Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Optoelectronic Technology, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China
2 Centre for THz Research, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China
3 College of Metrology & Measurement Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China
Optical metasurfaces are two-dimensional ultrathin devices based on single-layer or multilayer arrays of subwavelength nanostructures. They can achieve precise control of phase, amplitude, and polarization on the subwavelength scale. In this paper, a substrate-free all-silicon coded grating is designed, which can realize the phase control of the outgoing beam after the -polarized plane wave is vertically incident on the metasurface at 0.1 THz. Through a single-layer silicon nanoarray structure, a low-reflection anomalous transmission metasurface is realized, and a variety of different beam deflectors are designed based on these encoded gratings. We propose a coded grating addition principle, which adds and subtracts two traditional coded grating sequences to obtain a new coded grating sequence. The encoded supergrating can flexibly control the scattering angle, and the designed substrate-free all-silicon encoded grating can achieve a deflection angle of 48.59°. In order to verify the principle of coded grating addition, we experimented with cascade operation of two coded sequence gratings to obtain the flexible control of the terahertz beam of the composite supergrating. The principle of grating addition provides a new degree of freedom for the flexible regulation of the terahertz wavefront. At the same time, this method can be extended to the optical band or microwave band, opening up new ways for electromagnetic wave manipulation and beam scanning.
Photonics Research
2023, 11(10): 1738
1 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191
2 北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室，北京 100191
自主导航是深空探测的关键技术，国内外已经进行了多项地外行星自主着陆任务。基于陨石坑进行自主视觉导航的技术是当前的研究热点，各类行星的陨石坑特征丰富，基于地形特征进行位姿估计是视觉导航的重要技术。本文首先简要介绍了近几年深空探测领域导航技术的应用进展以及自主导航方法的分类，并根据传感器成像方式对视觉导航进行了分类，重点介绍了基于陨石坑的地形相对导航方法。然后总结了基于陨石坑方法的优势和难点，介绍了陨石坑的定义与数据类型，概括了国内外研究机构和人员。接着将基于陨石坑的导航方法分为陨石坑检测、陨石坑识别和位姿解算三个阶段，分别从监督检测、非监督检测和复合检测等方面详细介绍了陨石坑检测方法的研究现状，同时根据着陆阶段和有无初始姿态信息分别介绍了陨石坑识别的国内外方法，随之详细介绍了基于图像信息和结合动力学模型的位姿解算方法。最后对基于陨石坑的视觉导航技术进行了总结，并对其发展前景进行了展望。
光纤光学与光通信 视觉建模 算法 检测 模式识别 激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106013
1 汕头大学理学院, 广东 汕头515063
2 东莞理工学院电子工程与智能化学院, 广东 东莞523808
全光纤干涉仪具有结构简单、制作方便且灵敏度高的特点, 近年来已广泛应用于各种传感领域。提出了一种基于多模光纤错位熔接于两单模光纤之间的全光纤干涉仪, 并将其应用于矢量扭转测量。实验证明, 若以强度解调, 传感器在顺时针及逆时针扭转时的灵敏度分别为 -0.225 dB/(°·m)和0.148 dB/(°·m); 若以波长解调, 传感器在顺时针及逆时针扭转时的灵敏度则为-0.259 nm/(°·m)和0.222 nm/(°·m)。不管采用哪种解调方法, 传感器在0~180o 范围内的线性拟合度都大于97%。提出的全光纤扭转传感器结构简单且性能良好, 可以用于建筑形貌及结构健康监控等工程应用。提出的全光纤干涉仪在未来还可用于其他领域的传感测量, 如温度、曲率等。
