张程 1徐银 1,2董越 1,2张博 1,2倪屹 1,2,*
作者单位
摘要
1 江南大学物联网工程学院,江苏 无锡 214122
2 江南大学先进技术研究院,江苏 无锡 214122
模式转换器承担着波导基模到高阶模的转换任务,是片上多模光传输、模分复用传输的重要器件。基于薄膜铌酸锂平台,提出一种利用V形硅阵列的薄膜铌酸锂波导模式转换器,转换结构主要包括沿光传输方向排布的V形硅阵列,位于薄膜铌酸锂波导顶部。基于上述结构进行详细的设计与优化分析,在中心波长为1550 nm、转换长度仅为11 μm的情况下,实现了输入TE0模到输出TE1模的高效转换。模式转换效率为96.8%,串扰为-28.6 dB,插入损耗为0.78 dB。进一步对转换结构进行横向扩展,实现了输入TE0模到输出TE2模的高效转换。模式转换效率为91.3%,串扰为-14.3 dB,插入损耗为1 dB。若继续扩展,可获得其他高阶模。本器件及设计方法有望在薄膜铌酸锂波导多模光传输方向发挥优势,推动薄膜铌酸锂光子集成器件及回路的发展。
集成光学 集成光器件 光波导 铌酸锂 微光学器件 
激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0523001
作者单位
摘要
吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室,吉林 长春 130012
近年来,红外微光学器件由于在红外传感与成像、红外探测等领域中具有重要的应用价值而得到了飞速发展,直接在硬脆材料衬底上制备的红外微光学器件更是在苛刻环境应用领域中具有不可代替的作用。针对此需求,已经有研究人员提出了多种高精密制造方法。其中,飞秒激光加工由于真三维加工等独特优势已经被广泛应用于各种复杂三维微纳结构的制备,也为解决硬脆材料红外微光学器件的制备问题提供了新的思路。从飞秒激光加工技术、常用红外光学材料以及基于飞秒激光加工的硬脆材料红外微光学器件的制备和应用方面入手,梳理了近些年此领域的发展情况,重点介绍了折射器件和衍射器件等红外微光学器件以及飞秒激光加工技术在红外传感与成像、红外探测等领域中的应用,并对飞秒激光加工硬脆材料红外微光学器件的发展趋势进行了展望。
激光技术 飞秒激光 硬脆材料 红外微光学器件 红外微光学应用 
中国激光
2024, 51(4): 0402405
张程 1徐银 1,2董越 1,2张博 1,2倪屹 1,2
作者单位
摘要
1 江南大学 物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
2 江南大学 先进技术研究院, 江苏 无锡 214122
模式转换器能够完成波导基模到高阶模的转换, 是片上多模光传输、模分复用传输的重要器件。文章基于薄膜铌酸锂(TFLN)波导, 提出了一种利用纳米线加载结构设计的模式转换器, 转换结构主要包括沿光传输方向以锥形方式排布的硅纳米线光栅及利用相变材料构建的矩形纳米线, 两者分别位于TFLN光波导顶部的两侧。基于上述结构进行了详细的设计与优化分析, 在中心波长为1.55μm, 转换长度仅为6μm的情况下, 实现了输入TE0模到输出TE1模的高效转换(模式转换效率97.6%, 串扰-19.7dB, 插入损耗0.31dB); 进一步对转换结构进行横向扩展, 实现了输入TE0模到输出TE2、TE3以及TE4模的高效转换, 若继续扩展, 可获得其它高阶模。本器件及设计方法有望在TFLN光波导多模光传输方向发挥优势, 推动TFLN光子集成器件及回路的发展。
集成光学 集成光器件 光波导 铌酸锂 微光学器件 integrated optics integrated optics devices waveguides lithium niobate micro-optical devices 
光学技术
2023, 49(5): 513
作者单位
摘要
1 泰山学院物理与电子工程学院, 山东 泰安 271021
2 南开大学现代光学研究所天津微尺度光信息科学技术重点实验室, 天津 300350
设计了一种用于产生多轴非对称结构光束的新型多轴非对称指数型锥器件,器件由非对称结构和多轴结构复合而成。利用理论计算、数值模拟和实验测量方法,验证了多轴非对称结构光束在传播过程中会产生多个焦点并且具有独特的能流特性。利用这一特性设计并开展了利用聚焦多轴非对称结构光束操控聚苯乙烯荧光微球的实验,结果表明,多轴非对称结构光束使得聚苯乙烯微球在被捕获过程中表现出“加速-减速-再加速”的运动规律,与模拟计算结果一致。多轴非对称指数型锥器件及其产生的多轴非对称结构光束在药物传输、微粒筛选等领域中有着重要的应用价值。
微纳光学 微光学元件 相位调制 激光光束整形 光学捕获 光学操纵 
中国激光
2021, 48(24): 2413001
A. Garhwal 1A. E. Arumona 2,3,4P. Youplao 2,3K. Ray 5[ ... ]P. Yupapin 2,3,*
Author Affiliations
Abstract
1 Amity School of Engineering & Technology, Amity University Rajasthan, Jaipur, India
2 Computational Optics Research Group, Advanced Institute of Materials Science, Ton Duc Thang University, Ho Chi Minh City, Vietnam
3 Faculty of Applied Sciences, Ton Duc Thang University, Ho Chi Minh City, Vietnam
4 Division of Computational Physics, Institute for Computational Science, Ton Duc Thang University, Ho Chi Minh City, Vietnam
5 Amity School of Applied Sciences, Amity University Rajasthan, Jaipur, India
A micro stereo sensor system is proposed for human sensors, where eyes, ears, tongue, nose, body, and brain are applied by six panda rings embedded in a Mach–Zehnder interferometer (MZI). The input power is applied to the upper branch of MZI and propagates within the system. The six antennas (sensors) are formed by the whispering gallery modes of the panda rings. The space–time modulation signal is applied to the MZI lower branch. The modulated stereo signals can be configured as the plasmon (electron) spin orientations, which can be identified and applied for quantum codes and quantum consciousness.
