1 华侨大学信息科学与工程学院 福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021
2 厦门大学海洋与地球学院 海洋观测技术研发中心, 福建 厦门 361005
基于弯曲的罗丹明B(rhodamine B)掺杂聚合物微米线, 搭建了Y型分束器、微米线-环形腔耦合结构等典型微米光子回路; 采用锥形光纤耦合的方式, 将光能量导入回路并在微米线中激发荧光; 通过移动锥形光纤增加光的传输距离, 分析能量的输出强度与传输长度之间的关系。研究发现, 通过激发出的荧光光路强度, 可显示回路中的能量沿微米线轴线周期性地衰减振荡, 并在微米线弯折处发生相位跃变; 回路输出端能量随传输距离的增加呈周期性变化, 且在半个周期内, 可将Y型分束器分光比从1.3调节到2.4(＜2 μm), 使耦合结构中单个输出端的强度峰谷比达到2.1(＜6 μm)。利用锥形光纤耦合激发出的荧光, 可在远场直接显示回路的能量传输状态, 并在传输距离改变时对能量的耦合情况进行实时反映, 实现回路输出性能的大范围调节, 为复杂微光子器件的搭建及性能调节提供了一种直观、简便的方法。
聚合物微米线 荧光掺杂 能量显示 能量调节 光子回路 polymer microfiber fluorescent doping energy observation energy adjustment photonic circuit
华侨大学 信息科学与工程学院, 福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021
为了研究涡旋光束和高斯光束在水下湍流中的闪烁特性，搭建了一套含有水下湍流的实验系统，利用循环泵控制水槽内湍流的强弱，使用闪烁仪测量光束的闪烁因子.利用这套实验系统，详细研究了涡旋光束和高斯光束在水下传输时的闪烁因子.研究结果表明，涡旋光束和高斯光束的闪烁因子随着传输距离的增大而增大，并且随着水下湍流强度增大，涡旋光束和高斯光束对应的闪烁因子也越大.在12.6 m的传播距离内，拓扑电荷m=2的涡旋光束的闪烁因子远大于高斯光束的闪烁因子.另外，在不同强度的水下湍流中，拓扑荷数m=6的涡旋光束传播到5.4 m时，其径向闪烁因子都先减小然后再增大.此外，拓扑荷数m=6的涡旋光束经过一定距离的传播后，其闪烁因子低于拓扑荷数m=4的涡旋光束的闪烁因子.本文研究结果对探索涡旋光束在海洋湍流中的应用具有重要价值.
涡旋光束 水下湍流 闪烁因子 拓扑荷数 光强分布 Vortex beam Underwater turbulence Scintillation index Topological charge Light intensity distribution 光子学报
2019, 48(12): 1214004
华侨大学 信息科学与工程学院 福建省光传输与变换重点实验室, 厦门 福建 361021
理论和实验研究了径向偏振高阶贝塞尔-高斯涡旋光束在自由空间传输的光强分布和偏振特性.数值计算表明, 在无衍射区域, 随着传输距离的增加, 光强分布基本保持不变; 对于零阶光束, 其偏振态一直保持径向偏振不变; 对于高阶光束, 其偏振态发生变化, 由初始的径向偏振逐渐变为椭圆偏振和线偏振的杂化状态.实验上, 利用径向偏振转换器、螺旋相位板和轴棱锥元件产生了径向偏振高阶贝塞尔-高斯涡旋光束, 探测了其通过不同偏振片后的光强分布.实验结果与理论结果基本相符合.该研究也提供了一种产生杂化偏振矢量光束的方法.
传输 径向偏振 高阶贝塞尔-高斯涡旋光束 衍射 Propagation Radial polarization High-order Bessel-Gaussian vortex beam Diffraction
华侨大学 信息科学与工程学院 福建省光传输与变换重点实验室，福建 厦门 361021
基于广义惠更斯-菲涅耳原理和交叉谱密度函数，对高斯型非均匀关联的部分相干光束在大气湍流中的传输特性进行了研究.结果表明，部分相干光的相干度的变化和源平面的高斯调制半宽、传输距离等有着密切关系.在传输过程中，初始平面相干度分布存在突变，在传输过程中消失；光束中两点的相干度随着传输距离的增加先增大后减小，并且相干度的分布由非均匀分布变成均匀分布.这种非均匀关联的部分相干光束在激光通信领域具有广阔的应用前景.
