红外与激光工程
2023, 52(5): 20230165
Author Affiliations
Abstract
1 CAS Key Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 Synergetic Innovation Center of Quantum Information & Quantum Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
3 Science and Technology on Electro-Optical Information Security Control Laboratory, Tianjin 300308, China
Frequency conversion based on three-wave mixing is a critical nonlinear optic application, extending the frequency range of existing lasers and realizing frequency-transduced detectors in a wavelength range that lacks an effective detector. Phase matching is vital for effective frequency conversion. The advantages of quasi-phase matching (QPM) over birefringent phase matching are a lack of walk-off effect, a maximum nonlinear coefficient, and phase matching in the entire transparency window. Herein, using different types and orders of QPM, four kinds of effective frequency doubling processes are realized in a periodically poled potassium titanyl phosphate (KTP) crystal with a single period, and three kinds of frequency doubling processes are experimentally verified. We also show a feasible way to construct an RGB color generator based on two different QPM processes. This study significantly expands the feasible frequency conversion of existing lasers to different wavelengths, providing an effective method for multi-color laser generation based on periodically poled KTP crystals.
nonlinear optics frequency doubling multi-color laser quasi-phase matching Chinese Optics Letters
2023, 21(2): 021901
中国科学技术大学, 中国科学院量子信息重点实验室, 安徽 合肥 230026
轨道角动量 (OAM) 是光的一个重要的自由度。由于携带 OAM 的光束具有特殊的强度相位分布以及力学效应, 使得此类光束在高速光通信、测量、成像、光镊和量子信息中具有广泛的应用。关于 OAM 光束在准相位匹配晶体 (QPM) 中的频率变换研究，一方面可以研究 OAM 光束参与非线性相互作用时与高斯光束不同的物理机制; 另一方面, 非线性过程提供了多种有效的光场调控手段, 可以实现携带 OAM 光场不同自由度的精细调控, 为满足不同的光学应用奠定基础。综述了近十年来 OAM 光束在 QPM 晶体中的非线性转换研究主要进展, 具体包括: 非线性过程中 OAM 光束的守恒、传输、演化和干涉行为研究, 高效率的 OAM 激光和单光子态频率转换研究, OAM 频率转换效率模式非依赖性研究, 矢量光束的频率转换研究, 以及无后向选择的高维 OAM 纠缠态的制备研究。最后讨论和展望了 OAM 在 QPM 晶体中频率转换方面的未来研究趋势。
量子光学 轨道角动量 准相位匹配 非线性频率转换 矢量涡旋光束 quantum optics orbital angular momentum quasi-phase matching nonlinear frequency conversion vector vortex beam
中国科学技术大学光学与光学工程系, 中国科学院量子信息重点实验室, 安徽 合肥 230026
随着光学信息处理技术的发展,图像边缘检测技术在光学高对比度成像、自动驾驶、人脸识别、天文观测等领域得到了广泛的应用。光学边缘检测主要是借助4-f空间滤波成像系统,通过在傅里叶平面上加载滤波器来修改图像的频谱信息,进而实现物体边缘轮廓的提取。介绍了几种不同光学图像边缘检测方式,进行了简要的理论分析,并总结了国内外的相关研究进展。
模拟光学图像处理 空间滤波 边缘检测 模式识别 激光与光电子学进展
2021, 58(10): 1011014
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Quantum Information, CAS, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 Synergetic Innovation Center of Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
In this Letter, we report on the successful optical storage of orbital angular momentum (OAM) using Rydberg electromagnetically induced transparency (EIT) in cold rubidium atoms. With a storage time of 1.4 μs, the retrieved structure is highly similar, showing the ability of storing light’s OAM at a principal quantum number of 20. The results at higher principal quantum numbers (n=25,30) are also measured. These results show the promise of image processing based on a Rydberg atomic system.
