南京邮电大学 电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院，南京 210023
【目的】为了满足各种应用领域对高性能光学频率梳（OFC）的需求，特别是在宽带宽、高平坦度、中心波长和谱线间距等参数可以独立调节方面，文章提出了一种基于2次耦合射频（RF）信号来驱动单个双驱动马赫—曾德尔调制器（DDMZM）以产生OFC的方法。
【方法】通过使用单个乘法器来生成2次耦合RF信号，不仅增加了所产生OFC的梳线数量，而且具有结构简单和成本低廉等优点。此外，为了进一步提高OFC的优化效率和性能，文章还采用了基于深度学习的逆向设计和分析方法。
【结果】研究结果显示，基于构建级联网络的逆向设计能够在不到1 s的时间内找到目标OFC的对应参数。这种快速参数确定方法不仅可以实现梳线数量、OFC功率和梳线间隔的可编程性，还能生成具有1.769 dB平坦度的13线OFC。文章所提高效率设计方法为OFC的快速制备和应用提供了强大的支持。
【结论】文章所提方案在OFC的生成技术中具有显著优势，特别是在性能、灵活性和优化效率方面表现卓越。文章所提基于2次耦合RF信号驱动DDMZM的OFC生成方法，不仅简化了系统结构，降低了成本，还通过深度学习的逆向设计方法大幅提高了设计效率。这些特点使得文章所提方案能够满足广泛的应用需求，尤其适用于需要快速、高效且灵活调节OFC参数的场合。
光学频率梳 深度学习 逆向设计 平坦度 OFC deep learning inverse design flatness 光通信研究
2024, 50(2): 22008701
1 西安邮电大学现代邮政学院，陕西 西安 710121
2 西安邮电大学电子工程学院，陕西 西安 710121
3 西安邮电大学通信与信息工程学院，陕西 西安 710121
随着新一代移动通信系统发展，对高数据速率和更大带宽的需求日益增加，利用碲基光纤作为传输介质，采用了两路二阶泵浦和四路一阶泵浦设计的二阶拉曼光纤放大器实现了对C+L全波段信号光进行放大，能够有效缓解带宽增长给光通信网络带来的挑战。首先对简化后的二阶拉曼耦合波方程进行数值求解，再利用合作搜索算法对二阶拉曼光纤放大器泵浦参数进行优化，以达到提升系统输出性能的目的。同时，分析了在相同泵浦参数的配置下一阶拉曼光纤放大器和二阶拉曼光纤放大器的性能以及二阶泵浦光功率、光纤长度这两个重要因素对二阶碲基拉曼光纤放大器平均输出增益和增益平坦度的影响。最终在1530~1630 nm的超宽带宽范围内，设计出的二阶碲基光纤拉曼放大器平均输出增益为27.3601 dB，增益平坦度为0.6601 dB。
光纤光学 碲基光纤 二阶拉曼光纤放大器 合作搜索算法 增益平坦度 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0506007
Author Affiliations
Abstract
1 Jiangsu Key Laboratory of Micro and Nano Heat Fluid Flow Technology and Energy Application, School of Physical Science and Technology, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009, China
2 School of Chemistry and Life Sciences, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009, China
The distribution of metal nanoparticles on the surface of a surface enhancement Raman scattering (SERS)-active substrate plays a prominent part in not only the enhancement of Raman vibration signal, but also the spectrum uniformity. Here, a facile method to fabricate SERS substrates with excellent homogeneity and low cost was proposed, in which a lyotropic liquid crystal soft template was introduced for the coordinated growth of the silver nanoflowers in the process of electrochemistry deposition. Simulation was carried out to illustrate the dominated influence of the distance of electrodes on the deposited nanoparticle number. Two kinds of conductive materials, silver plate and indium tin oxide (ITO) glass, were chosen as the anode, while the cathode was fixed as ITO glass. The simulated conjecture on the effect of electrode flatness on the uniformity of deposited nanoparticles in silver is experimentally proved. More importantly, it was demonstrated that with a relatively smooth and flat ITO glass anode, a SERS substrate featuring higher spectrum uniformity could be achieved. This work is of great significance to the actual applications of the SERS substrate for quantitative detection with high sensitivity.
