馈测量系统中He-Ne激光器的性能,解决激光回馈镜不断移动时频率无法使用传统方法稳定的技术问题,采用基于温度反馈控制激光器管体温度的闭环被动稳频的方法,进行了理论分析和实验验证,研究了不同管体温度与环境温度差值... 详细信息

为了提升激光回馈测量系统中He-Ne激光器的性能,解决激光回馈镜不断移动时频率无法使用传统方法稳定的技术问题,采用基于温度反馈控制激光器管体温度的闭环被动稳频的方法,进行了理论分析和实验验证,研究了不同管体温度与环境温度差值下频率稳定性。结果表明,系统最佳温差为25.6℃;在此温差条件下稳频后,He-Ne激光器波长波动范围达10^(-4),即频率稳定性达到1.61×10^(-7),功率漂移量低于3.20%。该系统可以根据环境温度的变化调节稳频温度点,并且稳频结构简单,满足激光回馈一般应用系统稳定性的要求。

关键词：激光技术稳定性温度闭环控制频率

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脉冲光辐射源安全相关标准与测量方法研究

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中国医疗设备 2024年第5期39卷 148-154页

作者：潘建根李培培李倩曹良才清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 杭州远方光电信息股份有限公司浙江杭州310053

脉冲光辐射源在医疗美容行业中的应用日益广泛,而与之相伴的光辐射安全问题也备受业界关注。当前多个光生物安全相关标准涉及脉冲光辐射源的测量和评价,其具体条款要求尚未规范和统一,按照不同标准得到的产品安全等级分类也可能会大相... 详细信息

脉冲光辐射源在医疗美容行业中的应用日益广泛,而与之相伴的光辐射安全问题也备受业界关注。当前多个光生物安全相关标准涉及脉冲光辐射源的测量和评价,其具体条款要求尚未规范和统一,按照不同标准得到的产品安全等级分类也可能会大相径庭。本文基于标准发展的脉络和理论依据,梳理比较了脉冲光辐射源的测量和评价方法,并以典型的脱毛仪产品为例,利用实测数据分析计算了其在不同标准下的危险等级分类。本文的测量分析可持续完善医美产品的评价标准,为进一步规范医疗器械管理提供一定的参考。

关键词：脉冲光辐射源光生物安全曝辐限值危险等级

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