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“光场调控、传输及其应用”专题 前言

 赵建林, 蔡阳健

        近年来,随着人们对激光认识的不断深入和激光技术应用的迅速扩展,相继提出并实现了多种振幅、相位、偏振态及相干结构等具有特殊空间分布的新型光场,例如具有螺旋相位的涡旋光场,偏振态依赖空间分布的矢量光场,具有横向自加速效应的艾里(Airy)光场,具有无衍射传输特性的...详细>>

  

自由空间中偏振调制光场的传输及控制(邀请论文)

 刘圣, 李鹏, 章毅, 韩磊, 程华超, 赵建林

[第一作者单位] 西北工业大学理学院陕西省光信息技术重点实验室,教育部空间应用物理与化学重点实验室, 陕西 西安 710072

[摘要] 光场的偏振态作为光场调控的一个新自由度,逐渐成为研究者们关注的热点。对光场偏振态的非均匀调制可以实现光子自旋-轨道相互耦合,从而发掘很多新的光学现象,其中Pancharatnam-Berry(PB)相位扮演了至关重要的角色。在偏振转换中,光场的不同偏振分量得到...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026001 

激光相干性调控及应用(邀请论文)

 陈亚红,蔡阳健

[第一作者单位] 苏州大学物理与光电·能源学部&苏州纳米科技协同创新中心, 江苏 苏州 215006;江苏省先进光学制造技术重点实验室&教育部现代光学技术重点实验室, 江苏 苏州 215006

[摘要] 回顾了光场相干性的基本理论以及发展历程,介绍了激光相干度大小和相干函数的调控方法,以及激光相干性的测量方法,对激光相干性调控引发的物理效应及其基础应用作了介绍。激光相干性调控不但丰富了光场调控理论,而且推动了激光技术的发...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026002 

基于空间光场调控技术的光学微操纵(邀请论文)

 梁言生, 姚保利, 雷铭, 严绍辉, 于湘华, 李曼曼

[第一作者单位] 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

[摘要] 光镊技术具有无机械接触与高精度操纵微小尺度粒子的优点,自发明以来已逐渐成为生命科学和胶体物理学等领域中强有力的研究工具。随着研究的深入,传统的单光阱光镊已难以满足更高级的应用需求。近年来,空间光场调控技术通过对光场的振幅、相位和偏振态分布的调制,极大地丰富和增...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026003 

表面等离激元光镊技术(邀请论文)

 豆秀婕, 闵长俊, 张聿全, 袁小聪

[第一作者单位] 深圳大学纳米光子学研究中心, 广东 深圳 518060;深圳大学光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室, 广东 深圳 518060

[摘要] 光镊是捕获与操纵微纳颗粒的重要技术手段,其基本原理为光与物质之间动量传递的力学效应,具有非接触、操纵精度高等优点,广泛应用于物理、化学、生物及医学等科学前沿领域。近年来,表面等离激元因具有突破衍射极限和近场能量增强两大特性,为光镊技术的发展带来了新的突破口,成...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026004 

基于光取向液晶的光场调控技术(邀请论文)

 陈鹏, 徐然, 胡伟, 陆延青

[第一作者单位] 南京大学固体微结构物理国家重点实验室, 现代工程与应用科学学院,人工微结构科学与技术协同创新中心, 江苏 南京 210093

[摘要] 由于特种光束的独特性质和丰富应用,光场调控技术近年来得到了越来越广泛的关注。设计特定结构调控普通高斯光束的振幅、相位或偏振方向,可以得到一系列特殊光场。利用一种偏振敏感的光取向材料,基于动态缩微投影曝光系统的液晶光控取向技术,可实现精确、任意和可重构的液晶方位...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026005 

光波弱散射过程中的统计光学特性(邀请论文)

 王涛, 赵道木

[第一作者单位] 浙江大学物理系, 浙江 杭州 310027;四川师范大学物理与电子工程学院, 四川 成都 610068

[摘要] 光波经介质散射后的远场光学特性,包括光谱强度、光谱相干度以及光谱偏振度等,与散射介质的结构特征密切相关。近年来,光波弱散射现象的研究取得了较大进展,一方面,研究人员将散射体推广到各种介质,包括各向异性介质、半软边介质、椭球形介质等;另一方面,研究人员将入射光波...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026006 

激光脉冲整形在微纳光学系统中的应用研究进展(邀请论文)

 褚赛赛, 李洪云, 王树峰, 杨宏, 龚旗煌

[第一作者单位] 北京大学物理学院人工微结构与介观物理国家重点实验室, 北京 100871

[摘要] 通过对激光脉冲频谱的相位、振幅或偏振进行调制,可以获得不同时域分布的激光脉冲。这些特性不同的激光脉冲在物理过程和光学器件研究中具有重要的应用。随着光发射电子显微镜、超灵敏探测光谱仪、扫描近场显微等技术的发展,激光脉冲整形技术在微纳米光学中的应用日益深入。总结了...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026007 

