Author Affiliations
Abstract
1 Photonic Integrated Circuits Center, 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 Engineering Research Center of Optical Instrument and Systems, Ministry of Education, and Shanghai Key Laboratory of Modern Optical System, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
A kind of optical data storage medium based on electron-trapping materials, Y3Al5O12:Ce3+ fluorescent ceramic, was developed by vacuum sintering technology. The medium shows sufficiently deep traps (1.67 and 0.77 eV). The properties of trap levels were researched by thermoluminescence curves, and the optical storage mechanism based on Ce3+ ion doping was proposed. More importantly, the data can be written-in by 254 nm UV light, and readout by heating (300°C). This work expands the application fields of fluorescent ceramics, and it is expected to promote the development of electron-trapping materials.
electron-trapping materials optical data storage Y3Al5O12 Ce3+ doping 
Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 041602
作者单位
摘要
1 上海工程技术大学 电子电气工程学院,上海20620
2 中国科学院 上海光学精密机械研究所,上海01800
针对在雾霾天气、水下和夜间环境中获得的图像存在清晰度和对比度下降以及色彩失真等问题,提出一种使用改进型大气散射模型的双阶段图像修复方法。通过在传统的大气散射模型中引入一个全局补偿系数以得到一个改进型大气散射模型,使用该模型的双阶段图像修复方法包含两个阶段:首先,输入一张退化图像,利用改进型大气散射模型得出一张粗略的修复图像,并利用灰度世界算法求出该粗略的修复图像的反照率;其次,将反照率和第一阶段的输出图像作为输入,利用改进型大气散射模型得出最终的修复图像。实验结果表明,所提出的方法可避免图像修复的结果中存在色彩失真和色调偏暗等问题,并且具有很好的适用性,其不仅可有效实现雾霾图像去雾,也可实现水下图像修复和夜间图像增强。与当前最先进的方法相比,所提出的方法在定量和定性实验上都取得了优异的结果。
图像修复 图像去雾 大气散射模型 色彩失真 灰度世界算法 image restoration image dehazing atmospheric scattering model color distortion gray world algorithm 
光学 精密工程
2022, 30(18): 2267
Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Micro-Nano Optoelectronic Materials and Devices, 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 National Center for Protein Science Shanghai, Shanghai 200120, China
4 Engineering Research Center of Optical Instrument and Systems, Ministry of Education and Shanghai Key Laboratory of Modern Optical System, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
A stimulated emission depletion is capable of breaking the diffraction limit by exciting fluorescent molecules with a solid Gaussian beam and quenching the excited molecules with another donut beam through stimulated emission. The coincidence degree of these two beams in three dimensions will significantly influence the spatial resolution of the microscope. However, the conventional alignment approach based on raster scanning of gold nanoparticles by the two laser beams separately suffers from a mismatch between fluorescence and scattering modes. To circumvent the above problems, we demonstrate a fast alignment design by scanning the second beam over the fabricated sample, which is made of aggregation-induced emission (AIE) dye resin. The relative positions of solid and donut laser beams can be represented by the fluorescent AIE from the labeled spots in the dye resin. This design achieves ultra-high resolutions of 22 nm in the x/y relative displacement and 27 nm in the z relative displacement for fast spatial matching of the two laser beams. This study has potential applications in scenarios that require the spatial matching of multiple laser beams, and the field of views of different objectives, for example, in a microscope with high precision.
nanophotonics stimulated emission depletion microscope aggregation-induced emission dual-beam alignment 
Chinese Optics Letters
2022, 20(11): 113601
周健 1,2孙芸 1,2阮昊 3
作者单位
摘要
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 上海200050
2 中国科学院太赫兹固态技术重点实验室, 上海200050
3 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海201800
激光雷达可精确采集目标的距离和速度信息, 并可实现目标探测与成像, 因此在智能交通、无人机避障、智慧家庭、卫星测绘与导航等领域具有重要的应用前景。首先介绍了激光探测的基本原理、主流技术方案以及研究必要性;其次, 针对激光雷达固态化和小型化集成的应用需求, 介绍了国际上光学相控阵激光雷达、机械扫描激光雷达和闪光激光雷达的技术发展动态, 并阐述了我国激光雷达技术、产品和商业发展现状;最后提出了激光雷达技术面临的挑战以及可能的解决方案, 并对其发展趋势进行了展望。
激光雷达 光学相控阵 探测器 lidar optical phased array detector 
红外
2020, 41(5): 1
Xupeng Yuan 1,2Miao Zhao 3,4Xinjun Guo 1Yao Li 3[ ... ]Hao Ruan 1,**
Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Micro-Nano Optoelectronic Materials and Devices, 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 National Center for Protein Science Shanghai, Shanghai 200120, China
4 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
5 Shenzhen Huazhong University of Science and Technology Research Institute, Shenzhen 518057, China
In this Letter, a new approach of optical tape for high capacity multilayer data storage is proposed. We show that a length of 5 cm and width of 2 cm of soft and transparent optical tape can be used for two-photon three-dimensional bit data storage. We successfully demonstrate writing and reading of six layers of data storage with a transverse bit separation of 2 μm and an axial separation of 2.5 μm in a tetraphenylethylene-doped photobleaching polymer. The fluorescence intensity is insensitive to the storage depth of the photopolymer matrix. Thus, the optical tape that we put forward in the experiment can help people realize true large data storage in the future, like magnetic tape. This method significantly paves a novel way for solving big data storage problems.
