1 湖北第二师范学院物理与机电工程学院, 湖北 武汉 430205
2 文华学院信息科学与技术学部, 湖北 武汉 430074
采用固相反应法制备了高品质0.3BaSrTiO3-0.7NdAlO3微波介质陶瓷,并采用太赫兹时域光谱对该陶瓷在太赫兹波段内的吸收特性进行研究。结果显示,在18 ℃(291 K)下该陶瓷的吸收系数可由外部光泵进行调制,在0.55 THz时调制度可达到34.46%。通过拟合0.45 THz和0.55 THz处0.3BaSrTiO3-0.7NdAlO3陶瓷的介电常数与光功率之间的关系,可以得到这两个频率处的非简谐系数α分别为1.273×10 -8和1.823×10 -8。此外,吸收系数随外部光泵强度调制的微观机理是由激发的自由载流子引起0.3BaSrTiO3-0.7NdAlO3陶瓷的内部空间电荷场所致。
遥感 0.3BaSrTiO3-0.7NdAlO3 陶瓷 吸收系数 外部光泵 激光与光电子学进展
2020, 57(7): 072801
1 湖北第二师范学院物理与机电工程学院, 湖北 武汉 430205
2 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
3 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
为了研究在半导体上施加外磁场对太赫兹辐射的影响, 基于drude-Lorentz模型对三种不同的半导体材料GaAs、InAs、InSb在不同的外磁场方向下太赫兹辐射功率的变化进行了研究。研究结果发现, 外磁场对具有较小有效质量和较高电子迁移率的半导体材料的太赫兹辐射增强效应最明显。此外, 太赫兹辐射最强时GaAs和InAs的最佳外磁场方向是沿y轴负方向, InSb的最佳外磁场方向是在与x轴及相反方向成40°夹角的x-z平面内。
太赫兹辐射 drude-Lorentz模型 外磁场 辐射增强 terahertz radiation drude-Lorentz model external magnetic field radiation enhancement
1 湖北第二师范学院，湖北 武汉 430205
2 文华学院，湖北 武汉 430074
针对生物特征的多模识别技术，设计了一款用于指纹及手指静脉图像复合采集的光学系统。用于采集指纹和手指静脉图像的光学镜头分别由3片和12片球面透镜构成，工作波长分别为650 nm和850 nm，成像器件分别采用640 pixel×480 pixel CCD和640 pixel×512 pixel非制冷红外探测器。使用Zemax软件对该系统的光学结构进行了设计和优化。像质评价结果表明: 指纹图像采集镜头在空间截止频率67 lp/mm处，调制传递函数MTF值大于0.6；手指静脉图像采集镜头在空间截止频率30 lp/mm处，调制传递函数MTF值大于0.8；两镜头各视场弥散斑均方根半径远小于成像器件像元尺寸，接近衍射极限，且成像畸变均小于0.5%。实验证明该系统采集到的图像质量优良，分辨率高。
指纹图像 手指静脉 图像采集 光学设计 fingerprint image finger vein image acquisition optical design
1 湖北第二师范学院物理与机电工程学院, 武汉 430205
2 湖北第二师范学院物理与机电工程学院信息科学与技术研究院, 武汉 430205
运用非线性传输矩阵法对Sinc函数型光子晶体非线性微腔光学双稳态进行了理论推导与数值分析。结果表明: 随着周期数的增大, 双稳态阈值趋于减小; 随着微腔线性折射率的增大, 或者微腔偏离周期结构中心越远, 双稳态阈值趋于增大, 这些规律与常规光子晶体相类似; 然而, 函数型光子晶体可以通过选择适当的介质层折射率分布函数, 运用对称性结构就可以实现比常规光子晶体更宽阔的光子带隙, 同时隧穿模频带更狭窄且附近场分布高度局域, 使得实现光学双稳态较常规光子晶体更容易, 双稳态阈值更低。
非线性 光学双稳态 传输矩阵 Kerr介质 函数光子晶体 nonlinearity optical bistability transfer matrix Kerr medium function photonic crystal
