寬帶超短激光脈沖是光學(xué)相干層析成像、強(qiáng)場物理、阿秒科學(xué)等前沿領(lǐng)域的核心工具，其時(shí)域波形的精準(zhǔn)完整表征是其應(yīng)用的關(guān)鍵前提。高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室朱健強(qiáng)團(tuán)隊(duì)提出Spectral Correction and Trace Truncation（SCTT）方法—結(jié)合光譜濾波函數(shù)對測量跡線的校正效果，與多網(wǎng)格并行疊層成像算法對不完整跡線的脈沖重建能力，通過“光譜校正-裁剪重建"兩步操作，實(shí)現(xiàn)了對超寬帶脈沖的精準(zhǔn)反演，為超寬帶激光脈沖的精準(zhǔn)表征提供了全新路徑。相關(guān)成果發(fā)表于Optics and Lasers in Engineering 。

       激光焊接過程中的熔深狀態(tài)監(jiān)測已成為保障結(jié)構(gòu)安全與服役性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為提升在線精準(zhǔn)識別能力，光電裝備部激光智能制造技術(shù)研發(fā)中心楊上陸團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一套多傳感融合監(jiān)測平臺，同步采集焊接過程中的聲信號、等離子體光譜信號及熔池圖像信號，建立了涵蓋四類熔深狀態(tài)的多模態(tài)數(shù)據(jù)集。在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性提出一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NN）與梯度提升（XGBoost）相結(jié)合的混合模型框架(Fusion-XGBNet)。該模型利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)原始多源數(shù)據(jù)的自動特征提取與深度融合，并引入XGBoost模型對融合特征進(jìn)行高效判別，最終通過自適應(yīng)策略實(shí)現(xiàn)雙模型輸出協(xié)同決策，突破了傳統(tǒng)方法對人工特征工程的依賴。相關(guān)成果發(fā)表在Optics & Laser Technology 。

退火工藝實(shí)現(xiàn)VO2薄膜可控制備與中紅外光調(diào)制性能大幅提升

       在激光防護(hù)應(yīng)用領(lǐng)域，Vanadium dioxide（VO2）存在常溫相透過率不高和高低溫調(diào)節(jié)比不足等問題。光電前沿交叉部研究王俊團(tuán)隊(duì)提出了磁控濺射結(jié)合后退火的制備工藝，成功實(shí)現(xiàn)了VO2(M1)薄膜的可控制備與性能優(yōu)化。經(jīng)退火優(yōu)化后，薄膜在中紅外波段（3.8 μm）激光誘導(dǎo)光調(diào)制深度是退火前的3倍，在中紅外波段熱誘導(dǎo)光調(diào)制能力達(dá)退火前的12.5倍，退火工藝通過促進(jìn)晶粒擇優(yōu)生長與氧空位修復(fù)，有效解決了VO2薄膜相純度控制與缺陷態(tài)調(diào)控難題。所獲薄膜在中紅外波段具有調(diào)制深度大、常溫透過率高等優(yōu)勢，可為新一代寬譜激光防護(hù)器件發(fā)展提供材料基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。相關(guān)成果發(fā)表在RSC Advances 。

波長-頻率-時(shí)間-空間分集級聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)Φ-OTDR長距離高信噪比探測

       相位敏感光時(shí)域反射（Φ-OTDR）技術(shù)因其高靈敏度、大范圍組網(wǎng)能力，在海洋聲學(xué)、地球物理勘探、周界安防等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)系統(tǒng)受限于微弱瑞利背向散射、光纖傳輸損耗、干涉衰落以及非線性效應(yīng)等因素，難以兼顧長距離傳輸與高信噪比探測。針對上述挑戰(zhàn)，空天激光技術(shù)與系統(tǒng)部高侃、王照勇團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將波長、頻率、時(shí)間和空間四種分集技術(shù)進(jìn)行級聯(lián)，在不顯著增加硬件復(fù)雜度的前提下，實(shí)現(xiàn)了1440級的大規(guī)模分集合并。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)在20 km傳感距離上實(shí)現(xiàn)了-77.4 dB@500 Hz的平均底噪，相比傳統(tǒng)Φ-OTDR系統(tǒng)，信噪比提升了28.5 dB，同時(shí)，系統(tǒng)成功解調(diào)了70.63 km處的100 Hz外部擾動信號。該技術(shù)為構(gòu)建高性能、長距離的分布式聲波傳感系統(tǒng)提供了有效技術(shù)路徑，有望推動其在海洋安全監(jiān)測、地質(zhì)資源勘探等領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)成果發(fā)表在Optics Express 。

 高重頻高峰值長波紅外激光輸出與少周期量級高精度表征

       目前長波紅外激光面臨高重頻與高峰值強(qiáng)度難以兼顧的瓶頸，且因缺乏高靈敏度探測器，其空間與時(shí)域信息精確測量存在技術(shù)難點(diǎn)。對此，激光科學(xué)與技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宋立偉和田野研究員團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了高重頻、高峰值功率、可調(diào)諧長波紅外激光脈沖輸出。該光源在實(shí)現(xiàn)50 kHz高重復(fù)頻率的同時(shí)，于10 μm處獲得121 fs的脈沖寬度和14.8 MV/cm的峰值場強(qiáng)及覆蓋-12.5 μm調(diào)諧范圍、平均功率約12 mW的長波紅外激光輸出。在脈沖表征方面，團(tuán)隊(duì)提出一種基于硅薄膜四波混頻的非線性光學(xué)成像方法，利用硅基探測器實(shí)現(xiàn)了以往難以直接測量的高精度診斷。結(jié)合二維光譜成像與互相關(guān)頻率分辨光學(xué)開關(guān)（XFROG）技術(shù)，團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了對121 fs脈沖寬度、對應(yīng)頻譜寬度及相位分布的精確重構(gòu)，測量精度達(dá)到少周期量級。相關(guān)成果發(fā)表在Laser & Photonics Reviews 。