利用共沉淀法制备了六角相NaScF4∶20%Yb3+/2%Er3+纳米颗粒, 该纳米颗粒的尺寸约为35 nm且具有较好的分散性。在980 nm激发下, 该纳米颗粒可以产生较强的上转换红光发射及较弱的上转换绿光发射, 红绿比约为6。与此同时, 在纳米颗粒中, Er3+热耦合的绿光能级2H11/2与4S3/2具有较好的温度感测特性, 利用其荧光强度比可实现较为准确的光学温度测量, 最大相对灵敏度约为1.17%·K-1。另外, 在近红外区, 非热耦合的Yb3+:2F5/2→2F7/2跃迁与Er3+:4I13/2→4I15/2跃迁的荧光强度比也表现出较好的光学测温性能, 其相对灵敏度随着温度升高而逐渐增大, 并在333 K时达到最大值0.73%·K-1。以上结果表明, NaScF4∶20%Yb3+/2%Er3+纳米颗粒是一种高效的上转换红光材料, 且在可见区及近红外区均具有较好的光学测温表现。
稀土离子 纳米颗粒 上转换发光 光学测温 rare earth nano particles upconversion optical thermometry NaScF4 NaScF4
张羽 1,2,3,4李治国 1,2,3,4刘辉 1,2,3陈明徕 1,2,3[ ... ]张怀利 5,*
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710119
2 中国科学院空间精密测量技术重点实验室，西安 710119
3 中国科学院大学，北京 100084
4 青岛海洋科学与技术试点国家实验室，山东 青岛 266200
5 航天工程大学，北京 101499
为了研究激光相干阵列在全大气层湍流中的成像能力，在全相位闭合等方法的基础上，利用HV57模型中的大气折射率结构常数来标定大气相干长度，通过当地风速和光路高度等参数计算了实验所在地等效整层大气湍流的水平传输距离，研制了Ф1.5 m等效孔径的激光相干发射阵列，对1.2 km远处物体进行了成像实验，成像分辨率达到了亚角秒级。验证了激光相干阵列成像系统对大气湍流影响的抑制作用和成像能力，可为未来研制实体激光相干阵列成像系统提供理论与技术支撑。
激光相干阵列 傅里叶望远 主动照明成像 大气湍流 图像重构 Laser coherent array Fourier telescope Active illumination imaging Atmospheric turbulence Image reconstruction 光子学报
2021, 50(12): 1201004
针对宽温宽带大动态高精度光延时调控的需求, 结合数控级联和空间光连续可调延时技术, 设计了一种大动态高精度延时稳定可调的9bit光纤延时线, 并采用磁光开关和稳相光纤搭建了工程样机。试验结果表明, 样机在60℃宽温范围内实现了工作频率1~18GHz, 以5ns为步进, 延时范围达2555ns, 延时精度优于±5.8ps的任意可调; 同时, 针对某一延时点实现了动态范围为600ps、精度优于1ps的延时连续可调。
光纤延时线 稳相光纤 宽温度范围 高精度 精度可调 optical fiber delay line phase stable fiber wide-temperature range high-precision adjustable precision
1 重庆光电技术研究所， 重庆 400060
2 模拟集成电路重点实验室， 重庆 400060
针对相位调制微波光链路线性解调困难的问题，开展了基于锁相环高线性相位解调方法的理论研究。建立了详细的链路模型，充分考虑噪声和非线性畸变的影响，推导得到了链路关键参数的变化趋势。同时结合实际链路器件参数，完成了链路关键参数的仿真研究。结果显示，基于锁相环，在200MHz的射频频率下，链路动态范围可达到127dB·Hz2/3，较传统强度调制方法提升近20dB，为大动态微波光子链路实验应用提供了一定的理论参考。
微波光子 相位调制 光锁相环 大动态范围 雷达系统 microwave photonics phase modulation optical phase locked loop large dynamic range radar system
1 中国工程物理研究院化工材料研究所, 绵阳 621999
2 四川省新材料研究中心, 成都 610200
3 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 绵阳 621999
锶镉锗硒(SrCdGeSe4)晶体是近期被发现的一种性能优异的新型红外非线性光学材料。本研究采用自制的双温区管式炉成功合成出SrCdGeSe4多晶, 单次合成量达到300 g; 采用坩埚下降法首次生长出SrCdGeSe4单晶, 尺寸为27 mm×80 mm; 通过定向、切割和抛光等程序, 得到几个不同尺寸的定向SrCdGeSe4晶片, 选取一片8×8×2 mm3双面抛光(110)晶片测试了摇摆曲线、红外透过光谱和激光损伤阈值。结果显示: (220)摇摆曲线半峰宽为44.8″, 该晶体的短波透过截止边为596 nm, 且在1~14 μm波长范围内透过率超过68%; 另外, 晶体在Nd∶YAG脉冲激光, 脉宽5 ns, 重复频率1 Hz, 光斑直径0.15 mm测试条件下, 激光损伤阈值为530 MW/cm2。
红外非线性光学材料 SrCdGeSe4单晶 坩埚下降法 单晶生长 性质表征 infrared nonlinear optical material SrCdGeSe4 single crystal vertical Bridgman-Stockbarger method single crystal growth characterization
