1 西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
2 陕西科技大学电子信息与人工智能学院，陕西 西安 710021
3 西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710021
为提高传输系统的信道容量、编码效率以及解码的可靠性，本文提出了一种基于轨道角动量（OAM）模态和径向模态的复合涡旋光束编码方法。使用5位二进制序列对两束光［一束是具有固定径向模态和OAM模态的拉盖尔-高斯（LG）涡旋光束，另一束是具有4种径向模态（p=0，1，2，3）和8种相同间隔OAM模态（l=±3，±5，±7，±9）的LG涡旋光束］叠加产生的32组不同类型的复合涡旋光束光强分布图进行编码。将32组复合涡旋光束依据本文提出的映射关系转换成32组单束LG涡旋光束，依次照射在提出的x、y轴方向周期渐变光栅上，通过光栅的远场衍射光斑可成功检测出发射单束LG涡旋光束的参数p和l，且不受OAM模态和径向模态增加的影响，最终可实现正确解码。
物理光学 复合涡旋光束 轨道角动量 径向模态 周期渐变光栅 远场衍射光斑 光学学报
2023, 43(11): 1126001
角反射器作为合作目标广泛用于激光跟踪、定位、测距等系统中, 其反射光远场强度分布对于合作目标的设计、激光雷达系统性能的理论计算都有重要意义。提出了一种可以快速方便地计算角反射器衍射光强的解析算法, 把角反射器有效反射区域近似为一个椭圆, 并利用复高斯函数分解法把椭圆区域反射波束表示为一系列椭圆高斯波束的叠加, 从而把角反射器远场衍射光场表示为一系列椭圆高斯光场的叠加。数值计算表明, 此算法造成的相对误差在较大入射角范围内都在5%以内, 是一种可行的快速算法。
角反射器 复高斯函数分解 远场衍射光强 椭圆高斯光场 解析算法 cube corner reflector complex gaussian function far-field diffraction intensity elliptic gaussian beam analytic algorithm
菏泽学院物理与电子工程系, 山东 菏泽 274015
在加压光折变掺铈铌酸锶钡(SBN)晶体中观察了由无衍射分立光束所产生的光子晶格。重点实验观察了三束光干涉和六束光干涉两种情况下所产生的光子晶格， 利用远场衍射图、布里渊区光谱图和傅里叶空间频谱图比较了这两种光子晶格的相同点和区别，并且进行了理论分析。结果表明由三束光干涉产生的光子晶格 更均匀稳定。另外，又分别模拟了四光束干涉、五光束干涉、七光束干涉、八光束干涉、九光束干涉和十光束干涉这几种情况下所获得的光子晶格的传输图。
非线性光学 光子晶格 无衍射光束 布里渊区光谱图 远场衍射图 nonlinear optics photonic lattice nondiffracting beam Brillouin-zone spectroscopy far-field diffraction pattern
1 常熟理工学院 物理与电子工程学院, 常熟 215500
2 苏州大学 信息光学工程研究所, 苏州 2150061
为了研究大口径拼接压缩光栅的固定像差和随机像差对光学拼接的影响, 采用数值模拟的方法, 理论分析了参考光栅的衍射光斑特性。在有效判据的基础上, 得到了光栅的拼接精度。结果表明, 当拼接子光栅的波像差为1.0λ时, 其最大拼缝偏差约为0.26个光栅周期, 采取人工干预后, 最大拼缝偏差增加到0.42个光栅周期。与此同时, 最大角度偏差约为0.71μrad, 两种特性参量均比无像差时的拼接要求大幅度降低。这一结果对高能量皮秒激光装置的改进有一定的积极意义。
激光光学 拼接光栅 波像差 远场衍射 拼缝偏差 角度偏差 laser optics tiling grating wave aberration far-field diffraction piston error tip-tilt error
1 中国科学院电子学研究所，北京100190
2 中国科学院大学，北京100049
报道了一个采用单程远场衍射照明的合成孔径激光雷达成像实验室演示实验.采用1 550 nm光纤激光，在目标距离约2.4 m的位置上，实现了良好聚焦的SAL成像，图像方位向分辨率约560 μm，距离向分辨率170 μm.聚焦图像的形成只应用了基本SAL成像理论，无需辅助相位自聚焦(PGA)技术.详细的实验图像展示了典型的SAL成像两步聚焦过程和图像的高分辨率.
