期刊基本信息
创刊:
1964年 • 半月刊
名称:
激光与光电子学进展
英文:
Laser & Optoelectronics Progress
主管单位:
中国科学院
主办单位:
中科院上海光机所
出版单位:
中国激光杂志社
主编:
范滇元
执行主编:
邱建荣
副主编:
戴琼海 张龙 张雨东 曹良才
ISSN:
1006-4125
刊号:
CN 31-1690/TN
电话:
021-69918427
邮箱:
地址:
上海市嘉定区清河路390号
邮编:
201800
定价:
120元/期

本期栏目 2015, 52(2)

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激光与光电子学进展 第52卷 第2期

作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
利用激光二极管(LD)直接抽运稀土离子或过渡金属离子的方式产生中红外激光可以大幅度降低系统的复杂程度,提高效率。而找到合适的基质材料和离子能级结构是实现LD 直接抽运产生中红外激光的关键。总结了相关研究进展和发展方向,主要包括高功率、高效率、激光二极管直接抽运的过渡金属离子掺杂II-VI 族材料激光器和稀土离子掺杂晶体、玻璃、光纤、陶瓷等材料的固态激光器,这些激光器的输出涵盖了2~5 μm 波段,具有结构简单、成本低等优点。其中过渡金属离子掺杂II-VI 族化合物,如Cr:ZnSe/ZnS,具有吸收和发射截面大、室温量子效率高、激发态吸收小等优点;而稀土离子掺杂材料,如Er3+/Tm3+/Ho3+:玻璃,具有能级丰富,可多波长抽运获得多波长发光等优点。通过对稀土离子在不同基质材料中晶格场结构能级调控有望实现波长可控的中红外激光输出。
激光器 中红外固体激光器 过渡金属离子 稀土离子 II-VI 族材料 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020001
作者单位
摘要
1 中国科学院理化技术研究所功能晶体与激光技术研究中心, 北京 100190
2 哈尔滨工业大学(威海)信息光电子研究所, 山东 威海 264209
碱金属蒸气激光器具有高量子效率且易于流动散热,显示出良好的发展潜力。概述了光抽运碱金属蒸气激光器的基本原理和国内外的研究进展。对于其在发展中遇到的问题进行了简要分析,并总结了目前所采用的相应解决方案,指出了几种方案所存在的优、缺点。对碱金属蒸气激光器未来可能的研究方向进行了展望。
激光器 碱金属蒸气激光器 缓冲气体 半导体抽运碱金属激光器 复合受激态抽运碱金属激光器 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020002
孟慧成 1,2,3,*谭昊 1,2李建民 1,2卢飞 1,2[ ... ]武德勇 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
3 中国工程物理研究院研究生部, 北京 100088
半导体激光器由于受波导结构和芯片封装等因素的限制,其快慢轴方向上的光束质量差距较大,主要用作抽运源,即被当成亮度转换器使用,很难作为高亮度光源直接应用。介绍了提高输出光功率密度和输出光束质量的非相干合束技术——光栅外腔反馈光谱合束技术,以及近几年来的国内外的发展现状,梳理了半导体激光器外腔光谱合束技术发展的若干重要动向,为以后半导体激光器光谱合束技术的发展提供了参考。
激光光学 光谱合束 光栅 外腔 反馈 半导体激光器 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020003
陈健 1,2,3,*高慧斌 1王伟国 1毕寻 1,2
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, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 吉林大学通信工程学院, 吉林 长春 130012
介绍了超分辨率复原方法的概念和理论基础,重点总结了一些常用的超分辨率复原理论的国内外研究现状,并对它们的理论依据、优缺点和适用范围进行了详尽分析,对超分辨率复原理论的应用领域进行了介绍。超分辨率复原方法分为频域法和空域法。频域复原法原理简单清楚,计算方便,但是所建立的运动模型都是平移模型,不具有一般性,同时难以利用正则化约束,这就导致难以使用图像的先验信息来帮助进行超分辨率复原。空域复原法可以很方便地建立复杂的运动模型,同时考虑了几乎所有的图像降质因素,例如噪声、降采样、由非零孔径时间造成的模糊、光学系统降质和运动模糊等,还可以加入更完善的先验知识,相比于频域复原法,空域超分辨率复原模型更符合实际的图像退化过程,是目前应用最广泛的一类超分辨率复原方法。