涡旋光场的集成光子学操控方法(邀请论文)

 余思远

[第一作者单位] 中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广东 广州 510275

[摘要] 光学涡旋是一类围绕光轴具有螺旋相位项的圆柱光学模式。近年来,光学涡旋因其在光学和光子学的许多领域具有重要潜在应用而引起了广泛关注,其可能应用范围包括光通信、光信息处理、成像传感和量子信息等。与基于自由空间光学的方法相比,集成光子学的发展为操纵光学涡旋提供了更为...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026008 

自加速光的调控及其新奇应用(邀请论文)

 陈志刚, 许京军, 胡毅, 宋道红, 张泽, 赵娟莹, 梁毅

[第一作者单位] 南开大学物理学院泰达应用物理研究院, 天津 300457;旧金山州立大学物理与天文系, 加利福尼亚 旧金山 94132

[摘要] 实现自弯曲光乃至自回旋光一直是人们的梦想与科幻的题材。近年来,艾里光束以及推广的自加速光束因其无衍射、自弯曲传输以及自愈等奇异特性引起了人们极大的研究兴趣。这些光束的构想不仅得到了实验证实,而且具有广泛的应用前景,包括操控微纳颗粒、等离子体通道和表面等离子体激...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026009 

贝塞尔飞秒光束光学整流效应的研究

 梁晓晶, 栗岩锋, 徐帅帅, 曹辉, 胡明列, 柴路, 王清月

[第一作者单位] 天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室, 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072

[摘要] 光学整流效应是产生宽带太赫兹波最有效的手段之一,基于光学整流效应产生太赫兹波的方法主要依靠抽运光与非线性晶体之间的相互作用。分别以5 mm的磷化镓(GaP)块状晶体和6 mm的GaP波导结构作为太赫兹波发射晶体,对具有相同功率的贝塞尔光束中心光斑和高斯光束的光...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026010 

激光雷达双程路径上的光波闪烁效应

 赵琦, 崔朝龙, 黄宏华, 朱文越, 饶瑞中

[第一作者单位] 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031;中国科学技术大学研究生院科学岛分院, 安徽 合肥 230031

[摘要] 对光强闪烁激光雷达在湍流大气中的双程光路传输路径进行了研究,分别得到了单站和双站情况下接收端获取的残余闪烁指数的表达形式。在大孔径条件下,双程光路的残余闪烁指数为发射光路湍流效应引起的球面波闪烁指数。通过光强闪烁激光雷达与闪烁仪的水平对比实验,理论结果得到了验...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026011 

空间滤波器失调对2 kW射频板条CO2激光器输出光束的影响

 肖龙胜, 秦应雄, 王振, 唐霞辉

[第一作者单位] 湖北第二师范学院光电信息科学与工程系, 湖北 武汉 430205;华中科技大学光学与电子信息学院激光加工国家工程研究中心, 湖北 武汉 430074

[摘要] 2 kW射频板条CO2激光器光束整形系统中空间滤波器具有消除旁瓣、提升光束质量的作用,研究其失调对输出光束的影响具有现实意义。通过理论和实验研究了空间滤波器失调对光强分布的影响,理论分析与实验结果基本一致。数值模拟了失调对输出功率的影响。结果表明,空间滤波器非...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026012 

覆石墨烯微纳光纤双折射与电光调控特性

 毕卫红, 李彩丽, 王晓愚, 付广伟, 付兴虎, 杨凯丽, 马敬云

[第一作者单位] 燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004

[摘要] 石墨烯具有特殊的二维柔性结构,可调控费米能级特性和优异的光学、电学性能。利用有限元法,对覆石墨烯微纳光纤光场调控进行理论分析,通过改变石墨烯与缓冲层结构覆微纳光纤的角度,破坏光纤的对称性结构,使光纤具有双折射特性,双折射度大小与石墨烯覆盖角度有关;通过外加电压...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026013 

海洋湍流中光学成像相关问题研究

 蒲欢, 季小玲

[第一作者单位] 四川师范大学物理系, 四川 成都 610101

[摘要] 比较研究了海洋湍流与大气湍流中长曝光调制传递函数的差异,讨论了海洋湍流中短曝光调制传递函数(SEMTF)的适用性,并且详细研究了海洋湍流参数对系统分辨率的影响。研究表明:海洋湍流中温度起伏占主导地位比盐度起伏占主导地位时的成像质量更高, 即包含更多原图像的高频...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026014 

