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摘要

为实现自然的三维光显示, 需按照真实物体的呈现方式, 且同时保证双目视差和平滑的运动视差。回顾国内外三维光显示的研究现状, 重点介绍北京邮电大学在密集视点显示、集成成像显示、光场显示和全息显示方面的研究进展, 认为全视差光场显示和全息显示是未来三维光显示发展的方向。

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0146573

摘要

硅纳米光波导具有超高折射率差与超小横截面, 因而具有超强光场限制能力, 为实现超高集成度纳米光子回路提供了一种极具吸引力的途径。众所周知, 在光子集成回路中, 模式转换与耦合是实现各种功能器件的重要基础。对硅光子集成回路中的模式转换与耦合原理、新结构与新器件进行了详细分析和讨论。研究了硅纳米光波导锥形结构中模式传输及演化过程, 揭示了其特有的偏振相关模式转换机制。结果表明, 当光波导横截面存在不对称性时, 可能在某些特定波导宽度范围内产生偏振模杂化, 为实现偏振旋转提供了一种方便的方法。通过调控非对称定向耦合结构中模式转换与耦合的相位匹配条件, 为实现超小型偏振分束器、大带宽模式复用-解复用器等关键器件提供重要途径。

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096344

摘要

表面等离激元是一种存在金属与介质界面的电磁模式, 具有亚波长传播和局域场增强的特性, 因而受到人们的青睐, 作为在微纳尺度下进行光子操纵和集成的优良载体。随着人们对表面等离激元认识的不断深入和对微纳光子器件应用需求的增加, 如何在近场范围内精确调控等离激元波的传播并实现特定的场强分布成为人们关注的热点。综述人们通过微纳结构对等离激元波进行操控所发展的新原理和新方法, 以及对波束性质和近场分布调控的研究进展; 重点介绍包括艾里波束、无衍射准直波束、角向贝塞尔波束在内的各类特殊等离激元波束的基本特性, 产生与调控的实现, 以及近年来拓展的近场全息技术; 并进一步探讨表面等离激元光场调控在新型微纳光子学器件中的可能应用。

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0382824

摘要

随着光网络通信容量的高速增长, 将分立的光学器件集成化以减小器件尺寸、降低成本成为光电子器件发展的必然趋势。光子集成回路具有尺寸小、功耗低、质量轻等优点, 是解决未来宽带光网络能耗大、体积大、容量小等问题的关键技术。综述了基于多项目晶圆流片的规模化光子集成技术, 主要包括硅基光子集成技术、Ⅲ-V族磷化铟集成技术, 以及以氮化硅和二氧化硅多层波导结构为基础的TriPleX集成技术; 介绍了目前可以提供这3种多项目晶圆流片光子集成技术的代工平台以及利用这些代工平台实现的一些光子集成芯片, 并对这些平台的工艺参数进行了比较。

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030315

摘要

对应于碱金属原子吸收线的非经典光是量子信息网络中重要光源之一, 近年来受到人们的广泛关注。而对应于铯原子D1线的非经典光场由于其独特的波长在固态量子信息网络中有重要应用前景。采用连续单频钛宝石激光器作为光源, 将输出的锁定于铯原子D1线的894.6 nm激光通过外腔倍频产生447.3 nm蓝光, 再用于抽运由周期极化磷酸氧钛钾(PPKTP)晶体作为非线性介质的连续简并光学参量振荡器, 获得铯原子D1线的单模正交压缩真空光。光学参量振荡器阈值为39 mW, 在注入抽运光功率为30 mW时, 利用平衡零拍探测装置测得2.8 dB正交压缩度。考虑到探测效率, 光学参量振荡器输出光场的实际压缩度为4.4 dB。

PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0519001
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017388

摘要

近年来, 基于相关滤波的目标跟踪算法因其具有很好的跟踪精度和明显的速度优势, 引起了研究人员的极大关注。提出一种基于自适应特征选择的多尺度相关滤波跟踪算法。首先, 提取三种互补特征, 通过相关滤波响应图评估各特征的跟踪性能, 自适应选择最优特征进行位置跟踪; 其次, 预设响应图阈值作为位置相关滤波模型更新的判断条件, 优化模型更新方式; 最后, 引入尺度相关滤波跟踪器, 进一步提高了算法的尺度适应性和跟踪精度。实验部分将该算法和近年来流行的相关滤波及非相关滤波类跟踪算法进行了对比, 结果表明, 该算法在精度上优于其他算法, 同时具有53.12 frame/s的实时跟踪速度。

PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0515001
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052207

摘要

报道了基于空芯光纤的1.5 μm光纤气体拉曼激光放大器。实验以一个1.5 μm波段的可调谐分布式反馈激光器为种子源, 输出的连续波种子激光与1064 nm微芯片激光器的输出脉冲抽运激光通过双色镜一起耦合进充乙烷气体的空芯光纤中, 通过乙烷分子的受激拉曼散射实现了高效率的1553 nm拉曼激光输出。种子光的注入极大地降低了受激拉曼散射阈值, 从而将拉曼光-光转换效率提高到47.5%。该研究为实现高效率的光纤气体拉曼激光输出提供了一条有效的技术途径。

PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0514002
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017184

摘要

高质量赝热光源是实现X光关联成像技术在显微领域应用的关键。X光傅里叶变换关联成像的赝热光源通过随机孔屏调制X光获得, 在此基于统计光学分析了调制后X光散斑场的统计特性, 并通过数值模拟分析了随机孔屏参数对散斑场特性及成像质量的影响。结果表明, 随机孔屏引入的相位差变化为π时, 关联成像对比度达到最优值。对于振幅型随机孔屏, 成像对比度随着占空比的减小而增大; 对于相位型随机孔屏, 成像对比度随着占空比的减小而减小。实际X光傅里叶变换关联成像系统中使用的复振幅型随机分布金属孔屏, 通过选择合适的透过率和占空比可以实现高对比度关联成像。

PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0511001
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041233

摘要

为了优化光栅性能, 提出一种基于互补金属氧化物半导体兼容性制造工艺的非对称包层调制光栅结构。该结构通过调整光栅齿的位置来改变波导中传输光的耦合率, 最终达到改善光栅的反射带宽、消光比、输出功率等性能参数的目的。利用耦合模理论分析了该改进型光栅结构对光栅耦合率、反射带宽及输出性能的影响, 同时利用有限元方法进行了数值仿真。结果表明, 该改进型光栅的反射带宽由0.9 nm减小到0.3 nm,消光比的绝对值从29.2 dB增加到35.1 dB, 耗散到包层的光功率从5.99×10-5 W减小到3.13×10-5 W; 该改进型光栅器件性能得到改善。

PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0505002
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063257

摘要

为了提高全息光栅曝光系统的曝光对比度,抑制外部环境变化引起的曝光干涉条纹漂移,提出了一种移栅型干涉条纹锁定方法。采用分束光栅实现光源激光的分光及干涉条纹的相位调整。通过叠栅条纹间接测量干涉条纹相位变化,给出了双光电探测器的最佳探测位置。结合分光及相位调整功能,给出了分束光栅参数的设计方法。针对光栅曝光特点设计了控制器。从理论上对比了分束光栅与压电反射镜的相位调整性能。实验结果表明,采样频率为500 Hz时,干涉条纹的低频漂移得到有效抑制,相位锁定精度达到0.13 rad (3σ),即条纹漂移量低于±0.021个周期。该方法可以实时有效地锁定曝光干涉条纹,提高曝光对比度。且分束光栅偏转对条纹周期影响小,相位调整性能仅与分束光栅参数相关,便于光路设计。

PDF全文中国激光 | 2017,44(05):0509001
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015163

摘要

为了更好地实现远程光钟之间的高精度比对,对意大利Calosso小组所提出的光纤双向光学相位比对方案进行了拓展,提出了一种基于本地测量的双向光学相位比对方法。同源的两路光信号从同一光纤两端注入,其中一路光信号经光纤传输到远端后经反射原路返回本地端,另一路光信号从远端经光纤传输至本地端。两个信号均在本地端与参考光进行拍频,将拍频得到的两路拍频信号的相位进行比对。利用这种结构,系统不需要有源光纤相位噪声补偿也可以消除叠加在光纤链路上的共模相位噪声,该结构的最大优势在于拍频信号的采集和处理均可以在本地端完成,不需要引入额外的时间同步信号来保证两地拍频信号采集同步进行,简化了实验系统。计算分析了该方案的相位噪声极限,并建立了基于60 km缠绕光纤的示范系统来进行测试,测得其秒级频率稳定度为1.45×10-16,千秒稳定度达到 1.51×10-19。该方案有望用于远程光钟和其他原子钟之间更可靠的高精度频率比对。

PDF全文中国激光 | 2017,44(05):0504004
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112171

摘要

在使用铷原子饱和吸收谱线作为激光频率参考进行稳频的激光稳频系统中,环路带宽是影响激光输出频率噪声的重要因素之一。对激光稳频系统中限制环路带宽的主要因素进行分析,使用射频调制信号直接调制商用外腔半导体激光器的高速电流调制端来对激光稳频系统的环路带宽进行拓展。根据对稳频环路的分析,合理设置反馈电路,实现激光稳频。使用低频谱分析仪对稳频后的鉴频信号进行分析,发现带宽拓展后,在傅里叶频率为5 kHz处对频率噪声的抑制度达到了20 dB以上。通过将该稳频激光器输出的激光与锁定在极稳恒温晶振上的飞秒光学频率梳进行拍频,测量了该稳频激光相对光梳的频率噪声,测量结果与直接分析鉴频信号的结果吻合。经过测量,通过拓展带宽抑制频率噪声,稳频激光器的短期频率稳定度得到改善。最后,测量了稳频激光相对于锁定在恒温晶振上的飞秒光学频率梳的频率稳定度,Allan方差在平均时间1 s时达到4.52×10-12,在平均时间20 s时达到1.65×10-12。

PDF全文中国激光 | 2017,44(05):0501009
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016150

摘要

为了获得高重复频率的飞秒激光脉冲,将突发运行模式引入飞秒碟片再生放大系统中。通过将再生放大器的腔长设计为9.3 m,激光系统输出了接近衍射极限的激光脉冲,且激光脉冲的重复频率为电光调制频率的5倍。在电光调制频率为5 kHz、吸收的抽运功率为98 W的条件下,获得了最高输出功率为10.7 W、光谱半峰全宽为1.18 nm、脉冲宽度为777 fs的双曲正割脉冲输出。再生放大器的光-光转换效率随着电光调制频率的增加而增加,从频率为0.5 kHz时的12.4%增加到频率为5 kHz时的25.3%。激光的输出稳定性在18~20 ℃的温度区间内随着水冷温度的降低而提高,激光系统输出功率的均方根从20 ℃时的0.93%变为18 ℃时的0.52%。该研究结果对于设计具有高重复频率、高功率且性能稳定的飞秒激光系统具有参考价值。

