1 桂林电子科技大学信息与通信学院广西高校微电子器件与集成电路重点实验室，广西 桂林 541004
2 桂林电子科技大学光电工程学院，广西 桂林 541004
提出一种偏振不敏感且高选择性的新型纳米结构颜色滤波器。当平面光入射到超材料表面时，金属与介质交界处会发生表面等离子体共振和光学异常透射现象，部分频率的光被束缚在微纳结构中，而其他频率的光发生透射，从而实现滤色效果。采用时域有限差分法，对4种不同结构的滤波器的透射光谱和颜色显示规律进行研究。同时，还研究了结构周期、圆环直径、十字架宽度和偏振角等参数对透射光谱和滤波特性的影响。结果表明：与单层表面等离子结构相比，所提双层等离子体亚表面结构模型的透射率更高；在可见光波段内，该滤波器具有偏振不敏感特性，半峰全宽的最小值为23.26 nm，并且具有90.5%的高透射率。这项研究为下一代颜色滤波器的设计提供了理论参考。
表面光学 高传输效率 偏振不敏感 高选择性 双层等离子体 可见光
李晟 1,2,3王博文 1,2,3管海涛 1,2,3梁坤瑶 1,2,3[ ... ]左超 1,2,3,**
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院，智能计算成像实验室(SCILab)，江苏 南京 210094
2 南京理工大学智能计算成像研究院(SCIRI)，江苏 南京 210019
3 江苏省光谱成像与智能感知重点实验室，江苏 南京 210094
4 陆军装备部驻南京军事代表处，江苏 南京 210024
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光学合成孔径探测 计算成像 超分辨 傅里叶叠层 非相干合成孔径 远场成像 optical synthetic aperture detection computational imaging super resolution Fourier ptychography incoherent synthetic aperture far-field imaging
宁波大学 机械工程与力学学院, 浙江 宁波 315211
为了降低压电微动平台的动态迟滞误差对平台定位精度的影响, 该文设计了基于率相关迟滞逆模型的前馈控制器对其进行迟滞补偿。首先, 在对平台受力分析和运动分析的基础上建立平台的动力学模型; 其次, 在经典Prandtl-Ishilinskii(PI）模型的基础上加以改造, 得到Modified Prandtl-Ishilinskii(MPI)模型, 并将MPI模型与平台的线性动力学模型串联, 得到分离式率相关MPI模型, 进而基于率相关MPI逆模型建立平台的前馈控制器; 最后, 对所设计的控制器进行阶跃响应和正弦轨迹跟踪实验。实验结果表明, 所设计的控制器具有较好的定位精度与跟踪性能, 可以有效地补偿压电微动平台的动态迟滞误差。
微动平台 迟滞建模 率相关 前馈控制 micro-positioning stage hysteresis model rate dependence feedforward control
1 潍坊学院物理与电子信息学院，山东 潍坊
2 潍坊学院潍坊市激光技术与应用重点实验室，山东 潍坊
3 中国电子科技集团公司光电研究院，天津
4 光电信息控制和安全技术重点实验室，天津
介绍了受激拉曼散射（SRS）对强激光系统的危害，主要包括强激光在空气中长距离传输时产生的受激转动拉曼散射（SRRS）与大口径KDP（磷酸二氢钾，KH2PO4）晶体中的横向受激拉曼散射（TSRS）。研究表明，SRS不仅会损耗激光能量降低光束质量，TSRS还可能会损坏KDP晶体。针对SRS对强激光系统的危害，文章介绍了国内外关于SRS的主要抑制方案，而且重点介绍了通过控制偏振方向降低SRS增益的新思想。
受激转动拉曼散射（SRRS） 横向受激拉曼散射散射（TSRS） 脉冲堆积 偏振控制 stimulated rotational Raman scattering (SRRS) transverse stimulated Raman scattering (TSRS) pulse stacking polarization control
1 桂林电子科技大学广西精密导航技术与应用重点实验室，广西 桂林 541004
2 桂林电子科技大学光电工程学院广西光电信息处理重点实验室，广西 桂林 541004
设计了一种新型的全介质圆环-纳米棒结构颜色滤波器。全介质圆环-纳米棒阵列结构与入射光的相互作用激发米氏共振，其在可见光波段展现出较强的反射特性，从而实现不同颜色的宽色域。采用时域有限差分法对纳米棒、纳米环、硅圆环-纳米棒三种不同结构滤波器的反射光谱及其颜色显示规律进行比较。同时研究纳米棒直径、圆环直径、高度和周期等主要参数对反射光谱及颜色特性的影响。结果表明：所设计的全介质圆环-纳米棒结构的滤波器在特定光波段的反射特性得到极大的提升；经优化后的颜色滤波器在可见光范围内的反射率达到70%以上，通过改变纳米棒直径可实现宽色域颜色滤波特性，其色域面积高达0.115。该研究为下一代颜色滤波器的设计提供理论依据。
