强激光与粒子束
2022, 34(9): 095010
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Electromagnetics and Acoustics and Department of Physics, Xiamen University, Xiamen 361005, China
2 Fujian Engineering Research Center for EDA, Fujian Provincial Key Laboratory of Electromagnetic Wave Science and Detection Technology, Xiamen Key Laboratory of Multiphysics Electronic Information, Xiamen University, Xiamen 361005, China
Broadband super-resolution imaging is important in the optical field. To achieve super-resolution imaging, various lenses from a superlens to a solid immersion lens have been designed and fabricated in recent years. However, the imaging is unsatisfactory due to low work efficiency and narrow band. In this work, we propose a solid immersion square Maxwell’s fish-eye lens, which realizes broadband (7–16 GHz) achromatic super-resolution imaging with full width at half-maximum around based on transformation optics at microwave frequencies. In addition, a super-resolution information transmission channel is also designed to realize long-distance multi-source super-resolution information transmission based on the super-resolution lens. With the development of 3D printing technology, the solid immersion Maxwell’s fish-eye lens is expected to be fabricated in the high-frequency band.
solid immersion square Maxwell’s fish-eye lens super-resolution imaging conformal mapping Chinese Optics Letters
2022, 20(3): 031101
国防科技大学 新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室, 湖南 长沙 410073
龙伯透镜天线是一种独特的渐变折射率透镜天线, 但因为某些缺陷其应用受到限制。近年来, 人们采用变换光学方法和超材料理论设计了许多以平板龙伯透镜为代表的新型透镜天线。本文对比总结了变换光学设计透镜的3种方法, 即坐标变换法、保角变换法和准保角变换法; 指出了准保角变换法由于设计灵活、可使用全介电材料制备而更具研究和应用前景; 详细阐述了准保角变换法设计透镜的原理和步骤; 介绍了国内外关于透镜变换和制备具有影响力的研究成果; 指出了变换光学透镜天线今后的研究方向。
透镜天线 龙伯透镜 变换光学 超材料 准保角变换法 lens antenna Luneburg lens transformation optics metamaterial quasi-conformal mapping
燕山大学 河北省测试计量技术及仪器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
根据光纤传输理论建立了偏芯光纤理论计算模型.采用保角变换方法将偏芯光纤不对称的三层结构转换成同轴对称的三层结构, 得到关于传播常量的特征方程, 给出了偏芯光纤弯曲损耗公式.仿真分析了偏芯光纤弯曲损耗和弯曲半径之间的关系, 结果表明当弯曲半径达到3 mm时, 弯曲损耗几乎为零, 同时得到弯曲损耗随偏芯距离的变化关系.运用Rsoft软件中的BeamPROP模块建立偏芯光纤弯曲的光学模型, 模拟仿真了弯曲的偏芯光纤中模场分布情况.仿真结果表明, 偏芯光纤的弯曲方向与纤芯偏移中心轴线方向相同的弯曲损耗小于反方向的弯曲损耗.
偏芯光纤 弯曲特性 保角变换 传播常量 偏芯距离 Eccentric core optic fiber Bending characteristics Conformal mapping Propagation constant Eccentricity distance BeamPROP BeamPROP
西北工业大学 电子信息学院,陕西 西安 710072