SERS Raman spectrum surface flatness nanoparticle distribution electrodeposition Chinese Optics Letters
2023, 21(11): 113001
1 安徽建筑大学土木工程学院，安徽 合肥 230601
2 中建五局第二建设有限公司，安徽 合肥 230000
针对传统施工建筑平整度检测方法效率低、检测结果受人为主观因素影响较大等问题，提出一种基于三维激光扫描的平整度检测方法。首先，利用三维激光扫描仪对目标建筑进行数据采集、处理和拼接，获得高精度三维点云数据；其次，结合建筑平整度检测特点设计了一种非均匀抽稀方法，用于无损保留墙面凹凸特征；然后，利用随机抽样一致性算法结合特征值法，对建筑点云数据进行自动化特征提取与平面拟合，获得待检测墙面几何参数；最后，依据平整度检测原理，利用拟合平面与点云数据拓扑空间关系，设计了一种基于三维激光扫描的施工建筑平整度检测方法。实验结果表明：所提非均匀抽稀方法能够有效完成点云数据抽稀工作，抽稀比达55.4%，且能够无损保留墙面凹凸特征；基于三维激光扫描的平整度检测方法理论可行，精度可靠，较传统检测方法，效率提高了23.33%，且更加全面。
检测 三维激光扫描 点云抽稀 平整度检测 激光与光电子学进展
2023, 60(16): 1612004
强激光与粒子束
2023, 35(7): 074001
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学中山研究院，广东 中山 528436
3 北京空间机电研究所，北京 100094
在微光夜视与红外成像融合的光学系统中，光通过55°放置的分光镜分成两束光，其中反射光被微光探测器接收进行微光夜视成像，透射光被红外探测器接收进行红外成像，通过图像融合技术来提高系统的成像分辨率。针对分光镜的参数要求，笔者选用Ge、ZnS和YbF3作为沉积材料，采用离子源辅助沉积技术在多光谱ZnS基底上制备了0.6~0.9 μm波段高反、3.7~4.8 μm波段高透的分光膜。通过对膜系结构的优化以及沉积工艺参数的调整，解决了膜层牢固度和面形精度等问题，实现了0.6~0.9 μm波段反射率为90.77%、3.7~4.8 μm波段透射率为91.15%的分光指标。附着力测试、摩擦力测试、高低温测试、恒温恒湿测试结果显示所制备的双面膜可以满足使用要求，但该膜的短波反射率和长波透过率仍有一定的提升空间。
光学器件 分光镜 微光夜视 中波红外成像 面形精度 中国激光
2023, 50(14): 1403101
1 长春理工大学 光电工程学院 空间光电技术研究所，吉林 长春 130022
2 长春理工大学 光电工程学院 光学工程系，吉林 长春 130022
基于无波分裂脉冲产生的平坦超连续谱被报道。笔者采用非线性偏振旋转（NPR）作为锁模方法来实现耗散孤子脉冲和无波分裂脉冲的切换输出。在0.3 W的泵浦功率下，获得了耗散孤子脉冲。脉冲宽度为5.8 ps，脉冲间隔为54 ns，与11.05 m的腔长一致，信噪比为55 dB，压缩后的脉冲宽度为0.61 ps。值功率可以被提升到1.18 kW。通过适当调整腔偏振态和增加泵浦功率，耗散孤子可以演化为无波分裂脉冲。随着泵浦功率的提高，脉冲宽度从11.7 ps增加到20.2 ps，几乎增加了两倍。经过计算，时间带宽积从23.9增加到53.43。较大的啁啾可以抵抗非线性相移的影响，从而避免脉冲分裂。无波分裂脉冲的脉冲能量可以提高到3.89 nJ，是耗散孤子脉冲能量的五倍。随后，使用耗散孤子和无波分裂脉冲作为种子源去获得超连续谱。结果表明，在锥形高非线性光纤中，无波分裂脉冲产生的超连续谱范围和平坦度均优于耗散孤子脉冲。基于耗散孤子脉冲和无波分裂脉冲产生的超连续谱范围为1 400~2 000 nm，覆盖了S波段、C波段、L波段三个主要通信波段，20 dB带宽分别为310.3 nm和426.4 nm。这项工作将有助于高能量脉冲光纤激光器的发展，并提高其在超连续谱产生和光通信领域的潜在应用。
