1 清华大学工程物理系，北京 100084
2 危爆物品探测技术国家工程研究中心，北京 100084
柔性光电探测器具有体积小、重量轻、可弯曲等特点，可以直接安装在不规则物体的表面，实现对空间信息的连续测量，目前已被广泛应用于小型化能源设备、可穿戴电子产品、虚拟现实交互装备、植入式医疗器械的开发和制备，在新能源、微电子、人工智能、医疗保健等领域展现出了巨大的应用前景。基于光热电效应的新型光电探测器具有大带宽、零偏压、高速、室温工作等优势，并且随着新型热电材料和纳米光子学的发展，其在响应度和响应速度方面均取得了令人瞩目的进展。若选取适当的光敏材料和衬底材料，光热电效应亦可应用于柔性光电探测器，尤其是可在传统光子学探测技术难以企及的长波红外至太赫兹波段实现应用。本文综述了近年来可见光至太赫兹波段柔性光热电探测器的研究进展，介绍了具有柔性特性的碳材料、无机和有机化合物在光热电探测领域的探索、应用与优化机理，并简要讨论了该类探测器的发展前景和面临的挑战。
探测器 柔性材料 可穿戴设备 红外 太赫兹 中国激光
2023, 50(23): 2300001
1 危爆物品探测技术国家工程研究中心，北京 100084
2 清华大学工程物理系，北京 100084
为了提升太赫兹光谱分析的瞬时性和系统集成度，提出一种超表面光谱编码与计算重建相结合的太赫兹光谱测量方法。利用多种超表面结构的光谱编码器件对入射太赫兹波进行高随机光谱编码，并提出基于字典学习的稀疏恢复算法以实现光谱重建。理论计算和数值仿真表明，在4%噪声水平下，所提方法对乳糖透射光谱的重建误差小于3%，可为片上集成化太赫兹光谱仪的发展提供新途径。
太赫兹光谱 超表面 光谱编码 计算重建 激光与光电子学进展
2023, 60(18): 1811015
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(2): 020101
1 西安交通大学物理学院, 陕西 西安 710049
2 陕西省量子信息与光量子器件重点实验室, 陕西 西安 710049
光子轨道角动量具有光学涡旋结构和高维特性, 在经典和量子领域都展示出巨大的应用潜力。基于本课题组的研究工作, 综述了如何在实验上实现高维量子逻辑门, 如三比特的 Toffoli 门和 Fredkin 门等, 以及利用偏振和轨道角动量的超纠缠特性对不同模式的振幅和相位进行调制。进一步介绍了深度学习算法在坐标系未校准条件下进行光子轨道角动量模式精确识别的应用研究。此外, 还介绍了利用量子隐形传态技术实现不同光学自由度间量子态传输以及四维光子轨道角动量贝尔态的制备方案。
量子光学 量子操控 光子轨道角动量 量子信息和处理 quantum optics quantum manipulation photon orbital angular momentum quantum information and processing
红外与激光工程
2021, 50(12): 20210735
Author Affiliations
Abstract
1 Shaanxi Province Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optoelectronic Devices, School of Physics, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China
2 School of Mechanical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China
3 e-mail: huangf@fzu.edu.cn
Orbital angular momentum (OAM)-carrying beams have received extensive attention due to their high-dimensional characteristics in the context of free-space optical communication. However, accurate OAM mode recognition still suffers from reference misalignment of lateral displacement, beam waist size, and initial phase. Here we propose a deep-learning method to exquisitely recognize OAM modes under misalignment by using an alignment-free fractal multipoint interferometer. Our experiments achieve 98.35% recognizing accuracy when strong misalignment is added to hyperfine OAM modes whose Bures distance is 0.01. The maximum lateral displacement we added with respect to the perfectly on-axis beam is about beam waist size. This work offers a superstable proposal for OAM mode recognition in the application of free-space optical communication and allows an increase of the communication capacity.
Photonics Research
2021, 9(4): 04000B81
1 航天工程大学研究生院, 北京 101416
2 航天工程大学电子与光学工程系, 北京 101416
以基于猫眼效应的逆向调制激光通信为应用背景,将猫眼镜头的角失调量转化为线失调量,在柯林斯(Collins)衍射公式的基础上建立了大视场猫眼回波功率分布模型。仿真分析了离焦量、入射角、猫眼口径和焦距对回波功率分布的影响及猫眼回波光束的原路返回特性,并进行了实验验证。结果表明:入射角越大,回波光斑的面积越小,衍射越强烈,且相同入射角下,猫眼的口径越大,焦距越小,回波光斑受入射角的影响就越小;同等离焦量下正离焦回波光斑的发散角小于负离焦;猫眼回波的中心偏移量与入射角和离焦量呈线性关系,且存在一个正离焦量值使回波光束能够原路返回。
光通信 自由空间光通信 光场分布 猫眼光学镜头 大入射角 光学学报
2019, 39(10): 1006001
Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Quantum Information and Quantum Optoelectronic Devices, Shaanxi Province, Xian Jiaotong University, Xian 710049, China
2 Key Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China, Chinese Academy of Science, Hefei 230026,China
Vortex beams with fractional topological charge (FTC) have many special characteristics and novel applications. However, one of the obstacles for their application is the difficulty of precisely determining the FTC of fractional vortex beams. We find that when a vortex beam with an FTC illuminates a dynamic angular double slit (ADS), thefar-field interference patterns that include the information of the FTC of the beam at the angular bisector direction of the ADS vary periodically. Based on this property, a simple dynamic ADS device and data fitting method can be used to precisely measure the FTC of a vortex light beam with an error of less than 5%.
Optical vortices Optical vortices Interferometry Interferometry Laser beam characterization Laser beam characterization Photonics Research
2016, 4(5): 05000187
