1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 北京卫星环境工程研究所，北京 100094
3 北京空间飞行器总体设计部，北京 100094
4 北京宇航系统工程研究所，北京 100076
提出了一款工作在Ne VII 46.52 nm谱线的新型三级次无狭缝成像光谱仪，该仪器采用两个超环面等线距光栅作为衍射元件，其中单个光栅仅工作于一个级次，这解决了现有三级次仪器使用单个光栅同时工作于三个级次的弊端，显著提升了系统校正离轴光栅像差的能力，结合光谱数据反演算法可以实现24′×24′视场下的高空间（1.547″）和高光谱分辨率（0.0078 nm）观测。
成像系统 太阳空间观测 太阳极紫外 成像光谱仪 无狭缝 超环面等线距光栅
1 中国科学院 高能物理研究所，北京 100049
2 中国科学院大学，北京 100049
3 散裂中子源科学中心，广东 东莞 523803
中国散裂中子源（CSNS）工程材料中子衍射谱仪（EMD）的样品非常大，且形状各异，有些样品甚至是曲面的，中子准直光阑（狭缝）要靠近这些异形构件，需要设计成尖嘴型。狭缝的主要作用是给样品测试提供所需要的束流尺寸，并保证束流尺寸精度很高，束流没有太多杂散中子。工程材料中子衍射谱仪的尖嘴型狭缝为连续型，开口可以根据实验需求进行变化。狭缝采用双导轨结构，定位精度高，重复定位精度优于10 μm，绝对定位精度优于30 μm。狭缝刀片采用富集碳化硼，较大程度减小了刀片的厚度，可以有效降低狭缝悬臂结构的变形量，保证狭缝有足够长度的尖嘴，能够接近异形构件，特别能够深入到长管内部，提高了工程材料中子衍射谱仪的实验能力。狭缝采取双重安全设计：导轨互换系统和防撞结构，可以有效防止狭缝在使用过程中被大件样品撞坏。该狭缝已经应用到中国散裂中子源工程材料中子衍射谱仪的实验测试，为残余应力测量做出了重要贡献，它的应用为国内外尖嘴型狭缝的设计提供了非常重要的参考。
中国散裂中子源 中子谱仪 尖嘴型狭缝 有限元 China Spallation Neutron Source neutron spectrometer pointed slit finite element analysis 强激光与粒子束
2023, 35(11): 114004
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 长春光机科技发展有限责任公司, 吉林 长春 130033
单色仪广泛应用于光谱定标、物质分析等方面，因此，对于高光谱分辨率单色仪系统的研究具有重要意义。本文基于矢量光栅方程推导考察了入射狭缝高度对光谱仪器谱线弯曲的影响程度，给出了谱线弯曲同波长、狭缝高度的解析表达式，进而提出了一种基于狭缝高度抑制谱线弯曲的单色仪光谱分辨率优化方案。结合高灵敏度、超快时间响应探测器的性能指标要求，设计了一款光谱分辨率为0.1 nm，波段范围为185 nm~900 nm的三光栅单色仪光学系统，并搭建样机验证狭缝高度对谱线弯曲的影响，进一步探究了狭缝高度对光谱分辨率的影响规律。实验结果表明：在狭缝宽度一定时，对狭缝高度进行优化，可将光谱分辨率从0.32 nm提高至0.1 nm。
单色仪 谱线弯曲 狭缝高度 光谱分辨率 monochromator spectral line bending slit height spectral resolution
1 中国科学技术大学生物医学工程学院（苏州）生命科学与医学部，安徽 合肥 230026
2 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
3 苏州大学附属第二医院，江苏 苏州 215004
4 济南国科医工科技发展有限公司，山东 济南 250102
5 沈阳国科医工科技发展有限公司，辽宁 沈阳 110167
为了对眼底周边部区域进行成像检查，研究了激光线扫描眼底成像技术。搭建了激光线扫描超广角共聚焦眼底成像系统，进行了系统总体光路设计，以及超广角、高分辨双模式成像的参数设计。对探测成像部分进行了Zemax设计与像质评价，依据参数进行了元器件的选型并搭建了实验系统，利用面阵相机像素边界得到了虚拟共聚焦狭缝，实现了眼底线扫描双模式共聚焦成像。最后对系统的实际视场角、分辨率、成像效果进行了评估。经实际测量，所设计系统在超广角模式下成像单幅眼底图的视场角可达到136.3°，高分辨模式下的成像分辨率为8.5 μm。所提出的激光线扫描眼底成像方法可以有效地实现眼底超广角成像，为相关仪器的研制提供了参考。