PDF全文中国激光 | 2017,44(05):0501008
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011139

摘要

报道了一种基于电光腔倒空技术的全固态Nd∶YVO4单纵模脉冲激光器。通过精确控制磷酸钛氧铷(RTP)普克尔盒的温度,降低了由于普克尔盒中2块RTP晶体对抽运、振荡激光能量的不均匀吸收导致的热退偏,提高了普克尔盒的偏振消光比。通过优化普克尔盒开关驱动源的下降沿时间,解决了下降沿时间过长导致的脉宽展宽及输出功率降低等问题。在抽运占空比为50%、抽运峰值功率为16.9 W、重复频率为200 Hz条件下,实验获得了脉宽为2.85 ns、峰值功率为1 MW的单纵模1.064 μm脉冲激光。50 ms内输出激光的峰值功率稳定性优于±1.8%,连续记录的1300发脉冲的脉冲上升沿时间抖动优于±0.2 ns。

PDF全文中国激光 | 2017,44(05):0501006
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023172

摘要

提出了基于主振荡功率放大(MOPA)结构的皮秒光纤激光系统。该系统将重复频率为29.87 MHz的半导体可饱和吸收镜被动锁模光纤激光器作为种子源。采用预放系统并结合声光调制器将种子源的重复频率降至574 kHz。MOPA结构基于棒状光子晶体光纤(PCF),利用PCF大模场、高增益的特点直接对脉冲宽度为30 ps的脉冲进行放大,有效抑制了自相位调制效应引起的光谱展宽。研究结果表明,所提系统的5 dB光谱线宽与光脉冲峰值功率成比例,该系统最终输出了近衍射极限、峰值功率为3.4 MW的皮秒脉冲(输出功率为20 W时,光束质量因子M2=1.01),最高平均输出功率为21.86 W,脉冲宽度为11.1 ps,中心波长为1030.74 nm,5 dB光谱线宽为1.75 nm。

PDF全文中国激光 | 2017,44(05):0501004
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025142

摘要

在北京大学200 TW激光系统上,测量了经可编程声光色散滤波器不同程度光谱调制后放大器输出脉冲的频域分布,并设计了一个与脉冲中心波长、光谱宽度等参数相关的光谱调制函数拟合了实验测得的光谱数据。该函数形式简单,适用于不同的激光系统。对实验系统中种子脉冲经光谱调制后从放大器输出的光谱结果进行了数值模拟,对比研究了普通种子脉冲和光谱调制脉冲经放大器增益后时域空间内的物理性质;讨论了光谱调制对系统最终输出脉冲峰值功率的影响。结果表明:光谱调制会导致脉冲旁瓣的产生,降低系统输出脉冲的有效能量和飞秒对比度,系统输出脉冲为平顶光谱时,其有效输出峰值功率最大。

PDF全文中国激光 | 2017,44(05):0501001
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025154

摘要

吸收光栅是X射线相衬成像系统的关键器件,铋吸收光栅由于其制作成本低廉且适于在普通实验室开展制作而受到青睐。提出了一种针对铋光栅X射线相衬成像条纹对比度的定量计算方法,通过建立模型,数值计算了不同铋层厚度的吸收光栅所对应的叠栅条纹对比度,并比较了π和π/2相位光栅两种情形下的结果。结果显示,随着吸收光栅铋层厚度的增加,条纹对比度逐渐增加,当源光栅和分析光栅的铋层厚度分别达到150 μm和110 μm时,利用π相位光栅在40 kV管电压下其条纹对比度可达48%,60 kV管电压下其条纹对比度只能达到22%。而在两个吸收光栅铋层厚度相同的情况下,采用π/2相位光栅所得条纹对比度略优于π相位光栅的结果。对铋光栅X射线相衬成像条纹对比度的计算分析,可作为X射线相衬成像系统设计的参考依据,推动该成像技术走向实用化。

PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0434001
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073653

摘要

通过内置周期极化磷酸氧钛钾晶体的半整块谐振腔,采用铯原子D2线的抽运光实现了426 nm的蓝光倍频输出。实验采用了相对松散的聚焦,明显改善了基频光和倍频光吸收诱发的热效应。采用305 mW的模式匹配基频光,获得了117.2 mW的倍频蓝光,倍频过程中最高光-光转化效率达到42%;84.5 mW蓝光在约1 h内的功率起伏为0.48%。结果表明,所提方法可实现倍频光的稳定输出,在量子光学、光与物质相互作用等领域具有广阔的应用前景。

PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0414002
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027355

摘要

鬼成像中通常是采用相干光辐照散射屏获取赝热光源,但是在X光波段,赝热光源的入射光为部分相干光,其空间部分相干性会对成像质量产生较大影响。采用高斯谢尔模型,理论分析了入射光的部分相干性对赝热X光二阶关联函数的影响,同时给出了基于统计光学的模拟结果,与理论结果吻合,均表明X光空间相干性会影响鬼成像的可见度和分辨率。在空间相干性有限的情况下,通过在散射屏前置尺寸与X光横向相干尺寸相当的针孔可以抑制部分相干性的影响,提高X光傅里叶变换鬼成像的可见度,将有利于实现X光傅里叶变换鬼成像技术的广泛应用。

PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0411001
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039521

摘要

以失配角为例,与相同尺寸的单点探测器比较,理论结合数值计算分析了空间相位畸变对非成像阵列探测器的影响。结果表明,阵列中各单元信号的附加相位将严重影响这种探测方式的性能。因此,就空间相位畸变而言,简单的线性叠加方式不足以克服其影响。根据分析结果指出,若能通过一定方法消除阵列中各单元输出信号的附加相位,即使在空间畸变很严重的情况下,非成像阵列探测器仍然可以大幅提高系统的信噪比。丰富了非成像阵列探测器在外差探测领域的研究,对其应用具有一定的指导意义。

PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0407001
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024409

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摘要

A simple model is presented to analyze the spectral shape and bandwidth dependence of the pulsecontrast and compressed pulse width in the chirped pulse amplification. The parameters of the 30 fslaser system are demonstrated as examples. Comparing with Top hat, Lorentzian, Sech2, Gaussian, 2ndSuper Gaussian and 10th Super Gaussian spectral pulse shape, the 2nd Super Gaussian spectral pulseshape can obtain better contrast in the case of less spectral bottom width. Those results are helpful tofind an optimized spectral shape in the chirped pulse amplification.

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    0051

    摘要

    A high-power and narrow-linewidth Er, Yb co-doped fiber laser is demonstrated by using two serially-paired volume Bragg gratings. A maximum output power of 19.4 W at 1545.3 nm with a full-width at half-maximum linewidth of <~38 pm is obtained for 65.3 W of launched pump power, corresponding to a slope efficiency of 30.1% with respect to launched pump power.

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      0049

      摘要

      Laser-induced damage (LID) to optical glass has become a growing problem in high-power laser systems. It is well known that the main reason of glass being damaged is due to defects and impurities in the material. Damage caused by subsurface defects (SSDs) is especially common in actual system running. Accordingly, in the presence of SSDs, a simple and alternative calculation method is developed to evaluate the enhancement of light field around the incident and exit surface. This ray tracing approach, based on the classical optics theory, is very direct and clear to show the optical phenomena of light intensity enhancement. Some basic SSD shapes have been studied and investigated here, which reveals the importance and boundary condition of controlling the size and density of SSDs in grinding and polishing process. Finally, to achieve optimal breadth depth ratio, the least etching amounts by hydrofluoric (HF) acid is investigated. The theoretical analysis and simulation results provide an appropriate range of removal amounts, which is very important in the HF etching process.

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        0048

        摘要

        In order to improve laser damage resistance of the Final Optics Assembly (FOA), simulation analysis have been done for 1ω, 2ω and 3ω laser beam considering ghost images to the 4th order. The panels of ground glass scatter ghost laser around the FOA walls and the panels of architectural glass absorb the 1th order energy. The appearance of smoothing fused silica surface defect and the effect of wiping off etching contamination are researched on HF-based etching processes under ultrasonic. Now, 18 shots were executed using 310×310mm laser with 3ns pulse width. During the experiment, the third harmonic laser terminal output energy is 1500J~3500J, and the maximum laser energy flux is about 4J/cm2. This presentation addresses the optical configuration of the FOA, the simulation analysis of ghost, the way of ground glasses absorbing energy and the result of laser damage resistance of fused silica on HF-based etching processes under ultrasonic.

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          0045

          摘要

          The flow field of thermal recovery system in the rod amplifier has significant influence on the laser beam quality. The flow field of the thermal recovery system depends on the inlet and outlet angles of water. Based on the flow field distribution of the direct-flow type for the thermal recovery system, we develop the optimum inlet and outlet angles of the thermal recovery system to the rod amplifier, which enhances the uniformity of the flow field and heat exchange efficiency of the thermal recovery system.

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            0045

            摘要

            Flat-topped beam theoretical model and unified theory of coherence and polarization of light are used as the bases in examining aberrated, partially coherent, electromagnetic, square, flat-topped pulsed beams focused by a thin lens. This study demonstrates that Astigmatism is not necessarily undesirable in certain circumstances, and a certain amount of astigmatism can be guaranteed a similar spatial envelope of the beams in the geometric focal plane as the source of aberrated, partially coherent, electromagnetic, square, flat-topped pulsed beams. This feature may be useful in determining the fidelity of high-power laser-beam transmission areas.

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              0011

              摘要

              Temporal and spatial optical field distributions of a stepped pulse on the hohlraum wall are numerically analyzed using fast-Fourier-transform method combined with chromatographic theory. Changes in the rising edge of the stepped pulse caused by spatio-temporal effect are systematically studied. Results demonstrate that a certain time difference exists for the laser to reach the hohlraum wall because of oblique incidence, which causes distortion to the stepped pulse, especially to the rising edge. Influences of the incident angle, focal length, and width of the input rising edge on distortion degree of the stepped pulse are also discussed. This letter provides some guidance for targeting pulse shaping and synchronization.

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                0012

                摘要

                In this letter, we report a multifunctional high-performance Nd:glass laser system. Laser pulses from an all-fiber front end are first amplified by a regenerative amplifier to 10 mJ level, and then further amplified in a four-pass amplifier. The laser system can provide 10.3-J, 3-ns laser pulses at 1053-nm wavelength. The shot-to-shot energy stability is better than 1.5% (RMS). The output laser beam is near diffraction limit. Binary amplitude masks are used to maintain a flat top near-field profile with a 71% fill factor. After the frequency conversion process, 7 and 5.5 J pulses at 526.5 and 351 nm are obtained, respectively.

