Author Affiliations
Abstract
1 Joint International Research Laboratory of Information Display and Visualization, School of Electronic Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China
2 National Key Laboratory of Solid-State Microwave Devices and Circuits, Nanjing 210016, China
3 Nanjing Electronic Devices Institute, Nanjing 210016, China
4 Key Laboratory of Micro-Inertial Instrument and Advanced Navigation Technology, Ministry of Education, and School of Instrument Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China
5 Suzhou Key Laboratory of Metal Nano-Optoelectronic Technology, Southeast University Suzhou Campus, Suzhou 215123, China
The technological innovation of thin-film lithium niobate (TFLN) is supplanting the traditional lithium niobate industry and generating a vast array of ultra-compact and low-loss optical waveguide devices, providing an unprecedented prospect for chip-scale integrated optics. Because of its unique strong quadratic nonlinearity, TFLN is widely used to create new coherent light, which significantly promotes all-optical signal processes, especially in terms of speed. Herein, we review recent advances in TFLN, review the thorough optimization strategies of all-optical devices with unique characteristics based on TFLN, and discuss the challenges and perspectives of the developed nonlinear devices.
thin-film lithium niobate second-order nonlinearity nonlinear integrated optics Chinese Optics Letters
2023, 21(10): 101901
1 东南大学 电子科学与工程学院 信息显示与可视化国际合作实验室，江苏 南京 210096
2 东南大学 仪器科学与工程学院，江苏 南京 210096
光电探测器作为航空航天、深空探测和环境监测等领域的核心器件之一，具有重要的科学研究和实用价值。表面等离激元具有可突破光学衍射极限、实现纳米聚焦的性质，为光电探测器的性能提升提供了全新的技术手段，是近年来光电探测增效研究领域的热点之一。文中围绕表面等离激元纳米结构增效的光电探测器研究展开综述，首先介绍了各类表面等离激元纳米结构的物理特性，主要包括局域表面等离激元结构和传导型的表面等离极化激元结构，以及由表面等离激元金属和半导体材料构成的异质结构；然后重点从探测器性能、探测原理和工艺方法等角度，介绍了等离激元纳米结构增强的光电探测器的研究进展；最后对表面等离激元纳米结构增效的光电探测器及其在未来面临的挑战进行了总结和展望。
表面等离激元 纳米结构 光电探测器 surface plasmon nanostructure photodetector 红外与激光工程
2021, 50(1): 20211014
研究辐照导致硼硅酸盐玻璃机械性能的影响, 对高放废物的长期安全处置具有重要的意义。本工作采用0.3 MeV的P离子、4 MeV的Kr离子、5 MeV的Xe离子以及8 MeV的Au离子分别辐照硼硅酸盐玻璃, 利用纳米压痕技术表征了辐照前后样品的硬度和模量。结果表明: 硼硅酸盐玻璃的硬度和模量在一定范围内会随着辐照剂量的增大而减小, 辐照达到0.1 dpa时硬度和模量变化趋于饱和, 此时硬度下降了35%, 模量下降了18%; 而且不同种类的离子辐照对硼硅酸盐玻璃的硬度和模量造成的变化趋势基本相同。使用掠入射X射线衍射仪对样品晶态结构进行了分析, 发现辐照后硼硅酸盐玻璃仍保持非晶状态。利用Raman光谱对辐照后样品的微观结构的变化进行了表征, 发现辐照会导致玻璃网络结构发生改变, 玻璃的聚合度下降, 无序度增加。本工作还证明了离子辐照导致玻璃机械性能变化的主要因素是离子在样品中的核能量沉积导致玻璃结构的改变。
硼硅酸盐玻璃 辐照效应 机械性能 borosilicate glass radiation effect mechanical properties
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