图像处理 超分辨率复原 频域法 空域法 凸集投影约束 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020004
作者单位
摘要
宁波大学高等技术研究院红外材料及器件实验室, 浙江 宁波 315211
硫系玻璃与石英材料相比,具有高折射率(2.0~3.5)、低声子能量(小于350 cm-1)、宽中远红外透过范围、高非线性折射率和独特的光敏性。近年来硫系玻璃基质的微纳光子器件广受关注。从制备方法、光学特性和实际应用前景等方面回顾了硫系玻璃基质微纳光子器件的研究历程,综述了硫系玻璃基质的微纳光子器件的研究状况,并对其进一步的发展前景进行展望。
光学器件 硫系玻璃 微纳光波导 微纳光纤 回音壁模式微腔 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020005
作者单位
摘要
北京航天控制仪器研究所, 北京 100094
光声光谱技术用于探测痕量气体的浓度,小型化集成的光声光谱气体传感器利于实现便携式在线检测。光声探测作为光声光谱的关键技术决定了系统的灵敏度和体积,小型化的光声探测系统的核心是微型吸收单元和声光谐振器。总结了近年来光声光谱气体传感器在小型化与集成方面的进展,分析并比较三种光源、微型吸收单元以及小型化声光谐振器的研制进展以及各自利弊。介绍了北京航天控制仪器研究所近年的研究成果,采用共振管增强的石英音叉作为紧凑型封装的声光测量器件,通过铥钬共掺的光纤放大器实现波长为2 mm,功率为200 mW 的激光输出,提高了测量精度,实现对氨气和二氧化碳的同时测量。
光声光谱 气体传感 声光探测 石英音叉 小型化 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020006
作者单位
摘要
北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
频率锁定多载波光源是一种子载波之间有固定频率间隔的光源。介绍了近几年常用的一些产生多载波光源的方法,分析了各种方法间的不同点及每种方法的优缺点,为以后的相关研究提供参考。
光通信 多载波光源 光频梳 相位调制 强度调制 光正交调制器 偏振调制器 循环频移 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020007
作者单位
摘要
1 川北医学院基础医学院, 四川 南充 637000
2 四川师范大学物理学院, 四川 成都 610068
3 川北医学院影像系, 四川 南充 637000
求解出了部分相干环状光束在非Kolmogorov 湍流中的瑞利区间解析表达式,并研究了湍流参量(广义指数α 、内尺度l0 、外尺度L0 )和光束参数对光束瑞利区间的影响。研究表明,湍流中瑞利区间zR| turb 随湍流增强而减小,且始终小于自由空间中瑞利区间zR| free ;zR| turb 随L0 (当3.6 < α < 4 时)的增大而减小,随l0 的增大而增大;zR| turb 随α 的增大先减小后增大,且在α = 3.11 处时存在极小值。此外,湍流对于光束瑞利区间的影响随相干参数β 、束腰w0 增大和遮拦比ε 、光束阶数M(N ) 的减小而增大。
大气光学 部分相干环状光束 非Kolmogorov 湍流 广义指数 瑞利区间 遮拦比 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020101
刘侠 1,2,*吴国华 3曹丁象 1,2邓剑钦 1,2[ ... ]姚建铨 1
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院,激光与光电子研究所, 天津 300072
2 光库通讯(珠海)有限公司, 广东 珠海 519080
3 北京邮电大学电子工程学院, 北京 100876
为了有效地提高星地激光通信系统的通信性能,从推广的惠更斯-菲涅耳衍射原理出发,系统研究了矢量多高斯-谢尔模型光束在上行链路中的传输特性。研究结果表明,改变光束的横向相干长度能有效地改变其远场光强分布和大气湍流引起的光束展宽。另外,大气湍流会改变矢量多高斯光束的偏振度,但是在远场其偏振度会趋于一个固定值。该研究结果对星地激光通信等有着潜在的应用价值。
光通信 星地激光通信 光束展宽 光束漂移 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020102
作者单位
摘要
北京长城计量测试技术研究所光纤传感技术中心, 北京 100095