超连续谱 非线性偏振旋转 耗散孤子 无波分裂脉冲 平坦度 supercontinuum nonlinear polarization rotation dissipative soliton wave-free breaking pulse flatness 红外与激光工程
2023, 52(5): 20220745
1 中国科学技术大学纳米科学技术学院, 苏州 215123
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 苏州 215123
3 苏州纳维科技有限公司, 苏州 215000
4 沈阳材料科学国家研究中心, 沈阳 110010
使用波长248 nm的准分子激光器实现了GaN基微型发光二极管(Micro LED)的大面积激光剥离(LLO)。分离器件所需要的临界激光能量密度为800~835 mJ·cm-2, 分离的器件完好无损, 分离表面光滑, 残余应力为0.071 4 GPa, 均方根粗糙度仅为0.597 nm, 远低于目前报道的LLO方法分离表面。该研究为实现高质量、高效率的GaN基Micro LED芯片的制备提供了一种有前景的思路, 对柔性GaN基器件的制备具有一定意义。
微型发光二极管 激光剥离 准分子激光器 成品率 平整度 gallium nitride GaN micro light-emitting diode laser lift-off excimer laser production yield flatness
1 国家山区公路工程技术研究中心，重庆 400067
2 招商局公路信息技术(重庆)有限公司，重庆 400067
3 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院，广东 深圳 518055
采用某品牌道路综合检测车的车载式激光路面平整度检测系统，通过试验研究发现连续纵坡和小半径圆曲线路段下的纵断面相对高程及相应的国际平整度指数IRI测试结果存在异常波动。主要原因是检测车在连续上坡阶段车身姿态表现为后仰，连续下坡阶段车身姿态表现为俯冲，左转弯时车身姿态表现为右倾，右转弯时车身姿态表现为左倾，车身的俯仰和侧倾姿态会协同激光测距传感器产生偏移，导致输出的断面高程数据异常，国际平整度指数IRI测试结果失真。试验研究结果表明，基于激光测距及单轴加速度惯性修正技术的车载式激光路面平整度检测系统对于低等级公路复杂线形路段存在不适用性，其相应的激光测距修正技术尚待进一步研究。
连续纵坡 小半径圆曲线 俯仰 侧倾 车载式激光平整度 continuous longitudinal slope small radius circular curve vehicle pitch vehicle roll vehicle mounted laser flatness
北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院 光电测试技术及仪器教育部重点实验室, 北京 100192
为了实现高平坦的自发辐射输出, 提出并设计了一种基于974nm泵浦源和高掺杂浓度掺铒光纤的平坦宽带光源。系统以泵浦波长974nm的激光二极管作为泵浦源, 先将泵浦光分为两路对掺铒光纤分级泵浦, 再将铒离子产生的自发辐射光合并输出, 并调节铒纤长度和泵浦功率对输出光谱进行优化。仿真结果表明: 泵浦功率为160mW, 两段掺铒光纤长度分别为7m和2m时, 可以在1530～1610nm得到带宽为80nm, 功率为20.348mW, 平坦度为±1.268dB的光谱输出。该系统在不额外增加滤波器且光纤总长小于10m的前提下, 实现平坦宽带输出, 有望在光纤传感系统中得到应用。
光谱学 平坦度 宽带光源 掺铒光纤 spectroscopy flatness broadband sourse Er-doped fiber