160.2900 Optical storage materials 020.5780 Rydberg states Chinese Optics Letters
2017, 15(6): 060201
1 天津大学电子信息工程学院，天津 300072
2 天津津航技术物理研究所，天津 300308
利用动态随机点立体图，排除心理暗示线索对深度运动的影响，对立体视觉深度运动特性进行了研究。利用主观实验，分析了深度运动物体的运动位置、运动方向和运动速度等运动特性对于立体视觉舒适度(Stereo visual comfort，SVC)的影响, 并提出深度运动情况下的SVC与运动速度的预测模型。实验结果表明，动态随机点立体图中，运动物体的深度运动诱发了透视效果；在交叉视差(屏幕前)和非交叉视差(屏幕后)情况下，立体视觉深度运动导致的SVC不同。对计算得到的SVC的预测值和实测值进行相关性检测，三种深度运动的皮尔森相关系数(Pearson correlation coefficient，PCC)分别为0.956、0.972、0.977，充分表明该预测模型能够准确地预测SVC。
立体视觉 深度运动 动态随机点立体图 stereo vision depth motion SVC SVC dynamic random dot stereograms
1 天津大学电子信息工程学院，天津 300072
2 天津津航技术物理研究所，天津 300308
3 中国电力科学研究院，北京 100192
：针对多视点自由立体显示系统，提出一种基于SIFT匹配的平行多视点立体图像零视差调整方法。首先，通过SIFT变换提取图像特征关键点、对特征关键点进行匹配，获得精确匹配点。然后，运用频率调和显著性模型计算场景的视觉显著性、提取显著性掩膜，以筛选匹配点作为零视差调整的关键点。最后，依据SIFT匹配点计算视点间视差值，并基于视差调整原理对多视点立体图像进行零视差调整。实验结果表明，所提出的方法适合多视点自由立体显示系统，零视差调整后的多视点立体图像具有良好的自由立体显示效果。
多视点立体图像 零视差调整 SIFT匹配 自由立体显示 multiview stereoscopic images zero-disparity adjustment SIFT matching autostereoscopic display
1 中国科学技术大学量子信息重点实验室, 安徽 合肥 230026
2 中国科学技术大学量子信息与量子科技前沿协同创新中心, 安徽 合肥 230026
载有轨道角动量(OAM)的光可用于提高光通信网络的带宽，而对不同轨道角动量态的区分是有效利用轨道角动量光的核心。利用空间光调制器设置合适的传递函数以实现傅里叶平面间的光学坐标变换。变换后，轨道角动量光随方位角的相位变化变成横向相位变化。相位修正后将不同轨道角动量的光聚焦到不同的横向位置，实现了对轨道角动量光的有效区分。
傅里叶光学 模式识别 空间光调制器 光通信
1 中国科学技术大学光学与光学工程系, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院量子信息重点实验室,量子信息与量子科技前沿协同创新中心, 安徽 合肥 230026
量子通信网络主要由用于存储和操纵量子态的存储单元和联络存储单元之间的 信息载体构成。光子是信息载体的最佳选择,存储单元可以由固态材料或气态原子组成。 相对于二维空间,编码于一个高维空间的光子可以携带更大的信息量。若能够实现编码 于高维空间的量子态存储,则在增大存储单元存储容量的同时,还可以提高网络的信道 容量和传输效率,因而高维量子态的存储研究成为当前量子信息领域的热点领域。 简要回顾了国内外在高维量子态存储方面的进展,着重介绍了近期基于冷原子系综实 现单光子条件下高维量子态存储的突破性进展,提出了构建高维量子网络需要解决的关键问题。
量子光学 量子存储器 高维编码态 轨道角动量 存储 quantum optics quantum memory quantum state encoded in a high-dimensional space orbital angular momentum storage
深圳市三利谱光电科技股份有限公司, 深圳518106
介绍了偏振式3D显示, 用琼斯矩阵推导偏振式3D显示形成视差的原理, 得出最准确补偿值。并提出一种负色散特性的补偿膜用于偏振式3D显示。文中用两张补偿膜和两张偏光片组成光学系统, 模拟偏振式3D显示产生视差的部分, 用紫外可见分光光度计(UV-2450)测试系统的透过率, 用位相差值测试仪(RETS-100)测试补偿膜的补偿值和色散特性。应用负色散特性的补偿膜, 偏振式3D显示具有更好的视差, 可以降低甚至消除使用中对观看姿势的要求, 从而实现更加优质的3D显示效果。
偏光片 补偿膜 色散特性 补偿值 polarizer compensation film wavelength dispersion retardation