基于三维数据的人脸识别克服了二维图像数据受光照和姿态影响较大的问题, 但其较高的数据维数约束了它的实际应用。本文针对三维人脸数据的简化描述, 提出了将三维人脸映射至二维表示的本征形状描述图方法。该方法首先基于约束离散保形映射将三维人脸数据微分同构映射到一个局部几何特征保持的二维区域。然后基于人脸曲面几何结构特性和表观特性, 构建二维本征形状描述图, 用于简化对三维人脸数据的描述, 并进行识别验证。基于国际公共人脸数据库FRGC2.0和GavabDB的三维人脸识别实验显示, 本征形状描述图法在姿态变化大于60°时的识别率达到90.6%, 比现有方法高5.9%, 单次匹配时间为7.89 s。该方法将三维人脸识别问题转换为了二维平面图像的识别问题, 有效降低了数据描述的复杂度。得到的结果展示了该方法计算效率高, 且对姿态变化有良好的健壮性。
人脸识别 三维人脸识别 本征形状描述图 保形映射 face recognition 3D face recognition intrinsic shape description map conformal mapping 光学 精密工程
2014, 22(12): 3391
1 中国科学院 上海微系统与信息技术研究所 微系统技术重点实验室 传感技术联合国家重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院 研究生院, 北京100039
为了设计用于光相位调制器平动微镜的无交叠梳齿驱动器，建立了保角变换数学模型，研究了驱动器的驱动特性。从复变函数理论出发，建立了驱动器的保角变换静电场解析模型; 以动齿受力为研究对象，根据不同情形下的动齿受力特点，求解了一定区间内动齿的静电力并与有限元模拟计算结果进行了对比分析。采用微机电系统(MEMS)工艺制作出了无交叠梳齿驱动器，搭建了Michelson干涉仪光学测试系统，测试了无交叠梳齿驱动器的静态驱动特性。实验结果表明，所制作的无交叠梳齿驱动器在28 V偏压下机械位移可达325 nm，相位差为2π; 在90 V的偏压下能够获得2.07 μm静态位移。测试结果与保角变换及有限元模型分析结果一致，验证了所建数学模型的正确性，为无交叠梳齿驱动器的设计提供了理论与实验基础。
微机电系统(MEMS) 光相位调制器 无交叠垂直梳齿驱动器 平动微镜 保角变换法 静电驱动 Micro Electronic Mechanic System(MEMS) optical phase modulator non-overlap vertical comb driver translational micromirror conformal mapping electrostatic actuator
国防科学技术大学 光电科学与工程学院,长沙 410073
设计了一种全固态、低阻抗、卷绕型零厚度带状脉冲形成线。通过保角变换将其特性阻抗的计算转化为对非对称型平板带状线特性阻抗的计算,并得出了卷绕型带状线特性阻抗的计算方法。数值模拟结果表明:带状线不对称将使带状线的特性阻抗减小,但当内导体宽与上下外导体间距之比很大时,可忽略不对称带来的影响。给出了不对称度(内导体分别到上下外导体的距离之比)对特性阻抗的影响关系,且不对称度小于3.1时,特性阻抗的变化小于5％,在实际工程设计中可忽略不对称带来的影响。
脉冲功率技术 卷绕型带状线 非对称型带状线 特性阻抗 保角变换 pulsed power technology convoluted stripline asymmetric stripline characteristic impedance conformal mapping
介绍了TE(A)激光器中Rogowski电极和近似Rogowski电极、Chang电极和紧凑式Chang电极、两类Ernst电极和紧凑式Ernst电极的设计方法。给出了上述放电电极的面型和表面电场分布，简述了制造上述电极的注意事项。在同等电场均匀度和均匀电场分布范围的情况下，对比了保角映射型电极的尺寸大小和电场分布特点。综合放电电极的面型、制造难度、辉光放电实验可知，在要求高能量和高功率的场合下，选择Ernst电极较好；在脉冲激光指标要求一般的场合下，选择近似Rogowski电极较好。
放电电极 保角映射 电场分布 辉光放电 TE(A)激光器 discharge electrodes conformal mapping electric-field distribution glow discharge TE(A) lasers
电子科技大学,光电信息学院,四川,成都,610054
详细分析了由x切LiNbO3干涉式共面波导行波调制器阵列构成的模数(A/D)转换器,包括其研究进展.采用保角变换方法分析了梯形共面波导电极参数(包括电极厚度、缓冲层厚度与中心电极和接地电极的边沿倾角β1,βg)与转换器的带宽、损耗、特征阻抗和驱动功率的关系.β1=βg=10°,电极厚度为3μm时,4位A/D转换器的工作带宽为7.3 GHz,所需驱动功率为6.7 W.数值仿真结果表明,采用梯形共面波导调制器阵列设计分辨率适中的高速A/D转换器是可行的.
模数转换器 共面波导 电?獾髦破?保角变换 analog-to-digital converter coplanar waveguide electrooptical modulator conformal mapping
使用保角变换方法导出了横向电光调制器中双面电极结构的电场和电容的解析表达式,给出了用于PLZT电光陶瓷介质中二次电光效应分析的电场分布的物理图像。通过计算对比表明,双面电极结构电极边缘区域由于过剩双折射引起的强度调制非均匀性较单面电极有所改善。
保角变换 表面电极 横向电光调制器