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                  0013

                  摘要

                  A second harmonic generation system with two type II KDP crystals in quadrature is optimized for the nanosecond chirp pulse. The acceptance bandwidth of this optimizing scheme is close to 10 nm by using two crystals with slightly opposite angular detuning from phase matching and the conversion efficiency can reach 70% for top-hat chirp pulse at ~2 GW/cm2 in theory. The preliminary experimental results are obtained on the 9th beam of Shen Guang II SGII laser system, and the performance of optimization is partially verified.

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                    0015

                    摘要

                    A mathematical model of the mirror misalignment of a four-equal-sided nonplanar ring cavity is established in this letter. The variations in the optical axis are discussed through an augmented 6 × 6 ray matrix formulation. Numerical analysis shows that the self-consistence of the optical axis can always be obtained because of the thermal effects in any case of mirror misalignment. For a fabricated design, optical axis variations always appear. The influence of thermal effects (i.e., pump power) on optical axis variations are studied. The tilt of the optical axis remains constant, whereas its decentration varies with pump power. Further analysis shows that the actual closing point of the optical axis moves close to the ideal point as the pump power increases. The theoretical analysis proposed is proven and validated by the experimental results.

                      分享:
                      0013

                      摘要

                      A modified extended-ptychographical-iterative-engine (ePIE) algorithm is proposed to overcome the disadvantages of ePIE technique and reduce the influence of stage hysteresis or backlash error. The exit wave of a rotatable “screen” illuminated by plane wave is used as the illumination on the specimen, and the complex transmission functions of the rotatable object and specimen can be simultaneously reconstructed. Compared with the standard x-y scanning PIE algorithm, the proposed algorithm can completely avoid the influence of stage hysteresis (or backlash error). The proposed algorithm also has higher convergence speed and better accuracy than the standard PIE algorithm.

                        分享:
                        0011

                        摘要

                        The X-ray spectrometer used in high-energy-density plasma experiments generally requires both broad X-ray energy coverage and high temporal, spatial, and spectral resolutions for overcoming the difficulties imposed by the X-ray background, debris, and mechanical shocks. By using an elliptical crystal together with a streak camera, we resolve this issue at the SG-II laser facility. The carefully designed elliptical crystal has a broad spectral coverage with high resolution, strong rejection of the diffuse and/or fluorescent background radiation, and negligible source broadening for extended sources. The spectra that are Bragg reflected (23°<θ<38°) from the crystal are focused onto a streak camera slit 18 mm long and about 80 μm wide, to obtain a time-resolved spectrum. With experimental measurements, we demonstrate that the quartz(1011) elliptical analyzer at the SG-II laser facility has a single-shot spectral range of (4.64–6.45) keV, a typical spectral resolution of E/DE = 560, and an enhanced focusing power in the spectral dimension. For titanium (Ti) data, the lines of interest show a distribution as a function of time and the temporal variations of the He-a and Li-like Ti satellite lines and their spatial profiles show intensity peak red shifts. The spectrometer sensitivity is illustrated with a temporal resolution of better than 25 ps, which satisfies the near-term requirements of high-energy-density physics experiments.

                          分享:
                          008

                          摘要

                          A new technique is presented for obtaining a large broadband nanosecond-laser pulse. This technique is based on multipass phase modulation of a single-frequency nanosecond-laser pulse from the integrated front-end source, and it is able to shape the temporal profile of the pulse arbitrarily, making this approach attractive for high-energy-density physical experiments in current laser fusion facilities. Two kinds of cavity configuration for multipass modulation are proposed, and the performances of both of them are discussed theoretically in detail for the first time to our knowledge. Simulation results show that the bandwidth of the generated laser pulse by this approach can achieve more than 100 nm in principle if adjustment accuracy of the time interval between contiguous passes is controlled within 0.1% of a microwave period. In our preliminary experiment, a 2 ns laser pulse with 1.35-nm bandwidth in 1053 nm is produced via this technique, which agrees well with the theoretical result. Owing to an all-solid-state structure, the energy of the pulse achieves 25 μJ. In the future, with energy compensation and spectrum filtering, this technique is expected to generate a nanosecond-laser pulse of 3 nm or above bandwidth with energy of about 100 μJ.

                            分享:
                            0014

                            摘要

                            The recently developed Light Field Moment Imaging (LMI) is adopted to show the stereoscopic structure of the sample studied in Coherent Diffractive Imaging (CDI), where 3D image were always generated with complicated experimental procedure such as the rotation of the sample and time-consuming computation. The animation of large view angle can be generated with LMI very quickly, and the 3D structure of sample can be shown vividly. This method can find many applications for the coherent diffraction imaging with x-ray and electron beams, where a glimpse of the hierarchical structure required and the quick and simple 3D view of object is sufficient. The feasibility of this method is demonstrated theoretically and experimentally with a recently developed CDI method called Ptychographic Iterative Engine. C 2014 Author(s). All article content, except where otherwise noted, is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported License.

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                              0011

                              摘要

                              激光辐照靶产生的等离子体电子密度的诊断对于惯性约束聚变、高能量密度物理等相关领域的研究具有重要意义, 特别是高Z 材料等离子体临界面附近的电子密度分布信息的测量. 利用软X 射线激光作为探针是诊断等离子体电子密度分布的一种重要方法, 但在诊断激光辐照高Z 材料产生的等离子体研究中, 遇到了高Z 材料等离子体自发辐射过大的问题, 难以开展. 为此, 针对软X 射线激光的特点, 发展了多种具体的实验技术. 通过综合利用这些技术, 大大的抑制了待测等离子体自发辐射对信号的影响, 使得软X 射线激光探针诊断高Z 材料等离子体成为可能. 作为典型例子, 实验诊断了激光辐照金平面靶的等离子体, 获得了清晰的实验图像, 表明相关的技术是有效和可行的.

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                              0017

                              摘要

                              基于光传输理论研究了前表面颗粒污染物诱导薄光学元件产生初始损伤的原因, 提出了颗粒遮光效应和颗粒造成的光学元件局部热变形两者共同作用对光束进行扰动的损伤机理. 研究结果表明: 对于高功率激光光束, 薄光学元件局部热变形对光束的扰动是产生较高光强调制的重要原因; 随着激光脉冲发射次数的增加,局部热变形的表面形状、位相延迟幅度、热扩散长度不断变化, 会在光学元件内不同厚度处和后表面xy 方向上的不同位置处产生较高的光强调制, 不仅容易引起后表面产生多个损伤点, 也可能在光学元件内就产生损伤, 并且在厚度方向上的损伤点是分散的.

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                              0014

                              摘要

                              激光辐照靶产生的等离子体电子密度的诊断对于惯性约束聚变、等离子体物理、高能量密度物理等相关领域的研究具有重要意义, 特别是中、高Z 材料等离子体临界面附近的电子密度分布信息的测量. 采用波长13.9 nm 的类镍银软X 射线激光作为探针, 利用双频光栅剪切干涉技术尝试诊断了激光辐照金平面靶产生的等离子体的电子密度分布. 实验获得了清晰的干涉条纹图像, 通过对条纹的初步处理, 测量到的最高密度达到了约1.4 倍临界密度. 通过与相关理论程序模拟结果对比, 发现实验与模拟存在一定的偏差, 为进一步优化模拟程序提供了有益的参考. 通过实验, 充分表明了软X 射线激光双频光栅干涉技术在诊断中、高Z 材料临界密度附近区域等离子体方面的实用性.

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                              0017

                              摘要

                              介绍了激光状态方程靶中金属薄膜台阶的切割方法。采用皮秒激光加工技术切割了宽度百μm量级的金属薄膜台阶, 研究了金属薄膜台阶宽度控制的方法, 讨论了切割过程中产生热效应的因素, 优化了激光加工参数。实验加工中, 采用加工的参数: 功率为0.5 W, 脉宽10 ps, 波长355 nm, 扫描速率为100 mm/s, 获得了宽度400 μm和120 μm的金属薄膜。测量结果表明, 金属薄膜的宽度能精确控制, 切割后金属薄膜表面质量能保持切割前的质量。

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                              009

                              摘要

                              靶定位瞄准单元是高功率激光驱动器的核心单元之一,承担靶位姿调整和激光瞄准等功能。结合装置定位瞄准精度要求以及物理方案的实施,通过光机电设计和调试可以实现靶定位瞄准单元的基本功能,满足高功率激光驱动器开展物理实验的要求。然而随着主激光路数的不断增多,多束激光的快速瞄准和高精度定位已成为发展靶定位瞄准单元的目标。综述了国内外高功率激光驱动器靶定位瞄准单元的研究现状,探讨了靶定位瞄准设计的普适性方法,并分析了靶定位瞄准单元发展过程中面临的主要问题。

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                              0010

                              摘要

                              开展了利用X射线特征谱轮廓诊断激光等离子体状态参数的研究。在"神光II"激光装置上, 将 0.35 μm频谱激光束聚焦于真空室内固体氯(Cl)元素靶上产生激光氯等离子体, 利用高分辨X射线椭圆弯晶谱仪获取高能谱分辨激光氯等离子体辐射的X射线精细结构能谱。用类氢(1s-3p)和类氦(1s2-1s3p)氯离子能级跃迁光谱线的光强度比率计算了激光等离子体的电子温度; 然后在假定光性为薄的情况下, 利用X射线谱线Lyman-线形轮廓的Stark效应所产生的谱线展宽测量了等离子体的电子密度。实验获得的激光等离子体日冕区内体平均电子温度约为450 eV, 电子密度约为7.5×1022 cm-3。文中还简单分析了能谱线的半高全宽度(FWHM)值以及诊断过程引入的诊断误差, 初步预估诊断误差可控制在25%以内。该项工作为X射线特征谱轮廓法进一步应用于激光聚变靶丸压缩度精度测量等工作提供了参考。

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                              005

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                              摘要

                              自激光器问世以来,空间激光通信在全世界备受重视,美国、欧洲、俄罗斯、日本等起步较早,至今已有四十多年时间。空间激光通信的技术内涵是以激光为载波,在空间实现语音、图像、数据等信息无线传输的通信方式。具有通信速率高、信息容量大、抗干扰能力强、抗截获能力强、安全保密性好、体积小重量轻等优点,工作时要求通信时信道无遮挡、可通视。

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                                09951189

                                摘要

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                                  06601018

                                  摘要

                                  表面等离激元是一种存在金属与介质界面的电磁模式, 具有亚波长传播和局域场增强的特性, 因而受到人们的青睐, 作为在微纳尺度下进行光子操纵和集成的优良载体。随着人们对表面等离激元认识的不断深入和对微纳光子器件应用需求的增加, 如何在近场范围内精确调控等离激元波的传播并实现特定的场强分布成为人们关注的热点。综述人们通过微纳结构对等离激元波进行操控所发展的新原理和新方法, 以及对波束性质和近场分布调控的研究进展; 重点介绍包括艾里波束、无衍射准直波束、角向贝塞尔波束在内的各类特殊等离激元波束的基本特性, 产生与调控的实现, 以及近年来拓展的近场全息技术; 并进一步探讨表面等离激元光场调控在新型微纳光子学器件中的可能应用。

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                                  0382824

                                  摘要

                                  A refractive index profile design, which can enable us to obtain a flat-top fundamental mode field around the center, is presented. The theoretical method to analyze the four-layer large flattened mode (LFM) fibers is given. The properties of the fiber, including the fundamental and higher order modal fields, effective area, and bending loss, are discussed. The reasons forming the different modal fields are explained. By discussion, the larger effective area of the LFM fiber compared with conventional step-index fiber is proven and the feasibility to suppress the higher order modes via bending is given.

