1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 中国科学院透明光功能无机材料重点实验室, 上海 201899
2 2.中国电子科技集团公司 第二十六研究所, 重庆 400060
单晶光纤即具有光纤形态的单晶材料, 是功能晶体材料一维化发展的重要体现。单晶光纤兼具单晶材料优异的光学性能和激光光纤散热效率高、光束质量高等特点, 有望解决传统玻璃材质激光光纤非线性效应强、热导率低等瓶颈问题, 实现激光峰值功率、脉冲能量等性能的突破。本工作采用自主研制的激光加热基座(Laser-heated Pedestal Growth, LHPG)单晶光纤炉制备了两组Ф0.2 mm×710 mm的Yb3+掺杂Y3Al5O12(Yb:YAG)单晶光纤, 并对其进行了表征。制备的单晶光纤长径比大于3500, 直径波动小于5%, 且表现出一定的柔韧性; X射线摇摆曲线测试结果显示Yb:YAG单晶光纤的结晶质量与所用源棒相比有所提升; EDS线扫描结果证明单晶光纤中的Yb3+沿轴向呈现均匀分布。实验结果表明: 准一维化的单晶光纤具有良好的结晶质量与光学均匀性, 有望成为一种性能优异的高功率激光增益材料。
1 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 201899
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
单晶光纤 (SCF) 是一种将体块晶体与玻璃光纤的优势相结合的新型一维化晶体材料, 其具有优异的物理化学以及热管理性能, 在激光、闪烁、传感等方面具有巨大的应用潜力。目前单晶光纤的主要生长方法有激光加热基座 (LHPG) 法和微下拉 (μ-PD) 法, 其中 LHPG 法生长过程中不需要使用坩埚, 可制备更小直径的单晶光纤,以充分发挥光纤的形态优势。研制了国内具有自主知识产 权的 LHPG 单晶光纤炉, 并生长了 Al2O3、YAG、LuAG 等单晶光纤, 其中 YAG 单晶光纤直径可达 200 μm, 长度为 710 mm, 长径比大于 3500:1。 同时对单晶光纤的直径均匀性、结晶质量等性能进行了研究, 结果表明准一维化的单晶光纤仍具有良好的物化性能。
光纤光学 单晶光纤 激光加热基座法 光纤质量 fiber optics single crystal fiber laser heated pedestal growth fiber quality
1 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 201899
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 中国科学院超强激光科学卓越创新中心, 上海 201800
单晶光纤 (SCF) 即具有光纤形态的单晶体, 不仅保持了单晶材料优异的理化性能, 而且具备光纤散热效率高的优势和光波导特性, 在固态激光、辐射探测、高温传感等领域具有潜在的应用前景。近年来, 研究人员在单晶光纤的晶体生长、包层制备技术、器件应用等领域开展了大量研究。本文围绕当前制备氧化物和氟化物单晶光纤广泛采用的微下拉法、激光加热基座法、导模法等晶体生长技术展开详细 讨论, 论述了上述晶体生长技术的原理和应用特点, 并介绍了国内外相关领域科研团队的研究进展。此外, 简要介绍了单晶光纤在高功率激光、中红外激光、辐射探测等领域的应用探索, 并探讨了单晶光纤的包层制备技术。
晶体生长 单晶光纤 激光晶体 固态激光器 crystal growth single-crystal fiber laser crystal solid-state lasers
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory on Adaptive Optics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
2 Laboratory on Adaptive Optics, Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 School of Life Science and Technology, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
An objective visual performance evaluation with visual evoked potential (VEP) measurements was first integrated into an adaptive optics (AO) system. The optical and neural limits to vision can be bypassed through this system. Visual performance can be measured electrophysiologically with VEP, which reflects the objective function from the retina to the primary visual cortex. The VEP measurements without and with AO correction were preliminarily carried out using this system, demonstrating the great potential of this system in the objective visual performance evaluation. The new system will provide the necessary technique and equipment support for the further study of human visual function.
330.4460 Ophthalmic optics and devices 220.1080 Active or adoptive optics 330.4300 Vision system - noninvasive assessment 330.1070 Vision - acuity Chinese Optics Letters
2018, 16(5): 053301
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory on Adaptive Optics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
2 Laboratory on Adaptive Optics, Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A simple and straightforward method to objectively measure the transverse chromatic aberration (TCA) at horizontal field angles out to ±10° from the visual axis of the human eye was proposed. Longitudinal chromatic aberration (LCA) was also measured across the visual field. The TCA of a human eye was obtained by deviation of the point spread function (PSF) images. LCA was calculated from the Zernike defocus. The average TCA changing with eccentricity was 0.162 arcmin/degree between 639 nm and 795 nm wavelengths. Near the optic axis of the eye, the average LCA was 0.37 ± 0.02 D, and it increased slightly with eccentricity (up to 0.54 ± 0.02 D).