全局快门在对地观测的超光谱成像、测绘及星敏应用中具有优势，但应用效果也依赖于高信噪比。针对CMOS成像特点，设计了可进行拉灌电流的低压基准源电路，基于低热光学变形的焦面电子学，提出上电初始态不定的多通道串行数据接收方法；针对全局快门所特有的寄生光灵敏度影响，采用分行统计中间行为基准的多点拟合校正方法；按照EMVA1288标准，将前照式CMOS成像系统与制冷背照式EMCCD进行了测试，校正前后单幅图像的标准差分别为3.37和0.42，最大信噪比为123.37，EMCCD的最大信噪比为359.43。结果表明，该校正方法可有效减弱全局快门的固定图形噪声，面阵CMOS在全局快门方式下的信噪比与EMCCD相比还有较大差距。
全局快门 对地观测 超光谱成像 寄生光灵敏度 CMOS成像 global shutter earth observation hyperspectral imaging parasitic light sensitivity CMOS imaging EMCCD EMCCD
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
高光谱成像的应用效果非常依赖于所获取的图像信噪比(SNR)。在高空间分辨率下,帧速率高、信噪比低,由于光谱成像包含了两维空间-光谱信息,不能使用时间延迟积分(TDI)模式解决光能量弱的问题;目前多采用摆镜降低应用要求,但增加了体积和质量,获取的图像不连续,且运动部件降低了航天的可靠性。基于此,将超高速电子倍增与成像光谱有机结合,构建了基于电子倍增的高分辨率高光谱成像链模型,综合考虑辐射源、地物光谱反射、大气辐射传输、光学系统成像、分光元件特性、探测器光谱响应和相机噪声等各个环节,可用于成像链路信噪比的完整分析。采用LOWTRAN 7软件进行大气辐射传输计算,对不同太阳高度角和地物反射率计算像面的照度,根据电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)探测器的噪声模型,计算出不同工作条件下的SNR。对SNR的分析和实验,选择适当的电子倍增增益,可使微弱光谱信号SNR提高6倍。
探测器 高光谱成像 信噪比 电子倍增 太阳高度角 地物反射率 光学学报
2018, 38(11): 1104002
为研究离子辐照导致空心玻璃微球机械性能的变化, 利用Ar离子辐照与空心玻璃微球组分相同的微球玻璃薄片, 结合不同温度下的等时退火处理, 采用纳米压痕测试方法研究了辐照前后玻璃机械性能的变化。测试结果表明: 辐照后玻璃的硬度和模量均呈下降趋势, 恢复阻力明显升高; 退火后的未辐照样品硬度和模量呈上升趋势, 恢复阻力在误差范围内没有发生变化;退火后的模量呈下降趋势, 恢复阻力呈下降趋势; 在退火温度约为300 ℃时, 辐照样品退火后的恢复阻力与未辐照样品基本相同。
微球玻璃 离子辐照 机械性能 相分离 退火 microsphere-glass ion irradiation mechanical properties phase separation annealing 强激光与粒子束
2018, 30(12): 122001
中国空间技术研究院 西安分院，陕西 西安 710100
波导-微带过渡电路是连接毫米波、太赫兹系统中平面电路与波导的重要结构，直接影响系统性能。设计了一种中心频率220 GHz的矩形波导-悬置微带线过渡电路。过渡采用探针耦合的形式，并使用渐变线结构实现宽带阻抗匹配，这种结构具有结构紧凑，易于加工，宽带和插入损耗低等优点。最终的仿真结果表明：在180~255 GHz的频带内回波损耗优于20 dB，插入损耗小于0.18 dB。这种结构可广泛应用于毫米波、太赫兹平面电路中。
太赫兹 悬置微带线探针 宽带 低损耗 terahertz suspended microstrip probe broadband low-loss 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(1): 11
1 中国空空导弹研究院, 河南 洛阳 471009
2 航空制导武器航空科技重点实验室, 河南 洛阳 471009
为有效应对红外成像制导**, 激光定向干扰技术在近年得到重点发展, 并有望成为未来红外对抗的主要方式。着眼于对激光干扰条件下红外系统成像特性的研究需求, 对机载激光定向干扰从发射、大气传输、光学系统传输以及探测器响应的全链路过程进行了分析建模, 构建了激光干扰条件下红外系统成像特性的仿真模型, 最后通过试验验证了文中方法和模型在对激光的红外成像灰度等级、成像光斑及灰度分布特性、成像饱和与致盲毁伤效果方面能够有效反映红外成像系统对激光的实际响应特性, 并取得与实测试验相近的仿真结果, 从而为后续深入研究激光定向干扰效能奠定基础。
红外成像 激光 定向干扰 仿真 建模 infrared imaging laser DIRCM simulation modeling 红外与激光工程
2016, 45(6): 0606005
中国空间技术研究院 西安分院, 西安 710100
为了分析带有孔缝双层金属机壳的屏蔽效能,采用广义散射矩阵级联的思想,将多层金属腔体近似等效为若干个能够传输多个模式的波导级联,提出了一种使用模式匹配法和基于矩量法求解混合位积分方程的全波混合算法。该算法考虑了腔体结构、孔缝排列形式、入射波极化方向以及高次模等因素对屏蔽效能的影响。通过将数值仿真结果与经典算法仿真结果进行对比,验证了其具有较高的准确性和有效性。研究结果表明：双层金属腔体的屏蔽效能要优于单层金属腔体的屏蔽效能,适当地增加双层金属腔体上孔缝所在侧壁之间的距离可以提高屏蔽效能,当双层金属腔体侧壁上的孔缝平行排列时,平行极化下的屏蔽效能要优于垂直极化下的屏蔽效能,而当孔缝交叉排列时,平行极化和垂直极化下屏蔽效能的优劣则并不明显。
屏蔽效能 双层屏蔽腔体 孔缝耦合 广义散射矩阵 级联 shielding effectiveness double-stage enclosures aperture coupling generalized scattering matrix cascading 强激光与粒子束
2015, 27(10): 103219