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                                    摘要

                                    高功率光纤激光器是目前激光器研究发展的一个热点。抽运耦合功率将直接决定光纤激光器的输出功率。分析了光纤激光抽运耦合技术的研究现状,从端面抽运耦合和侧面抽运耦合两大基本结构出发,详细阐述了各种光纤激光抽运耦合器的技术方案和特点,并进行综合比较,针对现存问题以及今后的研究方向提出了建议。

                                    PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201008
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                                    0376641

                                    摘要

                                    An optical length-change measurement technique is proposed based on an incoherent microwave photonic filter (MPF). The optical length under testing is inserted into an optical link of a single-bandpass MPF based on a polarization-processed incoherent light source. The key feature of the proposed technique is to transfer the length measurement in the optical domain to the electrical domain. In the electrical domain, the measurement resolution is extremely high thanks to the high-resolution measurement of microwave frequency response. In addition, since the MPF is a single-bandpass MPF, the optical length is uniquely determined by the central frequency of the MPF. A detailed investigation of the relation between the center frequency of the MPF and the optical length change is implemented. A measurement experiment is also demonstrated, and the experimental results show that the proposed technique has a measurement sensitivity of 1 GHz/mm with a high length-measurement resolution of 1 pm in theory. The proposed approach has the advantages of high sensitivity, high resolution, and immunity to power variation in electronic and optical links.

                                      PDF全文Photonics Research | 2014,2(04):B35-B39
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                                      0333576

                                      摘要

                                      偏振光学成像技术是一种新型的光学成像技术。通过对光波偏振特性的探测,可以获得其他成像技术难以获得的独特信息,有效地增加信息探测维度。近年来,偏振光学成像技术被证明了可应用于雾霾或其他散射介质中的去雾清晰成像中。随后,偏振光学成像去雾技术作为一个独立的研究分支发展起来,并取得了很多优秀的研究成果。主要介绍了偏振光学成像去雾技术的基本原理、实现途径与算法、国内外研究进展和发展现状。

                                      PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0400001
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                                      1304695

                                      摘要

                                      We demonstrate the first commercial production–ready white light-emitting diodes (LEDs) for the general illumination market with red colloidal quantum dots (QDs) applied in an on–chip configuration. We show the red QDs with tunable peak emission and narrow full width at half-maximum in combination with a conventionalphosphor material can lead to LED conversion efficiency improvements of 5% to 15% over commercial phosphor based LEDs at correlated color temperatures (CCTs) ranging from 5000 to 2700 K. Furthermore, the challenges associated with reliability under high temperature, high blue flux intensity, and high humidity operation have been overcome tomeet consumer market requirements. Finally, a demonstrator lamp at 3000 K color temperature and 90 color rendering index (CRI) with QD based LEDs show a larger efficiency gain up to 17%, attributed to the reduced blue LED droop from the lower drive current and the lower heat sink temperature when compared toa standard phosphor based LED lamp output.<录用日期>2017-1-12<上网日期>2017-2-13

                                        PDF全文Photonics Research | 2017,5(02):A1-A6
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                                        0264524

                                        摘要

                                        The environmental perturbation on atoms is a key factor restricting the performance of atomic frequency standards, especially in the long-term scale. In this Letter, we perform a real-time noise distinguish (RTND) to an atomic clock to decrease the uncertainty of the atomic clock beyond the level that is attained by the current controlling method. In RTND, the related parameters of the clock are monitored in real time by using the calibrated sensors, and their effects on the clock frequency are calculated. By subtracting the effects from the error signal, the local oscillator is treated as equivalently locked to the unperturbed atomic levels. In order to perform quantitative tests, we engineer time-varying noise much larger than the intrinsic noise in our fountain atomic clock. By using RTND, the influences of the added noises are detected and subtracted precisely from the error signals before feeding back to the reference oscillator. The result shows that the statistical uncertainty of our fountain clock is improved by an order of magnitude to 2×10?15. Besides, the frequency offset introduced by the noise is also corrected, while the systematic uncertainty is unaffected.

                                          PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(05):050201
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                                          0228399

                                          摘要

                                          石墨烯因其独特的能带结构和卓越的电光特性,成为近年来的研究热点。石墨烯与光纤结合构成的石墨烯光纤是研究重点之一。论述了石墨烯结构及其基本特性。石墨烯是一种由单层碳原子以sp2杂化轨道紧密堆积成的二维蜂窝状晶格结构材料,具有独特的零带隙能带结构,在机械、电学、光学和热力学等方面具有优异的特性。介绍了国内外石墨烯光纤器件的研究进展,及基于石墨烯光纤的激光器、调制器、表面等离子体共振传感器和偏振器的工作原理及器件特性,分析了石墨烯光纤存在的问题及发展趋势。

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                                          0163590

                                          摘要

                                          为实现自然的三维光显示, 需按照真实物体的呈现方式, 且同时保证双目视差和平滑的运动视差。回顾国内外三维光显示的研究现状, 重点介绍北京邮电大学在密集视点显示、集成成像显示、光场显示和全息显示方面的研究进展, 认为全视差光场显示和全息显示是未来三维光显示发展的方向。

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                                          0146573

                                          摘要

                                          We review over a decade of technology evolution and advancement of intra-datacenter optical interconnect, mainly driven by the explosive bandwidth growth of web and cloud-based services. Emerging trends and technology options to scale interface bandwidth beyond 400 Gb/s will also be discussed.

                                            PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(05):120008
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                                            0124350

                                            摘要

                                            The polarization evolution of vector beams (VBs) generated by q-plates is investigated theoretically and experimentally. An analytical model is developed for the VB created by a general quarter-wave q-plate based on vector diffraction theory. It is found that the polarization distribution of VBs varies with position and the value q. In particular, for the incidence of circular polarization, the exit vector vortex beam has polarization states that cover the whole surface of the Poincaré sphere, thereby constituting a full Poincaré beam. For the incidence of linear polarization, the VB is not cylindrical but specularly symmetric, and exhibits an azimuthal spin splitting. These results are in sharp contrast with those derived by the commonly used model, i.e., regarding the incident light as a plane wave. By implementing q-plates with dielectric metasurfaces, further experiments validate the theoretical results.<录用日期>2017-01-01<上网时间>2017-01-06

                                              PDF全文Photonics Research | 2017,5(02):64-72
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                                              092176

                                              摘要

                                              采用Nd∶YAG固体脉冲激光器对45钢盘表面进行了织构化处理,形成了具有不同微孔深度的织构化阵列。在织构化钢盘表面制备了Ni-MoS2复合镀层,对Al2O3陶瓷球/45钢盘进行了摩擦性能测试,并对试样表面的磨损形貌进行了分析。结果表明,不同脉冲次数对微孔最大直径的影响较小,但随着脉冲次数的增加,微孔深度和内部空腔体积显著增大。在干摩擦条件下,具有织构化阵列的复合镀层摩擦系数比未织构镀层的降低0.1~0.15,且随着微孔深度的增加,摩擦系数进一步降低,其中40个脉冲形成的织构化镀层具有最佳的抗磨减摩性能,且磨损寿命是20个脉冲形成的织构化镀层的3倍。

                                              分享:
                                              087194

                                              摘要

                                              微光成像技术的核心在于采用不同于传统电荷耦合器件(CCD)的、能够对低光照响应的增强CCD(ICCD)图像传感器来获取目标图像信息。然而,在微光成像时,较差的光照条件与极低的光辐射量将导致目标图像质量(对比度及信噪比等)与正常环境相比有较大程度的下降,从而严重限制了其应用。因此,在分析微光图像特点(低信噪比、低对比度)的基础上,为了改善微光图像的质量和分辨率,提出了一种综合的微光图像增强算法,并且通过室外成像实验证明了该算法的有效性。研究表明,当环境照度降低到0.7 lx以下水平时,该算法依然有效。

                                              PDF全文光学学报 | 2014,34(s2):s210005
                                              分享:
                                              0531041

                                              摘要

                                              近年来, 基于相关滤波的目标跟踪算法因其具有很好的跟踪精度和明显的速度优势, 引起了研究人员的极大关注。提出一种基于自适应特征选择的多尺度相关滤波跟踪算法。首先, 提取三种互补特征, 通过相关滤波响应图评估各特征的跟踪性能, 自适应选择最优特征进行位置跟踪; 其次, 预设响应图阈值作为位置相关滤波模型更新的判断条件, 优化模型更新方式; 最后, 引入尺度相关滤波跟踪器, 进一步提高了算法的尺度适应性和跟踪精度。实验部分将该算法和近年来流行的相关滤波及非相关滤波类跟踪算法进行了对比, 结果表明, 该算法在精度上优于其他算法, 同时具有53.12 frame/s的实时跟踪速度。

                                              PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0515001
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                                              摘要

                                              振荡波长650~690 nm的红光半导体激光器寿命,室温下已超过4000小时,1988年市场上将出现商品。与迄今的半导体激光器相比,波长约短100 nm。用作光盘光源时,记录密度提髙,或使光学系统成本下降。如果代换波长接近633 nm的He-Ne激光,光源则变得小而轻。高功率化的尝试才开始,室温下已得到27 mW的连续输出。在向短波长发展方面,已能在77 Κ和低温下使其在584 nm处连续工作。

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                                                摘要