合成孔径激光雷达 实验室演示 远场衍射 synthetic aperture ladar laboratory demonstration far-field diffraction
1 宁波大学理学院物理系，浙江宁波 315211
2 意大利国家研究院自动控制研究所，意大利那波利 , 80078
根据傅里叶光学原理，研究了二维 Thue-Morse准周期光子晶体结构的格点形状对其远场衍射特性的影响。通过对二维 Thue-Morse准周期光子晶体远场衍射图案的分析表明，格点形状对低阶结构的衍射光场有明显影响，但不改变高阶结构的衍射光场分布，仅衍射精细结构的光强度有细微差别。为了证实数值模拟的结果，采用电子束刻蚀技术在聚甲基丙烯酸甲酯（ PMMA）基底上制作了纳米量级的圆形空气孔和方形空气孔的二维 Thue-Morse型准周期光子晶体，对其远场衍射的光学特性进行了实验观测，实验结果与理论模拟一致。
准周期光子晶体 Thue-Morse序列 远场衍射 photonic quasicrystals Thue-Morse sequence far field diffraction
1 常熟理工学院 物理与电子工程学院,常熟 215500
2 苏州大学 信息光学工程研究所, 苏州 215006
为了研究波像差对拼接的影响，采用模拟计算的方法对两对存在像差的子光栅的远场光斑特性参量进行了理论计算，在一定评价判据的基础上，得到了光栅的拼接精度。结果表明,当拼接子光栅的波像差为0.5λ的慧差时，其最大拼缝偏差约为0.42个光栅周期，最大角度偏差约为0.52μrad，均比无像差时的拼接要求有所降低，这一结果对制作大口径拼接压缩光栅是有帮助的。
激光光学 拼接光栅 波像差 远场衍射 拼缝偏差 面内角度偏差 laser optics tiling gratings wave aberration far-field diffraction piston error tip-tilt error
1 宁波大学理学院物理系, 浙江 宁波 315211
2 Istituto di Cibernetica, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Pozzuoli (Na) 80078, Italy
采用电子束刻蚀技术在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基底上制作高精度、大面积纳米量级的二维Thue-Morse型准周期光子晶体，并且对其远场衍射的光学特性进行了实验研究。同时，根据光的衍射和干涉理论，对二维Thue-Morse型准周期光子晶体的夫琅禾费衍射图像的空间强度分布进行了理论分析，理论模拟和实验结果一致。
光学器件 准周期光子晶体 Thue-Morse序列 电子束刻蚀 远场衍射
1 四川大学 物理科学与技术学院 纳光子技术研究所, 成都 610064
2 武警成都指挥学院 教研部, 成都 610213
分析了将多块较小的光栅使用机械拼接的方式制成超大面积光栅, 能解决大面积光栅目前无法整块生产的情况, 在实际拼接中光栅会出现很微量的应力变形。根据拼接光栅通常的形变特点, 采用标量衍射理论建立了光栅形变的理论模型, 并就两块光栅拼接的情况进行了计算和分析, 发现形变同拼接误差一样, 会对光栅的远场光强产生负面影响, 微小的变形量都对远场光强造成破坏, 因此对衍射光场的影响不可忽略；获得了光栅机械形变的容限；最后给出了预防形变的措施:可着重减小y方向上约束, 并使用多层介质膜光栅降低光栅对能量的吸收。
机械形变 远场光强 光栅拼接 归一化光强 mechanical deformation far-field diffraction grating splicing normalized intensity
1 武汉大学 电子信息学院，武汉 430079
2 国营红峰机械厂，湖北 孝感 432000
本文基于角反射器的几何结构模型，采用矢量形式的折反射定律，推导了在不同入射条件下有效衍射区域的数学表达式.通过数值模拟的方法分析了有效衍射区域的变化规律，以及该规律对远场衍射光强空间分布的影响.结果表明，随着光束入射角的增加，有效衍射区域逐渐减小，进而导致角反射器衍射强度发散程度增加.光束方位角的引入不会改变有效衍射区域的形状和衍射强度的总能量，而只会使其各自分布旋转方位角的大小.在不考虑大气效应的情况下，根据不同入射条件对应的衍射强度分布，并结合速差补偿理论，提出了一种全新的角反射器口径设计方法.
角反射器 有效衍射区域 远场衍射光强 速差补偿 Retroreflector Effective diffraction region Far field diffraction intensity Velocity aberration compensation
