1 中国航空制造技术研究院，高能束流加工技术重点实验室，北京 100024
2 北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京 100190
提出了一种拉伸-扭转耦合变形的新型力学超结构，该结构可在轴向拉伸的同时显著提升其截面扭转能力。针对这种简单构型的力学超材料胞元结构进行了建模，并通过胞元堆叠的方式设计了具有拉伸-扭转耦合变形能力的宏观梁结构。通过有限元分析方法研究了胞元的拉伸刚度和拉伸-剪切变形耦合特性，验证了宏观梁结构的变形性能并分析了相关参数，采用激光选区烧结（SLS）技术制备样品进行了实验验证。结果显示：四胞元悬臂梁的扭转角明显大于双胞元悬臂梁，在46.69 N拉力作用下，它们分别产生了0.667°和0.479°的扭转角，与有限元分析结果具有较好的一致性。此外，相比于双胞元悬臂梁，四胞元组合堆叠悬臂梁在质量上仅增加了2.77%，但耦合系数却增大了42.97%，这表明四胞元堆叠悬臂梁具有更优的拉伸-扭转耦合特性。宏观梁结构中的扭转变形近似成线性累积，可通过增加胞元组合的堆叠次数增大其扭转角。
超材料 结构设计 胞元堆叠 增材制造 中国激光
2024, 51(10): 1002311
中国激光
2024, 51(10): 1000101
强激光与粒子束
2024, 36(4): 043011
1 重庆光电技术研究所，重庆 400060
2 量子信息芯片与器件重庆重点实验室，重庆 400060
3 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室，北京 100876
为实现高速、高灵敏度、低成本的激光通信，优化改进一种新的InGaAs/InP单光子雪崩二极管（SPAD）以更好地使其应用于单个单光子探测器（SPD）探测的近红外激光通信系统。与上一代相比，优化各层结构的同时，在其中加入了介质-金属反射层并改进了双Zn扩散工艺。在1.25 GHz高频正弦门控（SWG）工作模式、225 K温度和6 V偏置下，所制备的InGaAs/InP SPAD实现了光子探测效率（PDE）为30%、暗计数率（DCR）为3 kHz和后脉冲概率（Pap）为2.4%的单光子性能。将基于高性能SPAD制备的自由运行负反馈雪崩二极管（NFAD）作为接收机，应用到已有实时激光通信系统中，实验得到了单个NFAD的激光通信性能参数。结果表明，在使用4进制脉冲相位调制（4PPM）方案中，在1 Mbit/s比特率条件下，单个InGaAs/InP NFAD具有1.1×10-5误码率和-69.6 dBm灵敏度。
InGaAs/InP 单光子探测器 单光子雪崩二极管 负反馈雪崩二极管 光子探测效率 激光通信 激光与光电子学进展
2024, 61(7): 0706011
江西师范大学物理与通信电子学院，江西 南昌 330022
提出一种基于两相交开口谐振环（TI-SRR）的超材料太赫兹带阻滤波器，通过改变TI-SRR线宽、环间间隔和半径大小，探究各参数对滤波器透射系数的影响。研究了超材料太赫兹带阻滤波器三个谐振点处的电场和表面电流分布，进而分析了滤波器的工作机理。为了验证理论模型的计算结果，采用微纳光刻技术制备滤波器的实物样品，使用太赫兹时域光谱系统进行测试。结果表明，该滤波器有3个谐振点，谐振频率分别为0.431、0.476、0.934 THz，对应的透射系数（S21）分别为42.518、40.331、14.132 dB，10 dB阻带带宽分别为0.220 THz和0.026 THz。实测曲线整体趋势与仿真曲线保持一致，阻带特性相较良好，测试结果与仿真结果较为符合。该滤波器在新型通信设备和精密仪器领域有较高的应用价值。
超材料 太赫兹 带阻滤波器 微纳光刻 太赫兹时域光谱
1 福州大学光电显示技术研究所，福建 福州 350108
2 福建省光电信息科技创新实验室，福建 福州 350108
由于量子点优异的材料特性，包括可调的能带间隙、高量子产率、高稳定性和可低成本地溶液加工等，其在显示领域引发了浓厚的兴趣和研究热潮。近年来，随着全世界对高质量显示的需求日益增长，特别是随着虚拟/增强现实（VR/AR）等近眼显示技术的兴起，对高亮度、高分辨率、高效率以及低功耗的显示技术提出了更高的要求。本文全面探讨了高分辨率量子点图案化技术，深入解析它们的工艺流程，并详细阐述它们在量子点显示器件中的各种应用。此外，还概述了高分辨率量子点图案化技术在实际应用中所面临的主要挑战。我们认为，要将高分辨率量子点图案化技术真正地应用到实际设备中，必须全面考虑各种因素，不仅包括从图案化技术出发，同时还涉及到从材料选择和器件结构设计等多个角度的深入思考和策划。本综述可为高分辨率量子点图案化技术行业的发展和研究提供有价值的参考。
显示技术 量子点 高分辨率 图案化技术
Author Affiliations
Abstract
1 Shandong Provincial Engineering and Technical Center of Light Manipulations & Shandong Provincial Key Laboratory of Optics and Photonic Device, School of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250014, China
2 XXL—The Extreme Optoelectromechanics Laboratory, School of Physics and Electronics Science, East China Normal University, Shanghai 200241, China
3 Joint Research Center of Light Manipulation Science and Photonic Integrated Chip of East China Normal University and Shandong Normal University, East China Normal University, Shanghai 200241, China
4 Collaborative Innovation Center of Light Manipulation and Applications, Shandong Normal University, Jinan 250358, China