扫频光源是光纤传感解调的关键部件,高质量的扫频光源可提高光纤传感系统的信噪比和解调精度。研制了一种基于傅里叶域模式锁定(FDML)的扫频光源。光源采用环形腔结构,由半导体光放大器(SOA)、光纤法布里-珀罗(FP)可调谐滤波器、隔离器、光纤耦合器和光纤延迟线组成。同时设计了基于FP 腔的滤波器,对输出光谱进行平坦滤波。得到扫频范围为60 nm(1506~1566 nm),扫频速度为250 Hz,平坦度优于0.3 dB,线宽小于0.16 nm,平均输出光功率为4.53 mW 的扫频光源。研制出的扫频光源结构简单、成本低廉、平坦度好,在光纤传感解调系统中作为光源有一定的实用价值。
激光器 扫频光源 傅里叶域模式锁定 半导体光放大器 FP 腔滤波器 光纤传感解调 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020601
作者单位
摘要
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 光电测控与光电信息传输技术教育部重点实验室, 吉林 长春 130022
3 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心, 吉林 长春 130022
4 空军航空大学, 吉林 长春 130022
为了满足星敏感器地面标定及配合多个单星模拟器使用要求,针对传统星模拟器光源的特点,设计了一种积分球与多光纤耦合的模拟器光源,每一单星模拟器星点亮度由每一路耦合光束控制。根据指标要求,在光度学角度上对能量进行分析,并确定光源、积分球以及光纤的选取。利用Light tools 建立仿真模型,分析仿真结果,最终结果表明该光纤耦合光源满足设计要求,每个星点用Light tools 模拟照度误差与实际模拟照度误差相近且两者均不大于±10%。
光学器件 星模拟器 积分球 光纤 Light tools 仿真 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020602
作者单位
摘要
北方工业大学电子信息工程学院, 北京 100144
基于信号频谱变换的原理,利用微环谐振器的梳状谱传输特性,辅助以窄带滤波器,将全光归零(RZ)码信号的频谱包络转变为较理想的非归零(NRZ)码信号的频谱包络,从而实现RZ 码到NRZ 码的码型转换。详细研究了转换后的NRZ 信号眼图质量与设备因素,如窄带滤波器的选择、微环谐振器的耦合条件以及输入信号RZ 码占空比的关系。结果表明窄带滤波器为2 阶巴特沃斯滤波器时,微环谐振器的耦合条件以及RZ 码占空比对码型转换效果的影响较小。另外,通过调整微环谐振器的尺寸,设计的码型转换器能与不同速率的系统相兼容,能更好地适应未来光网络的发展。
光通信 码型转换 微环谐振器 归零码 非归零码 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020603
余盼 1,2,*季敏宁 1,2
作者单位
摘要
1 上海大学光纤研究所, 上海 201800
2 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072
提出了一种计算任意形状应力区的光纤在纤芯处的应力场分布和双折射大小的应力微元积分计算方法。采用COMSOL Multiphysics 软件中的固体力学模块,研究了矩形、方形、三角形、圆等不同形状微元应力区光纤在纤芯处应力场和双折射的大小。结果表明,应力微元面积相同时,其在纤芯处引起的应力大小及其双折射与应力微元的形状、放置方向无关,只与应力微元到纤芯的距离有关。当应力微元与纤芯距离较近时,应力大小和双折射与距离近似呈平方反比关系。该结果验证了应力微元分析方法的正确性和可行性。因此对应力微元进行积分,即可得到任意形状应力区光纤在纤芯处的应力场分布与双折射。
光纤光学 应力型光纤 应力微元 应力双折射 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 020604
作者单位
摘要
江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室, 江苏 无锡 214122
水稻种子品种的单粒鉴别对于防止制种时的混杂、掺假现象,保证种子纯度具有重要意义。利用高光谱图像技术研究了水稻种子品种的单粒快速鉴别方法。采集了10 类水稻种子在400~1000 nm 范围内的高光谱反射图像并提取其光谱、纹理和形态特征;结合偏最小二乘判别分析模型比较了不同特征及其组合下的分类精度,并利用多次递进无信息变量消除算法结合偏最小二乘投影分析方法筛选最优波段。结果显示,在仅利用23 个最优波段情况下,融合均值、熵、能量和形态特征所建立的鉴别模型获得了令人满意的识别精度,其训练集、测试集精度分别为99.22%、96%。结果表明,高光谱特征融合可以在少量波段情况下有效地提高水稻种子品种单粒鉴别的精度,基本满足国家标准对种子纯度的检测要求。