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of In-fiber Integrated Optics, Ministry of Education, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
2 National Demonstration Center for Experimental Physics Education, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
3 Photonics Research Center, Guilin University of Electronics Technology, Guilin 541004, China
We propose and demonstrate a dual-channel microfluidic sensor based on a side-hole fiber (SHF) with two long-period fiber grating (LPFG) structures. There are two air holes in the SHF, which are natural microfluidic channels. We fabricate two LPFGs (long-period gratings LPG-A and LPG-B) in the SHF with the resonance wavelengths of 1268.7 nm and 1385.8 nm, respectively. Results show that the refractive index sensitivities of LPG-A and LPG-B are ?76.0 nm/RIU and ?71.1 nm/RIU, respectively. One can measure the refractive index of liquid samples in two channels simultaneously. The proposed dual-channel microfluidic sensor has advantages of good linearity response, fluidic technology compatibility, and easy light input/output coupling and system integration, which helps the sensor to have a potential application in environmental detection and food safety detection.
long-period grating optical fiber sensor refractive index measurement Chinese Optics Letters
2020, 18(2): 020601
1 中国科学院 西安光学精密机械研究所, 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
地基光学成像是对空间目标进行探测识别的重要手段。本文分析了近十几年间建立的用于天文观测的巨型望远镜设备不能对地球同步轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)目标进行高分辨率观测的主要原因: 除大气湍流对成像质量的影响和分辨率的限制外, 还有GEO目标尺寸和目标亮度昏暗问题。因此需要引入非传统成像技术解决上述问题。 本文研究了几种采用激光照明的非传统光学成像方法, 具体分析论证了稀疏孔径成像、强度相关成像、剪切光束成像和傅立叶望远术等光学成像技术, 阐述了各成像技术的优势与局限性, 分析了几种方法对GEO暗弱目标高分辨率成像的应用前景。
空间目标 高分辨率 光学成像技术 激光主动成像 space objects high resolution optical imaging techniques laser active imaging
中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
多光束激光相干场成像技术突破传统概念，采用微小频移的光束组两两干涉提取目标的傅里叶分量，通过目标频谱傅里叶逆变换获得目标高分辨率图像。该技术仍处于实验室原理验证向实体阵列过渡的研究阶段。在这一过程中多种影响因素对成像质量产生着影响。其中发射阵列的孔径位置误差分布规律以及控制范围一直缺乏较为系统的理论支撑。从傅里叶望远镜发射阵列的光场传输特性入手，分析了在基线不同位置引入孔径误差时对成像质量的影响。并分析出孔径位置精度的要求与分布规律，同时针对这一分布规律提出了孔径位置的相对误差精度，计算机仿真分析得出相对误差精度应控制在5%以内不影响成像质量。该研究为傅里叶望远镜发射阵列的设计与装调提供了理论依据，为傅里叶望远技术的工程化实现奠定一定的理论基础。
相干场成像 傅里叶望远技术 瞄准精度 孔径位置 成像质量 coherent field imaging Fourier telescopy aiming accuracy aperture position imaging quality