                                                The influence of laser temporal contrast on high-order harmonic generation from intense laser interactions with solid-density plasma surfaces is experimentally studied. A switchable plasma mirror system is set up to improve the contrast by two orders of magnitude at 10 ps prior to the main peak. By using the plasma mirror and tuning the prepulse, the dependence of high-order harmonic generation on laser contrast is investigated. Harmonics up to the 21st order via the mechanism of coherent wake emission are observed only when the targets are irradiated by high contrast laser pulses by applying the plasma mirror.<录用日期>2017-04-28<上网时间>2017-05-15

                                                  PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(08):081902
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                                                  摘要

                                                  提出了一种基于分离变量法的极紫外光刻三维掩模衍射谱快速仿真方法, 在保证一定仿真精度的前提下提高了仿真速度。该方法将三维掩模分解为2个相互垂直的二维掩模, 对2个二维掩模采用严格电磁场方法进行衍射谱仿真并将结果相乘以重构成三维衍射谱。以6°主入射角、45°线偏振光照明及22 nm三维方形接触孔掩模为例, 在入射光方位角0°~90°变化范围内, 相同仿真参数下, 该方法的仿真结果与商用光刻仿真软件Dr.LiTHO的严格仿真结果相比, 图形特征尺寸误差小于0.21 nm, 仿真速度提高约65倍。在上述参数下, 该方法与Dr.LiTHO的域分解方法及基于掩模结构分解法等快速方法相比, 仿真精度和速度均提高1倍以上。该模型无需参数标定, 适用于矩形图形的三维掩模快速仿真。

                                                  PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0505001
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                                                  摘要

                                                  The cavity transmission spectrum is experimentally investigated in Λ-type three-level atoms coupled to a standing-wave cavity system. It is shown that the dark-state polariton peak is not generated at resonance but rather at off-resonance. The theoretical analysis reveals that the absence of an on-resonance dark-state polariton peak is mainly caused by the strong absorption of the intracavity medium to the probe cavity mode counterpropagating with the coupling field due to the Doppler shift in the hot atoms. Moreover, the optimal frequency position of the cavity mode for an efficient dark-state polariton peak is also demonstrated.<录用日期>2017-04-21<上网时间>2017-05-12

                                                    PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(08):081401
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                                                    摘要

                                                    通过单个自由曲面反射器的反射, 令光源发出的能量重新分布, 在特定照明面上实现所需照明, 从而简化了投影设备中的照明系统, 使设备的进一步小型化成为可能。根据给出的光源辐射特性和所需实现的照明面上的能量分布, 可得到一组偏微分方程, 数值差分求解直接得到自由曲面反射器。光源采用发光面积1 mm×1 mm朗伯体发光的LED, 视角为120°, 照明面为4∶3的均匀矩形光斑。设计了两种自由曲面反射器, 并用软件对得到的曲面进行了照明模拟, 模拟得到的照明均匀性接近90%。两种反射器在光轴方向上的投影尺寸均小于25 mm, 垂直光轴方向上投影长度均小于22 mm, 照明系统总长均小于40 mm, 结构紧凑, 适用于小型LED投影设备。

                                                    PDF全文光学学报 | 2007,27(03):540-544
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                                                    摘要

                                                    光子晶体光纤(PCF),又称为多孔光纤(HF)或微结构光纤(MF),是一种单一介质,并由波长量级的空气孔构成微结构包层的新型光纤。光子晶体光纤呈现出许多在传统光纤中难以实现的特性,从1996年世界上制造出第一根光子晶体光纤以来,它便受到了广泛关注并成为近年来光学与光电子学研究的一个热点。介绍了光子晶体光纤的制作工艺、工作原理、基本特性、目前的研究重点和进展情况,重点评述了光子晶体光纤非线性光学方面的研究及其潜在的应用。

                                                    PDF全文中国激光 | 2006,33(01):57-66
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                                                    摘要

                                                    高分辨力空间相机的光学系统决定相机的外形尺寸和布局,为了相机的小型化、轻量化和结构稳定,针对某一种光学设计指标要求,分析比较多种光学系统结构是有必要的。本文针对在太阳同步轨道上用TDI CCD 推扫方式成像的高分辨力可见光相机,在设轨道高度为500 km,地面像元分辨力达到 0.5 m的情况下,用CODE V软件分析研究了6种可能的相机光学系统结构,得到了不同相对孔径和不同视场角的光学设计结果,并给出了可供参考的6种光学系统设计数据。指出在实际工程应用时,应根据不同的地面覆盖宽度的需求确定光学系统视场角,然后根据不同的视场角选定能满足这个视场角要求且尺寸最小的光学系统结构形式。

                                                    PDF全文光学 精密工程 | 2008,16(11):2164-2172
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                                                    摘要

                                                    将相位检测面形术(PMP)用于大尺度、 高精度三维面形测量中。 采用文中提出的双向高度坐标校正法, 可以得到精确的物面三维坐标。 提出了一种新的基于洪水算法的图像拼接法, 采用此方法可以按最佳的途径将各子区域的高度分布合成整个物面的高度分布。

                                                    PDF全文光学学报 | 2000,20(06):792-796
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                                                    飞秒激光微加工技术具有加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维微结构加工等优点,这些特性是传统的激光加工技术所无法取代的。首先回顾了激光微加工和超短脉冲激光技术的发展历史,然后介绍超短脉冲激光与金属和介质材料相互作用的机制,接着阐述了飞秒激光直写、干涉和投影制备等各种加工方法的原理,重点讨论飞秒激光在三维光子器件集成、微流体芯片制备及其在生化传感方面的应用等,最后展望了飞秒激光微加工领域所面临的机遇和挑战,指出了未来的研究方向。

                                                    PDF全文中国激光 | 2007,34(05):595-622
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                                                    摘要

                                                    综述了用于下一代移动通信的光纤毫米波副载波通信技术(ROF)的研究进展。介绍了系统的基本构想和涉及的关键技术。着重介绍几种毫米波副载波光发射器以及有关光学技术的新进展,包括外调制器方法、射频上转换法、光学外差法、毫米波调制光脉冲发生器等;简要介绍了ROF接收技术、系统技术和有关应用的研究动向。

                                                    PDF全文中国激光 | 2006,33(04):481-488
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                                                    摘要

                                                    以GaN基功率型发光二极管(LED)为代表的半导体照明光源, 具有其他传统光源无法比拟的诸多优点, 被公认为21世纪最有价值的新型光源。充分发挥功率型LED的优势, 利用非成像光学进行面向实际应用的功率型LED封装光学系统设计, 以高端半导体照明光源的制造为突破点, 带动整个半导体照明产业的快速进步, 已成为半导体照明技术发展的战略选择。回顾了非成像光学的历史、研究进展以及在半导体照明中的应用, 并通过设计实例, 介绍了面向功率型LED光线耦合、二维给定光分布以及三维给定光分布问题的非成像光学系统设计原理与解决方案。

                                                    PDF全文中国激光 | 2008,35(07):963-971
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                                                    摘要

                                                    综述了近年来棒状、盘片、光纤和热容等高平均功率全固态激光器的进展和国内近期的工作。围绕限制激光器输出平均功率提高和激光光束质量下降的热效应问题, 比较了各类激光器的优缺点。总结了减小或补偿无用热不利影响的现有技术手段, 指出减小激光器热效应可能的技术途径。

                                                    PDF全文中国激光 | 2009,36(07):1605-1618
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                                                    摘要

                                                    提出一种在数字加权滤波和调制度分析基础上形成可靠性控制模板,并按可靠度排序进行位相展开的新方法。该法用于傅里叶变换轮廓术中,可以兼顾所求位相精度和位相展开的可靠度,适合复杂物体面形的测量。给出了傅里叶变换轮廓术对复杂物体面形测量的应用实例。

                                                    PDF全文光学学报 | 1998,18(09):1228-1233
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                                                    摘要

                                                    采用两个中心波长约976 nm准直输出的高功率半导体激光模块为抽运源,通过空间滤波和非球面透镜耦合技术,双端抽运长度为21 m的大模场面积国产掺镱双包层光纤,获得了714.5 W的高功率连续激光输出。采用反向抽运,当入纤抽运功率为760 W时,激光输出功率达到501 W;采用双端抽运,当入纤抽运功率为1137 W时,获得了714.5 W的高功率连续输出,光光转换效率为62.8%,斜率效率为67%。

                                                    PDF全文光学学报 | 2006,26(07):1119-1120
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                                                    摘要

                                                    讨论了由无窗硅光电二极管构成的反射式陷阱探测器的设计方案和工作原理,通过实验测试证明它具有良好的线性、空间响应均匀性、偏振非敏感性和稳定性。在可见波段的7个激光波长上(488nm~786nm),通过低温辐射计标定了陷阱探测器的绝对光谱响应率,不确定度小于0.035%,比现有的标准辐射源的精度提高了约2个量级,证明其可以作为高精度的绝对光谱响应率标准探测器。

                                                    PDF全文光学学报 | 2001,21(06):749-752
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                                                    摘要

                                                    激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术.检测算法的精度和速度直接影响了测量的精度及速度,传统的检测算法如重心法、Hough变换法等在检测精度或速度上存在不足.基于圆拟合的激光光斑中心检测算法是根据最小二乘原理用圆来逼近激光光斑轮廓,该算法除了可以检测光斑中心外,还可以检测光斑半径,达到亚像素级的定位精度,具有很快的计算速度,可适用于实时的光学测量.

                                                    PDF全文红外与激光工程 | 2002,31(03):275-279
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                                                    摘要

                                                    可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者定量分析,这种方法不仅精度较高,选择性强而且响应速度快,已经被用于大气痕量气体监测以及工业控制。在对空气中的痕量气体进行检测中,由于气体浓度较低,需要和长吸收光程技术相结合。将可调谐二极管激光吸收光谱与经过108次反射后达到27 m光程的多次反射池相结合研制了用于地面环境空气中甲烷含量监测的便携式吸收光谱仪,并结合了用于微弱信号检测的二次谐波检测技术,从而达到了体积分数低于1×10-7的检测限,并利用不同体积分数的甲烷气体对系统进行了测试,得到了很好的测试结果。

                                                    PDF全文光学学报 | 2006,26(01):67-70
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                                                    摘要

                                                    研究了光在一维周期性介电材料中的传播特性, 指出传统的高反膜只是光子晶体的一个特例, 从而从光子晶体的角度对多层膜系的设计提出了一条新的思路, 同时研究了材料的介电常数以及结构与高反带带宽之间的关系。 最后通过在多层膜中引入掺杂(中间一层被另一种介质所代替), 得到第一能隙中掺杂模式的频率与掺杂材料的介电常数之间的对应关系, 由此提出一种精确测量介质介电常数的方法。

                                                    PDF全文光学学报 | 2000,20(06):728-734
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                                                    摘要

                                                    随机并行梯度下降算法能不依赖波前传感器直接对系统性能进行优化。以32单元变形镜为校正器,采用随机并行梯度下降算法建立了自适应光学系统仿真模型。通过分析该系统对静态波前畸变的校正能力,验证了随机并行梯度下降算法的收敛性;讨论了算法增益系数、随机扰动幅度与收敛速度的关系,并指出通过算法增益系数的自适应调整可以改进算法的收敛速度。

                                                    PDF全文光学学报 | 2007,27(08):1355-1360
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                                                    摘要

                                                    光电跟踪和测量设备用于测量飞行器在空中的飞行轨迹,作为飞行器飞行性能的评价.随着现代技术的发展,对飞行器性能提出愈来愈高的要求,从而也对跟踪和测量飞行器飞行轨迹的光电跟踪和测量设备提出了相应的技术进步要求,特别是对其测量精度指标.如何做好和完善误差分析、误差分配和误差综合,成为研制更高性能的光电跟踪测量设备总体设计中的一个重要问题,贯穿从可行性论证、方案论证、方案设计、设计、制造、装调、直到试验等整个研制过程.就这一类设备中最为复杂的机载光电跟踪测量设备的目标定位误差(即3轴上的测量误差),通过建立从被测目标到地面中心测量站9个坐标系,进行31次线性变换,构造35个变量的统一测量方程;进行测量误差因素的分析和分配,以及用蒙特卡洛法来分析和计算系统的目标定位误差.