optical tape polymer curing multilayer recording big data storage 
Chinese Optics Letters
2020, 18(1): 012001
吴晨雪 1,2胡巧 1赵苗 1苏文静 1[ ... ]阮昊 1
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室, 上海 201800
2 浙江大学光电科学与工程学院, 浙江 杭州 310027
介绍了磁光电混合存储的技术特点及发展历程;总结了其关键技术及研究现状,包括存储系统结构、软件和硬件的关键技术以及相关标准的制定和专利申请;介绍了混合存储技术的发展动向,对磁光电混合存储的技术发展进行了展望。该综述有助于研究人员更系统、清晰、准确地认识磁光电混合存储技术,并有助于未来大数据存储的发展。
光数据存储 磁光电混合存储 数据热度 超分辨 
激光与光电子学进展
2019, 56(7): 070003
胡巧 1,2郭新军 1原续鹏 1,2甘棕松 3,4,**阮昊 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室, 上海201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京100049
3 华中科技大学武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉430074
4 深圳华中科技大学研究院, 广东 深圳 518057
比较了基于光激发-光抑制(SPIN)和受激辐射损耗(STED)的两种双光束超分辨数据写入技术的机理,为基于STED的超分辨数据写入技术建立了动态物理模型,研究其光致聚合过程中的工作机制,并模拟了基于SPIN和STED的双光束超分辨数据写入技术在记录点尺寸和分辨率方面的差异。结果表明:基于STED的双光束超分辨数据写入技术具有无需抑制剂、原理简单的优势,但其需要第二束辅助光的强度较大且对聚合作用的抑制效率低,在多点写入情况下点的尺寸变大,记录均匀性变差。基于SPIN的双光束超分辨数据写入技术所需能量小,多点记录时引发剂分子消耗将抵消抑制剂分子消耗带来的影响,整体均匀性和稳定性好。因此基于SPIN的双光束超分辨数据写入技术在超高密度存储领域应用前景更好。
光数据存储 双光束超分辨数据写入技术 光激发-光抑制 受激辐射损耗 光致聚合 
光学学报
2019, 39(7): 0721001
苏文静 1,2胡巧 1,2赵苗 1,2原续鹏 1,2[ ... ]阮昊 1
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室,上海 201800
2 2中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
随着互联网、物联网、云计算以及人工智能的快速发展,人类社会已经进入大数据时代。面对如此多的数据,如何安全可靠、绿色节能、长寿命、低成本地进行存储已经成为一个重要问题,传统的光存储技术已经无法满足现实要求,需要对其加以改造升级,甚至研发新一代存储技术。到目前为止,已有多种基于光存储原理的样机研制成功并获得工程应用,光存储技术不断完善,正逐步实用化和商用化。本文首先简单介绍了光存储技术领域发展历程,然后详细列举了其中8种具有产业化前景的光存储技术,对它们的原理及发展现状进行了总结,并对其技术特点和作为大数据存储介质的前景进行了讨论;最后对光存储技术未来发展趋势进行了展望,以期为大数据时代光存储技术的发展提供技术参考。
光存储 大数据 存储技术 双光束超分辨 optical storage large data storage technology double beam super-resolution 
光电工程
2019, 46(3): 1
刘铁诚 1,2张力 3孙静 3钟羽武 4[ ... ]阮昊 1
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所激光与光电子功能材料中心, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海高等研究院宏观量子现象与应用中心, 上海 201210
4 中国科学院化学研究所光化学实验室, 北京 100190
利用开环态双光子吸收转化荧光光谱、荧光淬灭光谱等探究了二芳基乙烯的光学记录特性及参数, 得到其非线性吸收系数为3.46×10-13 m/W, 双光子吸收转化的阈值功率密度为107.36 GW/cm2, 荧光淬灭的阈值功率密度为2.89 GW/cm2。基于所得到的测试参数, 理论计算出其在超分辨光存储中的分辨率可达60.0 nm, 并设计了一种基于二芳基乙烯的双光子双光束超分辨光存储信息记录和读出方法。研究结果表明, 二芳基乙烯具有光诱导-光抑制、非线性吸收及荧光淬灭等特性, 是一种优异的超分辨光存储备选材料。
材料 光数据存储 光学分辨率 超分辨光学记录 光诱导-光抑制 二芳基乙烯 
中国激光
2018, 45(9): 0903001
刘涛 1,2,*阮昊 1
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高密度光存储技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
针对光盘调制时数据和值(DSV)需要得到有效抑制的问题,提出一种基于枚举能有效抑制DSV的方法,通过对待调制数据分段调制,枚举该段数据所有可能数据流,对各个数据流计算DSV。该方法能完全展示出一段数据的所有可能调制流的DSV特性,从而在选取合适的调制流时提供了充分完整的数据,选择出最佳的调制数据流。该方法在实验和生产线测试均完全得到验证,可以非常好地抑制光盘的DSV。
光数据存储 数据和值 枚举法 前瞻性 
中国激光
2012, 39(5): 0509001

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