图像处理 高光谱图像 特征融合 水稻种子 品种鉴别 偏最小二乘判别分析 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021001
作者单位
摘要
黄淮学院信息工程学院, 河南 驻马店 463000
为了提高图像盲复原质量,提出了量子比特编码算法。首先在免疫系统中的对量子克隆选择,并且对量子抗体克隆比例控制;然后量子抗体随机赋值,使抗体都以随机概率处于所有可能状态的线性叠加态中,以量子态进行观测,将得到确定的某一个二进制;接着建立图像盲复原重建模型,量子编码卷积算法来填充空洞像素;最后给出了算法流程。实验仿真显示该算法对图像盲复原重建清晰,画质好,全图最大局域误差最小,结构相似度接近于1。
量子光学 量子比特 编码 卷积 盲复原 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021002
作者单位
摘要
1 湖南文理学院物理与电子科学学院, 湖南 常德 415000
2 湖南文理学院计算机科学与技术学院, 湖南 常德 415000
为了更好地对印刷电路板光板缺陷图像进行预处理,提出了一种改进的基于全变分模型自适应图像预处理方法。分析了基于全变分范数的图像预处理模型,指出了其存在的缺点。讨论了基于L1 + p 范数的广义的全变分图像预处理模型,分析了其优点与不足之处。提出了一种改进的基于全变分模型自适应图像预处理方法,该方法能尽可能地去除印刷电路板光板缺陷图像中的噪声,同时可克服缺陷图像去噪后存在的边缘模糊与阶梯效应,使去噪后的图像得到增强且具有更加光滑、细腻的视觉效果。对实际获取的印刷电路板光板缺陷图像采用四种图像预处理方法或模型进行了主观与客观实验比较,结果表明,该方法对印刷电路板光板缺陷图像预处理有较好的效果。而且,针对不同的印刷电路板光板缺陷采用该方法都能很好地检测出结果。
图像处理 印刷电路板图像 全变分模型 Euler-Lagrange 方程 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021003
作者单位
摘要
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
星载光电成像系统可实现对空间目标的有效探测,而探测距离是评价系统性能的重要指标。以太阳辐射特性和深空背景特性为基础,分别建立了几何成像因素、探测器灵敏度、信噪比和成像分辨率影响下的系统作用距离的数学物理模型,推导了系统作用距离的表达式,对作用距离与曝光时间、探测器像元尺寸、有效通光口径等影响因素之间的关系进行了数值模拟研究。研究结果表明,对于有效尺寸为2 m×4 m、平均反射率为0.3 的平面目标,当光学系统口径为100 mm、焦距为500 mm、探测器像元尺寸为3.5 μm 时,系统对目标的最大作用距离为12 km,作用距离主要受成像分辨率的限制。研究结果可为星载光电成像系统的设计以及系统性能评估提供一定的基础。
成像系统 星载光电系统 作用距离 信噪比 电荷耦合器件灵敏度 成像分辨率 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021101
作者单位
摘要
中国洛阳电子装备试验中心, 河南 洛阳 471003
激光光斑是激光制导**干扰半实物仿真系统中目标特性模拟的重要组成部分。介绍了半实物仿真系统组成和激光导引头工作原理;研究了基于相似性原理采用等比例缩放的光斑模拟方案;利用LightTools 建立了导引头光学系统模型,计算了不同制导时刻内外场光斑在探测器光敏面上的光斑尺寸;基于激光制导**干扰半实物仿真系统实际需求,提出了光斑模拟优化方案。研究发现,半实物仿真条件下,导引头光敏面上形成的光斑比外场条件下要大,并且变化规律也不一致;随着距离目标越来越近,漫反射屏上光斑越来越大,导致导引头光敏面上光斑也越来越大。研究结果有助于提高光斑模拟精度和激光制导**干扰半实物仿真系统可信度。
测量 激光制导** 半实物仿真 激光光斑 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021201
作者单位
摘要
西安科技大学理学院, 陕西 西安 710054
针对测量粒径的传统傅里叶测量系统(FS)的缺点,提出了一种改进的逆傅里叶激光测量系统(RFS)。通过实验测量,结果表明通过增加散射体与透镜的距离可以增加粒径测量的下限,扩大粒径测量的范围。另外,还对不同粒径的测量结果和理论计算结果进行了对比。结果表明,该方法特别适合于在小颗粒的测量。
测量 逆傅里叶光学 激光测量 粒径测量 Mie 散射 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021202
作者单位
摘要
1 广西师范大学物理科学与技术学院, 广西 桂林 541004
