1 中国电子科技集团公司第二十七研究所，河南 郑州 450047
2 光电对抗测试评估技术重点实验室，河南 洛阳 471026
3 长春理工大学 物理学院，吉林 长春 130022
从理论仿真计算方面开展了脉冲激光诱导CCD探测器铝层金属温升变化的液-固相变时间特性研究。通过傅里叶热传导方程计算仿真了纳秒激光诱导CCD探测器铝层金属材料的温升曲线，获得了铝层金属材料液-固相变起始时刻和液-固相变时间长度随激光脉冲峰值功率和激光入射角度的变化规律。理论计算结果表明，随着入射激光脉冲峰值功率增加，激光诱导CCD探测器铝层表面的最高温度逐渐升高，铝层材料的液-固相变起始时刻往后延迟，且液-固相变时间长度增加；随激光入射角度的增大，铝层表面的最高温度逐渐降低，液-固相变起始时刻不断前移，而液-固相变时间长度逐渐变短。研究结果表明，激光脉冲峰值功率密度和激光入射角对激光诱导CCD探测器的液-固相变时间特性有重要影响，对揭示纳秒激光诱导CCD探测器的热损伤机制有重要的理论意义。
激光辐照 液-固相变 CCD探测器 激光入射角度 laser irradiation liquid-solid phase transition CCD detector laser incident angle
1 中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程中心，北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100049
应用传输矩阵法计算并分析了分布式布拉格反射镜（DBR）的堆叠方式对反射谱的影响，当入射介质为GaAs材料、出射介质为空气时，DBR以低折射率层/高折射率层（LH）的方式排列具有更高的反射率。研究了入射角度对DBR反射率的影响，利用角度相关的传输矩阵模型对DBR反射谱进行计算，结果表明，DBR反射谱随着入射角度的增加而蓝移，最大反射率随着入射角度的增加而增大。建立了940 nm波长下AlxGaAs的材料折射率与铝的原子数分数x之间的线性拟合模型，并通过多层剖分等效法，计算分析了渐变层对DBR反射谱特性的影响。相比于突变型DBR结构，渐变型DBR结构在维持最高反射率基本不变的情况下，反射带宽有所减小。
激光器 传输矩阵法 垂直腔面发射激光器 分布式布拉格反射镜 入射角度 渐变层 反射谱
辽宁师范大学物理与电子技术学院，辽宁 大连 116029
穆勒矩阵反映了物体对光波偏振特性的影响，包含大量的物体表面信息。采用基尔霍夫近似法分析了二维随机粗糙面的散射场和散射穆勒矩阵，数值模拟了入射角和相对粗糙度变化时铜、铁、镍、玻璃、铌酸锂的散射穆勒矩阵。仿真结果表明，金属和电介质的穆勒矩阵存在明显差异：随着入射角的增大，金属和电介质的、、、参数变化幅度分别小于30%和大于80%；随着相对粗糙度的增大，金属和电介质的、、、参数变化幅度分别超过60%和小于20%；金属的、参数随入射角的增大而增大，随着相对粗糙度的增大而减小，而电介质的、参数始终为0。这些差异可用于识别金属和电介质，也为物体表面粗糙度的测量提供了一定参考。
散射 物理光学 穆勒矩阵 粗糙度 入射角 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0529002
火箭军工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室，陕西 西安 710025
目标Mueller矩阵反映了光波在传播过程中偏振态的变化，其包含与目标自身有关的起偏、退偏等偏振特性。为进一步研究目标Mueller矩阵特性，通过将光波传播过程转化为相关半正定二次型函数实现偏振态变化线性运算的方法，定义目标净退偏特性和可以综合评价目标起偏特性和退偏特性的偏振度，并证明了其在偏振探测目标识别和偏振特性分析中的有效性。最后利用实验测量了不同入射角、粗糙度铝板的Mueller矩阵，通过定义粗糙度对目标偏振特性的影响因子Q和目标偏振特性随入射角变化的稳定性S，分析了入射角和粗糙度对目标Mueller矩阵特性的影响。
测量 Mueller矩阵 偏振探测 偏振特性 粗糙度 入射角
1 青岛理工大学机械与汽车工程学院，山东 青岛 266525
2 青岛理工大学信息与控制工程学院，山东 青岛 266525
3 青岛黄海学院机电工程学院，山东 青岛 266427
研究了激光不同入射角度对油漆去除深度、表面形貌与粗糙度的影响。通过改变激光束与样品的夹角完成不同角度的激光除漆试验，以2024铝合金为研究对象，检测分析表面油漆去除效果。相同条件下，油漆去除深度随激光入射角度的减小呈先增加后减小的趋势，当激光入射角为70°时，达到最大油漆去除深度。在激光能量密度为5 J/cm2时，激光入射角70°相比于40°情况下，油漆去除深度增加160.57 μm，这种差值会随着油漆厚度的增加而更加显著。同时，激光入射角度会改变样品的表面粗糙度，当激光入射角为70°时，获得最小的表面粗糙度，仅比初始表面粗糙度增大0.438~0.812 μm。改变激光入射角可以降低烟羽在激光传输方向的长度与烟羽粒子浓度，减小激光能量损失。当激光能量密度为0.5~2 J/cm2时，除漆机理主要是烧蚀效应，当激光能量密度大于2 J/cm2时，则是烧蚀效应与热膨胀效应共同发挥作用。