                                                    PDF全文光学 精密工程 | 2005,13(02):105-116
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                                                    摘要

                                                    调制传递函数(MTF)是描述光学成像系统信息传递频率特性的一个关键指标。在成像系统满足线性和空间不变性的条件下,对于含有点、狭缝和边缘等不同特征的图像,可以使用相应的方法计算得到成像系统的MTF。采用了倾斜刃边法来计算得到成像系统的MTF,分析了成像器件和算法步骤对计算结果产生的影响,进行了相应的校正,提高了计算结果的准确性。运用MTF补偿(MTFC)技术,分别使用了镜头MTF的设计值、测量值和计算值对实际拍摄得到的图像进行了复原。通过对以上3种复原图进行对比,实验结果证明了MTF计算值的可靠性和用于降质图像复原时的有效性。

                                                    PDF全文光学学报 | 2010,30(10):2891-2897
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                                                    摘要

                                                    卫星激光通信具有巨大的潜在应用价值, 国际上已实现高码率、小型化、轻量化和低功耗激光通信终端, 全文的第一部分即“链路和终端技术”综述了卫星激光通信的国外进展, 介绍了终端的关键技术, 讨论了终端设计思想。第二部分(另文)将讨论和介绍卫星激光通信终端地面检测和验证技术。

                                                    PDF全文中国激光 | 2007,34(01):3-20
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                                                    摘要

                                                    随着地面影像分辨力愈来愈高的要求,航天光学遥感器实时精确补偿摄影时地物产生的像移,已成为必需解决的关键技术之一。论述了航天光学遥感器在对星下点摄影时,通过建立从地面景物到像面的七个坐标系,进行14次线性变换,获得了具有15个参量的像面位置方程、像面速度方程,推导出像面上像移速度矢的计算公式,对影响像移速度矢的11个参量进行误差分配,以及应用蒙特卡罗法(统计试验法)进行误差综合。该理论方法已得到了实际应用,从获得的遥感图像达到的分辨力、奈奎斯特(Nyquist)频率处的传递函数、信噪比和平均灰度层次均充分证明了该研究结果的正确性。

                                                    PDF全文光学学报 | 2004,24(12):1585-1589
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                                                    摘要

                                                    基于正交的两组平行直线形成的消隐点的几何特性,提出了一种摄像机内外参数的自标定方法。该方法利用连接光心与消隐点向量的正交性质,建立关于相机内参数的约束方程,并给出了约束方程的线性解法;针对现有自标定方法未能标定畸变系数的现状,提出了一种考虑畸变的非线性最优化算法,该算法以线性求解得到的内参数为初值,利用非线性单纯型法寻优标定畸变;建立消隐点坐标系,给出了摄像机外参数的求解算法。所给出的自标定方法不需要知道空间点的精确坐标,具有易于实现、精度高和稳健性好的优点。

                                                    PDF全文光学学报 | 2010,30(02):465-472
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                                                    摘要

                                                    偏振光学成像技术是一种新型的光学成像技术。通过对光波偏振特性的探测,可以获得其他成像技术难以获得的独特信息,有效地增加信息探测维度。近年来,偏振光学成像技术被证明了可应用于雾霾或其他散射介质中的去雾清晰成像中。随后,偏振光学成像去雾技术作为一个独立的研究分支发展起来,并取得了很多优秀的研究成果。主要介绍了偏振光学成像去雾技术的基本原理、实现途径与算法、国内外研究进展和发展现状。

                                                    PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0400001
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                                                    摘要

                                                    吸收光栅是X射线相衬成像系统的关键器件,铋吸收光栅由于其制作成本低廉且适于在普通实验室开展制作而受到青睐。提出了一种针对铋光栅X射线相衬成像条纹对比度的定量计算方法,通过建立模型,数值计算了不同铋层厚度的吸收光栅所对应的叠栅条纹对比度,并比较了π和π/2相位光栅两种情形下的结果。结果显示,随着吸收光栅铋层厚度的增加,条纹对比度逐渐增加,当源光栅和分析光栅的铋层厚度分别达到150 μm和110 μm时,利用π相位光栅在40 kV管电压下其条纹对比度可达48%,60 kV管电压下其条纹对比度只能达到22%。而在两个吸收光栅铋层厚度相同的情况下,采用π/2相位光栅所得条纹对比度略优于π相位光栅的结果。对铋光栅X射线相衬成像条纹对比度的计算分析,可作为X射线相衬成像系统设计的参考依据,推动该成像技术走向实用化。

                                                    PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0434001
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                                                    摘要

                                                    石墨烯因其独特的能带结构和卓越的电光特性,成为近年来的研究热点。石墨烯与光纤结合构成的石墨烯光纤是研究重点之一。论述了石墨烯结构及其基本特性。石墨烯是一种由单层碳原子以sp2杂化轨道紧密堆积成的二维蜂窝状晶格结构材料,具有独特的零带隙能带结构,在机械、电学、光学和热力学等方面具有优异的特性。介绍了国内外石墨烯光纤器件的研究进展,及基于石墨烯光纤的激光器、调制器、表面等离子体共振传感器和偏振器的工作原理及器件特性,分析了石墨烯光纤存在的问题及发展趋势。

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                                                    摘要

                                                    鬼成像中通常是采用相干光辐照散射屏获取赝热光源,但是在X光波段,赝热光源的入射光为部分相干光,其空间部分相干性会对成像质量产生较大影响。采用高斯谢尔模型,理论分析了入射光的部分相干性对赝热X光二阶关联函数的影响,同时给出了基于统计光学的模拟结果,与理论结果吻合,均表明X光空间相干性会影响鬼成像的可见度和分辨率。在空间相干性有限的情况下,通过在散射屏前置尺寸与X光横向相干尺寸相当的针孔可以抑制部分相干性的影响,提高X光傅里叶变换鬼成像的可见度,将有利于实现X光傅里叶变换鬼成像技术的广泛应用。

                                                    PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0411001
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                                                    以二硫化钼(MoS2)为代表的二维过渡金属硫属化合物(TMDs)具有随厚度/层数变化的光学和电学性质,并且展示出独特的激子效应和较高的光学量子产率,在光电子器件中具有很好的应用前景。近年来,基于TMDs材料的光学性质和光电子器件的研究进展迅速,如通过电场、化学掺杂、缺陷等方式实现了对其光致发光(PL)的调控,并极大地提高了PL发射量子产率;基于TMDs边带异质结和垂直异质结的LEDs被广泛研究并获得了较高的光发射效率;以TMDs作为增益介质,并将其与微盘、光子晶体空腔等耦合实现了低阈值激光发射。从TMDs的结构和光学性质出发,总结了TMDs材料PL的调控手段及效果,并介绍TMDs中激光发射的研究进展,最后对基于TMDs的激光发展进行了展望。

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                                                    摘要

                                                    采用不同的工艺参数对TC17钛合金进行了激光冲击强化(LSP)处理,对LSP后TC17钛合金的残余应力分布进行了测试,并用透射电子显微镜观察了显微组织。结果表明,LSP后TC17钛合金表面残余压应力随着冲击次数和冲击能量的增大而增大。LSP使TC17钛合金表面产生了剧烈的塑性变形和高密度位错,且随着激光冲击次数和能量的增大,位错密度也逐渐增大。

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                                                    摘要

                                                    夜间图像去雾对夜间场景中的视频监控、目标识别等有重要应用价值。目前夜间图像去雾研究较少,且处理结果存在失真度高、细节模糊、稳健性差等缺点。针对以上情况,结合大气散射模型和夜间雾天图像成像特点,提出基于Retinex理论和暗通道先验的去雾算法。首先,根据Retinex理论求得夜间场景的有雾入射光图像和有雾反射光图像;其次,利用暗通道先验得到场景的无雾反射光图像;然后,分别根据夜间雾天图像和有雾反射光图像求得光源位置和景深,利用相机成像机理求得场景点与各光源的距离之和,进而求得无雾入射光图像;最后,利用Retinex理论复原得到夜间无雾图像。实验结果表明,本文算法不仅能彻底去雾,提高图像对比度,更能大幅度降低去雾过程中的颜色失真。

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                                                    摘要

                                                    提出了一种新型的采用多纵模激光器作为发射光源的大气气溶胶遥感高光谱分辨率激光雷达(HSRL)技术。该技术将视场展宽迈克耳孙干涉仪(FWMI)作为光谱鉴频器,并在设计FWMI时使其周期鉴频特性与多纵模激光器的模式间隔相匹配,因而每个纵模的回波信号可被FWMI鉴频器进行效果一致的精细光谱分离。详细阐明了所提出的多纵模HSRL的原理和实现方式,定量讨论了制约多纵模HSRL中FWMI鉴频性能的主要因素。在1064 nm波段采用计算机仿真验证了所提技术的性能。多纵模HSRL技术可避免目前HSRL对单纵模激光器的依赖,既能减小HSRL中激光器的成本、体积和重量,又可以大幅提升了HSRL激光系统的稳定性,对我国机载和星载HSRL的研制具有一定的借鉴意义。

                                                    PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0401001
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                                                    摘要

