吴健宏 1,2,3杜仕峰 1,2,4,*高昀 1,2,4王海龙 1,2,4[ ... ]彭钦军 1,2,4
1 中国科学院理化技术研究所 固体激光重点实验室，北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室，北京 100190
3 中国科学院大学，北京 100049
4 齐鲁中科光物理与工程技术研究院，山东 济南 250000
报道了一种结构紧凑、高效率、高功率的2 μm棒状Tm∶YAG激光器。通过优化设计三向激光二极管（LD）侧面泵浦激光模块，提高了晶体棒内泵浦光的功率密度。激光谐振腔采用平平腔结构，包含单个激光模块，几何腔长为88 mm，整台激光器结构简单、紧凑且体积小。激光模块通过一个水冷机进行冷却，在冷却温度为12 ℃条件下，获得了最高功率为119 W、波长为2.02 μm的激光输出，光?光转换效率为19.6%，斜率效率达32.7%。该激光器可在最大输出功率下连续稳定运转2 h，功率波动小于1％，晶体端面及光学元件表面不结霜。实验测得x和y方向的光束质量因子分别为21.01和21.68。这种紧凑、可靠、高效的百瓦级2 μm激光器对于医疗和科学研究等应用具有重要意义。
激光器 Tm∶YAG 棒状晶体 LD侧面泵浦 2 μm 结构紧凑 lasers Tm∶YAG rod crystal LD side-pumping 2 μm compact structure
1 西安电子科技大学物理学院，陕西 西安 710071
2 上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
3 苏州大学江苏省先进光学制造技术重点实验室，江苏 苏州 215006
4 中国电子科技集团公司第二十七研究所，河南 郑州 450047
基于绝缘体上硅材料平台，设计并制作了一种结构紧凑的高均匀性硅波导阵列波导光栅，其拥有8个输出通道并且通道间隔为200 GHz。分析了绝缘体上硅材料平台中硅波导的弯曲半径对弯曲损耗和有效折射率的影响。测试结果表明，该器件的插入损耗为19.6 dB，串扰为-15 dB，非均匀性为0.87 dB，3 dB带宽为1.06 nm，结构尺寸仅为294 μm×190 μm。芯片的制作工艺与互补金属氧化物半导体工艺兼容，这使得阵列波导光栅的大批量、低成本生产成为可能，对集成波分复用网络的发展具有重要的意义。
集成光学 阵列波导光栅 结构紧凑 硅基波导 波分复用 中国激光
2023, 50(22): 2219001
中国船舶重工集团公司 第723研究所，江苏 扬州 225001
为了满足系统对阵列天线宽带、低副瓣的要求，设计了一款工作在X和Ku波段的结构紧凑型宽带低副瓣阵列天线，相对带宽为54.5%，副瓣电平在-30?dB以下，天线纵向尺寸为4.5λg。阵列天线采用带状线加权馈电网络和宽带带状线偶极子天线一体化设计，偶极子天线用短路探针对馈电分布电容进行补偿并加载寄生贴片，有效展宽了带宽；馈电网络通过拓扑结构设计获得各功分节点最佳功率比值，对各功分节点位置合理布局缩减馈电网络纵向尺寸。在微波暗室利用近场测试系统对阵列天线实物进行测试，验证了仿真结果。
宽带 低副瓣 加权馈电网络 紧凑结构 wideband low sidelobe weighted power divider compact structure 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(5): 896
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春130033
为了实现对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)数据实时成像处理的目的，在利用空间光调制器(SLM)的基础上，设计了SAR数据实时成像斜平面光学处理器，并调整光路，在保证像质的情况下减少系统所占体积。首先，利用SLM代替传统斜平面处理器中的胶片，提高SAR数据光电转换的速率。然后，根据已知的SAR相关数据设置光学处理器的结构参数。根据SAR的横纵缩尺比设计满足要求放大率的柱透镜，根据柱透镜的总体长度设计球面镜，以保证柱透镜有足够的工作空间，球面镜部分设计为4组元全对称结构形式。设计完成后，再调整光路以减少系统所占体积，紧凑轻便以便于星载或机载使用。设计结果表明，系统MTF在截止频率内均大于0.4，满足成像要求。光路优化调整后，由总长1 400 mm左右变为700 mm左右，满足设计要求和实际使用要求。
