南昌大学 物理与材料学院，江西 南昌 330000
针对现有的大多数超短焦投影设备成本高、体积大、垂轴色差和畸变校正困难等问题，设计了一款基于DMD芯片的超短焦微型投影镜头，并对其进行了公差分析和热分析。该系统由7片镜片组成，大大简化了结构并降低了成本。系统的F数为1.7，焦距为1.65 mm，系统总长79.39 mm，投射比达到0.16，具有大孔径、大视场、小型化等特点。设计结果表明：系统全视场的调制传递函数（MTF）在空间截止频率93 lp/mm处均大于0.65，接近衍射极限；系统的垂轴色差控制在1.2 μm以内，最大畸变为?2.17%，全视场相对照度大于0.95，满足设计要求。
光学设计 超短焦 投影镜头 DMD芯片 optical design ultra-short focal projection lens DMD chip 光子学报
2023, 52(10): 1052420
目前市面上的水下镜头以视场角小、光学总长大的镜头为主。利用超短焦距的方案，从6片玻璃镜片的初始结构出发，结合水下成像镜头的特点，设计了一款500万像素的超短焦水下广角监控镜头。其全视场为95°，焦距仅为3.1 mm，系统光学总长为32.8 mm，后工作距为5.3 mm。该镜头由隔水窗以及由4片球面镜片和2片非球面镜片（包含滤光片和光阑）所构成的透镜组组成。在水下工作时，该镜头在全视场范围内的调制传递函数在250 lp/mm频率处都在0.3以上，同时中心视场系统的光学性能接近衍射极限，配合IMX675传感器能实现良好的成像效果。通过温度和公差分析，证明该镜头能适应水温变化，满足实际生产和装配的要求。
成像光学 水下监控 广角镜头 视场 调制传递函数 激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2122002
小肠肠道发病原因隐匿并且小肠存在大量褶皱，大景深光学系统有利于在诊断过程中获得更多的病理信息，而目前市面上的胶囊内窥镜光学系统景深较小。所提胶囊内窥镜光学系统在保证一定分辨率的同时，还可在7~100 mm大景深范围内有效成像。该系统视场角为100°，F数为5，在全视场范围内调制传递函数均大于0.35（在125 lp/mm频率处），在与之搭配的OV9734成像芯片上能够满足成像要求。并对该光学系统进行了公差分析，结果表明其在可加工范围内能满足常规生产与装调。
成像系统 内窥镜成像 医用光学 大景深 光学设计 激光与光电子学进展
2023, 60(20): 2011002
为进一步提高硫系光纤的光敏性，基于光纤法布里-珀罗标准具原理研究了As2S3硫系光纤在轴向张力作用下的光敏性，结果表明施加轴向张力能显著提高其光敏性。与未施加轴向压力相比，在第一快过程中，光致折射率负变化幅度减小，经历的时间可缩短至数十秒；在第二慢过程中，光致折射率变化Δn加快朝正方向恢复，在一定张力作用下光致折射率变化Δn出现正增长，Δn增长幅度可达到5.41×10-3。基于这一显著光敏性刻写了As2S3硫系光纤Bragg光栅，在70~110 s的短曝光时间内，光栅透射深度平均值达到了9.46 dB，且光栅光谱质量良好。本研究为制备高反射率硫系光纤光栅提供了新思路和新途径。
光纤光学 硫系玻璃光纤 张力 光敏性 光纤光栅 中国激光
2023, 50(14): 1406003
1 南昌大学物理系, 江西 南昌 330031
2 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
实验研究了低损耗硫系玻璃As2S3光纤的纤芯在532 nm近带隙光照射下的光敏性。实验结果表明,光开始照射时其纤芯的光致折射率变化朝负方向快速减小,然后随着光照时间延长,折射率变化朝正方向缓慢恢复增加。这两个过程经历的时间和折射率变化的大小均取决于光照功率。光照功率增大到一定阈值时,在恢复过程中,光致折射率变化出现正增加,且随光照功率继续增大和曝光时间延长,折射率变化可增加到约3×10
-3。另外,实验初步制备了As2S3光纤的布拉格光栅,曝光期间其中心波长先蓝移,后恢复并红移。同时,实验还发现,在近带隙光照下As2S3光纤出现光阻断效应现象, 其截止效率约为55%。
光纤光学 As2S3硫系玻璃光纤 光致折射率变化 光纤光栅 光阻断效应 中国激光
2018, 45(12): 1206003
南昌大学 理学院物理系, 江西 南昌 330031
实验研究了基于KNO3稀释AgNO3混合熔盐离子交换法制备的镀有BK7玻璃保护层的N31型掺钕磷酸玻璃平面波导。采用棱镜耦合技术测试了其波导的有效折射率, 应用IWBK方法拟合了其折射率分布。实验结果表明: 在一定的扩散时间(5~7h)和交换温度(360~380℃)范围内, KNO3与AgNO3混合熔盐比对波导制备的影响起主导作用, 引起的表面折射率的变化可达到0.025; BK7玻璃保护层对热离子交换掺钕磷酸盐玻璃表面起到了很好的保护作用, 获得了良好的导模传输特性, 其光传输损耗约为0.9dB/cm。
导波光学 离子交换 掺钕磷酸盐玻璃 光传输 guide wave optics ion-exchange Nd-doped phosphate glass optical propagation
Author Affiliations
Abstract
A plasmonic cavity filled with active material is proposed to explain optical switching. Optical properties, including transmission, response time, and field distribution of on/off state, are numerically investigated. We demonstrate that such a gain-assisted plasmonic structure can achieve optical switching in the nanodomain and shorten the switching time to the subpicosecond level. Our results indicate the potential application of the proposed structure in optical communication and photonic integrated circuits.
130.4815 Optical switching devices 240.6680 Surface plasmons 140.3945 Microcavities Chinese Optics Letters
2012, 10(2): 021301
1 南昌大学物理学系， 江西 南昌 330031
2 武汉大学物理科学与技术学院， 湖北 武汉 430072
利用时域有限差分方法(FDTD)研究了由十二重准周期光子晶体(PQ)局部结构组成的复合二维(2D)光子晶体(PC)及其点缺陷的光学特性。结果表明，由于准周期光子晶体局部结构平移对称性缺失，该复合光子晶体可以通过改变缺陷位置来调节缺陷模的特性，由此具有比周期光子晶体更为丰富的缺陷模式及更灵活的调节方式。同时，研究表明，缺陷模频率与所去除介质柱之间的相互影响强弱具有关联性。通过不同点缺陷腔的组合可以进一步获得灵活多样的缺陷模式。
集成光学 复合光子晶体 时域有限差分 缺陷模式
