齐鲁工业大学(山东省科学院) 激光研究所，山东 青岛 266100
近年来，超快掺镱锁模光纤激光器由于其转换效率高、操作方便、免维护、尺寸紧凑等优点，被广泛应用于工业加工、医疗外科、多光子成像等领域。在激光器中补偿群速度色散是获得皮秒甚至飞秒脉冲的有效方法。通过利用光栅对与光谱滤波器，实现了对激光波长、腔内色散和光谱宽度的灵活调节。该激光器能输出稳定的锁模脉冲，对应的基本重复频率为19.41 MHz。在+ 0.0127 ps2色散时中心波长1015~1037 nm可调；在+0.007 ps2色散时中心波长1015~1045 nm可调以及在−0.0127 ps2色散时中心波长1020~1046 nm可调。同时，当净腔色散从反常色散到近零色散变化时，光谱带宽可从1.40 nm调到19.38 nm，对应的压缩后脉冲宽度可从1.03 ps调至175.9 fs。该方案具备连续调整激光器状态的能力，有望用于高功率大能量飞秒激光前端，可以满足对激光器有多种谱宽及波长的应用需求。
飞秒 掺镱激光器 光栅对 激光调谐 femtosecond ytterbium doped fiber laser grating pair laser tuning 红外与激光工程
2022, 51(6): 20210444
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国人民解放军63861 部队, 吉林 白城 137001
4 中国科学院 西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
介绍了一种静电场辅助的新型微压印光刻技术, 并对其工艺过程进行了深入的理论研究。首先, 采用数值仿真软件COMSOLTM Multiphysics, 建立了静电场辅助的压印光刻瞬态仿真分析模型, 讨论了不同时域微结构的演化过程。然后, 详细分析了微结构的成型与仿真实验参数的定性关系, 发现: 适当地减小极板间距、模板凸起结构周期, 同时增加模板的凸起高度、初始聚合物薄膜厚度和电压有助于微纳结构的成型。最后, 通过仿真实验参数优化, 得到了带有31 μm中空结构的球冠微结构。与传统压印方法相比, 静电场辅助的微压印技术工艺过程简单且成本较低, 能够广泛应用于微电子机械系统、光子学、遗传学和组织系统等。
静电场 压印 微纳结构 两相流 electrostatic field imprint micro-nanostructures two-phase flow
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林，长春130033
2 中国科学院大学，北京100049
针对空间衍射成像系统对大口径、结构轻量化、空间可展开等特性的要求，设计并制作了用于空间望远镜的新型衍射元件——PI薄膜光子筛。首先，分析了光子筛的设计理论；针对空间应用的特点和原则，采用振幅型光子筛的设计思路给出设计参数；用UG软件设计并加工制作了光子筛的机械固定结构。然后，通过镀膜、光刻、刻蚀等微细加工工艺制作了PI薄膜光子筛。最后，测试了光子筛的衍射效率及成像性能。实验结果表明：光子筛在波长632.8 nm处的实际衍射效率为4.916%，是理论值的73.9%。使用He-Ne激光器，选取10 μm的星点孔进行星点检测，得到了理想的艾里斑图像，其直径为176.70 μm，与理论极限值169.84 μm的误差仅为4.04%。搭建了分辨率板成像实验，测得薄膜光子筛的实际最高分辨频率为12.2 lp/mm，接近理论极限空间频率14.4 lp/mm，表明实验结果与理论分析基本相符。与其它刚性材料基底制成的光子筛相比，采用PI薄膜制作的光子筛不仅重量轻，同时具有较好的成像性能，可以满足空间望远镜主镜的应用要求。
空间望远镜 衍射元件 PI薄膜 光子筛 衍射效率 成像性能 space telescope diffractive optical element PI film photon sieve diffraction efficiency imaging performance
