吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室，吉林 长春 130012
微透镜阵列作为一种光学元件，凭借高分辨率、无限景深的特性可以实现高质量成像，在光通信、光传感等领域也有重要应用。近年来，光电子学、微纳米技术、智能材料等学科的发展促进了对微透镜阵列进行调谐的相关研究，使得微透镜阵列突破了固定焦距的缺陷，大大提高了器件的灵活性。总结微透镜的形状调谐、折射率调谐和超透镜的调谐3个方面的最新研究进展，详细地阐述微透镜阵列的调谐原理和过程，探讨各种调谐方式的优势和不足之处，并介绍了可调谐微透镜阵列的应用前景，最后展望了可调谐微透镜阵列未来的发展趋势。
激光与光电子学进展
2024, 61(10): 1000002
上海航天技术研究院上海无线电设备研究所，上海 200090
光学相控阵技术通过调节和控制光学天线阵元的相对相位，可实现高速灵活的定向辐射，逐渐发展成为非机械式光束控制的主流方案。其兼具功耗低、集成度高、体积小、质量轻等优点，可以同时控制多波束的收发，满足未来一对多激光通信的迫切发展需求。本文主要针对光学相控阵技术当前三种主流的技术方案在激光通信领域的应用现状进行阐述，对比给出了基于液晶、微机电系统和集成光波导平台的技术特点和应用优劣。最后针对光学相控阵技术在激光通信领域的未来发展，给出了笔者的一些思考与建议。
激光通信 光学相控阵 液晶 微机电系统 集成光波导 激光与光电子学进展
2024, 61(7): 0706003
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 College of Materials Science and Opto-electronics Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Beijing Huairou Instruments and Sensors Co., Ltd., Beijing 101400, China
4 Beijing Institute of Automation and Control Equipment, Key Laboratory of National Defense Science and Technology of Inertial Technology, Beijing 100074, China
Integrated optical gyroscopes (IOGs) have been an efficient tool for numerous applications in various fields, including inertial navigation, flight control, and earthquake monitoring. Here, we review the progress of integrated optical gyroscopes based on two categories of integrated interferometric optical gyroscopes (IIOGs) and integrated resonant optical gyroscopes (IROGs).
integrated optical gyroscopes interferometric optical gyroscopes integrated resonant optical gyroscopes Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031302
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Optics and Optical Engineering, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
We propose a new type of dispersion-flattened waveguide without a slot-assisted structure that can obtain an ultra-flat group velocity dispersion profile with five or six zero-dispersion wavelengths in the mid-infrared region. The dispersion profile becomes less sensitive to the waveguide dimensions due to the absence of the slot-assisted structure, making waveguide fabrication more friendly. The dispersion profile varies between and ps/(nm · km) over a 2665 nm bandwidth from 2885 nm to 5550 nm with a flatness of nm2 · km/ps. Two different combinations of materials are demonstrated for dispersion flattening of the proposed waveguide structures. We also provide design guidance for the proposed waveguide structures with other combinations of materials.
integrated optical devices waveguides dispersion Chinese Optics Letters
2023, 21(10): 101302
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所集成电路材料全国重点实验室，上海 200050
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100049
凭借优异的材料与光学特性，第三代半导体——碳化硅材料在集成光子学领域发展迅速并获得广泛关注。当前碳化硅材料正逐渐发展为可与CMOS工艺兼容的优异光子学材料平台。受益于高非线性系数和低光学损耗特性，碳化硅材料已广泛应用于多种片上非线性光学效应的实现，如高效二次谐波、快速电光调制和孤子光学频率梳产生等。同时与金刚石类似，碳化硅材料具有性能优异的二能级固体自旋色心，基于碳化硅色心与谐振腔的腔量子电动力学效应在近年来也得到广泛研究。综合近几年来国内外在碳化硅光子学上的研究现状，介绍碳化硅在集成非线性光学和集成量子光学领域中的最新研究进展，并就碳化硅光子学的未来发展趋势进行展望和讨论。
光子器件 碳化硅 非线性光子学 量子光学 集成光路 光学学报
2023, 43(16): 1623017
红外与激光工程
2023, 52(6): 20230181
1 中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院光电技术研究所矢量光场研究中心，四川 成都 610209
高阶贝塞尔光束能够携带轨道角动量，且具有无衍射特性，在粒子操控、激光微纳加工及非线性光学等领域具有重要应用价值。目前产生高阶贝塞尔光束的方式无法同时满足集成化和高功率场景的应用需求。基于飞秒激光诱导的双折射纳米光栅结构，提出一种高损伤阈值的集成化光场调控器件制备方法。通过调控纳米光栅的光轴方向和相位延迟量，在石英玻璃内部写入光轴取向空间变化的多层纳米光栅结构，制备的器件可以实现不同光场调控功能的叠加和不同工作波长的设计。基于所提方法制备了中心波长为532 nm、拓扑荷值为4的高阶贝塞尔光束产生器件。器件产生的高阶贝塞尔光束携带的轨道角动量与设计值相符，在4 m距离内光斑大小保持基本不变。器件的零几率激光损伤阈值为28.5 J/cm2（6 ns），在高功率激光光束整形等领域具有极大的应用潜力。
激光光场调控 高阶贝塞尔光束 集成化光学元件 飞秒激光 纳米光栅 激光损伤阈值 光学学报
2023, 43(13): 1326003
1 长春理工大学物理学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学吉林省光谱探测科学与技术重点实验室，吉林 长春 130022
光谱成像具有良好的多维信息获取能力，广泛应用在食品安全、医学诊断、环境监测、伪装识别及**遥感等领域。传统光谱成像系统受到分光器件的限制，其存在体积大、成本高和集成度低等问题。基于新型超构表面的成像光谱芯片可为传感器小型化、低成本提供有效解决方案。随着光谱分析需求的持续攀升，加速了超构表面成像光谱芯片的快速发展。本文综述了近年来超构表面成像光谱芯片研究进展。在此基础上，介绍了本团队最新研究成果，通过创新设计成像光谱芯片体系架构，可同时实现高能量利用率、高空间分辨率、高光谱分辨率，为芯片级光谱成像系统的应用打下良好的基础。最后论述了成像光谱芯片的发展趋势及应用前景，为实现光谱成像系统小型化提供参考。
集成光学器件 成像光谱芯片 超构表面 分光器件 激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106014
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所精密仪器与装备研发中心，吉林 长春 130033
靶场光电测量设备利用光学成像采集飞行目标信息，经误差修正、时空配准、交汇计算等处理可以得到所需的目标参数，是航天器发射回收测控系统中的重要组成部分，也被广泛应用于**目标的探测中。为了应对复杂测量条件和多样化被测目标带来的挑战，在确保靶场光电测量设备高精度轨迹测量、高分辨成像能力的同时，对其提出了获取信息多元化、测量波段多样化、多平台机动布站等更多任务需求。我国靶场光电测量设备长足发展，整体性能得到了大幅提升。以中国科学院长春光学精密机械与物理研究所精密仪器与装备研发中心团队近年来在靶场光电测量设备的研制工作为基础，对红外辐射特性测量、结构轻量化设计、光雷一体化测量等多项关键技术的发展历程和现状进行了详细介绍，总结了靶场光电测量设备在多信息获取、探测波段扩展、测量精度提高、设备机动性提升和多平台匹配融合等方面的研究进展，讨论了靶场光电测量设备当前仍然存在的技术难点，并展望了相关技术未来的发展方向。