                                                    受限于非线性效应、热效应、模式不稳定等多种因素, 单路光纤激光的亮度的提升存在较大的技术挑战。相干偏振合成技术有望克服单路光纤激光亮度提升瓶颈, 实现更高亮度的激光输出。理论上, 随着合成路数的增加, 相干偏振合成技术可实现亮度的成倍提升。然而, 该合成技术对光源特性(模式、偏振、谱线)、合成元件特性(动态抖动、热像差)、相位控制系统锁相残差等因素均提出了严格要求, 研制难度大。

                                                      PDF全文中国激光 | 2017,44(04):0415004
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                                                      摘要

                                                      以失配角为例,与相同尺寸的单点探测器比较,理论结合数值计算分析了空间相位畸变对非成像阵列探测器的影响。结果表明,阵列中各单元信号的附加相位将严重影响这种探测方式的性能。因此,就空间相位畸变而言,简单的线性叠加方式不足以克服其影响。根据分析结果指出,若能通过一定方法消除阵列中各单元输出信号的附加相位,即使在空间畸变很严重的情况下,非成像阵列探测器仍然可以大幅提高系统的信噪比。丰富了非成像阵列探测器在外差探测领域的研究,对其应用具有一定的指导意义。

                                                      PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0407001
                                                      分享:
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                                                      摘要

                                                      作为一种新兴的无透镜相位恢复技术,叠层衍射成像大大提高了传统相位迭代恢复算法的收敛速度和抗噪能力,具有大视场、高对比度、高分辨率、无需标记、长工作距离、不丢失相位低频分量等优点,在多个领域得到了广泛的应用。介绍了量化相位显微成像领域的研究现状与最新进展,特别是传统叠层衍射成像术(CP)和傅里叶叠层衍射成像术(FP)的基本原理、技术进展及相关应用,着重介绍了快速FP及基于FP的荧光显微成像技术,总结了CP和FP目前面临的问题及未来的发展趋势。

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                                                      摘要

                                                      全光纤激光振荡器具有结构简单、稳定性好、成本低廉等优点, 是目前光纤激光器工业市场中使用较多的一类激光器。2014年, 芬兰CoreLase公司推出了输出功率为2 kW的全光纤激光振荡器; 同年, 美国相干公司基于空间结构实现了输出功率为3 kW的全光纤激光振荡器; 2015年和2016年, 国防科技大学基于单端和双端抽运方案分别实现了输出功率为2 kW和2.5 kW的全光纤激光振荡器。由于受热效应、非线性效应和模式不稳定效应的限制, 基于振荡器结构的全光纤激光器的输出功率都不大于3 kW。2016年7月, 国防科技大学实现了输出功率为2.5 kW的全光纤激光振荡器, 其输出光谱的受激拉曼散射(SRS)光谱较强, 约为20 dB。

                                                        PDF全文中国激光 | 2017,44(04):0415001
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                                                        摘要

                                                        采用885 nm激光二极管(LD)作为抽运源,Cr,Nd∶YAG双掺晶体和抗灰迹KTP(GTR-KTP)分别作为工作物质和倍频晶体,在室温下实现了直接端面抽运Cr,Nd∶YAG/GTR-KTP腔内倍频自调Q稳定脉冲绿光激光高效输出。当吸收抽运光功率为1.65 W时,获得了200 mW自调Q脉冲绿光激光输出,相应的光-光转换效率为12.1%。当吸收抽运光功率大于1.15 W时,获得了脉冲能量大于8 μJ、脉冲宽度为8.8 ns、峰值功率超过1 kW的自调Q脉冲绿光激光输出。利用速率方程从理论上分析了不同Nd3+离子掺杂浓度对Cr,Nd∶YAG/GTR-KTP腔内倍频自调Q激光器输出倍频功率的影响,获得了实现高效绿光输出的优化掺杂浓度。相比于其他885 nm LD抽运腔内倍频产生绿光激光的方法,直接抽运Cr,Nd∶YAG/GTR-KTP腔内倍频自调Q激光器可作为理想的激光源并有效压缩脉冲宽度,是一种实现高效、短脉冲小型化绿光激光器的新方法。

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                                                        摘要

                                                        通过内置周期极化磷酸氧钛钾晶体的半整块谐振腔,采用铯原子D2线的抽运光实现了426 nm的蓝光倍频输出。实验采用了相对松散的聚焦,明显改善了基频光和倍频光吸收诱发的热效应。采用305 mW的模式匹配基频光,获得了117.2 mW的倍频蓝光,倍频过程中最高光-光转化效率达到42%;84.5 mW蓝光在约1 h内的功率起伏为0.48%。结果表明,所提方法可实现倍频光的稳定输出,在量子光学、光与物质相互作用等领域具有广阔的应用前景。

                                                        PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0414002
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                                                        摘要

                                                        研究了轨道角动量(OAM)模式在柚子型微结构光纤(MOF)中的传输。光纤纤芯周围存在一层直径为3 μm的柚子型空气孔, 由于空气孔与光纤纤芯之间存在较大的折射率差, 传输的光被局限在纤芯中, 从而形成稳定的传输模式。通过有限元法对光纤中的矢量本征模式进行模拟, 得到了模式的有效折射率和模场分布。结果表明, MOF在630 nm波长附近可支持10个OAM模式传输, 各模式间的有效折射率差达到0.01以上,较大的有效折射率差可抑制光纤中各模式间的相互耦合, 从而提高OAM模式在光纤中的传输性能。实验中利用特殊设计的光学旋涡达曼光栅对在光纤中传输1 m的OAM1,1和OAM-1,1模式进行解调。

                                                        PDF全文中国激光 | 2017,44(04):0406002
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                                                        摘要

                                                        搭建了一套光纤相位噪声抑制系统。通过环外自拍频, 得到噪声本底的秒级频率稳定度为6.8×10-18, 2000 s平均时间后达到2.3×10-19。利用该系统可实现窄线宽激光频率在1.6 km实际光纤链路中的传输, 传输后环外自拍频信号的秒级频率稳定度可达1.2×10-17。基于连接两个实验室的808 m实际光纤链路, 将此系统应用于1.5 μm超稳激光的比对, 通过拍频测量得到激光线宽为(0.54±0.15) Hz, 秒级频率稳定度为1.2×10-15。

                                                        PDF全文中国激光 | 2017,44(04):0404001
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                                                        摘要

                                                        采用YLS-10000光纤激光器和ERNiMo-8焊丝,对液化天然气船液罐用9Ni钢进行了超窄间隙激光焊接,研究了接头组织和性能。结果表明,优化焊接参数可以得到侧壁熔合良好的超窄间隙接头。焊缝组织主要为奥氏体,两侧结晶形态为柱状晶,中心为等轴晶。热影响区分为明显的粗晶区和细晶区,组织均为马氏体和少量残余奥氏体,硬度均值约为340 HV,远高于母材均值(230 HV)和焊缝均值(200 HV)。拉伸试样均断于焊缝,接头抗拉强度略低于母材的。随着与焊缝中心距离的增大,接头的低温冲击功增大,且均值都在70 J以上。断口形貌均为细小的韧窝,接头为韧性断裂。

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                                                        摘要

                                                        报道了一种新型小体积的半导体激光端面抽运国产Dy∶YAG单晶的黄光激光器。根据Dy∶YAG激光晶体的特殊能级结构, 采用半导体激光抽运, 利用4F9/2→6H13/2的能级跃迁, 室温下直接获得582.7 nm的黄光激光。抽运源采用蓝光LD, 通过温控系统调节LD的工作温度, 优化中心波长至447.3 nm, 从而实现抽运光波长与Dy∶YAG晶体吸收谱线的较好匹配。在吸收抽运功率为1.4 W的条件下, 输出黄光激光的平均功率为56 mW, 最大单脉冲能量达到1.1 mJ, 对应的光光转化效率为4%, 斜率效率为5%。

                                                        PDF全文中国激光 | 2017,44(04):0401004
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                                                        摘要

                                                        实验测量了不同厚度的泡沫镍在0.4~2.2 μm波长的法向-半球反射率/透射率,采用蒙特卡罗法对泡沫镍的计算机断层扫描结构进行孔隙尺度辐射传输建模,对比研究了泡沫镍辐射特性随入射光谱和样品厚度的变化,计算得到了泡沫镍辐射特性的孔隙尺度分布特征。结果表明:所建立的泡沫镍孔隙尺度辐射传输模型在计算其光谱辐射特性方面具有正确性。波长增长,吸收率逐渐降低,反射率逐渐升高;样品厚度增加,吸收率逐渐升高并趋于稳定,透射率逐渐降低至0。孔隙尺度辐射特性分布强烈依赖于局部纹理结构,波长1.5 μm时,泡沫孔隙中的平均吸收率是肋筋上的1.5倍,而肋筋上的平均反射率则达到孔隙中平均反射率的3.7倍。

                                                        PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0424002
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                                                        摘要

                                                        液相脉冲激光烧蚀法(PLAL)具有绿色环保、适用范围广及可制备复合材料等优点, 受到学术界的广泛关注, 但是较低的制备效率限制了它进一步发展。将微流控技术与液相脉冲激光烧蚀法相结合, 在硅基微流控芯片中实现了快速高效制备晶格型(400~800 nm)和球型(100~300 nm)硅纳米结构。通过扫描电子显微镜和光谱仪对其形貌结构及分布情况进行了测试表征, 获得了微流控流速、激光烧蚀功率与纳米粒子制备效率之间的关系。该方法将液相脉冲激光烧蚀法的最高制备效率提高了30%以上, 达到87.5 mg/min, 为将来液相脉冲激光烧蚀法工业化生产提供一种新的技术路线。

                                                        PDF全文中国激光 | 2017,44(04):0402006
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                                                        摘要

                                                        提出并设计了一种基于波长-模式双复用的量子保密通信系统,介绍了波长-模式双复用的基本原理,使用Optisystem搭建了系统模型并进行了10次发送实验,获取并分析了信号的时域波形、频谱图,验证了传输过程中信号波长和线偏振模式的稳定性,实现了系统中基于双不等臂Mach-Zender干涉仪方案的量子密钥分发过程,并获得了经典光信号的误比特率、眼图以及品质因数,结果表明基于波长-模式双复用的量子保密通信系统能

                                                        PDF全文 光学学报 | 2017,37(09):092701
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                                                        摘要

                                                        可调谐二极管吸收光谱技术一般采用双线法同时测量气体的温度和浓度参数。然而,双线法应用在频分和时分复用两种方式下易存在频率串扰和降低时间分辨率等问题,在实际应用中有一定的局限性。针对此问题,提出了基于波长调制技术的免标定单线测量法,只利用一条吸收谱线即可实现对气体温度和浓度的同时测量,完全避免了上述问题。以燃烧过程中的主要产物之一CO2为目标气体,选择中心频率为5007.787 cm-1(R(50))