2 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 北京 100084
双频激光外差干涉法与扫描探针相结合的超精表面缺陷检测系统具有很高的分辨率。但系统光源和光学器件的各种误差因素会产生非线性混频误差,影响系统精确测量。利用琼斯矩阵分析了同时存在激光光源椭圆偏振化和方位角误差以及光学器件相位延迟和偏振泄漏等综合因素引起的偏振态变化,并由此研究了它们频率混叠产生的非线性误差。结果表明,由各种误差因素引起的非线性混频误差呈正弦规律变化,激光光源非理想和偏振分光镜对位移测量误差影响较大而1/4 波片的影响较小。同时,结合计算结果对系统提出了减少非线性误差的方法措施。
测量 外差干涉 偏振光 琼斯矩阵 频率混叠 非线性误差 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021203
作者单位
摘要
新疆大学物理科学与技术学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
选用不同类型的等离子体薄靶,用二维particle-in-cell(PIC)粒子模拟方法系统研究了超强激光脉冲与等离子体薄靶相互作用中产生的自生磁场和质子加速行为,结果发现:当功率密度为1020 W/cm2的超强激光与等离子体薄靶相互作用时,由于等离子靶面所产生的自生磁场作用使产生的质子分布呈现空间定向发射,发射的方向和高能质子能量与等离子体靶面密切相关,能量越高发散角越小,而质子加速越好。在圆形薄靶中质子最大能量达到41.1 MeV。研究结果对惯性纳米聚变快点火和肿瘤治疗等方面具有重要的应用价值。
超快光学 超强激光 平板靶 圆形靶 数值模拟 自生磁场 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021401
作者单位
摘要
1 厦门理工学院光电与通信工程学院, 福建 厦门 361024
2 福建省高校光电技术重点实验室, 福建 厦门 361024
采用半导体激光器(LD)端面抽运声光调Q 的Nd:YVO4激光器做为抽运源,选用周期性极化掺氧化镁铌酸锂晶体(PPMgLN),通过优化抽运光光束质量和模式匹配,获得了中红外光参变振荡器。实验发现,对于确定的LD 抽运功率,当重复频率较小,输出功率随着重复频率的增加而增加,但是达到某一重复频率时,输出功率便随着重复频率的增加而减少。改变PPMgLN 晶体的周期,实现了中红外2.95~4.16 mm 宽带调谐。
激光器 光参变振荡器 中红外激光 可调谐激光器 PPMgLN 晶体 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021402
作者单位
摘要
苏州大学机电工程学院, 江苏 苏州 215021
利用激光透射焊接技术对聚丙烯(PP)塑料进行焊接,研究了激光焊接热塑性塑料的可行性。通过正交试验法研究了激光功率、焊接速度、碳黑含量对焊接强度和焊接质量的影响。探讨了线能量对焊接强度的影响。结果表明:对PP 材料来说,激光功率是首要影响因素,其次是焊接速度,最后是碳黑含量。最佳的焊接工艺参数为激光功率50 W,焊接速度15 mm/s,碳黑质量分数0.15%。线能量对焊接质量有较大影响,线能量在1.5~3 J/mm 可得到较好强度的焊件。
激光光学 激光透射焊接 焊接参数 聚丙烯塑料 线能量 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021403
作者单位
摘要
天津大学电子信息工程学院, 天津 300072
为了提高对远场方向性调控的灵活性,提出双蝶形银纳米光天线,基于时域有限差分的方法研究了天线不同结构与尺寸的变化对远场方向性产生的影响。研究发现,由于局域表面等离激元的存在,偶极子源垂直放置于双蝶形银结构下表面一定距离时,远场方向图出现明显的旁瓣。天线长度的增加是方向图出现旁瓣的关键因素。天线臂之间夹缝的减小,使远场方向图中旁瓣增大,同时主瓣增益增大。天线厚度的增加使远场方向图出现旁瓣,主瓣增益先增大后减小。结果表明,双蝶形银纳米光天线能够改变与其相耦合的偶极子源的辐射方向性。
材料 金属纳米光天线 双蝶形银结构 时域有限差分 局域表面等离激元 远场方向性 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021601
作者单位
摘要
1 西安理工大学自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
2 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室,陕西 西安 710119
3 中国科学院半导体研究所, 北京 100083
