1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
建立了基于泰森多边形排布的随机微透镜阵列激光光场复相干度调制模型，分析了旋转随机微透镜阵列参数对激光发散角以及激光光场复相干度模的影响规律。仿真与实验结果表明：子透镜单元的平均口径与曲率半径共同影响随机微透镜阵列的发散角，通过控制随机微透镜阵列子透镜单元的参数可提供特定发散角；随机微透镜阵列转速影响激光光场复相干度的模，复相干度的模随转速增加而下降，转速从0增加至4800 r/min，复相干度的模下降总幅度为96.67%，且随转速增加下降趋势逐渐变缓。
激光光学 激光光场 随机微透镜阵列 复相干度 发散角 中国激光
2023, 50(19): 1905002
1 西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
2 陕西科技大学电子信息与人工智能学院，陕西 西安 710021
3 西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710021
光场回波散射特性是未来水下激光通信与探测一体化的关键技术之一，而具有螺旋波前结构的涡旋光束［如拉盖尔-高斯（LG）光束］更适合抑制海洋湍流的影响。利用广义Huygens-Fresnel原理，推导出弱海洋湍流中LG光束经高斯分布粗糙表面反射的回波散斑强度的解析表达式；数值分析了光源参数、海洋湍流以及粗糙目标表面参数对回波散斑场复相干度的影响。结果表明，复相干度随着LG光束拓扑荷数、束腰半径、波长的增大而减小，随着海洋湍流强度的增大而降低，随着粗糙面相干长度的增加而增大，并且当粗糙表面的相干长度大于球形波在海洋湍流中传播的相干长度时，复相干度变化不明显，表明此时粗糙表面对复相干度的影响远小于海洋湍流的影响。这一结论为海洋湍流条件下目标探测与识别提供了参考。
海洋光学 海洋湍流 拉盖尔-高斯光束 散斑 回波特性 复相干度 光学学报
2023, 43(12): 1201007
强激光与粒子束
2021, 33(7): 071005
1 中国电子科技集团公司第三十九研究所陕西省天线与控制技术重点实验室, 陕西 西安 710065
2 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室, 上海 200050
3 西安交通大学电子科学与工程学院电子器件与材料研究所, 陕西 西安 710049
通过对单载波信号和热噪声信号的单微波量子探测研究,验证了基于微波光学上转换的单微波量子探测器对弱微波信号的响应能力。基于量子光学理论,开展了微波信号二阶相干度特性的实验研究,实验证明了微波波段的单载波信号和热噪声的二阶量子相干度具有与光学波段的相干光源和热光源相同的量子特性。
成像系统 微波量子 单微波量子探测 微波信号二阶量子相干度 激光与光电子学进展
2021, 58(10): 1011028
1 南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室, 江西 南昌 330063
2 南昌航空大学江西省光电检测技术工程实验室, 江西 南昌 330063
为了研究介质参数对受激布里渊散射(SBS)时间相干性的影响,提出一种基于迈克耳孙干涉仪的测量及验证方法。理论上分析温度对SBS时间相干性影响的物理机制;实验上测量并分析水体温度对SBS时间相干性的影响。研究结果表明:SBS时间相干性与水体温度直接相关,随着温度的降低,SBS的时间相干性变差;温度一定时,当相干光的光程差增大到一定值后,对应的SBS相干脉冲波形不再是准高斯型。
散射 受激布里渊散射 时间相干性 复相干度 温度
1 凯迈(洛阳)测控有限公司, 河南 洛阳 471009
2 洛阳师范学院物理与电子信息学院, 河南 洛阳 471934
研究余弦-高斯相关谢尔模型(CGSM))脉冲光束经准均匀介质散射的相干特性,得到远场处散射场时间相干度的解析表达式。讨论脉冲参数和介质特性对散射场时间相干度的影响。数值计算结果表明,余弦阶数对散射场时间相干度分布有着重要影响。对比研究高斯谢尔模型脉冲光束和CGSM脉冲光束的相干特性,详细分析两者间的异同点。
相干光学 散射 余弦-高斯相关谢尔模型脉冲光束 准均匀介质 时间相干度 光学学报
2019, 39(11): 1103001
北京理工大学 光电学院 北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心, 北京 100081