                                                        PDF全文 光学学报 | 2017,37(09):093002
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                                                        摘要

                                                        在纳米偶极子等效电路的基础上,结合多层波导与谐振腔结构,本文设计了一种高吸收率、宽波段的纳米超材料太阳能吸收器。该吸收器的单元结构是由双六边形超材料纳米柱与硅圆环柱组成,其中硅圆环中镶嵌了8个微型金纳米圆柱。采用时域有限差分方法分析了纳米超材料吸收器在宽波段、不同偏振状态的入射光、大角度入射光下的吸收特性。数值分析表明,该吸收器的吸收波段主要集中在400nm-1500nm,其平均吸收率可以

                                                        PDF全文 光学学报 | 2017,37(09):092301
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                                                        摘要

                                                        介绍了一种硅探测器宽动态范围线性测量系统,系统以光通量叠加为基础,通过时间逻辑控制LED点亮、熄灭和采集数据,在LED的注入电流2.2×10-6A~0.57A调节范围内,标校了硅探测器响应电流从3.92×10-11A~10-2A范围内近9个量级的线性。实验结果表明,硅探测器在9个量级的动态范围内测量时探测器非线性引入的误差可达0.23%,通过非线性修正因子对其测量值进行修正很必要,给出了非线性修正因子,其数值范围为1~1.002

                                                        PDF全文 光学学报 | 2017,37(09):090402
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                                                        摘要

                                                        本文通过矩阵对角化的方法计算了202Hg19F分子基态的超精细结构及其在外电场中的Stark分裂和外磁场中的Zeeman分裂。同时,运用一阶微扰理论模拟g-因子在外电场中的变化。最后,我们讨论了利用202Hg19F分子N=1, J=1/2, F=1, mF=±1态测量电子电偶极矩的可能性。

                                                        PDF全文 光学学报 | 2017,37(09):090201
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                                                        摘要

                                                        本文通过提取光散射信号中颗粒粒径和属性的非线性特征向量,利用广义神经网络同时解析颗粒粒径和识别属性。首先采用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)分解颗粒物光散射信号,提取三维能量分布,计算三种同种粒径不同属性的颗粒样本熵,通过比较样本熵的不同表明样本熵能够反映出颗粒的属性,为了消除粒径和属性对散射的相互影响,对散射信号做希尔伯特变换(Hilbert),提取时频域特征,与样本熵

                                                        PDF全文 光学学报 | 2017,37(09):092902
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                                                        最近,有机-无机杂化钙钛矿材料在电致发光器件(PeLEDs)和激光(Lasing)等光电器件中得到了新的应用,如何进一步提高钙钛矿薄膜的发光效率是当前的研究热点。本文中,作者将20 nm粒径的金纳米粒子(Au NPs)掺杂入界面层PEDOT: PSS中,以CH3NH3PbBr3薄膜为发光层的荧光强度提升2.7倍。研究表明,Au NPs的引入有效的提升了CH3NH3PbBr3薄膜的吸收,并加快了激子的辐射跃迁速率。同时结合光学仿真理论模拟证实

                                                        PDF全文 光学学报 | 2017,37(09):092401
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                                                        本文基于微分几何原理,结合折射、反射定律以及能量守恒定律,将太阳能聚光问题转换成一个带有非线性边界条件的椭圆型Monge-Ampére方程,并建立了相应的数学模型。根据该数学模型,设计了自由曲面聚光器,利用光线追迹软件对所设计的自由曲面聚光系统进行了模拟研究,结果表明: 在考虑Fresnel损失和光学材料的吸收情况下,当实际太阳光线存在0.27°的发散半角入射时,1000mm长度的自由曲面聚光器的几何聚光比达

                                                        PDF全文 光学学报 | 2017,37(09):092202
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                                                        激光反射断层成像是一种新型的远距离高分辨成像手段。反射回波可以近似视作发射脉冲和目标反射系数投影分布的加噪卷积,因此发射脉冲的展宽将显著影响重建图像的分辨率。现有的滤波反投影方法不能有效解决这个问题,而脉冲压缩和解卷积可以从回波中还原目标反射率分布投影,进而提高重建图像质量。基于多角度测量的相似性,提出了一种多帧迭代盲解卷积逼近方法,对一维回波信号进行解卷积,并在实际激光雷达上

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                                                        为了建立视觉坐标系与外部标准坐标系之间的关系,本文提出了一种基于视觉测量合作靶球的外参标定方法。本文设计的视觉测量合作靶球由靶标、光源和球壳三部分组成,其球心可以通过视觉传感器拍摄获得。外参标定过程中,通过视觉测量合作靶球与测量仪器测量靶球的相互替换,得到公共点在视觉坐标系和外部标准坐标系下的三维坐标。利用公共点在两坐标系下的坐标对目标函数进行非线性优化,即可获得视觉传感器外参

                                                        PDF全文 光学学报 | 2017,37(09):091503
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                                                        光束在两种介质的分界面上发生全反射时,反射光会产生横向的古斯-汉欣(GH)位移。本文在Kretschmann结构中引入原子介质,利用耦合光激发表面等离子体波,研究表面等离激元辅助的干涉效应作用下的探测光GH位移,对比耦合光分别为行波场和表面等离子波时,探测光的反射率和反射位移。结果发现当探测光入射角偏离谐振角时,反射谱会出现类似于Fano共振的不对称性,反射位移关于失谐量有一段线形变化区域,可以在

                                                        PDF全文 光学学报 | 2017,37(09):090301
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                                                        针对不同波长照明对表面疵病成像尺寸有非线性放大畸变问题,提出了利用红、绿、蓝三基色光源辐照下的疵病图像进行动态彩色编码成像的新方法,经像素级图像融合后可实现高冗余信息的图像合成,从而在获取表面疵病丰富细节的同时可进一步提高信噪比。首先建立了基于三基色图像进行彩色编码的分析理论,提出了基于表面疵病图像梯度的动态权值计算融合成像方法及算法流程。在明场表面疵病成像实验中,采用三基色平

                                                        PDF全文 光学学报 | 2017,37(09):091202
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                                                        通过彩色数码相机单幅RGB图像的响应值重建物体表面的光谱反射率,可以有效避免基于带通滤光片光谱成像系统所存在的通道间图像像素偏移问题,缩短图像采集周期,获得具有高空间分辨率的光谱图像,但光谱重建精度受光谱重建方法的影响。研究提出了一种基于相机响应值扩展和局部反距离加权的光谱重建方法,以600个矿物颜料色块为实验样本,以CIEDE2000色差和光谱均方根误差为评价指标,利用佳能600D数码相机对新

                                                        PDF全文 光学学报 | 2017,37(09):093301
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                                                        为了实现多圆特征识别和姿态估计,本文将航天器常见的几何特征(旋转体SOR)应用于姿态估计,提出了一种基于椭圆归类的单目视觉姿态估计方法。算法首先在图像中采用基于弧段的椭圆检测方法检测目标上的椭圆特征;然后,提出一种基于SOR空间圆平行性和垂直性约束的椭圆归类方法,得到合理的椭圆特征;最终,利用这些特征估计航天器和摄像机之间的姿态。实验结果表明:该方法具有较好的椭圆归类效果和姿态估计精度

                                                        PDF全文 光学学报 | 2017,37(09):091504
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                                                        摘要

                                                        高功率激光装置中的片状放大器普遍采用高功率脉冲氙灯作为抽运源。氙灯的辐射光谱与片状放大器的增益性能密切相关。本文在暗室中搭建了时间分辨率为2μs的氙灯光谱测试系统,测试了氙灯放电过程中不同时刻的辐射光谱。相同电流密度对应的上升、下降沿时刻的氙灯辐射光谱存在显著差别,当电流密度为0.866kA/cm2时,如果不施加预电离,上升沿处的辐射能量比下降沿处低48%,施加预电离后这种差距会缩小至24%。上

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                                                        摘要

                                                        为探讨光热辐射技术检测金属材料亚表面缺陷的能力,理论分析了双层材料在强度调制激光束激励下产生的热波幅值和位相,实验检测了阶梯型钢板样品、铝/钢质盲孔阵列样品和钢质填锡盲孔样品的光热辐射信号。对直径分别为2.5mm,2.0mm和1.5mm,孔底厚度分别为0.2mm,0.4mm和0.6mm的铝质盲孔阵列样品,实验得到的光热辐射相位分布显示了盲孔直径和孔底厚度的可区分性。对于钢质盲孔阵列样品,在盲孔填锡前后的光热

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                                                        摘要

                                                        摘 要:提出了一种基于LED阵列的动态照明设计方法。首先,对目标照度分布图样和LED阵列单元位置进行均匀采样,建立LED阵列各单元的照度分布矩阵。然后,构建和求解非负约束的最小二乘数学模型,计算LED阵列各单元的非负权重分配,使发光强度加权调制后的LED阵列在目标面内形成指定的照度分布图样。通过设计实例,基于LED阵列分别在圆形区域和矩形区域内形成复杂的环形条纹照度分布和螺旋形照度分布图样,LED阵

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                                                        利用严格耦合波法(Rigorous Coupled Wave Analysis, RCWA)设计并优化了中心波长为1.55μm基于液晶的波长可调谐导模共振滤波器。通过计算可以知道减反层和衬底的厚度均对共振线宽有影响,减反层的厚度越薄共振线宽则越宽,但是对于衬底厚度总存在着一个最优的厚度使线宽达到最窄,在本文设计的结构中当衬底厚度为300nm时线宽缩小到最窄的0.96nm。另外研究得出决定可调谐导模共振滤波的波长调谐范围的决定因素

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                                                        摘要

                                                        混频效率在自由空间相干光通信系统中直接反映相干探测灵敏度。本文分别推导了包含光轴径向误差、失配角、轴向离焦和大气湍流影响因素在内的混频效率表达式,并对其进行仿真分析。结果表明:选择与波长匹配的束腰半径和相对孔径可使混频效率达到最大81.45%。信号光与本振光的光轴径向偏差对混频效率和相对孔径影响最大,其次是失配角,最后是轴向离焦,可将以上三种影响因素分别限制在4μm、0.05rad、200μm范

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                                                        摘要

                                                        针对目前采用激光直写加工Pyrex7740玻璃要求能量密度阈值太高,采用其他方法加工则存在加工精度低、易崩边、刻蚀深宽比小、易引入污染杂质和加工效率低等问题。本文提出了一种水辅助激光诱导等离子体背部刻蚀Pyrex7740玻璃的新方法。通过加工试验和理论分析探究了激光能量密度、激光加工次数对平均刻蚀深度的影响,以及刻蚀过程中去离子水的作用。实验结果表明:平均刻蚀深度与激光能量密度和激光加工次数有较

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