生物光学 激光线扫描 超广角 共聚焦眼底成像 虚拟狭缝 中国激光
2023, 50(21): 2107108
郭宝泽 1,2,3,4石恩涛 1,2,3,*王咏梅 1,2,3,4武志昆 1,2,3,4
1 中国科学院国家空间科学中心环境探测室，北京 100190
2 天基环境探测北京重点实验室，北京 100190
3 中国科学院空间环境态势感知技术重点实验室，北京 100190
4 中国科学院大学，北京 100190
对星载仪器的回传数据进行分析，发现空间场景不均匀现象会造成光谱响应函数（ISRF）的“漂移”，从而影响探测数据精度。提出通过光学元件平衡了ISRF“漂移”的问题——狭缝匀光器。概述了光线在狭缝匀光器中的传播过程，建立了合理的光学模型，利用近场衍射原理解释其传播过程并分析了狭缝匀光器的光学特性。整个狭缝模型由数学软件和光学软件进行仿真模拟及数理分析，得到狭缝匀光器匀光效果的具象表示。通过光学模型表示了入瞳场景与狭缝匀光器匀光效果之间关联，研究不同入瞳场景中痕量气体排放点位置和覆盖面积的不同对狭缝匀光器提升探测精度的影响，量化了不同入瞳场景下光谱仪系统ISRF的变化，并提出一种提高探测精度的方法。
成像光谱仪 光学仿真 狭缝匀光器 傅里叶光学 光学学报
2023, 43(18): 1812006
提出了一种基于圆形与L形耦合的可调谐的太赫兹宽带吸收器。其主要结构由顶层的电可调石墨烯材料、中间的介质材料SiO2和底层的金组成。通过COMSOL软件和多重反射干涉理论对器件的吸收光谱进行研究。结果表明：模拟与理论的吸收光谱高度重合。在保持狭缝的前提下，改变中央位置的石墨烯形状并不会改变吸收器的性能。当石墨烯的费米能级通过外加电压调节到0.95 eV时，器件处于强吸收（吸收率>90%）的频谱宽度超过了4.1 THz，且具有极化无关的特性。本设计在光开关、调制器和能量收集等领域具有潜在的应用价值，也给太赫兹宽带吸收器的设计提供更多的灵感。
光学器件 石墨烯 狭缝结构 太赫兹吸收器 偶极子共振 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1323001
光子学报
2022, 51(12): 1212005
1 南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏 南京 210044
2 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心，江苏 南京 210044
提出一种利用微球自组装技术制备具有偏振依赖特性的金属纳米狭缝阵列的方法，该阵列以聚苯乙烯微球薄膜为掩模版，通过倾斜蒸镀银膜获得。对纳米狭缝阵列透射光谱与入射偏振角度的关系进行测量，纳米狭缝阵列具备用于光开关的偏振响应特性。利用时域有限差分法，对该结构的透射光谱和共振波长处的电场强度分布进行仿真计算，并分析结构中存在的表面等离激元模式以及结构参数对透射光谱的影响。通过仿真计算可得该结构的折射率灵敏度可达992 nm/RIU。
表面光学 表面等离激元 自组装技术 偏振响应特性 纳米狭缝阵列 光开关 光学学报
2022, 42(20): 2024002
1 兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃 兰州 730070
2 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室，甘肃 兰州 730070
为提高折射率传感中的灵敏度和品质因数，提出一种光栅辅助狭缝微环谐振器，该结构在狭缝微环的基础上引入光栅结构来实现不同波长处的类电磁诱导透明（EIT-like）效应，从而获得更高的灵敏度和品质因数。利用传递矩阵法建立嵌孔微环谐振器频谱计算和参数优化的数值模型。采用有限差分时域（FDTD）方法对所提器件结构的传输频谱和谐振腔的电场分布进行模拟仿真，并讨论器件结构参数的影响。结果表明：所提器件实现了EIT-like效应；在折射率传感应用中，所提器件的品质因素为35495，灵敏度高达360 nm/RIU（RIU为折射率单位），与参数相似的常规微环谐振器相比，灵敏度提高了270 nm/RIU；所提器件的灵敏度检测下限为2.3×10-4 RIU。
集成光学 微环谐振器 狭缝微环 光栅 折射率传感 光学学报
2022, 42(16): 1613001
