Author Affiliations
Abstract
1 Guangdong Provincial Key Laboratory of Nanophotonic Functional Materials and Devices, School of Information and Optoelectronic Science and Engineering, South China Normal University, Guangzhou 510006, China
2 Shenzhen Institute of Terahertz Technology and Innovation, Shenzhen 518102, China
3 State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, School of Electronics and Information Technology, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510006, China
4 School of Optoelectronic Engineering, Guangdong Polytechnic Normal University, Guangzhou 510665, China
Nanoparticles made of different materials usually support optical resonances in the visible to near infrared spectral range, such as the localized surface plasmons observed in metallic nanoparticles and the Mie resonances observed in dielectric ones. Such optical resonances, which are important for practical applications, depend strongly on the morphologies of nanoparticles. Laser irradiation is a simple but effective way to modify such optical resonances through the change in the morphology of a nanoparticle. Although laser-induced shaping of metallic nanoparticles has been successfully demonstrated, it remains a big challenge for dielectric nanoparticles due to their larger Young’s modulus and smaller thermal conductivities. Here, we proposed and demonstrated a strategy for realizing controllable shaping of high-index dielectric nanoparticles by exploiting the giant optical force induced by femtosecond laser pulses. It was found that both Si and Ge nanoparticles can be lit up by resonantly exciting the optical resonances with femtosecond laser pulses, leading to the luminescence burst when the laser power exceeds a threshold. In addition, the morphologies of Si and Ge nanoparticles can be modified by utilizing the giant absorption force exerted on them and the reduced Young’s modulus at high temperatures. The shape transformation from sphere to ellipsoid can be realized by laser irradiation, leading to the blueshifts of the optical resonances. It was found that Si and Ge nanoparticles were generally elongated along the direction parallel to the polarization of the laser light. Controllable shaping of Si and Ge can be achieved by deliberately adjusting the excitation wavelength and the laser power. Our findings are helpful for understanding the giant absorption force of femtosecond laser light and are useful for designing nanoscale photonic devices based on shaped high-index nanoparticles.