合成孔径雷达 光学处理器 实时成像 紧凑型结构 synthetic aperture radar optical processor real-time imaging compact structure
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于双直角分束器设计了一种反射式静态傅里叶变换光谱仪光学系统,并搭建了样机。该光谱仪光学系统的分光装置采用双直角分束器,其他光路全部采用反射式结构,有效折叠光路,与透射式静态傅里叶光谱仪相比,系统体积减小一半以上。用汞灯作为静态傅里叶光谱仪光源时,得到了404.7,435.8,546.1,577.0 nm的峰值谱线,实验结果很好地复原了汞灯实际光谱;用波长为650 nm的激光进行实验,光谱分辨率约为5.93 nm,与理论计算结果基本相符。该光学系统具有结构紧凑、体积小、重量轻、抗震性强等诸多优点,可为小型化、便携式静态傅里叶光谱仪器的研制提供技术支持。
测量 静态傅里叶光谱仪 双直角分束器 光谱分辨率 结构紧凑
1 长春理工大学现代光学测试实验室, 吉林 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130022
由于红外具有能识别伪装、可昼夜工作和被动工作的优势而被广泛地应用于跟踪和搜索系统.而这些系统要求红外光学系统成像清晰、结构紧凑、可适应较大的温度变化.依据光学被动消热差的方法设计了可在较宽温度范围工作、成像质量优良、结构紧凑、体积小的红外中波摄远物镜,其摄远比可达到0.6.系统参数如下:工作波段为3~5 ?m,焦距150mm,F 数为3,工作温度为－40℃~60℃.设计结果显示,该系统仅采用3 片透镜并利用衍射元件消热差完成了无热化的要求,减少了系统的成本及重量,传递函数在17 lp/mm 处均在0.8 以上,与衍射极限十分接近,满足在宽温度范围内工作成像质量高及系统小型化的要求.
红外中波摄远物镜 无热化设计 折衍射混合系统 结构紧凑 infrared mid-wave telephoto lens athermal design refractive-diffractive hybrid system compact structure
选用适当的全景环形镜头模型,运用CODE-V软件设计了一款小型紧凑结构红外全景镜头。设计结果表明,选用的全景环形镜头模型有利于镜头的小型化和集成化,将模型的两个透射面和两个反射面全部设置为球面,降低了镜头加工的难度,通过优化相对孔径,提高了系统的灵敏度和分辨率。中继系统采用三片式结构,其中非球面和衍射面的运用有效地平衡了系统像差。最终得到的镜头工作在3-5 μm波段,对±55°-±100°视场成像,F数为1.3,有效焦距为-0.53 mm,总长为64.5 mm,最小分辨极限只有6.3 μm。 CODE-V软件分析显示,系统横向像差在-0.021-0.021 mm之间,为艾里斑直径的1.6倍,调制传递函数(MTF)值在空间分辨频率为40 lp/mm时大于0.2,成像质量良好。
光学设计 红外全景镜头 CODE-V软件 紧凑结构 激光与光电子学进展
2010, 47(6): 062202
中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
介绍了发生器的结构特点,采用有限元数值方法对开关腔体内静电场进行了3维模拟计算,通过理论分析和实验研究,研制了1台12级重复频率Marx发生器,该发生器采用正负双边恒流充电方式及全电感隔离,其主要元器件间基本呈无感排列,结构简单、紧凑。实验结果显示:发生器输出电压为532 kV,脉冲前沿约40 ns,建立时间约32 ns;开关腔内充纯净SF6气体,可以在重复频率1~50 Hz下稳定运行。
Marx发生器 恒流充电 全电感隔离 结构紧凑 重复频率 Marx generator constant-current charge inductive isolators compact structure repetitive frequency
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
提出光学集成模块化Cantor网络，并建立了Cantor网络的快速控制体系。该网络是基于极化多通道技术。利用晶体的双折射效应和电光特性实现网络的互连变换。该网络易安装，抗干扰。
集成模块化Cantor网络 快速控制