相干性 非均匀关联 部分相干光 大气湍流 传输特性 Coherence Non-uniformly correlated Partially coherent beams Turbulence atmosphere Propagation properties
华侨大学 信息科学与工程学院 福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021
利用相干理论, 研究了新型部分相干光束的相干特性.用激光光束透过旋转的特殊毛玻璃, 产生一种相干性分布特殊的新型部分相干光束.实验上经双孔干涉, 记录了该光束经不同小孔间距双孔产生的干涉条纹, 计算得出所对应的相干度, 并获得了该光束在不同传输距离下的相干度分布情况, 发现该光束的相干度分布与高斯-谢尔模型光束的相干度分布不相同, 其相干度随着传输距离的增大而变强.
物理光学 相干度 双孔 干涉 部分相干光束 Physical optics Coherence Double- hole Interference Partially coherent beam
Author Affiliations
Abstract
Fujian Provincial Key Laboratory of Light Propagation and Transformation, College of Information Science and Engineering, Huaqiao University, Xiamen 361021, China
Based on the angular spectrum method and the circular Gaussian distribution (CGD) model of scattering media, we numerically simulate light focusing through strongly scattering media. A high contrast focus in the target area is produced by using feedback optimization algorithm with binary amplitude modulation. It is possible to form the focusing with one focus or multiple foci at arbitrary areas. The influence of the number of square segments of spatial light modulation on the enhancement factor of intensity is discussed. Simulation results are found to be in good agreement with theoretical analysis for light refocusing.
光电子快报（英文版）
2015, 11(4): 313
Author Affiliations
Abstract
Fujian Provincial Key Laboratory of Light Propagation and Transformation, College of Information Science & Engineering, Huaqiao University, Xiamen 361021, China
The scintillation indices (SIs) of Gaussian beams and vortex beams propagating in turbulent atmosphere are investigated experimentally. It is shown that with the increase of propagation distance, the SI of Gaussian beam around optical axis increases gradually, but the SI of vortex beam with topological charge of 4 increases, achieves the maximum value at a fixed distance, and then decreases as the continued increase of propagation distance. The SI of vortex beam can be smaller than that of Gaussian beam under certain conditions.
光电子快报（英文版）
2015, 11(2): 141
华侨大学 信息科学与工程学院 福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021
理论研究了强聚焦混合偏振矢量光束作用在瑞利粒子的辐射力,推导出混合偏振矢量光束深聚焦在焦平面处产生辐射力的计算表达式,数值模拟了焦平面附近轴向光束强度分布及数值孔径与径向系数对辐射力分布的影响.结果表明, 强聚焦混合偏振矢量光束深聚焦后在焦平面附近产生的辐射力在一定情况下能够实现对瑞利粒子的三维捕获,并且受数值孔径和径向系数的影响, 其中径向系数影响较为明显.大量数据整合结果表明当径向系数大于3时, 才能实现与光阑数值孔径相匹配, 完成对焦平面附近瑞利粒子的三维捕获.
物理光学 混合偏振 强聚焦 瑞利粒子 辐射力 Physical optics Hybridly polarized Highly focused Rayleigh particle Radiation forces
华侨大学 信息科学与工程学院,福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021
基于角谱衍射公式和散射介质的圆形高斯分布模型, 数值模拟光通过散射介质的聚焦.通过反馈优化算法实现散射光束的波前整形, 在目标位置处形成一个很亮的聚焦光斑.改变聚焦目标位置后, 可实现任意位置处的单点或多点聚焦.讨论了空间光调制器上的总调制单元个数、每个调制单元相位准确度与光强增长因子的关系.结果表明：目标位置处的光强随着总像素单元数的增加而线性地增强, 并且随着调制单元的相位准确度的增加而增强.
散射介质 聚焦 角谱衍射公式 圆形高斯分布 算法 Scattering media Focusing Angular spectrum diffraction theorem Circular Gaussian distribution Alaogirhm
Author Affiliations
Abstract
Fujian Provincial Key Laboratory of Light Propagation and Transform, College of Information Science & Engineering, Huaqiao University, Xiamen 361021, China
Because of the circular symmetry of a completely coherent radially polarized beam, the azimuthal intensity component is zero when it is focused by a high numerical aperture (NA) objective. In this paper, we show that such a conclusion is not tenable under the illumination of partially coherent beam whose coherent property depends on the azimuthal angle. Taking the Gaussian Schell-model (GSM) beam for an example, the tight focusing property of a partially coherent beam is studied, and the intensity and its radial, azimuthal and longitudinal components are particularly researched. The results show that the percentage of the components on the total intensity depends on the correlation length of the partially coherent beam. The azimuthal intensity component is produced under the illumination of partially coherent beam.
光电子快报（英文版）
2013, 9(5): 393