激光光学 激光除漆 激光入射角度 表面形貌 油漆去除深度 表面粗糙度 2024铝合金 激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1714009
1 南开大学现代光学研究所, 天津 300350
2 天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室, 天津 300350
3 南开大学人民医院转化医学研究院, 天津 300121
针对石墨烯基的折射率传感系统中存在的大量程和高测量灵敏度无法兼得且仅能实现相对折射率测量的问题,提出了一种基于全内反射式的大量程绝对折射率测量方法。该方法仅通过一维线性运动,实现了大范围角度的精确调控。利用光学4f系统,保证了采样点位置不随入射角的变化而变化。不同入射角下的扫描测量方法的折射率测量范围理论上可以达到1~1.5168,通过对不同质量分数的氯化钙溶液的折射率进行测量,从实验上获得7.203×10 -4 RIU的测量灵敏度。
材料 全内反射 入射角扫描 绝对折射率 大量程 石墨烯
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology, Changsha 410073, China
3 State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology, Hefei 230037, China
In this paper, an effective method is proposed to generate specific periodical surface structures. A 532 nm linearly polarized laser is used to irradiate the silicon with pulse duration of 10 ns and repetition frequency of 10 Hz. Laser-induced periodic surface structures (LIPSSs) are observed when the fluence is and the number of pulses is 1000. The threshold of fluence for generating LIPSS gradually increases with the decrease of the number of pulses. In addition, the laser incident angle has a notable effect on the period of LIPSS, which varies from 430 nm to 1578 nm, as the incident angle ranges from 10° to 60° correspondingly. Besides, the reflectivity is reduced significantly on silicon with LIPSS.
laser-induced periodic surface structure nanostructures fluence number of pulses incident angle Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 013802
辽宁师范大学物理与电子技术学院，辽宁 大连 116029
穆勒矩阵是一种用斯托克斯矢量描述光波在传播过程中偏振态变化的关系矩阵，是获取物体偏振特性的重要手段。但穆勒矩阵的测量与材料、粗糙度、入射角、环境等因素有密切关系。采用多次旋转波片和偏振片的方法测量了不同入射角下，铜、铝、钢、硅和蓝宝石五种材料的穆勒矩阵，分析了入射角对穆勒矩阵各分量值的影响。根据Lu-Chipman 极化分解方法对穆勒矩阵进行了分解，并分析了样品双向衰减特性、起偏特性、相位延迟特性、退偏振特性与入射角之间的关系。同时发现金属和电介质材料、两个分量随入射角变化的规律不同，可作为区分金属与电介质的一个依据。该分析结果对研究物体的偏振特性和材料识别有一定参考价值。
物理光学 偏振 斯托克斯矢量 穆勒矩阵 入射角 激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1726001
