北京理工大学光电学院,复杂环境智能感测技术工信部重点实验室,北京 100081
球面光学元件的曲率半径、厚度、折射率、焦距和面形等多参数的高精度检测是光学元件超精密制造的迫切需求,但现有测量方法受层析定焦能力、抗散射能力及抗环境扰动能力的制约,难以实现上述参数的高精度共基准测量。为此,本团队提出了高层析、高分辨、抗散射和抗干扰的激光差动共焦多参数高精度共基准测量方法,并进一步与菲索干涉光路融合,实现了球面元件多参数的高精度、共基准、高效率测量。本文系统地介绍了所提出的激光差动共焦干涉元件参数系列测量方法及其仪器化研究进展,分析了目前存在的问题,展望了未来的发展趋势。
测量 差动共焦干涉 球面光学元件 高精度测量 层析定焦 共基准测量 光学学报
2023, 43(15): 1500003
红外与激光工程
2023, 52(4): 20220567
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
2 成都航空职业技术学院 工程实训中心,四川 成都 610100
3 哈尔滨工业大学 机电工程学院,黑龙江 哈尔滨 150000
在高功率激光装置中,光学元件表面的污染物会降低光束质量甚诱导光学元件损伤。针对装置中受污染的镀有SiO2溶胶-凝胶增透膜的大口径真空隔离片(430 mm×430 mm),使用波长为355 nm的Nd:YAG脉冲激光器模拟在线激光清洗实验。实验中采用了单发次激光干式清洗与气流置换系统辅助的激光清洗系统,研究了关键特征参数对激光在线清洗效果的影响规律,获得了可用于激光在线清洗的工艺参数。光学元件的处理采用光学显微镜、暗场成像法表征以及图像处理软件分析。实验结果表明,激光在线清洗光学元件存在最佳工艺窗口。通过气流置换辅助的激光清洗方法后,相较于单纯的单发干式激光清洗,激光清洗能力有大幅提升。因此,气流置换系统辅助单发激光清洗能有效提高其清洗能力,为高功率激光装置中大口径光学元件表面污染物在线去除提供了一种有效手段。
激光清洗 在线 大口径 光学元件 气流辅助 laser cleaning in-situ large-aperture optical components airflow assist 红外与激光工程
2023, 52(2): 20220739
红外与激光工程
2022, 51(12): 20220572
强激光与粒子束
2022, 34(1): 011008
光子学报
2021, 50(11): 1112005
1 南京邮电大学通信与信息工程学院量子信息技术研究所, 江苏 南京 210003
2 南京邮电大学通信与信息工程学院宽带无线与传感网技术教育部重点实验室, 江苏 南京 210003
针对当前主动式诱骗态量子数字签名方案中光脉冲强度调制可能引起的脉冲宽度、频率信息泄漏等问题, 提出了基于线性光学元件的被动式诱骗态量子数字签名方案。该方案通过使两束弱相干光源经过一个分束器并触发本地探测器, 被动地构造出诱骗态来估计信道参数, 进而开展量子数字签名的研究。该被动式诱骗态方案不仅能够避免多强度主动调制引起的这部分侧信道漏洞, 提高系统的安全性, 还能减弱在主动式诱骗态方案制备过程中产生的调制误差、强度起伏等效应的影响。
量子信息 被动式量子数字签名 被动式诱骗态 线性光学元件 quantum information passive quantum digital signature passive decoy state linear optical components
西安工业大学光电工程学院陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,陕西 西安 710021
为了实现对光学元件表面不同尺寸尤其是微小尺寸缺陷的精确检测,以典型的光学元件表面缺陷即麻点和划痕为研究目标,提出了一种基于散射场分布拟合逼近的表面缺陷检测方法。实验结果表明,本方法可以对光学元件表面的微小尺寸缺陷进行快速有效的检测,且拟合计算结果与样件原始尺寸的相对误差基本小于5%,验证了本方法的有效性。此外,本方法还解决了现有测量方法精度低、结构复杂的问题,为精确检测光学元件表面的微小尺寸缺陷提供了新思路。
测量与计量 缺陷检测 散射 表面缺陷 精密光学元件 激光与光电子学进展
2021, 58(11): 1112003
中国科学院 光束控制重点实验室,成都 610209;中国科学院 光电技术研究所,成都 610209;中国科学院大学,北京 100049
利用调焦方式可以实现焦距的连续变化从而对不同物距下的光学组件进行在线检测,但是调焦过程操作复杂且对调焦位移精度要求较高,景深内光学元件缺陷无法区分,难以实现真正意义上的在线检测。因此,本文提出了基于相机阵列的光学组件缺陷在线检测方法。首先建立了相机阵列的成像模型并给出了数字重聚焦表达式以及空间分辨率的表达式。接着利用MATLAB模拟相机阵列成像过程和数字重聚焦过程。最后进行实验验证,通过二维位移台带动相机对不同物距下的多个光学元件表面缺陷进行成像获得阵列相机图像,通过数字重聚焦算法得到不同物距下的光学元件表面缺陷分布信息。实验结果表明,基于相机阵列的光学组件缺陷在线检测技术能够同时对位于景深范围内的光学组件进行在线检测。该方法在光学元件缺陷在线检测方面有着一定的应用价值。
在线检测 相机阵列 数字重聚焦 光学组件 online detection camera array digital refocusing optical components 强激光与粒子束
2020, 32(5): 051001
1 西南科技大学计算机科学与技术学院, 四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
针对已有的相对角差法面形检测的原理验证装置,提出了一种具有更高稳健性的最小二乘积分面形重建算法。利用相对角差改写了经典最小二乘积分技术的代价函数,避免了积分重建中的测量误差累积的问题,空间复杂度和时间复杂度仍分别为O(N2)和O(N3)。仿真结果表明,本文算法的稳健性显著优于Zernike波前重建法与基于样条的最小二乘积分法(SLI);实验结果证明,本文算法可适用于大口径角差法面形检测。
测量 面形检测 角差法 相对测量 最小二乘积分重建 大口径平面光学元件