湖北第二师范学院物理与机电工程学院, 湖北 武汉 430205
运用非线性传输矩阵法对Sinc 函数型光子晶体非线性微腔光学双稳态特性进行了理论推导与数值分析。结果表明，随着周期数的增大，或者非线性微腔位置的变动，微腔内光场强度分布不同，实现的双稳态阈值也不同；随着非线性微腔线性折射率的增大，微腔内场强减小，双稳态阈值趋于增大。
非线性光学 光学双稳态 传输矩阵 Kerr 介质 函数光子晶体 激光与光电子学进展
2016, 53(1): 011901
1 华中科技大学文华学院，武汉 430074
2 湖北第二师范学院，武汉 430205
3 武汉振光科技有限公司，武汉 430070
针对高分辨率 640×512元非制冷探测器，设计了一款 6×长波红外连续变焦光学系统。该系统由 6片透镜构成，工作波长为 8~12 μm，F数为 1~1.1。根据变焦光学系统设计理论，确定了系统的机械补偿式变焦结构并构建了初始结构; 对该系统的光学结构参数及凸轮变焦曲线进行了设计和优化。像质评价结果表明该系统在 20 ~120 mm焦距范围上实现了连续平滑变焦; 在 30 lp/mm空间频率处，全焦距范围调制传递函数值大于 0.45，接近衍射极限; 全焦距范围各视场弥散斑均方根半径小于 6.3 μm，远小于像元尺寸 17 μm。实验证明该系统具有高分辨率、高变倍比、大光圈、大视场范围的特点，且像面稳定，变焦平滑，结构紧凑合理，成本相对较低。
长波红外 连续变焦 高分辨率 机械补偿 高变倍比 long-wave infrared continuous zooms high resolution mechanical compensation high zoom ratio
1 华中科技大学文华学院, 湖北 武汉 430074
2 湖北第二师范学院物理与电子工程系, 湖北 武汉 430205
3 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
基于多光束干涉原理，推导了斜入射状态下非平行角度调谐滤光片的高斯光束透射光强表达式。在此基础上研究了高斯光束的入射角以及非平行滤光片两端面间所存在楔角对透射光强分布的影响。计算和实验结果都表明，滤光片的透射光强分布不仅与入射角有关，非平行滤光片两端面间楔角的大小和正负特性还会在很大程度上影响斜入射时滤光片的光场分布、透射率和矩形度。要保证滤光片在斜入射时透射率和矩形度的稳定，就必须在切片时提高滤光片的平行度。
集成光学 窄带滤光片 斜入射 楔角 透射光强分布 高斯光束 光学学报
2011, 31(10): 1013001
1 华中科技大学 文华学院，武汉 430074
2 湖北第二师范学院 物理与电子信息学院，武汉 430205
针对多腔窄带薄膜滤光片在倾斜入射时会产生严重的偏振相关损耗问题，研制了一种基于双折射晶体偏振分束器、信道间隔为100 GHz 的角度可调薄膜滤波器。该方法可简化倾斜入射时多腔窄带薄膜滤光片消偏振膜系结构，通过对入射光信号偏振态的控制，仅使用常规窄带滤光片就能实现角度调谐其中心透射波长。该可调谐滤波器件具有结构简单、成本低和偏振相关损耗小的特点，实验测试证明其可调谐波长范围可覆盖整个C 波段。
薄膜滤光片 偏振分束器 双折射晶体 倾斜入射 thin-film filter polarization beam splitter birefraction crystal oblique incidence
1 华中科技大学 文华学院， 武汉 430074
2 湖北第二师范学院 物理与电子信息学院，武汉 430205
3 武汉光电国家实验室， 武汉 430074
基于多光束干涉原理，推导了高斯光束斜入射角度调谐窄带滤光片后的透射光强表达式.在此基础上研究了入射角对高斯光束的透射特性的影响.计算和实验结果表明：随着入射角的增大，透射光强的光斑会出现一定程度的展宽现象；当入射角度较小时，输出为单一光斑，但其光强峰值位置产生了一定的偏移，并不在呈现高斯分布；当入射角度较大时，输出则为一系列的离散光斑.
高斯光束 窄带滤光片 斜入射 透射光强分布 Gaussian beam Narrowband filter Oblique incidence Transmitting intensity distribution
