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综述
刘飞  孙少杰  韩平丽  杨奎  邵晓鹏  
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摘要
受水体自身吸收和悬浮颗粒强散射的作用,水下光学成像存在严重的“帷幔效应”,造成场景中目标细节信息被淹没在背景散射光中,图像对比度大幅降低。由于目标和背景信息所具有的唯一性和差异性,从光场的偏振特性发展出的水下偏振成像技术可以对水下背景散射光进行有效抑制,利用目标信息光与背景散射光的偏振差异特性将二者有效分离,实现清晰化成像。目前,水下偏振成像技术发展迅猛,已在众多领域具有广泛应用和全新的研究成果。系统地介绍了水下偏振成像技术的基本原理、实现算法和成像效果,并依据现有技术的优缺点对水下偏振成像技术的未来发展进行分析展望。
激光与光电子学进展
2021, 58(6): 0600001
物理光学
童鑫  唐锋  李建郎  
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摘要
磁悬浮热解石墨片的光驱转动提供了一种光能向动能转换的途径,对该现象的研究在能量转换领域中具有重要意义。使用等效磁荷法计算永磁体磁场的空间分布,接着对热解石墨片的受力、扭矩及势能分布进行了理论计算。基于此,对圆形热解石墨片在嵌套的圆柱形永磁体上的光驱转动现象进行计算分析和解释。研究发现,当嵌套的圆柱形永磁体严格同轴时,圆形热解石墨片在激光照射下不会发生光驱转动现象。但嵌套的永磁体在装配时不可避免地会产生一定的偏心量,导致磁场分布不对称,使得圆形热解石墨片的扭矩随着激光照射点呈周期性变化,因此产生了光驱转动现象。
激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0126001
光学器件
吴丰  吴家驹  郭志伟  孙勇  [ ... ]李云辉  江海涛  陈鸿  
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摘要
作为一类具有代表性的光学共振模式,光学束缚态已被用于大幅增大古斯-汉欣位移。然而,在大多数的研究工作中,人们利用的是透射型的束缚态来增大古斯-汉欣位移。因此,古斯-汉欣位移的峰值位于透射谱的极大值(即反射谱的极小值)处,对应的反射率很低,这不利于实验测量与实际应用。本综述阐述了本课题组在近年来利用两种奇异的光学束缚态增大古斯-汉欣位移的研究情况。第一种光学束缚态为四部分光栅-波导复合结构中的连续谱准束缚态。古斯-汉欣位移的峰值位于反射谱的极大值处,反射率高达100%。第二种束缚态为光子晶体异质结中的界面态。界面态的反射率可由光子晶体的虚相位的失配程度进行灵活调节。古斯-汉欣位移的峰值虽位于反射谱的极小值处,但反射率仍可达到97.6%。这两种奇异的光学束缚态在大幅增大古斯-汉欣位移的同时,保持了较高的反射率,这克服了传统增大古斯-汉欣位移的方法的低反射缺点。由于这两种奇异的光学束缚态具有较高的反射率,古斯-汉欣位移将更容易在实验上被测量到,因此后续有望将其应用在各类高性能传感器、光开关、光存储器件、波分(解)复用器件和偏振分光器件的设计中。
光学学报
2021, 41(8): 0823006
物理光学
郭福源  李连煌  郑华  
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摘要
以能量守恒定律为基础分析一种会聚光场的衍射积分公式,推导出以一个衍射源参考波面为半球面的衍射积分公式的倾斜因子,给出一个计算焦平面上光场分布的表达式,并以虚拟矢量子波干涉解释会聚光场的衍射过程。根据满足正弦条件的聚焦物镜对光波波面的变换特性,给出平坦波面光场经过物镜聚焦后的焦面光场计算表达式,并以简单直角坐标偏振和简单柱面坐标偏振的拉盖尔-高斯光束聚焦特性为例说明该公式的应用。
光学学报
2021, 41(5): 0526001
物理光学
郭福源  李连煌  郑华  
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摘要
根据惠更斯-菲涅耳原理、空间频谱理论、能量守恒定律推导出一个波面为平面的小衍射源远场衍射积分公式的倾斜因子,给出一个衍射远场半球面上光场分布的计算表达式。根据满足正弦条件的准直物镜对光波波面的变换特性,给出小平坦波面光场的准直光场计算表达式,并以简单直角坐标偏振和简单柱面坐标偏振的高斯光束变换特性为例说明了该公式的应用。
光学学报
2021, 41(4): 0426001
光学器件
摘要
人工微结构可以捕获特定频率的电磁波,其为增强光与物质相互作用以及调控光场的重要平台之一。连续体束缚态在能谱上位于辐射连续区域,其是开放波动系统中与辐射连续态完全正交的本征态。连续体束缚态源于波动的相干相消,可以极大地抑制微纳光子器件的辐射损耗,为解决人工微纳结构中的光束缚提供全新思路。本文回顾连续体束缚态的发展历程,着重阐述连续体束缚态的理论模型在不同人工光学微纳结构中的进展与应用。连续体束缚态有望促进光通信、集成光学及高效率光场调控等领域的发展。
光学学报
2021, 41(1): 0123001
Early Posting
摘要
We investigate the Airy-Talbot effect of an Airy pulse train in time-dependent linear potentials. The parabolic trajectory of self-imaging depends on both the dispersion sign and the linear potential gradient. By imposing linear phase modulations on the pulse train, the Airy-Talbot effects accompanied with positive and negative refractions are realized. For an input composed of stationary Airy pulses, the self-imaging follows straight lines and the Airy-Talbot distance can be engineered by varying the linear potential gradient. The effect is also achieved in symmetric linear potentials. The study provides opportunities to control the self-imaging of aperiodic optical field in time dimension.
Chinese Optics Letters
2021, 19(8):
Early Posting
摘要
Photonic nanojets (PNJs) are subwavelength jet-like propagating waves generated by illuminating a dielectric microstructure with an electromagnetic wave, conventionally a linearly polarized plane wave. Here, we study the donut-like PNJ produced when a circularly polarized vortex beam is used instead. This novel PNJ also has a reverse energy flow at the donut-like focal plane depending on both optical-vortex topological charge and microsphere size. Our tunable PNJ, which we investigate numerically and analytically, can find applications in optical micromanipulation and trapping.
Chinese Optics Letters
2021, 19(10):
Early Posting
miao zi  Zhang Qican  
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摘要
A new phase unwrapping method based on dual-frequency fringe is proposed to improve both high accuracy and large measurement range of 3D shape measurement by synthesizing the projected dual-frequency fringes obtain higher-frequency and lower-frequency. The lower-frequency one is their phase-difference which can help to unwrap the wrapped phase of the higher-frequency one from their phase-sum. In addition, the relationship between the measuring accuracy and the frequencies of the projected fringes is studied to guide the frequency selection in actual measurement. It is found that the closer the two frequencies are, the higher the measurement accuracy will be. The computer simulation and experiment results show the viability of this method.
Chinese Optics Letters
2021, 19(10):
物理光学
王灵一  黄凯凯  章显  陆璇辉  
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摘要
研究了硬边环带光阑内外半径和衰减因子对环带光阑圆形艾里光束(CAB)自聚焦特性的影响。结果表明,控制环带光阑内外半径,可以增加CAB第一个自聚焦峰光强且抑制传播后续聚焦峰光强;和无光阑时相比,添加环带硬边光阑有聚焦峰光强在不同的衰减因子下普遍增强的优点。因此,该方法在光操控粒子方面具有潜在的应用。
激光与光电子学进展
2020, 57(23): 232601
00 11