1 同济大学物理科学与工程学院，同济大学精密光学工程技术研究所，上海 200092
2 先进微结构材料教育部重点实验室，上海 200092
3 上海市数字光学前沿科学研究基地，上海 200092
4 上海市全光谱高性能光学薄膜器件与应用专业技术服务平台，上海 200092
光镊技术通过在细小物体上施加光力对物体进行操控，而伴随光力产生的光力矩同样广泛存在于光学操控中。光力矩与光力一样，具有无接触、操控尺寸小、精度高等特点，在生物医学、物理学和量子科学等领域被广泛应用。光力矩根据其与施加光场偏振旋向的关系可分为正光力矩和负光力矩。从正负光力矩产生的原理和条件、光力矩的增强、光力矩的物理和生物应用出发，对光力矩光镊操控进行回顾和讨论，最后对光力矩光镊操控潜在的挑战进行了总结，对其未来的发展方向如微型扭矩测量、光驱动生物机器人等进行了展望。
光力矩 光镊 光流控 多功能操控 生物颗粒 光学学报
2023, 43(16): 1623012
强激光与粒子束
2020, 32(6): 061002
海军工程大学兵器工程学院, 湖北 武汉 430033
为了评价高重复频率系统在每个选通切片中的成像质量,为脉冲分配策略的研究提供依据,在Jaffe-McGlamery模型的基础上,建立描述高重复频率系统信号传输过程的理论模型,分析图像退化因素,提出一种高重复频率系统成像质量评价模型。采用重复频率为4 kHz的脉冲激光器,对黑白条纹靶板目标进行成像。实验结果表明,从目标开始成像到出现饱和前的线性区间内,该理论模型的结果与实验结果相吻合,误差不超过10%。
海洋光学 对比度信噪比 高重复频率激光成像系统 成像雷达
1 中国工程物理研究院 电子工程研究所，四川 绵阳 621999
2 电子科技大学 电子工程学院，四川 成都 611731
为实现低相位噪声平面振荡器，对推-推振荡器的共用谐振器与相位噪声优化方法进行了研究。提出一种基于多环式开口谐振环的差分传输线，通过加载一对耦合谐振环的方式实现2个单元振荡器之间的弱耦合，提高了共用谐振器的频率选择特性。基于该结构设计并实现了一种X波段推-推振荡器，在设计中采用一种基于振荡器有源品质因子的相位噪声优化方法。测试结果表明：该振荡器在输出二次谐波9.52?GHz处的相位噪声为-115.48?dBc/Hz@100?kHz，基波抑制度达到-54.55?dBc。
推-推振荡器 差分传输线 共用谐振器 有源品质因子 相位噪声 push-push oscillator differential transmission line common resonator active quality factor phase noise 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(5): 829
海军工程大学兵器工程系, 湖北 武汉 430033
在水下高重复频率距离选通成像系统的基础上，设计了一种全选通成像系统。在空间域中，可将整个探测区域划分为多个相互叠加的改进选通切片，一帧图像积分时间内的激光脉冲按照一定规律分布到各个改进选通切片中；在时间域中，在一帧图像积分时间内按照一定规律实现宽选通门对不同激光脉冲回波的等时差移动，使得一帧图像中包含所有距离的目标信息，实现了全选通实时成像。实验对比了连续光成像系统、传统距离选通成像系统和全选通成像系统的成像质量。实验结果表明，全选通成像系统同时具有连续光成像系统探测范围广和距离选通成像系统探测距离远的优点，探测距离大于4.5H(H为衰减长度)，输出视频的帧率为20 Hz。
海洋光学 距离选通成像 主动成像 成像雷达 中国激光
2016, 43(11): 1101009
水下距离选通成像雷达能够有效消除水体对光源的后向散射, 提高水下成像作用距离, 但由于系统信号处理固有延迟的影响, 成像盲区限制成为这种方法的主要缺点之一。提出了一种基于激光脉冲异步控制的方法, 在高重频和低重频两种系统上进行对比实验。研究表明, 采用异步控制方法在水下高重频距离选通成像系统上能够成功消除成像盲区限制, 但在低重频系统上会带来图像亮度抖动的缺点。这也是水下高重频距离选通成像系统优于低重频系统的原因之一。
海洋光学 距离选通 主动成像 成像雷达 oceanic optics range-gated active imaging imaging radar
海军工程大学兵器工程系, 湖北 武汉 430033
基于脉冲激光器的水下距离选通成像雷达是水下光电探测的重要手段之一，为了在探测距离内获得有效的照明范围，在小角度散射条件下，推导了水体光束扩展函数，提出了一种水下高斯光束激光照明模型。采用532 nm调Q 倍频Nd:YAG 脉冲激光器实验测量了不同发散角激光在水下目标平面上的照度分布半径。与其他模型仿真结果进行对比表明，该激光照明模型能够较好地吻合实验结果。模型误差随着照明距离和激光发散角的增加而变大，在目标平面直径为1 m 的圆形照明区域条件下，仿真得到的照明光斑半径在8.5 个衰减长度范围内与实测值误差不超过0.1 m。
海洋光学 距离选通 主动成像 光束扩展函数
Author Affiliations
Abstract
Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
Stray light in high-power laser facilities not only decreases the gain capacity of the main amplifier, but can also cause permanent damage to optical components, greatly threatening the safety operation of the SG-III. This Letter reports a technique for quickly pinpointing the source of stray light in the main amplification optical path of the SG-III. The achieved results indicate that the accuracy of our method is up to 1 m in an optical path of 100 m. The judging method is effective for examining and removing harmful stray light in the SG-III laser facility and it can be promoted in huge laser facilities of this kind.
140.3330 Laser damage 290.2648 Stray light 290.2745 Ghost reflections Chinese Optics Letters
2015, 13(3): 031406
Author Affiliations
Abstract
Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
The generation and measurement of complex ultraviolet laser pulse shapes is demonstrated in the SG-III laser facility. Relatively high contrast ratio of 300∶1 required by the physics experiment is achieved and successfully measured. Two continuous main shots validate the reproduction and the stability of the pulse shape, which provide solid foundation for precise physics experiment and laser power balance.
140.3300 Laser beam shaping 350.2660 Fusion 350.4600 Optical engineering Chinese Optics Letters
2015, 13(4): 041406
海军工程大学 兵器工程系, 湖北 武汉430033
介绍了采用距离选通技术进行非视域成像探测的原理, 基于窄脉冲激光器和选通型成像器件搭建了非视域主动成像实验系统。以玻璃作为中介反射面, 以黑白条纹靶板作为目标, 对目标和周围环境处于不同光照情形时, 系统的非视域成像效果进行测试。结果表明, 基于距离选通的非视域成像技术是一种能够在不同光照条件下实现对视觉盲区进行有效观察的成像技术。
距离选通 非视域成像 背景光 range-gated imaging non-line-of-sight imaging background illumination
