李明 1,2黄亚峰 2叶美凤 2胡笛 2[ ... ]李唐 2,*
作者单位
摘要
1 上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室,上海 200093
2 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部,上海 201800
基于未来卫星间激光干涉任务的需求,介绍了一种基于迈克耳孙光纤干涉仪稳频的1064 nm激光稳频系统,该系统采用全光纤器件,结构紧凑、体积小、可靠性强。通过拍频测试,得到该系统的频率噪声在30 mHz~1 Hz范围内小于30 Hz/Hz1/2,频率稳定度在积分时间为1 s和1000 s时分别为1.2×10-14和3×10-13。该系统的性能满足LISA任务对稳频激光的需求,有望应用于未来的空间引力波探测任务。
激光光学 稳频 光纤干涉仪 频率噪声 
光学学报
2023, 43(19): 1914001
作者单位
摘要
西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
为实现铌酸锂光学器件的高效集成,在其表面制备亚波长结构是实现其光学特性的最佳方式。然而,目前使用的聚焦离子束刻蚀、激光刻蚀、湿法刻蚀等方法很难简单、经济、较快地制备铌酸锂亚波长结构。鉴于此,本课题组基于有限元仿真及低能离子束刻蚀技术,研究了不同离子束参数下刻蚀的铌酸锂亚波长结构及其透射率。采用Lambda950分光光度计和原子力显微镜分别对刻蚀后的铌酸锂样品的透射率、均方根粗糙度、纳米结构的纵向高度和表面形貌进行了分析。结果表明:当离子束入射角度为70°、入射能量大于600 eV、束流大于40 mA、刻蚀时间大于60 min时,铌酸锂样品表面形成了大面积的锥形纳米结构,并且纳米结构的高度随着离子束刻蚀参数的增大而增大;在可见光波段,铌酸锂表面纳米结构越高,增透效果就越明显;当入射能量为1000 eV、离子束束流为40 mA、入射角度为70°、刻蚀时间为120 min时,铌酸锂表面刻蚀出了纵向高度为143.5 nm的锥形结构,此时在可见光范围内铌酸锂样片的峰值透射率为83.5%,相较于原片的透射率提高了约12.5个百分点。
表面光学 铌酸锂 亚波长结构 光学性能 离子束刻蚀 透射率 
中国激光
2023, 50(1): 0113018
谢昱 1,2高源慈 3周蜀渝 4方苏 1[ ... ]刘亮 1,**
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部,上海 201800
2 中国科学院大学材料科学与光电子技术学院,北京 100049
3 电子科技大学电子科学与工程学院,四川 成都 611731
4 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室,上海 201800
射频蒸发冷却作为获取超冷原子简并量子气体的手段之一,对玻色-费米协同冷却的实现至关重要。为了在空间站上实现超冷量子简并气体,设计了一种特殊的射频天线。该天线被置于一个冷原子实验用真空腔内,与腔上集成的冷却、探测、光阱、磁阱、光晶格、Feshbach磁场等装置一同组成了通用型超冷原子物理实验系统,该实验系统满足载人航天工程在尺寸、重量、功耗、可靠性和电磁兼容性等方面的严格要求。利用有限元仿真方法对天线进行设计和评估,并在地面实验平台上对其各项性能指标进行测试和实验验证。结果表明,本设计除了能够降低90%的射频功率需求外,还能维持科学腔的超高真空水平,并具备良好的电磁兼容性,符合载人航天工程的要求。
量子光学 玻色-爱因斯坦凝聚体 射频诱导蒸发冷却 微波 Zeeman效应 
中国激光
2023, 50(5): 0512001
Yafeng Huang 1,2Di Hu 1Meifeng Ye 1,2Yating Wang 1,2[ ... ]Tang Li 1,**
Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Space Laser Engineering, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
We demonstrate an ultrastable miniaturized transportable laser system at 1550 nm by locking it to an optical fiber delay line (FDL). To achieve optimized long-term frequency stability, the FDL was placed into a vacuum chamber with a five-layer thermal shield, and a delicate two-stage active temperature stabilization, an optical power stabilization, and an RF power stabilization were applied in the system. A fractional frequency stability of better than 3.2×10-15 at 1 s averaging time and 1.1×10-14 at 1000 s averaging time was achieved, which is the best long-term frequency stability of an all-fiber-based ultrastable laser observed to date.
