Author Affiliations
Abstract
1 Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
2 Institute of Innovative Research (IIR), Tokyo Institute of Technology, 4259-R2-22 Nagatsuta-cho, Midori-ku, Yokohama 226-8503, Japan
3 Ambition Photonics Inc., Yokohama 226-8510, Japan
We demonstrate the non-mechanical beam steering and amplifier operation of a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) integrated Bragg reflector waveguide amplifier with a cut-off wavelength detuning design, which enables unidirectional lateral coupling, continuous electrical beam steering, and diffraction-limited divergence angle. We present the modeling of the proposed structure for unidirectional coupling between a seed single-mode VCSEL and slow-light amplifier. We also present the detailed operating characteristics including the near-field and far-field patterns, light/current characteristics, and lasing spectrum. The experimental measurements exhibit a single-mode output of over 8 mW under CW operation, a continuous beam steering range of 16°, and beam divergence below 0.1° as an optical beam scanner. The integrated amplifier length is as small as 0.9 mm, and thus we could expect much higher powers and higher resolution points by increasing the amplifier lengths.
VCSEL integrated amplifier unidirectional coupling optical beam scanner 
Chinese Optics Letters
2021, 19(12): 121403
作者单位
摘要
1 南京电子技术研究所,江苏 南京 210039
2 中国电子科技集团公司 智能感知技术重点实验室,江苏 南京 210039
光波束形成网络是光控相控阵雷达中的重要组成部分,有助于提升系统的宽带宽角扫描能力。利用光开关的切换,改变各收发通道间的相对延时量,从而实现波束指向的变化。在常用的技术中,色散延时是一种简洁的光波束形成实现方法,而色散线性项仅适用于色散量小且通道数少的情况。随着延时量的增加,非线性色散延时积累,会引起波束畸变。因此引入相对色散斜率(RDS)作为其非线性因子,并通过调整商用激光器波长来抵消色散介质的非线性效应。当RDS为0.003 nm−1时,激光器阵列的最大波长间隔从0.796 nm “拉伸”到0.862 nm,波长也整体“平移”−0.31 nm,修正波长与商用激光器波长的最大调整量为0.2 nm,可满足商用波分复用器的通带带宽,大扫描角时主瓣与副瓣之比从5 dB提升至12.9 dB。通过分析,RDS数值越小,激光器波长的修正量越小。因此,RDS是选择色散介质和调整激光器波长的重要参数,从而能够恢复波束畸变,以提升相控阵系统的成像、识别能力。
光波束形成 色散延时 相对色散斜率 非线性修正 optical beam forming dispersion delay relative dispersion slope nonlinear modification 
红外与激光工程
2021, 50(7): 20210235
作者单位
摘要
1 华东师范大学 精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海 200062
2 山西大学 极端光学协同创新中心,山西 太原 030006
通过使用光学分束器模型来模拟光学传输和探测所导致的损耗,本文在理论上研究了损耗对相敏四波混频过程产生孪生光束量子压缩的影响。我们分别研究了系统中不同强度增益、注入功率比和相位条件下损耗对量子压缩的影响。结果表明,该系统的量子压缩随着强度增益的增加而增大;随着注入功率比的增加呈先增大后减小的趋势,且均在注入功率比β=1时达到最大;在相位θ=0处压缩最大,在θ=π处反压缩达到最大,且损耗对压缩更敏感。此外,我们发现,在不同的参数情况下,随着损耗的增大,系统的量子压缩都在减小。我们的理论结果为实验上研究损耗对量子压缩的影响提供了理论依据。
四波混频过程 光学分束器 量子压缩 four-wave mixing process optical beam splitter quantum squeezing 
量子光学学报
2020, 26(2): 134
作者单位
摘要
中国石油大学(华东)控制科学与工程学院, 山东 青岛 266580
针对目前甲烷遥测装置因光学准直固定,在不同检测环境使用时不能进行动态调整的问题,在光路准直设计中引入了电控可变焦透镜,实现了光路自动准直。测试结果表明,针对不同的检测距离和辅助目标,通过改变电控可变焦透镜的驱动电流可实现快速变焦,在动态调节激光光束发散效果的同时可使遥测装置的接收光功率最大化,其接收光功率相比无变焦透镜接收光功率可提高1.7倍以上,同时可提高检测系统的信噪比。针对变焦透镜在遥测应用中出现的新问题,如重力效应引起的光束偏转效应,提出了形变模型,并进行了理论计算和仿真分析。使用甲烷气袋进行泄漏模拟测试,通过Allan方差分析得到:当积分时间为18 s时,极限标准差达到1.51×10 -6。对装置进行实地测量,测试距离为52.2 m,检测到楼道空气中存在4.95×10 -6浓度(体积分数)的甲烷气体。该研究展示了使用电控可变焦透镜实现光路自动准直和优化在气体泄漏遥测装置中的可行性与应用价值。