Photonics Research
2024, 12(2): 282
作者单位
摘要
西南技术物理研究所,四川 成都610045
调焦是高能激光系统中发射聚焦装置的关键一环。调焦机构对系统的瞄准和打击精度有着重要作用。为了解调焦机构的研究现状和发展趋势,首先对国外各类研究成熟的调焦机构进行了介绍,并分析了其调焦控制的原理以及针对各类技术问题所提出的解决方案。对于国内研究情况,则着重介绍了凸轮、丝杠、蜗轮蜗杆和直接驱动四种形式的调焦机构。然后分析了其控制调焦的基本原理,并介绍了应用于不同系统的调焦机构的设计特点。通过分析各类型调焦机构的设计及控制,总结和对比了它们的优点与不足,提出了适用于高能激光系统的调焦机构设计思路及研究方向,为高能激光系统调焦机构研究打下了技术基础。
调焦机构 凸轮结构 丝杠结构 蜗轮蜗杆 直线电机 focusing mechanism cam structure screw structure worm gear linear motor0 
红外
2023, 44(4): 0020
作者单位
摘要
江苏科技大学理学院,江苏 镇江 212000
甲脒(FA)基钙钛矿比甲胺(MA)基钙钛矿具有更高的内在稳定性,而无机Cs离子掺杂可以进一步提高钙钛矿的湿度、热和结构稳定性。通过一步反溶剂法制备了Cs掺杂的FA1-xCsxPbBr3x=0,0.05,0.10,0.15)钙钛矿薄膜,采用椭圆偏振光谱研究了材料的复介电函数并以此进行外量子效率(EQE)模拟。EQE模拟结果显示掺杂比例为0.05时,钙钛矿薄膜具有最高的功率转换效率(PCE),可达23.47%。进一步对FA0.95Cs0.05PbBr3进行变温椭偏分析,发现:随着温度升高,材料带隙增大,在393 K左右,从变温复介电函数的二阶导谱中可观察到相变现象,钙钛矿材料由正交相转变为四方相。对基于FA0.95Cs0.05PbBr3的太阳能电池进行变温EQE模拟,结果表明:温度对器件的最高PCE影响不大,其效率可以稳定在23.47%左右,但是高温会导致器件近红外区的外量子效率降低,器件的整体响应带宽减小。
薄膜 Cs掺杂钙钛矿 光学性质 变温椭圆偏振光谱 外量子效率模拟 
光学学报
2023, 43(23): 2331004
作者单位
摘要
江苏科技大学理学院,江苏 镇江 212003
近年来,有机-无机杂化钙钛矿在太阳能电池、发光二极管、激光器、自旋电子器件、光电探测器等领域得到了广泛应用,而三元混合阳离子钙钛矿薄膜相较于二元混合阳离子钙钛矿薄膜在太阳能电池中的转换效率更高。首先,用一步旋涂法在Si基底上制备了高质量的FA0.79MA0.16Cs0.05PbI2.52Br0.48(FAMACsPbI2.52Br0.48)薄膜,分别用X射线衍射、扫描电子显微镜以及椭圆偏振光谱仪对样品的晶格结构、表面形貌和光学性质进行了表征。然后,用Tauc-Lorentz模型给出了薄膜的光学常数,并计算了其介电函数的二阶导谱,光电跃迁分别位于1.66,2.21,3.36 eV处。结果表明,光电跃迁的峰位主要由X位掺杂决定,而A位掺杂对光学跃迁的贡献几乎可以忽略。最后,用时域有限差分方法模拟了基于FAMACsPbI2.52Br0.48材料的典型钙钛矿太阳能电池的光学特性,结果表明,该太阳能电池表现出的光学特性与三元混合阳离子钙钛矿的椭偏分析结果相一致,基于FAMACsPbI2.52Br0.48钙钛矿薄膜的太阳能电池采光效率可达到85%以上。
薄膜 光学性质 三元混合阳离子钙钛矿 椭圆偏振光谱仪 采光效率 
激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1131001
作者单位
摘要
河南理工大学 机械与动力工程学院,河南焦作454000
为了研究微/纳米技术在光学、精密加工和精确定位等领域的应用,提出了一种线性偏摆复合型压电微动平台,以实现线性运动和偏摆运动。对平台的组成和工作原理进行阐述,建立两种运动的数学模型,并进行运动性能仿真。根据拟定的尺寸加工出样机,对样机的运动能力和频响特性进行测试。最后,通过比例积分微分(Proportional Integral Derivative, PID)反馈实现对平台的跟踪控制。仿真和实验结果表明:该平台具有良好的运动精度和解耦性,一阶固有频率可以达到333.8 Hz,能够实现24.924 μm的线性运动和1.330 mrad的角度摆动,实现了微/纳米级别的运动,在精密光学、精确定位等领域具有广阔的应用前景。
微动平台 线性运动 偏摆运动 柔性机构 数学模型 micro-motion platform linear motion yaw motion flexible mechanism mathematical model 
光学 精密工程
2022, 30(9): 1058
作者单位
摘要
江苏科技大学 理学院, 江苏 镇江 212100
报道了Cs0.05FA0.79MA0.16PbI2.52Br0.48钙钛矿薄膜的变温光致发光特性。采用一步旋涂法, 用氯苯作反溶剂制备了Cs0.05FA0.79MA0.16PbI2.52Br0.48钙钛矿薄膜, 并对其表面形貌和结晶质量进行了表征。X射线衍射(XRD)分析结果表明其为四方钙钛矿结构。钙钛矿薄膜表面均匀致密, 晶粒尺寸约为300 nm。在5~200 K温度范围内测量了光致发光强度, 结果表明, 光致发光光谱连续蓝移约9.36 nm, 没有相变引起的反转红移。光致发光强度随温度的升高呈双指数降低, 由Arrhenius方程拟合得到了两个热激活能。通过玻色-爱因斯坦双谐振子模型对光学带隙进行了拟合, 并对非重整化带隙能量、声学声子能量和光学声子能量也进行了拟合。通过Segall公式拟合光致发光的半峰宽(FWHM), 研究了激子-声子相互作用对光致发光展宽的影响。在10 K和100 K时, 光致发光主要来自激子复合; 而在200 K时, 辐射复合主要来自自由-束缚对和施主-受主对, 这意味着缺陷相关的光致发光是在高温下产生的。本文详细的光学参数可以为钙钛矿型光电器件的研究提供物理基础。
