Author Affiliations
Abstract
National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Institute of Opto-Electronics, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China
Fast and stable phase control is essential for many applications in optics. Here, we propose an all-fiber all-optical phase modulation scheme based on a Fabry–Perot interferometer (FPI) and an Er/Yb co-doped fiber (EYDF). By using the EYDF as an F-P cavity via rational design, a phase shift with a modulation sensitivity of 0.0312π/mW is introduced to the modulator. The phase shifts in the EYDF consist of a thermal phase shift and a nonlinear phase shift with a ratio of 19:1, and the corresponding temporal responses of the modulation are 204 ms and 2.5 ms, respectively. In addition, the compact FPI is encapsulated to provide excellent stability for the modulator.
in-line Fabry-Perot interferometer nonlinear phase shift all-optical phase modulation 
Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 041901
作者单位
摘要
1 北京航空航天大学物理学院,北京 100191
2 澳大利亚国立大学物理学院电子材料工程研究室,澳大利亚堪培拉 2601
超分辨荧光成像技术因其能够突破光学衍射极限的限制,为生命科学研究带来全新的观察尺度而获得了诺贝尔化学奖。但是,传统的超分辨荧光显微镜需要极为复杂的光学系统来突破衍射极限,通常伴随着明显的光毒性和低时间分辨率,昂贵的造价以及日益复杂的操作限制了其在生物医学领域中的推广应用。因此,全球各大研究团队都在积极寻求具有近红外、高亮度和抗光漂白的替代荧光探针,并通过改善成像装置与算法,进一步拓展超分辨显微技术的应用范围。稀土元素纳米材料由于其独特而优异的物理化学特性,如显著的反斯托克斯光谱位移、无背景噪声、抗光漂白、光稳定性、低毒性和高成像穿透能力等,持续受到化学、物理学和材料学领域的广泛关注,是近期兴起的一种稳定性优异的无机荧光探针。本文首先简要介绍了上转换纳米颗粒的发光机制,然后讨论了纳米结构材料中实现光子上转换的主要限制。此外还介绍了镧系元素掺杂上转换纳米粒子在超分辨生物成像、分子检测等领域的应用,以及介绍了包括降低激光功率要求和耦合技术难度、提高激光直扫成像分辨率与速度、提高多路复用成像效率等应用技术优势。最后重点介绍了颗粒合成方面的主要挑战、可行的改进措施以及对未来发展的展望,为稀土纳米材料在生命科学成像领域的推广应用提供有力的理论基础与技术支撑。
荧光显微 超分辨成像 上转换纳米颗粒 镧系离子掺杂 
激光与光电子学进展
2024, 61(6): 0618018
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics, Beihang University, Beijing 102206, China
2 Australian Research Council Centre of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems, Department of Electronic Materials Engineering, Research School of Physics, The Australian National University, Canberra, ACT 2600, Australia
3 Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
4 e-mail: zhongxl@buaa.edu.cn
Ultraviolet (UV) imaging enables a diverse array of applications, such as material composition analysis, biological fluorescence imaging, and detecting defects in semiconductor manufacturing. However, scientific-grade UV cameras with high quantum efficiency are expensive and include complex thermoelectric cooling systems. Here, we demonstrate a UV computational ghost imaging (UV-CGI) method to provide a cost-effective UV imaging and detection strategy. By applying spatial–temporal illumination patterns and using a 325 nm laser source, a single-pixel detector is enough to reconstruct the images of objects. We use UV-CGI to distinguish four UV-sensitive sunscreen areas with different densities on a sample. Furthermore, we demonstrate dark-field UV-CGI in both transmission and reflection schemes. By only collecting the scattered light from objects, we can detect the edges of pure phase objects and small scratches on a compact disc. Our results showcase a feasible low-cost solution for nondestructive UV imaging and detection. By combining it with other imaging techniques, such as hyperspectral imaging or time-resolved imaging, a compact and versatile UV computational imaging platform may be realized for future applications.