测量 甲烷遥测 自动光学准直 电控可变焦透镜 光束重力偏转效应 
光学学报
2020, 40(18): 1812001
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司第三十八研究所, 安徽 合肥 230088
光学波束形成网络相对于传统电学波束形成网络具有带宽大、传输损耗小、抗电磁干扰等特性。国内在多通道射频信号输入情况下,基于色散光纤体制的光学波束形成网络的插损变化规律研究较少。假设光子探测器达到饱和阈值的前提下,分别计算了单通道微波光子链路与双通道光学波束形成网络的插损。推导得到,随着输入射频通道数的成倍增加,采用色散光纤体制的光学波束形成网络的插损也成倍增加。搭建了实验系统,发现当输入射频通道数为2、4、8、16时,对应插损分别为-26.0 dB、-30.8 dB、-34.3 dB、-46.0 dB。
光纤光学 色散光纤 光学波束形成网络 射频通道 插损 
激光与光电子学进展
2020, 57(7): 070601
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司第三十八研究所, 合肥 230088
介绍一种采用光波长路由选择方式实现时延扫描的光学波束形成网络, 波束形成网络具有处理带宽大、电磁兼容性好、传输损耗小、同时多波束能力强等诸多优势。根据介绍的光学同时多波束网络原理框图, 搭建了原理样机, 进行了性能指标测试, 结果表明, 波束形成网络可同时形成多个波束, 并具备很好的宽带性能。
光学波束形成网络 宽带阵列 optical beam forming network broadband array wavelength division multiplex true time delay phased array 
光电技术应用
2019, 34(4): 18
作者单位
摘要
1 华中科技大学 光学与电子信息学院, 武汉 430074
2 湖北大学 物理与电子科学学院, 武汉 430062
为了提高稀疏光学相控阵的精度和效率, 采用输出波导间隔成余弦分布的结构, 基于绝缘体上硅平台设计出1×16光学相控阵; 结合有效折射率法和2-D有限差分传播法进行了远场强度分布仿真模拟。结果表明, 边瓣抑制比从89.72%减小到41.46%, 主瓣半峰全宽从1.20°被压缩到0.81°;这种设计方法能够显著抑制栅瓣, 进一步压缩主瓣。该研究在机器人避障、无人驾驶、目标探测等光束偏转领域将有广泛的应用前景。
集成光学 光学相控阵 余弦分布 远场强度分布 光束偏转 integrated optics optical phased array cosine distribution far field intensity distribution optical beam deflection 
激光技术
2019, 43(1): 98
黄佑文 1,2,*张星 1张建伟 1钟础宇 1,2[ ... ]王立军 1
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
设计了特定周期和占空比的非周期性高对比度光栅来实现光束的波前相位控制,进而实现对光束的多角度控制.在研究中,采用有限时域差分法模拟了特殊排列的非周期高对比度光栅,并获得了-10.644°,-21.176°,-28.307°,10.644°,21.447°和28.418°的光束控制角度.基于这种多角度控制的高对比度光栅阵列,提出了一种具有多角度光束控制的VCSEL光源,这种尺寸极小的宽角发射VCSEL光源系统能使激光雷达系统的结构紧凑化和微型化.
垂直腔面发射激光器 非周期性高对比度光栅 多偏转角度 光束控制 激光雷达 VCSEL non-periodic HCGs multi-deflection angles optical beam manipulation LIDAR 
红外与毫米波学报
2018, 37(1): 20
作者单位
摘要
华侨大学 信息科学与工程学院 福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021
研究了高阶Bessel光束经过柱透镜后的光场分布特性.在广义惠更斯-菲涅尔衍射积分理论基础上, 推导出高阶Bessel光束透过柱透镜后的衍射光场分布表达式; 并利用MATLAB和MATHCAD模拟了不同传播距离处的光强分布.实验上, 利用轴棱锥和螺旋相位板产生不同阶数的高阶Bessel光束, 并使产生的高阶Bessel光束经过柱透镜, 最后用CCD记录下不同距离处的衍射光场.研究结果表明, 高阶Bessel光束经过柱透镜形成唇状的焦散光束.
物理光学 高阶Bessel光束 轴棱锥 柱透镜 焦散光束 衍射理论 Physical optics High-order Bessel beam Axicon lens Cylindrical lens Caustic optical beam Diffraction theory 
光子学报
2016, 45(12): 1226002
袁学文 1,2,*谢川林 1,2周志强 1,2
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
介绍了一种纳秒级脉冲激光光斑能量分布测量电路的设计方法, 采用自动跟踪积分方式, 根据预测先将脉冲光电流积分并保存, 然后用速度较低的A/D芯片进行A/D转换, 该方法避免了采用高速A/D芯片, 且可以获得较高的采样分辨率, 特别是在需要采集的通道数较多时具有明显优势。
脉冲激光 光斑分布参数 脉冲激光能量分布测量 自动跟踪积分 光电流积分 pulse laser optical beam distribution parameters pulse laser energy distribution measurement auto tracking integral photocurrent integral 
强激光与粒子束
2016, 28(7): 071001

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