湍流大气中涡旋光束的光强分布及光学涡旋的漂移

 葛筱璐, 魏功祥, 刘晓娟, 国承山

[第一作者单位] 山东理工大学理学院, 山东 淄博 255049;山东师范大学物理与电子科学学院, 山东 济南 250014

[摘要] 数值模拟了拉盖尔-高斯涡旋光束在湍流大气中传输时的光强分布和光学涡旋的漂移。由模拟结果可知,当涡旋光束在湍流大气中传输时,光强分布由最初的环形结构变为平顶结构,最终在远场演化为高斯分布;光强廓线的演变过程与传输距离、湍流强度、湍流外尺度、涡旋光束拓扑荷数、束腰...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026015 

湍流大气脉冲波束经漫射目标散射的统计特性

 向宁静, 吴振森, 郭秋芬

[第一作者单位] 咸阳师范学院物理与电子工程学院, 陕西 咸阳 712000

[摘要] 基于广义惠更斯-菲涅耳原理和粗糙面散射理论,考虑发射机到目标和目标到接收机双程路径中大气湍流对光束传输的影响,研究了脉冲波束经漫射目标散射后的二阶统计特性。推导了接收机处双点双频互相干函数(MCF)的表达式,计算得到平均强度以及复相干度因子,并对此进行数值模拟...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026016 

不同路径下散射介质对计算关联成像的影响

 刘保磊, 杨照华, 曲少凡, 张艾昕, 吴令安

[第一作者单位] 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191

[摘要] 物体和探测器中间存在的散射介质会对传统光学成像造成严重影响,计算关联成像是能够降低散射影响的有效方法之一。本文分析了光源发射路径和接收路径存在的散射介质,建立了存在散射介质的计算关联成像(CGI)模型,对比分析了不同路径段的散射介质对CGI和传统直接成像(TD...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026017 

完美涡旋光束的产生及其空间自由调控技术

 李新忠, 孟莹, 李贺贺, 王静鸽, 尹传磊, 台玉萍, 王辉, 张利平

[第一作者单位] 河南科技大学物理工程学院, 河南 洛阳 471023

[摘要] 利用涡旋光束与锥透镜透射率函数设计相位掩模板,采用平面光照射写入相位掩模板的空间光调制器(SLM),则在SLM的傅里叶平面上产生了完美涡旋光束,解决了傅里叶平面0级和±1级光谱重叠的问题。提出了一种完美涡旋光束的空间自由调控技术,通过实验分析,明确了空间调控位...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026018 

调控抽运脉冲的时、空啁啾改善太赫兹波输出效率

 柴婷婷, 柴路, 朱伟岸, 徐帅帅, 栗岩锋, 胡明列, 王清月

[第一作者单位] 天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室, 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072

[摘要] 从理论和实验两方面研究了调控抽运脉冲的时、空啁啾特性对于波面倾斜法产生太赫兹波输出效率的影响。实验和数值模拟证明:对于附加时间啁啾情况,当附加正时间啁啾时,太赫兹波输出效率与附加啁啾量呈非线性关系,并具有最佳值;当附加负时间啁啾时,太赫兹输出效率与附加啁啾量呈...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026019 

应用分级凹槽阵列转换表面等离极化激元为空间任意弯曲光束

 李辉, 聂俊英, 徐永征, 王刚, 付统, 王莉, 张中月

[第一作者单位] 陕西师范大学物理学与信息技术学院, 陕西 西安 710062;德宏职业学院, 云南 德宏 678400

[摘要] 应用勒让德变换反演任意弯曲目标曲线对应的相位函数,通过该相位函数与不同级数凹槽阵列相位间满足的关系,确定凹槽阵列位置;再利用凹槽阵列将金属表面等离极化激元转换为空间任意弯曲光束。研究了目标曲线常数和结构参数对空间弯曲光束的影响。结果发现,空间弯曲光束的强度、弯...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026020 

矢量场完全相干与偏振的内在关联

 陈晶晶, 陈斐楠, 李伽

[第一作者单位] 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009

[摘要] 基于统计相似理论,利用完全相干所隐含的两点处光场分量间的关系,分别对Wolf和Setl定义下完全相干所对应的偏振特性进行研究。分析完全相干所包含的光场偏振度特性以及偏振部分的偏振态分布特征,并找出光场分量间的线性特性与椭圆率和方位角之间的关联形式,最后进行...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026021 

轴棱锥聚焦贝塞尔-谢尔模型光束产生空心光束

 朱清智, 吴逢铁, 何西

[第一作者单位] 华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021

[摘要] 提出了轴棱锥聚焦贝塞尔-谢尔模型光束产生空心光束的方法。应用交叉谱密度函数模拟了贝塞尔-谢尔模型光束通过轴棱锥后的光强分布。结果表明,空心光束的尺寸随着传播距离的增加逐渐增大。使用Tracepro软件模拟验证了该空心光束的自重建特性。设计相关实验进行验证,且理...

 全文 | 本期目录光学学报, 2016年第36卷第10期, p.1026022