330.4460 Ophthalmic optics and devices 170.4460 Ophthalmic optics and devices 330.7327 Visual optics, ophthalmic instrumentation Chinese Optics Letters
2018, 16(11): 113301
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
在早期的研究中，采用出、入瞳直径相等的双通系统进行人眼像差测量时，两个通道的奇像差相互抵消，造成奇像差(如彗差)无法测量。本文建立全新的模拟眼模型进行实验，验证双通系统在波前测量时，是否存在人眼奇像差抵消的现象。采用典型双通系统——哈特曼波前探测系统进行实验，并将出瞳光阑直径固定为6 mm，改变系统入瞳光阑大小（1~8 mm）。实验结果表明，双通系统中，人眼奇像差在出、入瞳直径相等时可测，且人眼奇像差测量与出、入瞳直径差异无关，因此人眼奇像差测量在双通系统中不存在抵消的现象。
成像系统 视觉系统 双通系统 奇像差 眼模型 抵消现象
1 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
3 中国科学院大学，北京 100049
自适应光学技术能够对波前像差进行实时测量及调控。1997年，该技术被首次成功地应用于活体人眼像差的调控，并获得了接近衍射极限的高分辨力视网膜视细胞图像和传统低阶像差矫正无法达到的“超视力”。随后自适应光学技术在眼科学研究中得到迅速发展。就研究内容来看，该领域主要包括视网膜高分辨力成像和人眼像差操控与视功能研究两大方向。美国Rochester大学Williams教授和加利福利亚大学Roorda教授于2011年分别对视网膜高分辨力成像和人眼像差操控与视功能研究方向的研究作了非常全面的综述。1997 年，光电所在国内率先开展人眼自适应光学技术及其应用研究，本文在简单介绍人眼自适应光学系统原理的基础上，报道了光电所在该领域近五年的主要研究进展。
人眼像差 自适应光学 视觉训练 视觉仿真器 人眼散射 图像复原 ocular aberrations adaptive optics visual training vision simulation intraocular scatter image restoration
1 电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
2 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
如何有效矫正随人群起伏很大的人眼像差, 提高人眼自适应光学系统的人群适用范围是临床应用面临的最大难题。旋转双柱面镜散光补偿技术是一种使用灵活、低成本的散光补偿方法。给出了旋转双柱面镜散光矫正的理论依据, 并搭建了基于远场光斑形态的散光自动补偿实验系统, 验证了旋转双柱面镜散光矫正理论的正确性。在此基础上, 将旋转双柱面镜与人眼自适应光学系统相结合, 利用哈特曼波前测量数据调整双柱面镜, 实现了(-4~0 Dc)散光的全自动补偿, 补偿精度优于0.1 Dc, 并验证了实际人眼散光补偿效果。该技术结合Badal调焦可以为人眼自适应光学系统的大规模人群适用提供一种经济有效的低阶像差补偿方案。
视觉光学 自适应光学 旋转双柱面镜 散光 人眼像差
1 中国科学院自适应光学重点实验室， 四川 成都 610209
2 电子科技大学光电信息学院， 四川 成都 610054
3 中国科学院光电技术研究所， 四川 成都 610209
4 中国科学院大学， 北京 100049
视网膜血氧测量技术可以为医学诊断提供可靠的视网膜血氧新陈代谢信息，这些信息可以反映出全身微循环状态。基于光谱法的非侵入性的视网膜血氧饱和度测量是生命科学研究的新热点，国外已开展了大量的研究工作，国内的相关研究还处于起步阶段。为更好地促进视网膜血氧测量在生命科学领域中的研究和应用，对现有的研究成果进行了梳理和回顾。首先介绍了视网膜血氧测量的基本原理，概述了当前已有的视网膜血氧测量技术并讨论了各自的优缺点；然后对现有研究成果和应用情况进行总结，并对视网膜血氧测量存在的若干问题进行讨论；最后对其在生命科学中的研究和发展进行了预测和展望。
医用光学 医用光学仪器 视网膜血氧仪 光谱法 无损测量 标定 激光与光电子学进展
2017, 54(6): 060005
1 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
2 电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
3 成都信息工程大学控制工程学院, 四川 成都 610225
4 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
5 中国科学院大学, 北京 100049
变形反射镜作为超分辨成像系统中的光瞳滤波器，可以灵活快速地调制光场相位的性能。采用遗传算法设计具有不同超分辨参数的光瞳相位结构，通过修改自适应光学系统闭环参考矩阵实现对光瞳滤波器相位的闭环拟合。在此基础上，实验对比了不同光瞳滤波情形下的超分辨成像效果。结果表明，变形反射镜可以很好地拟合设计的光瞳滤波器相位，超分辨成像参数与理论设计值基本吻合。由于变形反射镜采用反射式并通过控制镜面面形进行超分辨光瞳相位拟合，在使用时对入射光无偏振态要求，有利于该方法的实际应用。
显微 相位调制 光瞳滤波器 超分辨 变形反射镜 激光与光电子学进展
2017, 54(4): 041801
