1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室，北京 100081
消除拼接主镜式望远镜的分块子镜间的共相位倾斜（tip-tilt）误差是有效提升集光能力、实现共相位成像的关键之一。提出了一种基于相位传递函数（PTF）的分块子镜的tip-tilt高精度检测方法。在分块镜的共轭面处设置具有离散孔结构的光阑，将其作为tip-tilt检测系统的入瞳，借助傅里叶分析，推导建立了误差检测系统的PTF与tip-tilt的函数关系，通过对探测得到的点扩散函数进行傅里叶分析，得到PTF，依据建立的函数关系即可实现tip-tilt的高精度检测。对所提方法进行了仿真分析和实验验证，检测精度的均方根（RMS）值为（为波长）。所提方法结构简单，只需要设置一个具有离散孔结构的光阑，可用于拼接式主镜、稀疏孔径系统的共相位tip-tilt误差检测。
傅里叶光学 相位传递函数 分块镜 倾斜误差 离散孔光阑 傅里叶变换
设计了一种基于二氧化钒和狄拉克半金属的滤波/传感太赫兹超表面。该超表面由基于狄拉克半金属的镜面对称双开口环以及具有矩形孔的二氧化钒薄膜构成。通过调控超表面中二氧化钒的电导率，可以实现传感器/滤波器两种功能的切换。结果显示：当二氧化钒处于绝缘态时，超表面工作在传感器模式，此时，增大样品厚度及样品与传感器的距离均可增大传感器的灵敏度；当二氧化钒处于金属态时，超表面工作在滤波器模式，滤波器在中心频率处的插入损耗为1.3 dB，回波损耗为12.7 dB。这种具有多功能的超表面在太赫兹传感器和滤波器等方面具有较高的应用价值。
光学器件 太赫兹 超表面 多功能 狄拉克半金属 二氧化钒
中国电子科技集团公司第十一研究所, 北京100015
随着红外焦平面探测器阵列规模的不断扩大，由多层结构低温热失配形变导致的杜瓦可靠性问题愈发突出，对焦面低温形变的定量化表征需求越来越迫切。基于超长线列红外焦平面探测器冷箱组件开展焦面低温形变研究，针对多层结构粘接造成的焦面低温形变进行了理论仿真。设计了一种探测器工作温度90 K下焦面低温形变的测试方法。对比分析面形测试结果与仿真计算，低温下焦面整体下移，但变形曲线呈拱形。仿真得出两边芯片向下凹约924 m，中间位置芯片向下凹136 m。实验得出两边芯片向下凹约40 m，中间位置芯片向下凹10 m。数据差异与仿真材料的参数设置有关。验证了仿真结果的合理性，可为超长线列探测器焦面多层结构设计提供参考依据。
低温形变 理论仿真 面形测试 材料参数 红外焦平面探测器 low-temperature deformation theoretical simulation profile test material parameters infrared focal plane detector
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Materials for High Power Laser, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Hangzhou Institute of Optics and Fine Mechanics, Hangzhou 311421, China
Sb-doped crystals were grown using the optical floating zone (OFZ) method. X-ray diffraction data and X-ray rocking curves were obtained, and the results revealed that the Sb-doped single crystals were of high quality. Raman spectra revealed that Sb substituted Ga mainly in the octahedral lattice. The carrier concentration of the Sb-doped single crystals increased from to , the electronic mobility depicted a decreasing trend from to , and the electrical resistivity varied from 0.603 to 0.017 ·cm with the increasing Sb doping concentration. The un-doped and Sb-doped crystals exhibited good light transmittance in the visible region; however, the evident decrease in the infrared region was caused by increase in the carrier concentration. The Sb-doped single crystals had high transmittance in the UV region as well, and the cutoff edge appeared at 258 nm.