Photonics Research
2024, 12(2): 226
作者单位
摘要
中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
掺镱大模场光子晶体光纤在高峰值功率超快激光放大器中有着重要的应用价值,其研究得到了广泛关注。首先简要介绍了国内外掺镱大模场光子晶体光纤的研究进展,阐述了掺镱大模场光子晶体光纤的基本设计思路,对比说明了保偏型掺镱光子晶体光纤的设计制备方法。重点介绍了近十年来中国科学院上海光学精密机械研究所在掺镱大模场光子晶体光纤方面的研究进展。包括掺镱大模场光子晶体光纤的纤芯折射率大小和均匀性控制、光子晶体光纤微结构控制等关键技术。采用自主研制的四种芯径为40~100 μm的掺镱大模场光子晶体光纤开展了皮秒脉冲激光放大实验。利用40 μm芯径的保偏掺镱光子晶体光纤实现了平均功率为100 W、光束质量因子(M2)小于1.4的稳定输出,偏振消光比为12 dB。利用100 μm芯径的保偏掺镱大模场光子晶体光纤实现了M2小于1.5的高光束质量脉冲放大。上述研究为掺镱大模场光子晶体光纤的国产化应用奠定了基础。
光纤光学 掺镱石英玻璃 大模场光子晶体光纤 皮秒脉冲激光放大 光纤激光 
中国激光
2024, 51(1): 0106001
作者单位
摘要
1 中山大学 大气科学学院,珠海 519082
2 中山大学 环境科学与工程学院,广州 510006
大气化学实验课程建设需求非常急迫,但配套实验教材却较为缺乏。该文介绍了《大气化学实验》教材的思路、特色和编写实践。该教材凸显了大气科学学科特点,既包含参照国标方法的基础性业务部门标准实验,又突出引入大型仪器设备的热点前沿实验技术方法,内容基本覆盖大气化学理论知识点,鼓励自主设计实验,旨在帮助培养大气科学实用型和创新型本科人才。该教材的建设,有望解决大气化学实验教材不足的问题,为本课程及相关课程建设提供参考和借鉴。
大气化学 实验教材 教材建设 自主设计实验 atmospheric chemistry experimental textbook textbook development independent design of experiments 
实验科学与技术
2023, 21(6): 95
作者单位
摘要
1 中通服咨询设计研究院有限公司,南京 210019
2 连云港职业技术学院,江苏 连云港 222000
针对现有光传送网(OTN)专线承载网络存在的时延性能差、业务开通效率低以及网络智能化程度低等问题,文章提出了新一代政企专线承载网络组网策略,给出了100/200 Gbit/s、分组增强型OTN、OTN集群和可重构光分插复用器(ROADM)/光交叉连接(OXC)等传输新技术应用的建议,并将相关成果应用在某运营商政企专线承载网络商用部署中。结果表明,新一代政企专线承载网络具有显著的经济和社会效益,该运营商网络重点金融方向时延性能达到了业内领先,专线业务开通平均时长由以往60天缩短至15天,同时还具备业务端到端自动开通能力。
政企专线 光传送网 可重构光分插复用器 光交叉连接 government enterprise dedicated line OTN ROADM OXC 
光通信研究
2023, 49(5): 45
张勇 1,2郭杰龙 2,*汪帆 1,2兰海 2[ ... ]魏宪 2
作者单位
摘要
1 福州大学 电气工程与自动化学院,福建 福州 350108
2 中国科学院 福建物质结构研究所,福建 福州 350108
雨天图像会影响计算机视觉任务的效果与精度。雨天图像常常包含来自不同方向、大小、形状的雨点或雨痕,在对这些雨点、雨痕进行去除时,现有的方法往往没有考虑到雨天图像不同精细尺度下的特征信息,仅采用单一尺度进行图像去雨存在很大缺陷,无法恢复出足够清晰的视觉任务图像。受益于卷积神经网络架构的强大特征提取能力,本文提出了一种端到端的多级联递进卷积结构算子,该算子包含4层卷积层,通过阶梯化连接构成一个整体模块,该模块可以针对多尺度场景下的雨天进行特征提取并整合。将该算子模块嵌入到渐进循环网络结构中,利用循环结构多次去除雨纹,最终有效还原出接近真实图像的无雨图像。该方法在现有的人工合成雨图数据集Rain100H、Rain100L、Rain800与自动驾驶领域合成雨图数据集BDD1000上进行了对比实验。实验结果表明,该算法在4个数据集上的PSNR值达到了30.70,37.91,27.63,35.74 dB,SSIM值达到了0.914,0.980,0.894,0.977。通过真实雨图数据集去雨结果的可视化展示,充分验证了本文方法在去雨任务上的有效性。
图像去雨 多级联递进卷积结构 卷积神经网络 深度学习 多尺度特征 残差结构 image rain removal multi-cascade progressive convolution structure convolutional neural network deep learning multi-scale feature residual structure 
液晶与显示
2023, 38(10): 1409
作者单位
摘要
1中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室,上海 201800
中国激光
2023, 50(17): 1716001
Jinmin Tian 1,2Mengting Guo 2Fan Wang 2Cheng Wu 1,2[ ... ]Lili Hu 2,4,5,**
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 Key Laboratory of High Power Laser Materials, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
3 Accelink Technologies Co., Wuhan 430000, China
4 Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou 310024, China
5 College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
In this Letter, the optical amplification characteristics of the home-made Bi/P co-doped silica fiber were systematically explored in the range of 1270–1360 nm. The maximum gain of 24.6 dB was obtained in the single-pass amplification device, and then improved to 38.3 dB in the double-pass amplification device for -30 dBm signal power. In addition, we simultaneously investigated the laser performance of the fiber with the linear cavity. A slope efficiency of 16.4% at 1313 nm was obtained with a maximum output power of about 133 mW under the input pump power of 869 mW at 1240 nm. As far as we know, it is the first laser reported based on the bismuth-doped fiber in China.
Bi/P co-doped silica fiber fiber amplifier O-band amplification fiber laser 
Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 050601
孙焰 1,2冯素雅 1,*王欣 1,2,**王璠 1[ ... ]胡丽丽 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室,上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海 201800
3 中国科学院大学杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
中国激光
2023, 50(10): 1016001

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