在红光半导体激光器芯片上采用SiO2 介质膜进行无杂质空位扩散诱导量子阱混杂研究。激光器芯片的有源区是由两个6 nm 厚的GaInP 量子阱和三个8 nm 厚的AlGaInP 量子垒构成,利用电子束蒸发方法在芯片表面生长了250 nm SiO2介质膜。在不同温度下进行时长60 s 的高温快速退火诱发量子阱混杂。通过光致发光光谱分析样品混杂之后的波长蓝移情况和光谱半峰全宽变化规律。当退火温度达到900℃时,样品获得29.5 nm 的最大波长蓝移;在750℃的退火温度下获得43 nm 的最小光谱半峰全宽。
激光器 蓝移 无杂质空位扩散 量子阱混杂 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021602
作者单位
摘要
南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
增大频域光学相干层析术(FDOCT)成像深度是扩大FDOCT 应用范围的一个关键。主要研究了基于像素平移法提高频域OCT 成像深度的问题。讨论了像素平移法的基本原理,阐述了频域OCT 理论最大成像深度与电荷耦合元件(CCD)像素数的关系。通过点扩散函数实验、5 层盖玻片成像实验以及手指皮肤的活体成像实验验证了像素平移法对于提高频域OCT 成像深度的作用。手指皮肤的成像实验表明256 个像素点的CCD 和512 个像素点的CCD 采用像素平移法后实际成像深度分别增加到了原来的1.98 倍和1.12 倍。Matlab 软件模拟验证方法为频域OCT 系统中CCD 的像素数选择提供了参考。
成像系统 频域光学相干层析术 像素平移法 成像深度 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021701
肖昀 1,2,3,*张运海 1檀慧明 1
作者单位
摘要
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
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
为了研究折射率不匹配引入的像差对共聚焦显微镜成像的影响,根据Richards 和Wolf 矢量衍射积分建立计算模型,分析共聚焦显微镜常用的两种情况中存在折射率不匹配时的点扩散函数(PSF),并通过实验进行验证。光束经过折射率不匹配的油-盖玻片-水聚焦时,探测深度从0.5 μm 增至10 μm ,其PSF 的z 轴半峰全宽(FWHM)从0.4391 μm 变为0.931 μm ,其光强最大值从1.161 降为0.4119。当探测深度为10 μm 时,折射率匹配的空气-空气-空气的PSF 的z 轴FWHM 为1.059 μm ,光强最大值为1;而折射率不匹配的空气-玻璃-水的PSF 的z 轴FWHM 为7.5 μm ,光强最大值为0.04632。当探测深度较大时,折射率不匹配引入的像差会导致光斑变大和不对称,能量分散,影响成像质量。
共聚焦 折射率不匹配 点扩散函数 矢量衍射积分 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021801
作者单位
摘要
浙江工业大学信息工程学院光纤通信与信息工程研究所, 浙江 杭州 310023
通过数值仿真研究了高斯光束在贝塞尔晶格中的传输特性,贝塞尔晶格是在光折变晶体中通过光诱导产生的。在有晶格和无晶格的情况下,高斯光束的传输特性有很大差别。高斯光束在均匀介质中传输时会呈现出线性衍射和自聚焦现象,当晶体中存在晶格时,光束可以克服光在均匀介质中的衍射和自聚焦效应,在不同的初始输入条件下,高斯光束在传输的过程中会演变成一个环形孤子或者圆形孤子。
非线性光学 高斯光束 贝塞尔晶格 光折变晶体 光孤子 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 021901
作者单位
摘要
空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
为了适应可实现性强、稳健性高的卫星光交换网络,选择模拟偏置时间光突发交换(E-OBS)作为转发卫星的激光通信架构,并结合现有的地面光交换资源预留方法,提出了一种偏置时间固定的资源预留机制。通过流量估计把突发数据按照目的地址和服务质量(QoS)区分为单个突发和突发流,按照分类对卫星光网络资源进行了成功预留,并建立了平均端-端时延、吞吐量、链路利用率、丢包率数学分析模型。理论分析与仿真证明,该资源预留方法通过突发流机制降低了光交换矩阵的重置时间和交换时延,通过E-OBS 架构降低了核心节点控制复杂度和对边缘节点的缓存需求,提高了网络吞吐量,适用于星载光交换网络。
光计算 星载光交换 模拟光突发交换 突发流 资源预留机制 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 022001