光学器件 全介质 颜色滤波器 米氏共振 高反射率 宽色域 时域有限差分法 光学学报
2022, 42(19): 1923001
1 重庆大学 机械与运载工程学院，重庆 400044
2 中国空气动力研究与发展中心高速所，四川 绵阳 621000
针对单一方法难以兼顾图像全局和局部信息准确提取现场环境下的非合作目标边缘的难点，融合聚类等多种算法，提出一种边缘提取新方法。首先，根据图像像素值聚类，每2类间通过阈值进行分割得到1张二值图像；接着将二值图像进行或操作合并。将图像取反后保留最大面积的连通域得到目标分割图片，并提取目标边缘。最后，根据Zernike矩进行亚像素边缘计算。该边缘提取新方法具有较强的适应性，在实际的环境下均可快速有效提取出目标边缘。实验中的非合作目标为设备的三个内孔，用上述方法提取亚像素边缘后拟合出圆心，并用圆心进行相对位姿测量。实验结果表明，该方法鲁棒性强、精度高，最大的位置偏差为0.12 mm，垂直光轴方向姿态角的测量精度可达0.02°，其他两个姿态角的测量精度可达0.07°和0.08°。
聚类 阈值分割 Zernike 非合作目标 位姿检测 clustering threshold segmentation Zernike non-cooperative target pose detection 红外与激光工程
2021, 50(12): 20210166
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川 成都 610054
为解决声表面波(SAW)谐振器的频率温度特性呈非线性的问题, 该文提出了一种利用两个SAW谐振器来设计具有线性输出的SAW温度传感器的方法。根据该方法设计了两个基于硅酸镓镧压电基片的SAW温度传感器, 每个传感器由两个不同的SAW谐振器串联而成。实验结果表明, 两个SAW传感器在室温~300 ℃的宽温度范围内均表现出很好的线性度。这种简单有效的设计方法具有实现宽温度范围测试的能力, 可推广到其他具有较大二阶温度系数的SAW温度传感器的研发中。
声表面波 温度传感器 频率温度系数 线性输出 谐振器 surface acoustic wave temperature sensor frequency temperature coefficient linear output resonator
1 桂林电子科技大学 广西精密导航技术与应用重点实验室, 广西 桂林541004
2 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都611731
3 中国科学院 纳米器件与应用重点实验室, 江苏 苏州 215123
为了声表面波(SAW)器件能在高温环境(不小于1 000 ℃)中工作, 该文设计并在La3Ga5SiO14压电衬底上制作Pt/ZnO/Al2O3多层复合薄膜电极, 利用ZnO/Al2O3组合缓冲层增强了Pt薄膜电极在极端高温条件下的导电稳定性。制备的SAW器件在经历3次1 000 ℃高温热处理后仍保持稳定的回波损耗系数S11。实验结果表明, ZnO/Al2O3组合缓冲层结构在提高SAW器件电极高温导电稳定性方面具有一定的潜在应用价值。
高温 缓冲层 电极稳定性 声表面波器件 压电衬底 high temperature buffer layer stability of electrode SAW device piezoelectric substrate
光子学报
2021, 50(10): 1014001
张润南 1,2,3蔡泽伟 1,2,3,**孙佳嵩 1,2,3卢林芃 1,2,3[ ... ]左超 1,2,3,*
1 智能计算成像实验室, 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京210094
2 南京理工大学智能计算成像研究院, 江苏 南京210019
3 江苏省光谱成像与智能感知重点实验室, 江苏 南京 210094
光场的相干性是定量衡量其产生显著的干涉现象所具备的重要物理属性。尽管高时空相干性的激光已成为传统干涉计量与全息成像等领域不可或缺的重要工具,但在众多新兴的计算成像领域(如计算摄像、计算显微成像),降低光源的相干性,即部分相干光源在获得高信噪比、高分辨率的图像信息方面具有独特优越性。因此,部分相干光场的“表征”与“重建”两方面问题的重要性日益凸显,亟需引入光场相干性理论及相干测量技术来回答计算成像中“光应该是什么”和“光实际是什么”的两大关键问题。在此背景下,系统地综述了光场相干性理论及相干测量技术,从经典的关联函数理论与相空间光学理论出发,阐述了对应的干涉相干测量法与非干涉相干恢复法的基本原理与典型光路结构;介绍了由相干测量所衍生出的若干计算成像新体制及其典型应用,如光场成像、非干涉相位复原、非相干全息术、非相干合成孔径、非相干断层成像等;论述了相干测量技术现阶段所面临的问题与挑战,并展望了其未来的发展趋势。
激光与光电子学进展
2021, 58(18): 1811003