在计算机全息图的计算过程中, 引入的随机相位与光学重建中相干光散射会引起再现像中的散斑噪声现象, 从而影响重建图像的质量。提出了一种新的基于部分相干光相干度分布的全息图计算方法, 即PCL-GS算法, 算法以Shell衍射定理为基础, 模拟参考光源相干度对全息记录过程的影响, 使模拟记录过程更接近实际状况。在重建光相干度相同的情况下, 与传统GS算法重建结果相比, 重建图像的峰值信噪比提升4.8%、结构相似度提升14%、散斑对比度降低4%。方法可为三维全息显示、光束整形等光调制技术提供新的理论基础。
计算机全息图 部分相干光 相干度分布 PCL-GS算法 图像质量提升 computer-generated hologram partially coherent light coherence degree PCL-GS image quality improvement
山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
光场的高阶关联特性是揭示光的统计行为的重要特征。采用传统的HBT(Hanbury-Brown and Twiss)实验模型测量多光子高阶关联时,会受到单光子探测器和分束器数量的限制,测量起来比较复杂。提出了一种利用增强型电荷耦合器件(ICCD)快速测量光场高阶关联的方法。通过改变曝光时间和光照强度(计数率)对赝热光场和相干光场的高阶相干度进行测量和分析。结果表明:在适当的条件下,可以确定光场的高阶相干度。当曝光时间为600 ns、计数率为5.12×10
8 s
-1时,实测赝热光场的2阶和3阶相干度分别为
gT(2)(0)=1.79±0.20,
gT(3)(0)=4.94±0.59。对多达4阶的光场相干度进行了测量,该结果能在理论上得到较好的解释。该实验方法有望应用于某些光源的高阶相干性测量和研究方面,对揭示光场的高阶关联行为具有一定意义。
测量 量子光学 高阶相干度 增强型电荷耦合器件 赝热光场 相干光场
1 中国科学院光电研究院 计算光学成像技术重点实验室, 北京 100094
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
改型Wollaston棱镜(MWP)无需中继, 可构建微型傅里叶变换光谱仪。回顾了MWP的基本原理, 从调制度定义出发, 计算得到准单色光源的复相干度, 找到调制度的影响因素——扩展视场、剪切结构、焦面探测等。建立一般的干涉定域分析模型后, 由像点逆光路追迹给出MWP的厚度计算公式, 代入调制度约束参数得到不同参量的误差容限。通过FRED记录不同视场扩展情况的灰度与辐照度, 结果显示, 调制度为0.9时, 视场与理论估算值1.24°基本相符; 不同剪切量的灰度与辐照度变化特性表明, 结构角会使定域垂直系统光轴的入射角发生变化, 与晶轴倾角共同影响双折射率差; 2.5和8μm像元探测采样表现出调制度差异, 描述了定域深度或离焦的影响。以准单色光源、复相干度表示调制度, 可将不同影响因素统一至约束参数中, 相关变量误差容限可作为MWPFTS的设计依据。
改型Wollaston棱镜 干涉调制度 复相干度 误差容限 modified Wollaston prism interference modulation complex coherence degree error tolerance
1 中国科学院光电研究院 计算光学成像技术重点实验室, 北京 100094
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
改型Wollaston棱镜(MWP)无需中继, 可构建微型傅里叶变换光谱仪。回顾了MWP的基本原理, 从调制度定义出发, 计算得到准单色光源的复相干度, 找到调制度的影响因素——扩展视场、剪切结构、焦面探测等。建立一般的干涉定域分析模型后, 由像点逆光路追迹给出MWP的厚度计算公式, 代入调制度约束参数得到不同参量的误差容限。通过FRED记录不同视场扩展情况的灰度与辐照度, 结果显示, 调制度为0.9时, 视场与理论估算值1.24°基本相符; 不同剪切量的灰度与辐照度变化特性表明, 结构角会使定域垂直系统光轴的入射角发生变化, 与晶轴倾角共同影响双折射率差; 2.5和8μm像元探测采样表现出调制度差异, 描述了定域深度或离焦的影响。以准单色光源、复相干度表示调制度, 可将不同影响因素统一至约束参数中, 相关变量误差容限可作为MWP-FTS的设计依据。
改型Wollaston棱镜 干涉调制度 复相干度 误差容限 modified Wollaston prism interference modulation complex coherence degree error tolerance