fiber delay line frequency stability ultrastable laser 
Chinese Optics Letters
2023, 21(3): 031404
作者单位
摘要
江苏大学土木工程与力学学院, 镇江 212013
抗氯离子侵蚀能力的强弱对水泥基材料服役寿命长短有着关键性的影响。本文研究了不同氧化石墨烯(GO)掺量(0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%,质量分数)在干湿交替氯盐环境下对水泥砂浆抗氯离子侵蚀性能的影响, 分析了不同GO掺量下自由氯离子浓度与水泥砂浆抗氯离子侵蚀性能之间的关系, 并利用扫描电子显微镜从微观角度分析水泥砂浆的抗侵蚀性能。结果表明: GO能显著提高水泥砂浆的抗氯离子侵蚀能力, 最佳掺量范围为0.04%~0.06%; 在同一钻孔深度处, 水泥砂浆内的自由氯离子浓度随着GO掺量的增加先降低后升高; GO能有效调节水泥砂浆的微观形貌, 减少内部孔隙产生, 密实结构, 提高水泥砂浆抗氯离子侵蚀能力。
氧化石墨烯 水泥砂浆 干湿循环 自由氯离子浓度 微观形貌 graphene oxide cement mortar dry-wet cycle free chloride ion concentration microscopic morphology 
硅酸盐通报
2022, 41(12): 4147
作者单位
摘要
2中国航发南方工业有限公司,湖南 株洲 412002
为了满足空气动力学要求,采用共形薄壁结构的整流罩或光学窗口成为未来高速飞行器的发展趋势。但是这类零件在加工过程中,切削力会随着轴向位置发生改变,一次加工难以达到精度要求,需要通过在位测量、补偿加工来控制切削力变化所引起的面形误差。以超精密车床作为运动平台,设计高陡度薄壁光学零件的在位检测系统,研究测点分布的优化算法,实现测量效率和测量精度的统一;建立热变形误差修正模型,提高高陡度薄壁光学零件在位测量的精度。针对某型高陡度薄壁头罩,通过在位测量为补偿加工提供指导,将头罩表面误差由峰谷比(peak-to-valley, PV)3.1 μm控制到PV 0.7 μm,将同轴度控制到1.02 μm,满足光学系统的性能要求。
应用光学
2022, 43(4): 766
Yifei Duan 1,2Yafeng Huang 1,2Yanli Li 1,2Yating Wang 1,2[ ... ]Tang Li 1,*
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Quantum Optics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
4 Shanghai Key Laboratory of Solid-State Laser and Application, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
We demonstrate an all-fiber-based photonic microwave generation with 10-15 frequency instability. The system consists of an ultra-stable laser by optical fiber delay line, an all-fiber-based “figure-of-nine” optical frequency comb, a high signal-to-noise ratio photonic detection unit, and a microwave frequency synthesizer. The whole optical links are made from optical fiber and optical fiber components, which renders the whole system compactness, reliability, and robustness with respect to environmental influences. Frequency instabilities of 3.5×10-15 at 100 s for 6.834 GHz signal and 4.3×10-15 at 100 s for 9.192 GHz signal were achieved.
ultra-stable laser optical frequency comb photonic microwave generation 
Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 021406
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Quantum Optics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
In this article, taking advantage of the special magnetic shieldings and the optimal coil design of a transportable Rb atomic fountain clock, the intensity distribution in space and the fluctuations with time of the quantization magnetic field in the Ramsey region were measured using the atomic magneton-sensitive transition method. In an approximately 310 mm long Ramsey region, a peak-to-peak magnetic field intensity of a 0.74 nT deviation in space and a 0.06 nT fluctuation with time were obtained. These results correspond to a second-order Zeeman frequency shift of approximately (2095.5±5.1)×10-17. This is an essential step in advancing the total frequency uncertainty of the fountain clock to the order of 10-17.
Zeeman effect hyperfine structure atomic clock magnetic-sensitive method 
Chinese Optics Letters
2021, 19(12): 120201
作者单位
摘要
西安工业大学 光电工程学院,陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室, 西安710021
使用实验室自主研发的等离子抛光与刻蚀系统,研究了不同入射能量下不锈钢杂质辅助Ar+离子束刻蚀蓝宝石表面自组织纳米结构的形成机制。采用Taylor Surf CCI2000非接触式表面测量仪和原子力显微镜分别对刻蚀后蓝宝石样品的粗糙度、纳米结构的纵向高度和表面形貌进行了分析。研究表明:引入不锈钢杂质后,当离子束入射角度为65°、束流密度为487 μA/cm2、刻蚀时间为60 min、离子束入射能量为1 000 eV时,蓝宝石样品表面出现了纵向高度为11.1 nm高度有序的条纹状纳米结构;随着入射能量的增加,表面开始出现岛状纳米结构;当入射能量为1 200 eV时,形成了岛状与条纹状相结合的纳米结构,其纵向高度为13.6 nm;入射能量继续增加,蓝宝石表面岛状结构密度变大;当入射能量达1 400 eV时,样品表面岛状结构的纵向高 度为18.8 nm;入射能量为1 600 eV时,样品表面出现较为有序且密集的岛状结构,其纵向高度为20.1 nm。自组织纳米结构先是以“条纹”形状出现,随着入射能量的增加,引入的金属杂质打破了在离子束溅射过程中表面生长机制和表面平滑机制的平衡状态,形成了岛状结构,该结构促进了纳米结构的生长,改变了纳米结构的有序性。
自组织纳米结构 低能Ar+离子束 杂质共沉积 岛状纳米结构 蓝宝石 表面形貌 Self-orgsnized nanostructures Low energy Ar+ ion beam Impurity co-deposition Island nanostructure Sapphire Surface morphology 
光子学报
2021, 50(2): 183
作者单位
摘要
西安工业大学 光电工程学院 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,陕西 西安 710021
使用微波回旋共振离子源刻蚀蓝宝石(C向)表面,引入金属不锈钢杂质,研究了不同靶距处蓝宝石表面自组织纳米结构的演化规律及光学性能。采用原子力显微镜来观察样品表面的形貌变化,Taylor Surf CCI 2000白光干涉表面测量仪测量蓝宝石样片表面的粗糙度;选择X射线光电子能谱对样品表面的化学成分进行了表征。实验结果表明:当离子束能量为1000 eV,束流密度为487 μA/cm2,入射角度为65°,刻蚀时间为60 min,蓝宝石样片与杂质靶距离从1 cm增加到4 cm时,样片表面出现岛状结构并逐渐演变为连续的条纹结构。同时,自组织纳米结构随靶距增加,有序性增加,纵向高度逐渐减小,空间频率基本不变。刻蚀后样品表面的金属杂质残留很少,微结构的形成对蓝宝石具有增透作用。在离子束溅射过程中,岛状结构的出现促进了样品表面条纹纳米结构的生长,破坏了纳米结构的有序性。
自组织纳米结构 表面形貌 表面粗糙度(RMS) 蓝宝石 离子束 原子力显微镜 self-organized nanostructure surface morphology surface roughness (RMS) sapphire ion beam atomic force microscope (AFM) 
红外与激光工程
2021, 50(2): 20200302

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