Sb-doped β-Ga2O3 crystal growth optical properties electrical properties Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 041605
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 许健民气象卫星创新中心, 北京100081
针对超光谱分辨率成像光谱仪多通道探测需求，本文设计了一种超光谱分辨率紫外双通道共光路成像光谱仪。该成像光谱仪望远系统采用视场离轴的离轴三反结构，分光系统采用了具有小型轻量化优点的改进型Offner结构。通过对Offner光谱仪结构的理论推导，得出了满足超光谱分辨要求的双通道共光路Offner初始结构参数。为了提高成像光谱仪的成像质量，在Offner结构中引入弯月透镜，并对系统进行逐步优化。最终得到的双通道共光路成像光谱仪工作波段为280~300 nm和370~400 nm，在奈奎斯特频率为27.8 lp/mm时，双通道的调制传递函数（MTF）均优于0.8，全视场均方根半径（RMS）均小于9 μm，光谱分辨率均优于0.1 nm。本文研究对天基超光谱探测成像光谱仪小型化、集成化设计具有重要意义。
Offner 光谱成像系统 光学设计 超光谱分辨率 Offner spectral imaging system optical design hyperspectral resolution
1 北京工业大学材料与制造学部, 北京 100124
2 工业大数据应用技术国家工程实验室, 北京 100124
3 北京建筑材料科学研究总院有限公司, 北京 100041
4 固废资源化利用与节能建材国家重点实验室, 北京 100041
在自修复水泥基材料中, 微胶囊与水泥基体间的界面结合决定着微胶囊被裂缝触发的概率, 从而影响自修复效果。本文针对吸水性微胶囊的界面结合问题, 利用硅烷偶联剂KH550修饰环氧/海藻酸钙微胶囊表面, 以改善其与水泥基体间的界面结合情况。采用X射线光电子能谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪等表征硅烷偶联剂在微胶囊表面的键合状况, 利用压汞法分析水泥基材料的孔结构, 并测试水泥基材料的抗渗性与自修复效果。结果表明, 硅烷偶联剂能够与微胶囊外壁的海藻酸钙发生化学键合, 微胶囊与水泥基体间的界面结合得到有效改善, 水泥基体中有害孔数量减少, 无害孔和少害孔数量增加, 水泥基材料的抗渗性和自修复效果获得提升。
水泥基材料 自修复 吸水性微胶囊 硅烷偶联剂 界面修饰 环氧/海藻酸钙微胶囊 cement-based material self-healing water absorbent microcapsule silane coupling agent interface modification epoxy/calcium alginate microcapsule
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Materials for High Power Laser, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Four single crystals (Yb0.15Lu0.85xY0.85-0.85x)3Al5O12 (x = 0, 0.25, 0.5, 1) were grown by the Czochralski method. The correlation of the host atom Lu:Y ratios with the density and the luminescence properties were revealed. The density increases linearly with increasing of content, which will improve the gamma ray cut-off ability. The integrated intensity of the X-ray excited luminescence spectrum increases exponentially with the increasing Y:Lu ratio, while the decay time becomes even shorter with the increasing content. These results will provide a basis to balance the comprehensive properties to match different application requirements.
Yb:LuYAG scintillators Czochralski method charge transfer Chinese Optics Letters
2022, 20(12): 121601
1 泉州师范学院物理与信息工程学院 福建省先进微纳光子技术与器件重点实验室，福建 泉州 362000
2 泉州师范学院 化工与材料学院，福建 泉州 362000
制备了平面结构2D/3D混合钙钛矿（PEA）0.15FA0.85SnI3/SnO2异质结光探测器。研究发现，SnO2薄膜的引入可以调控（PEA）0.15FA0.85SnI3薄膜的晶体生长过程，有助于获得致密的连续薄膜。在520 nm单色光辐照下，器件的响应度高达3.19×105 A/W，相应的探测率为6.39×1015 Jones。在808 nm单色光辐照下，器件的响应度和探测器率也可分别达到1.70×104 A/W和7.28×1013 Jones。相关性能明显高于（PEA）0.15FA0.85SnI3单层薄膜光探测器。器件性能的提高一方面是由于钙钛矿薄膜表面形貌的改善，提高了器件的吸收效率和载流子收集效率；另一方面是由于（PEA）0.15FA0.85SnI3和SnO2之间形成了p?n结结构，从而有效提高了钙钛矿薄膜中的光生电子?空穴对的分离效率，降低了电子和空穴的复合几率。同时，（PEA）0.15FA0.85SnI3/SnO2界面处特殊的能级结构也可诱导器件产生光电导增益。
光探测器 Sn基钙钛矿 异质结 2D/3D混合结构 SnO2 photodetector Sn perovskite heterojunction 2D/3D hybrid structure SnO2
1 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室，陕西 西安 710049
2 西安交通大学生物医学信息工程教育部重点实验室，陕西 西安 710049
3 西安交通大学第一附属医院检验科，陕西 西安 710061
折射率是生物样本最重要的光学属性，经常作为内源性“标记物”进行无标记定量成像。虽然通过测量光程差获取相位信息的传统定量相位成像方法已被广泛研究，然而其获取的相位结果是样本折射率与厚度的耦合产物，无法重建三维形态学信息。近年来，以光学投影层析方法为开端，研究人员率先开启了以三维折射率定量成像为目标的形态学特征重建方法研究。然而光学投影层析方法未考虑衍射效应，导致其精度不足。为解决该问题，基于散射反演求解的光学衍射层析技术应运而生，并在无标记生物三维成像方面展现出巨大的潜力。本文锁定生物折射率三维无标记定量成像研究，聚焦光学投影层析和光学衍射层析两种方法的发展历程，从正向测量模型、反演算法以及实现方法三方面进行综述，并对该研究未来的工作进行展望。
医用光学 三维显微成像 无标记成像 折射率定量成像 光学投影层析 光学衍射层析 散射反演
红外探测器集成光学技术是将部分成像光学系统集成在杜瓦结构内部, 以保证 F数较小、探测目标信号能量大的同时, 消除光学系统体积庞大和复杂带来的不便因素。本文研究的红外探测器集成光学低温评价技术是在不反复拆除杜瓦的前提下, 直接评估集成光学系统低温 MTF, 缩短测试周期。进行集成光学透镜组精密装配, 在此基础上开发独立的集成光学系统低温 MTF评价装置, 并搭建 MTF测试光路, 获得集成光学透镜组温度分布梯度, 为集成光学透镜组的装配精度和光学性能提供可靠数据。
集成光学 光学透镜组 低温 MTF测试 integrated optical technology optical lens group low-temperature MTF evaluation