micro-optical devices electro-optical devices integrated optics devices 
Chinese Optics Letters
2021, 19(10): 101301
作者单位
摘要
阿斯顿大学光子技术研究所, 伯明翰 B47ET, 英国
表面纳米轴向光子(SNAP)是一种基于光纤表面制造光子回路的新型平台, 其表征可达亚埃米精度。其制作方法通常采用 CO2激光束曝光法, 在加工过程中使光纤局部退火并释放光纤中的张力, 该方法制作的微谐振器具有纳米尺度的有效直径变化 。主要概述了SNAP技术及其应用, 并着重介绍在2016~2017年期间获得的最新成果。特别介绍了基于毛细管纤维的SNAP技术在 微流体中的理论及实验结果, SNAP微瓶谐振器中频率梳的产生及SNAP微瓶谐振器的光力学理论。
表面纳米轴向光子 光学微腔 微米光子器件 光纤 surface nanoscale axial photonics microcavities micro-optical devices fiber 
光学与光电技术
2020, 18(1): 5
Author Affiliations
Abstract
College of Electronic Engineering, Heilongjiang University, Harbin 150080, China
Extraordinary optical transmission (EOT) in subwavelength metal structures has been studied widely. Herein, we propose a strategy for tuning the EOT of the bullseye structure. Specifically, the bullseye structure was immersed in a nonlinear medium, and a controlling light was employed to change the refractive index of the medium. At different intensities and distributions of controlling light, the transmission property of signal light in the bullseye structure was simulated. The results show that a variable transmission spectrum in the bullseye structure can be realized. Moreover, the position of the central transmission peak shifts linearly with the increasing intensity of controlling light.
230.3990 Micro-optical devices 130.6010 Sensors 
Chinese Optics Letters
2019, 17(12): 122302
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics, College of Electronic Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China
Based on natural protein materials, a series of lenses with different heights and focal lengths were assembled on glass substrates by femtosecond laser non-contact, masking, and cold processing. This lens array itself possesses unique and characteristic optical performance in three-dimensional parallel imaging and bending imaging. What is more profound is that by using equilibrium swelling of protein-hydrogel, once the lens array was placed in a liquid environment, with the change of ion concentration (e.g., pH), the refractive index and curvature of the protein-hydrogel would change, which leads to the flex of the focal plane of the lens, finally realizing the dynamical tunability of a protein microlens. These smart stress devices may have great potential in optical biosensing and microfluidic chip integration fields.
170.1420 Biology 230.3990 Micro-optical devices 
Chinese Optics Letters
2019, 17(6): 061702
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
利用数字全息测量方法结合变采样间距的衍射传输算法实现双焦点光子筛器件焦距及焦斑的同时精细测量.给出了双焦点光子筛器件及其理论焦斑分布,采用双曝光的离轴全息方法得到了CCD接收面处光场的复振幅分布, 基于此光场通过变采样间距的衍射传输算法获得具有较高分辨率的双焦点光子筛的聚焦场特征, 与CCD直接测量结果相比, 焦斑分辨率提高了10倍, 双焦点光子筛的焦距等于自动对焦算法及强度最大值扫描方式分别求得的两段距离之和.实验结果表明测得的双焦距与设计焦距偏差分别为0.53%和0.37%, 得到的两个焦斑半值全宽与设计值相比, 其偏差分别为2.86%和1.86%.本文提出的测量方法除了应用于光子筛类器件的性能检测以外, 还能够广泛应用于其它类衍射透镜聚焦特性的测量与性能分析.
微光器件 光子筛 数字全息 希腊梯子 双焦点 Micro-optical devices Photon sieve Digital holography Greek ladder Bifocal 
光子学报
2018, 47(5): 0512003
Author Affiliations
Abstract
1 School of Science, Jiangnan University, Wuxi 214122, China
2 School of Mathematics & Physics Science, Xuzhou University of Technology, Xuzhou 221018, China
3 State Key Laboratory of Millimeter Waves, Southeast University, Nanjing 210096, China
We propose a plasmonic sensor with variable refractive index (RI), which exhibits high sensitivity and extraordinary optical transmission (EOT). Its variable RI is attributed to its dielectric layers and metallic slit arrays. According to simulation results, the third resonant wavelength has a wavelength sensitivity of 800 nm/RIU and an ultra-high transmittance of 0.8 by adjusting the RIs of the upper and lower dielectrics, incident light angle, and structural geometric parameters. With its unique features, the proposed structure holds considerable potential for extensive application to metal–dielectric grating sensors operating at visible and near-infrared frequencies.
230.3990 Micro-optical devices 250.5403 Plasmonics 
Chinese Optics Letters
2018, 16(3): 032301

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