钙钛矿薄膜 变温光致发光 激子-声子相互作用 perovskite thin film photoluminescence exciton-phonon interaction 
发光学报
2021, 42(9): 1396
作者单位
摘要
上海理工大学 理学院 光学颗粒分析实验室,上海200093
在前向光散射颗粒测试技术中,反演算法是影响测量结果的主要因素之一。遗传算法作为一种较新的自适应全局优化算法,其参数优化和目标函数的设计决定了颗粒粒径分布的反演效果。本文对遗传算法中相关参数的设置进行讨论,通过数值模拟验证了该算法对多分散颗粒系统粒径分布的反演效果,并对聚苯乙烯标准颗粒进行实测和反演计算。结果表明:遗传代数为3 200、种群尺度为50、交叉算子0.7、变异算子为0.002和光顺因子权重系数为1.5×10-5的优化遗传算法在颗粒粒径分布反演时具有较好的稳定性和抗噪性能,能够有效重建颗粒粒径分布。
测量 颗粒粒径 反演 遗传算法 前向光散射 Measurement Particle size Inversion Genetic algorithm Forward light scattering 
光子学报
2021, 50(5): 213
作者单位
摘要
西南技术物理研究所,四川成都 610041
本文采用深度学习技术中的 YOLOv3(You Only Look Once Version 3)目标识别算法对红外成像仪从海面采集的红外图像中舰船进行识别。红外成像仪采集图像的频率高达 50帧/s,为了能减少网络计算时间,本文借鉴 YOLOv3的一些思想,采用全卷积结构和 LeakReLU激活函数重新设计一个轻量化的基础网络,以此加快检测速度。输出层根据采集回来的红外图像的特点采用 Softmax 算法回归,在提高检测速度的同时,也兼顾了检测精度。
红外图像 目标识别 深度学习 infrared image, target recognition, deep learning, YOLOv3 
红外技术
2020, 42(5): 426
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronic and Information Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
2 Beijing Key Laboratory for Microwave Sensing and Security Applications, Beihang University, Beijing 100191, China
High-resolution frequency-domain spectroscopy (FDS) is set up using a coherent and continuous wave terahertz (THz) emitter and receiver. THz waves are generated and detected by two photomixers with two distributed feedback (DFB) lasers. Atmospheric water vapor with different relative humidity is systematically investigated by the FDS. A high-frequency resolution of ~14 MHz is obtained with the help of Hilbert transformation, leading to a well resolved and distinct transmittance characterization of water vapor. Compared with conventional THz time-domain spectroscopy, the high-resolution continuous wave THz spectrometer is one of the most practical systems in gas-phase molecular sensing, identification, and monitoring.
300.6495 Spectroscopy, teraherz 010.7340 Water 010.0280 Remote sensing and sensors 
Chinese Optics Letters
2019, 17(7): 073001
作者单位
摘要
1 西安工业大学 计算机科学与工程学院,  西安  710021
2 海军装备研究院舰船论证研究所,  北京  100161
针对数码迷彩图案拼接时出现的接缝,导致形成伪装目标新的暴露特征的问题, 提出了一种新的适用于数码迷彩图案的拼接算法。利用位置权重模板的移动, 在迷彩图案的左右边缘拼合处添加一列或多列迷彩斑块, 使得迷彩图案平滑过渡。实验采用边缘检测算子和峰值信噪比分别对拼接算法进行了定性和定量的效果验证。结果表明, 提出的迷彩拼接方法可以有效地降低迷彩在拼接时出现的暴露特征, 达到与原迷彩图案自然衔接的效果。
数码迷彩 暴露特征 拼接 斑块 digital camouflage exposure signatures mosaic camouflage spots 
光学技术
2017, 43(4): 339

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