红外与激光工程
2021, 50(8): 20200363
1 聊城大学物理科学与信息工程学院, 山东 聊城252000
2 山东省光通信科学与技术重点实验室, 山东 聊城 252000
提出一种具有光束会聚功能的单层亚波长光栅结构,该结构能实现光束会聚及四路分光。利用严格耦合波分析法和波前相位控制原理设计并优化该亚波长光栅结构,并给出具体相位设计规则。基于有限元软件COMSOL对其进行仿真分析,结果表明,当波长为1550 nm 的横磁(TM)偏振光入射时,该结构可实现四路分束,每束光功率都相等且可实现光束会聚,经计算得到总体透射率为92.670%。该亚波长光栅结构有望在光通信集成以及空间光耦合等领域得到重要应用。
光栅 亚波长光栅 会聚光束 功率分束器 波前相位控制原理 光学器件 激光与光电子学进展
2020, 57(3): 030502
1 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室, 江苏 苏州 215163
2 中国科学院大学, 北京 100049
为解决光片显微镜成像视场范围小的问题，通过光束波前相位调制与图像拼接技术实现了光片显微镜对样本的宽视场成像。数值模拟了照明光束在波前相位调制后物镜聚焦面处的光强分布。搭建了光片显微镜光路系统，并对荧光微球、菊花花粉进行成像实验。采用片状照明光束对不同聚焦位置处的样本进行成像，再将图像进行剪裁、拼接得到宽视场成像结果。实验结果表明，488 nm激发光通过数值孔径为0.3的物镜照明样本成像，可在保持光片厚度为0.81 μm的情况下达到31.93 μm的成像视场，视场扩展到原视场的3倍以上。仿真和实验表明，采用光束波前相位调制与图像拼接技术可在不损失层切能力的前提下扩展光片显微镜的成像视场。
显微 荧光显微镜 视场扩展 波前相位调制 空间光调制器
1 厦门理工学院 光电与通信工程学院, 福建 厦门 361024
2 厦门大学 物理与机电工程学院, 福建 厦门 361000
设计了基于波前相位编码板的轻薄手机镜头, 原始成像系统的焦深大小是0.017 mm, 使用立方相位编码板, 采用基于斯特列尔比的相位板优化方法, 保持了在不同离焦位置成像系统MTF的稳定性, 最终成像系统设计焦深达到0.136 mm, 焦深扩展了8倍, 经过Zemax软件仿真, 验证了景深延拓的效果。设计结果表明, 使用相位编码板即可增大定焦距手机系统的景深, 使得系统结构紧凑, 又克服了视场效应。
波前相位编码 光学设计 手机镜头 WFC optics design Zemax Zemax mobile phone lens
哈尔滨工业大学 可调谐激光技术国家级重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
在入射光瞳面处针对星地激光链路中空间光至单模光纤耦合效率补偿特性进行了研究，依据星地下行链路特点，对星地下行链路光纤耦合效率模型进行分析。在此基础上，利用基于单模光纤后向传输模场为加权函数的加权孔径正交多项式，建立光纤耦合接收系统波前相位模式补偿理论模型，运用该理论模型，通过数值模拟对波前相位进行模式补偿，给出波前相位模式补偿下平均光纤耦合效率与接收孔径尺寸和相位补偿项数的变化关系，以及典型接收孔径下采取一定项数的波前相位补偿后光纤耦合效率概率分布，为基于光纤耦合接收方式的星地激光通信链路波前补偿系统设计提供一定理论参考。
星地下行激光通信 单模光纤耦合效率 大气湍流 波前相位模式补偿 satellite-to-ground downlink optical communication single-mode fiber coupling efficiency atmospheric turbulence wavefront phase modal compensation
1 电子科技大学光电信息学院， 四川 成都 610054
2 电子科技大学电子工程学院， 四川 成都 610054
3 中国科学院光电技术研究所自适应光学重点实验室， 四川 成都 610209
电控液晶光栅在卫星激光通信、激光雷达的光束指向应用中具有体积小、光束灵活可控的优势。而获取电控液晶光栅对光波前的相位调制分布则是评价液晶光栅性能的关键。提出液晶光栅调制波前相位的共轭移相干涉测量技术，通过实验对比验证了实测远场分布与近场相位计算远场分布的一致性，由此可实现由近场相位测量的光束指向控制新方法。
测量 波前相位 共轭移相干涉仪 液晶光栅 中国激光
2011, 38(10): 1008004
1 清华大学 航天航空学院, 北京 100084
2 中国空气动力研究与发展中心, 四川 绵阳 621000
利用一座小型跨超声速风洞进行了高速流场光传输特性试验研究。光束在高速流场中传输时, 由于流场密度变化, 光波波前会发生畸变。利用风洞提供0.7, 2.0和3.0等气流马赫数的流场条件, 采用基于夏克-哈特曼波前传感器的光学测量系统, 对光束在风洞流场中传输时的波前畸变进行了测量。试验结果表明：随着风洞流场马赫数增加, 流场对光波传播的影响增大, 光波波前畸变量显著提高。因此, 在利用风洞进行气动光学试验研究之前, 有必要消除风洞流场本身对光波传输的严重干扰。
气动光学 风洞 高速流场 夏克-哈特曼传感器 波前相位 aero-optics wind tunnel high speed flow Shack-Hartmann sensor wavefront
Author Affiliations
Abstract
1 National Laboratory of High Power Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 College of Sciences, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, China
A numerical model of optical parametric amplification (OPA) is introduced to investigate the impact of wavefront phase distortion of pump on the beam quality of signal. Numerical results show that the unidentical walk-off directions of the pump and the idler waves are the main factors leading to the transfer of wavefront phase distortions of the pump to the signal, and by reducing the angle between the two directions, the beam quality factor (M2) can be greatly decreased and hence the good beam quality of the signal can be maintained.
光束质量 波前相位畸变 光参量放大 190.4410 Nonlinear optics, parametric processes 190.4970 Parametric oscillators and amplifiers 140.4480 Optical amplifiers Chinese Optics Letters
2010, 8(2): 217
1 西安电子科技大学技术物理学院501教研室，西安 710071
2 西安西普电力电子有限公司，西安 710072
阐述了波前相位复用技术记录和再现体全息光栅的原理；运用波耦合理论，从衍射波的一阶微分方程推导出多重体光栅对随机波前相位的选择性衍射；构造了一个复随机过程函数，并利用其相关函数得到了随机波前相位编码体光栅实现无串扰再现的充分必要条件；给出了理论上分析多重体光栅对随机波前相位选择性衍射的一种方法．
波耦合理论 体全息光栅 随机波前相位编码 选择性衍射 Coupled wave theory Volume holographic gratings Random wave front phase encoding Diffraction selectivity
1 四川大学 电子信息学院,光电系,四川 成都,610064
2 成都精密光学工程研究中心,四川 成都,610041
介绍了在高功率固体激光系统中用于评价光学元件对光束聚焦特性影响的参数--波前相位梯度及其检测原理和计算方法,并与常用的光学元件评价参数P-V值、RMS值以及新引入的评价方式--PSD进行了比较.得到了高功率激光系统中几种典型光学元件的相位梯度分析结果,结果表明利用相位梯度分析方法能够有效的对光学元件的加工质量进行评价.
波前相位梯度 光学元件 强激光系统 RMS gradient Optical components High power laser system