To improve the processing efficiency and extend the tuning range of 3D isotropic fabrication, we apply the simultaneous spatiotemporal focusing (SSTF) technique to a high-repetition-rate femtosecond (fs) fiber laser system. In the SSTF scheme, we propose a pulse compensation scheme for the fiber laser with a narrow spectral bandwidth by building an extra-cavity pulse stretcher. We further demonstrate truly 3D isotropic microfabrication in photosensitive glass with a tunable resolution ranging from 8 μm to 22 μm using the SSTF of fs laser pulses. Moreover, we systematically investigate the influences of pulse energy, writing speed, processing depth, and spherical aberration on the fabrication resolution. As a proof-of-concept demonstration, the SSTF scheme was further employed for the fs laser-assisted etching of complicated glass microfluidic structures with 3D uniform sizes. The developed technique can be extended to many applications such as advanced photonics, 3D biomimetic printing, micro-electromechanical systems, and lab-on-a-chips.
simultaneous spatiotemporal focusing technique pulse compensation pulse stretcher 3D isotropic fabrication chemical etching Opto-Electronic Advances
2023, 6(10): 230066
Author Affiliations
Abstract
1 National Laboratory of Solid State Microstructures, Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, and College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210023, China
2 School of Instrumentation and Optoelectronic Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
Cascaded holography coupled with the secret-sharing scheme has recently gained considerable attention due to its enhanced information processing and encryption capabilities. Here, we propose a new holographic iterative algorithm and present the implementation of cascaded liquid crystal (LC) holography for optical encryption. Each LC layer acts as the secret key and can generate a distinct holographic image. By cascading two LC elements, a new holographic image is formed. Additionally, we showcase the dynamic optical encryption achieved by electrically switching LCs with combined electric keys. This work may offer promising applications in optical cryptography, all-optical computing, and data storage.
liquid crystals holography optical encryption Chinese Optics Letters
2023, 21(12): 120003
Author Affiliations
Abstract
1 School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 National Laboratory of Solid State Microstructures, Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, College of Engineering and Applied Sciences, and Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210093, China
3 School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
We give an introduction to the special issue on spatiotemporal optical fields and time-varying optical materials, composed of six articles.
Chinese Optics Letters
2023, 21(12): 120001
1 上海工程技术大学 电子电气工程学院，上海 201620
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
3 中国科学院 空间主动光电技术重点实验室，上海 200083
为了提高泊松表面重建算法效率并改善重建结果细节表现，采用一种基于混合树的点云搜索方法，平衡了八叉树和二叉树技术关于时间复杂度和空间复杂度的冲突; 并在点云搜索阶段通过引入多个能量项对点云进行密度评估与滤波等，针对点云稀疏部分进行自适应的点云稠密化以保证重建模型的细节与准确度。结果表明，混合树重建算法与泊松表面重建算法及屏蔽泊松算法相比，速度分别平均提升了33%和15%，且能更好地保持重建模型的细节，误差最小。该研究为点云的表面重建提供了参考。
图像处理 泊松表面重建 八叉树 法向估计 能量函数 image processing Poisson reconstruction octree normal estimation energy function
