中国计量大学光学与电子科技学院，浙江 杭州 310018
非视域成像可对视域外场景进行重建成像。与传统成像不同，其将隐藏场景返回的间接信号导入重建算法实现目标场景重建，在**、生物医学、自动驾驶、航空航天及灾后搜救等领域具有重要的应用价值。总结近年来国内外对非视域成像技术的研究进展，依次介绍3种非视域成像模式，包括基于飞行时间的非视域成像、基于相干信息的非视域成像（含基于散斑图案和空间相干两种方法）、基于强度信息的非视域成像。基于相干信息和强度信息成像模式的硬件参数、重建算法、重建时间和图像分辨率等的特点和存在的局限性，分析并讨论非视域成像的发展趋势。
非视域成像 飞行时间 相干成像 强度成像 散射成像 激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1400001
中国计量大学 光学与电子科技学院，浙江 杭州 310018
真空紫外目标的光谱辐射亮度对于深空空间探测、航天器损伤测试等空间科学研究具有重要意义。研究了2种用于针对真空紫外光源的测试系统及其方法，通过对真空紫外光谱辐射亮度测试方法开展研究，研制了真空紫外光谱辐射亮度测试系统，测试系统包括真空紫外标准光源、光学成像系统、分光模块、真空紫外探测器模块、真空舱以及数据处理系统等。利用测试系统根据直接测量法和比较法对氘灯的光谱辐射亮度进行了测试分析，并讨论了真空紫外光谱辐射亮度影响因素及相对示值误差，实现了真空紫外光谱辐射亮度在121.2 nm、135.6 nm、160 nm、180 nm、200 nm五个波长范围 0.01 μW/cm2·nm·sr~1 μW/ cm2·nm·sr的精确测量。测量的重复性为0.001 34。这表明测试系统可以实现真空紫外波段信号的测试。
真空紫外 光谱辐射亮度 真空度 光电倍增管 vacuum ultraviolet spectral radiance vacuum degree photomultiplier tube
中国计量大学 光学与电子科技学院，浙江 杭州 310000
针对单像素成像重构中的散射介质影响而导致重构图像无法达到最佳效果的问题，研究了有无散射介质的情况下，关联算法和压缩感知算法的图像重构适用性。分析了散射介质在成像光路造成的调制信息空间结构变化和在探测光路造成的信号损耗对成像的影响，建立了近红外单像素成像系统，使用CGI算法和TVAL3算法实现了穿透生物组织散射介质的单像素成像实验。实验发现，在无散射介质时，TVAL3算法的重构时间、峰值信噪比和相似度等均优于CGI算法；而在有散射介质时，CGI算法的三项数值中有两项优于TVAL3算法，其最大重构时间（0.304091 s）小于TVAL3算法最小时间（1.766299 s），其最小峰值信噪比（9.9831 dB）高于TVAL3算法的最大值（9.170456 dB），其相似度（0.0982、0.1178）则位于TVAL3算法的范围内（0.099258~0.497622）。结果表明，基于关联成像理论的CGI算法较适合散射介质成像，基于压缩感知理论的TVAL3算法更适合无散射介质成像。
单像素成像 散射介质成像 压缩感知 关联算法 single-pixel imaging scattering medium imaging compressed sensing correlation algorithm 红外与激光工程
2022, 51(3): 20210722
中国计量大学 光学与电子科技学院 , 杭州 310018
针对量子纠缠的产生方式, 着重介绍了常见的3种类型的量子纠缠源制备方法, 包括基于自发参量下转换(SPDC)制备量子纠缠源、基于四波混频(FWM)效应制备量子纠缠源和基于量子点制备量子纠缠源, 分别分析了其原理、优缺点及其质量指标, 最后展望了量子纠缠源制备方法的研究与应用方向。
自发参量下转换 四波混频 量子点 原子系综 全光纤 spontaneous parametric down conversion four-wave mixing quantum dots atomic ensembles all optical fiber
1 中国计量大学 光学与电子科技学院, 杭州 255000
2 科技部微纳制备与光电子检测国际科技合作基地, 杭州 310018
以纳米二氧化钛(nano-TiO2)为原料, 选取六偏磷酸钠(SHMP)、曲拉通X-100(Tritor-X-100)、聚乙二醇(PEG)400、十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)做分散剂, 采用超声手段在去离子水中制备得到nano-TiO2分散液。通过UV-Vis分光光度计测量样品的吸光度, 分析了超声时间、分散剂种类与浓度对样品稳定性的影响, 并对样品的光学性能进行检测。研究结果表明: 加入SHMP, 超声处理35min可获得吸光度维持在0.1左右的稳定nano-TiO2分散液, 且在LED光源(CCT=10000K)照射下, 可以实现模拟天空光照射环境的瑞利散射效果。
人工天窗 瑞利散射 人体节律 纳米二氧化钛 表面活性剂 artificial skylight Rayleigh scattering human body rhythm nano-TiO2 surfactant
1 北京师范大学核科学与技术学院， 北京 100875
2 北京市辐射中心， 北京 100875
报道了一种基于硅光电信增管(SiPM)的时间相关多光子计数（TCMPC）技术并将其应用于时间分辨拉曼散射测量。 相比于常规基于光电倍增管（PMT）或单光子雪崩二极管（SPAD）的时间相关单光子（TCSPC）技术， 由于SiPM可以分辨信号脉冲的具体光子数， 基于SiPM的TCMPC技术消除了信号脉冲包含的光子数必须小于等于1的限制， 光子计数效率提高了10倍以上， 大大节省了测量时间。 此外， 多光子测量比单光子测量能够得到更好的时间分辨率， 时间分辨拉曼散射系统的仪器响应函数（IRF）从单光子814 ps缩短至双光子597 ps， 因而可以用更窄的时间门限抑制荧光本底等噪声对拉曼散射测量的影响。 使用TCMPC技术测量CCl4在05和15 pe两个不同光子数阈值的拉曼峰的峰本比， 后者较高的光子数阈值能进一步降低SiPM暗计数噪声的影响， 增加了拉曼信号测量的信噪比， 测量得到的CCl4 459 cm-1拉曼峰的峰本比是前者的64倍。 将所述新的拉曼散射测量技术与基于PMT和锁相放大器（LIA）的传统拉曼散射测量技术进行了比较研究， 前者由于可以使用仅有数十皮秒的测量门限， 可以有效抑制荧光、 环境杂散光和SiPM暗计数等噪声的影响， 所得光谱具有更好的峰本比， 测得CCl4的459 cm-1拉曼峰和Si的一阶拉曼峰的峰本比分别是后者的39倍和55倍。
硅光电信增管 时间相关单位光子 时间相关多光子计数 时间分辨 拉曼散射 仪器响应函数 峰本比 SiPM TCMPC TCSPC Time resolved Raman scattering IRF Ratio of peak to base 光谱学与光谱分析
2018, 38(5): 1444
北京师范大学核科学与技术学院, 北京 100875
弱光探测器在医学及空间测探等方面都有着极其重要的用途，硅光电倍增管(SiPM)作为弱光探测器有着优异的性能。所研制的体电阻淬灭SiPM，具有良好的单光子探测性能。提高了体电阻淬灭SiPM 在蓝紫光区(360~420 nm)的探测效率，提出了一种深槽隔离结构的SiPM 探测器，通过模拟优化了器件结构，并取得了初步实验结果。
探测器 硅光电倍增管 深槽隔离 蓝紫光 模拟 激光与光电子学进展
2015, 52(11): 110401