顾宝 1,2,*盛欣 1叶志成 1
作者单位
摘要
1 上海交通大学电子信息与电气工程学院电子系, 上海 200240
2 昆山龙腾光电有限公司, 江苏 昆山 215300
针对现有的量子点薄膜液晶显示背光技术中存在的材料利用率低和光学效率不高的缺点,提出了直接在导光板上制备量子点微结构的方法。新的背光架构由蓝光发光二极管(LED)激发量子点形成高显色性的白光。根据搭建显示背光系统模型,研究光线追踪的仿真模拟和光学参数优化,证明新结构的量子点背光具有高出光效率和低成本的优点。实验与理论结果相一致。
光学设计 微结构导光板 光线追踪 量子点 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 022201
黄运欢 1,2,*殷丽艳 1,2蔡东进 1,2齐信 1,2薛保平 1,2
作者单位
摘要
1 太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
2 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024
利用时域有限差分法(FDTD)模拟研究了纳米环四聚体和双开口劈裂纳米环四聚体两种结构中的法诺共振现象及其近场分布。研究结果表明,纳米环四聚体的消光光谱中可以观察到一个明显的法诺共振,双开口劈裂纳米环四聚体的消光光谱中可以观察到双重法诺共振,在消光光谱中新出现的法诺共振的起因是四聚体中的劈裂纳米环形成了暗的四极共振模式。通过调整四聚体中纳米环间夹角和间距的大小,可以很大的调谐法诺共振的光谱位置和调制深度。研究结果对纳米环四聚体和双开口劈裂纳米环四聚体这两种结构应用于表面增强拉曼散射和生物传感等方面具有重要的指导意义。
表面光学 表面等离激元 四聚体 法诺共振 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 022401
作者单位
摘要
1 内江师范学院工程技术学院, 四川 内江 641112
2 四川师范大学物理与电子工程学院, 四川 成都 610066
为了研究梯度折射率介质中双曲余弦高斯光束的束腰及其位置,推导出了双曲余弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输场,并运用空间二阶矩的定义解出了光斑尺寸、束腰宽度及位置的表达式,讨论了梯度折射率介质对双曲余弦高斯光束的光斑尺寸、束腰宽度及位置的影响。研究结果表明:梯度折射率介质中光斑尺寸随传输距离的增加出现了周期性变化,周期由折射率系数决定;随偏心参数的增大,束腰宽度先逐渐减小再逐渐增大后趋于稳定;并且发现偏心参数决定光斑尺寸振荡幅度。
物理光学 双曲余弦高斯光束 梯度折射率介质 广义衍射积分法 光斑尺寸 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 022601
作者单位
摘要
武夷学院机电工程学院, 福建 武夷山 354300
研究了双两能级原子与少光子数叠加态腔场共振相互作用系统中两原子间的量子失协。利用数值计算方法,给出了不同原子间耦合强度情况下量子失协的演化曲线,讨论了该耦合系数对原子间量子失协演化的影响。研究发现:随耦合系数的逐渐增大,原子间量子失协演化从不规则振荡转变为准周期性演化;随耦合系数的增大,量子失协的峰值和曲线重心时而增大时而减小。这表明量子失协与耦合系数间存在非线性关系。
量子光学 二能级原子 少光子数叠加态 几何量子失协 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 022701
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, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
利用多圈光电编码器具有体积小、量程大以及数字量输出等优点,设计了基于双读数系统的航天级多圈绝对式光电编码器。根据航天相机的精度要求,采用精度高、分辨率高的绝对式矩阵玻璃码盘作为一级码盘完成角度测量;根据电机转动的计数要求,采用重量轻,体积小的绝对式矩阵金属码盘作为二级码盘完成对一级码盘的转动圈数计数;其具有的双狭缝及双读数系统可实现信号处理电路冷备份。按照鉴定级航天产品要求,通过热学环境实验和力学环境实验对编码器性能进行了验证。实验结果表明,所设计的编码器精度范围为±100″内、分辨率为80″、测量圈数为16 圈、外形尺寸为φ 50 mm×50 mm、重量为270 g,稳定性高、可靠性强,且满足高分辨率航天设备设计指标。
传感器 航天相机 调焦机构 多圈编码器 冷备份 高分辨率 
激光与光电子学进展
2015, 52(2): 022801