1 深圳技术大学 中德智能制造学院 先进光学精密制造技术广东普通高校重点实验室,深圳 518118
2 深圳大学 物理与光电工程学院 深圳市激光工程重点实验室,深圳 518060
3 大族激光科技产业集团股份有限公司,深圳 518103
高功率激光器在工业应用领域的需求不断增长,提高光-光转化效率是降低其生产制造成本的关键途径。针对提高激光器光-光转化效率所面临的增益介质的热负荷问题,利用锁定波长的969 nm“零声子线”泵浦、自主研制的高性能Yb∶YAG薄片晶体和48冲程泵浦系统等,搭建了高效的连续Yb∶YAG薄片激光器系统,实现了最高输出功率373 W,光-光转化效率可达73.37%。其优异性能为后续开展千瓦级超快Yb∶YAG薄片激光器研究奠定了基础。
薄片激光器 多冲程泵浦 Yb∶YAG 高效率 Thin-disk laser Multi-pass pumping Yb∶YAG High efficiency
1 西安电子科技大学物理学院,陕西 西安 710071
2 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室,陕西 西安 710119
光学显微具有对样品损伤低、可特异性成像等优点,是生物医学、生命科学、材料化学等多个领域中必不可少的成像手段。然而,传统光学显微镜多采用平行光照明整个样品,无法有效区分在焦信号和离焦背景,不具备三维层析成像能力。基于此,提出一种基于共振扫描的稀疏结构光照明三维层析显微(SSI-3DSM)技术,通过共振扫描聚焦光斑快速生成稀疏条纹结构光,利用多步相移减除背景噪声实现对待测样品的三维层析成像。相较于扫描宽场成像,该方法将轴向分辨率提升1.3倍,信背比提升12倍。此外,该技术性能稳定、成本较低、便于商业化开发,可与结构光照明、单分子定位等超分辨显微成像技术相结合以进一步提高横向分辨率。
成像系统 结构光照明显微 共振扫描 数字共聚焦显微 大深度成像 三维层析成像 激光与光电子学进展
2023, 60(8): 0811016
设计了一种带金属挡板的直波导耦合方形腔组成的表面等离子体(SPPs)波导结构。利用有限元法分析了该结构的磁场分布、Fano共振特性以及传感特性。仿真结果表明,设计的SPPs波导结构可以形成2个Fano峰,且Fano峰的位置可以通过谐振腔的结构参数进行调节。此外,该SPPs波导结构可用于折射率传感,其最高折射率灵敏度和品质因数分别为2220 nm/RIU(折射率单元)和5542。最后,利用该结构对葡萄糖溶液中葡萄糖的质量浓度进行了检测,其灵敏度为0.264 nm/(g·L-1)。所设计的SPPs波导结构在微纳传感领域有一定应用前景。
表面等离子体 法诺共振 折射率传感 浓度检测 灵敏度 激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0123001
1 东北林业大学理学院,黑龙江 哈尔滨 150040
2 上海新跃联汇电子科技有限公司,上海 200233
提出了一种由对称的类H型谐振腔和独立枝节组成的表面等离子体金属‐绝缘体‐金属(MIM)波导结构。利用有限元分析法研究了该结构的Fano共振及其光学传感特性。结果表明,该结构可实现Fano共振,最大折射率灵敏度和品质因数分别为1078.33 nm/RIU和1259.2。同时,研究了结构几何参数对Fano共振的影响,并进一步实现了Fano共振线型和波长的独立调节。所提出的等离子体MIM波导结构在集成光子器件和纳米光学传感领域具有潜在的应用前景。
表面光学 表面等离子体激元 Fano共振 光学传感 有限元分析法 激光与光电子学进展
2022, 59(21): 2124002
结构光照明显微(SIM)具有成像速度快、对样品损伤小,以及对荧光标记物和标记程序无特殊要求等优点,成为研究活细胞结构和动态过程的重要成像手段之一。介绍了一种大视场、双模式(条纹/点阵)SIM显微技术。该技术结合二维光栅投影产生条纹/点阵结构光,空间光调制器选择条纹方向和实现相移,打破传统SIM中条纹数量受数字投影设备像素个数限制的瓶颈,同时保持了传统SIM成像速度快的优势。实验结果表明:该技术在20×/0.75数值孔径物镜下可获得690 μm×517 μm成像视场和1.8倍空间分辨率提升,其空间带宽积是传统SIM的3倍。该技术有望被应用于生物学、化学和工业等领域。
1 中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室,上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
3 苏州科技大学材料科学与工程学院,苏州市微纳光电材料与传感器重点实验室,江苏 苏州 215009
运动平行度是运动台的核心参数之一,对运动台性能有直接影响。提出一种基于光斑图像的测量方法用于精确测量运动平行度。在理论推导和分析的基础上,搭建了一套精度优于50 nm的运动平行度测量系统。在此测量系统上对运动台进行运动平行度测量,运动平行度误差为11.66 μm。在根据上述结果对运动台进行优化后,最佳运动平行度误差可以达到6.22 μm。为了验证所提方法的可行性,使用位移传感器再次测量运动平行度。位移传感器测量结果与光斑图像法测量结果的均方根误差优于248 nm,即两种测量结果基本一致。
测量 表面测量 运动平行度 光斑图像法 图像处理 光学系统 光学学报
2022, 42(19): 1912005
1 昆明物理研究所,云南 昆明 650223
2 63850 部队,吉林 白城 137000
红外焦平面阵列由于受到制造工艺等的影响,常常会出现盲元,过往通常使用的单波段盲元 补偿算法对大盲元簇及位于边缘位置的盲元补偿效果不尽如人意,随着双波段热像的逐渐兴起,本 文提出了一种基于双波段信息的盲元补偿算法,该算法结合了两个波段的信息,通过对盲元位置的 分类,根据两个波段盲元邻域信息的相似性,使用不同的策略对图像中的盲元进行补偿,能够较为 有效地对图像中的大盲元簇及位于边缘的盲元进行补偿。
红外焦平面 盲元补偿 双波段红外 infrared focal plane, blind element compensation,