全光纤干涉仪 光纤传感器 单模-多模-单模光纤结构 扭转传感器 灵敏度 all-fiber interferometer fiber-optic sensor single-multi-single mode fiber structure twist sensor sensitivity
1 昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
2 北京理工大学, 北京 100081
3 云南北方光学科技有限公司, 云南 昆明 650217
4 云南大学物理与天文学院, 云南省高校光电器件工程重点实验室, 云南 昆明 650550
多光谱波段透过型ZnS体材料在整流罩、红外透镜、红外窗口等领域具有广泛应用。本文全面梳理和总结了ZnS体材料制备技术的最新研究进展, 包括热压技术、化学气相沉积+热等静压技术等。分析了不同制备方法对ZnS体材料光学性能的影响因素。最后展望了ZnS体材料的未来发展方向。
硫化锌体材料 红外光学窗口 热压法 化学气相沉积 热等静压 ZnS bulk material, infrared optical window, hot pr
Author Affiliations
Abstract
1 Hunan Key Laboratory of Super Microstructure and Ultrafast Process, School of Physics and Electronics, Central South University, Changsha 410083, China
2 Center for Excellence in Nanoscience (CAS), Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication (CAS), National Center for Nanoscience and Technology, Beijing 100190, China
Abstract
Journal of Semiconductors
2022, 43(1): 010201
1 南通理工学院机械工程学院，江苏 南通 226002
2 江苏省3D打印装备及应用技术重点建设实验室，江苏 南通 226002
为了提高选区激光熔化（SLM）成形316L不锈钢成形精度，采用选区激光熔化成形工艺设备制备了不同成形角度的316L不锈钢成形件。通过致密度测量、成形尺寸测量和表面粗糙度测量，研究了成形角度对316L不锈钢成形件成形精度的影响。结果表明：随着成形角的增大，试样的致密度呈先减小后增大的趋势，成形角为0°时致密度最大，为99.82%；x、z方向的尺寸误差先增大后减小，y方向的尺寸误差呈“W”形变化；A、C平面的表面粗糙度先增大后减小，0°与90°时试样上表面粗糙度最小，分别为6.79 μm、6.43 μm，B平面的表面粗糙度基本不变。
选区激光熔化 316L不锈钢 成形角度 尺寸误差 表面粗糙度 selective laser melting 316L stainless steel sloping angle dimension error surface roughness
1 北京邮电大学电子工程学院, 北京 100876
2 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
在空间光通信系统中,激光在大气中传输时容易受湍流效应影响,且接收端往往使用模场半径极小的单模光纤进行空间光耦合,导致光纤耦合效率降低,影响通信系统性能。为了提高接收端光纤耦合效率,结合随机并行梯度下降(SPGD)算法和少模光纤耦合解复用系统对动态湍流所引起的波前相位畸变进行补偿校正,并实现了传输距离为5 km的空间光通信数值仿真。仿真结果表明:在不同的湍流强度和风速条件下,未经SPGD算法校正时,两模光纤的耦合效率比单模光纤提高了0.5 dB~1.5 dB,相对标准差降低了0.03~0.4;经过SPGD算法校正后,两模光纤的耦合效率比单模光纤提高了0.4 dB~2.2 dB,中强湍流下,相对标准差降低了0.1~0.2。因此在空间光通信中,采用少模光纤进行耦合接收比单模光纤具有更好的耦合效果,有利于提高通信系统稳定性。
大气光学 自由空间光通信 随机并行梯度下降算法 少模光纤 耦合效率 动态湍流 光学学报
2021, 41(19): 1901001
Author Affiliations
Abstract
1 Hunan Key Laboratory of Super Microstructure and Ultrafast Process, School of Physics and Electronics, Central South University, Changsha 410083, China
2 Center for Excellence in Nanoscience (CAS), Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication (CAS), National Center for Nanoscience and Technology, Beijing 100190, China
Abstract
Journal of Semiconductors
2021, 42(9): 090203
1 邯郸学院 信息工程学院, 河北 邯郸 056005
2 华中科技大学 武汉光电国家实验室, 武汉 430074
长周期光纤光栅的刻写、使用都需要在一定的应力下进行, 通过实验详细分析了应力对长周期光纤光栅刻写时、刻写后2个阶段谐振波中心波长、衰减深度等特性的影响。实验结果表明: 应力对谐振波中心波长无影响, 对谐振波衰减深度影响较大, 并且对长周期光纤光栅不同阶段性能的影响不同。刻写时, 40 g砝码提供的应力可以刻写出特性优良的长周期光纤光栅; 刻写后, 继续增加应力可以进一步提升长周期光纤光栅的性能。
长周期光纤光栅 逐点写入法 应力 高频二氧化碳激光器 谐振波 long period fiber grating point-by-point write method stress high frequency carbon dioxide laser resonant wave
