作者单位
摘要
1 北方夜视技术股份有限公司, 云南昆明 650217
2 微光夜视技术重点实验室, 陕西西安 710065
为进一步提高超二代像增强器分辨力, 分析了阴极输入窗、多碱光电阴极、微通道板、荧光屏等对超二代像增强器分辨力的影响, 提出了减小阴极近贴距离、减小微通道板通道孔径、减小光纤面板输出窗丝径以及对微通道板镀制防电子弥散膜来提高分辨力的方法, 并通过实验得到了验证。实验结果表明, 随着阴极近贴距离的不断减小, 分辨力可以得到逐步提高。阴极近贴距离为 0.08 mm的条件下, 缩小光纤面板输出窗的丝径, 缩小微通道板的孔径, 且在微通道板的输出面镀制防电子弥散膜, 可以使超二代像增强器的分辨力达到 72 lp/mm, 最高可达到 76 lp/mm, 比原有超二代像增强器的分辨力提高了 33.33%。
像增强器 分辨力 荧光屏 光纤面板 微通道板 image intensifier, resolution, phosphor screen, fi 
红外技术
2023, 45(4): 335
Author Affiliations
Abstract
1 School of Optoelectronic Science and Engineering & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou 215006, China
2 Key Laboratory of Advanced Optical Manufacturing Technologies of Jiangsu Province & Key Laboratory of Modern Optical Technologies of the Ministry of Education, Soochow University, Suzhou 215006, China
3 School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University, Singapore 639798, Singapore
Photoelectric logic gates (PELGs) are the key component in integrated electronics due to their abilities of signal conversion and logic operations. However, traditional PELGs with fixed architectures can realize only very limited logic functions with relatively low on–off ratios. We present a self-driving polarized photodetector driven by the Dember effect, which yields ambipolar photocurrents through photonic modulation by a nested grating. The ambipolar response is realized by exciting the whispering-gallery mode and localized surface plasmon resonances, which leads to reverse spatial carrier generation and therefore the contrary photocurrent assisted by the Dember effect. We further design a full-functional PELG, which enables all five basic logic functions (“AND”, “OR”, “NOT”, “NAND”, and “NOR”) simultaneously in a single device by using one source and one photodetector only. Such an all-in-one PELG exhibits a strong robustness against structure size, incident wavelength, light power, and half-wave plate modulation, paving a way to the realization of ultracompact high-performance PELGs.
Photonics Research
2023, 11(7): 1148
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological Universityhttps://ror.org/02e7b5302, Singapore 639798, Singapore
2 School of Optoelectronic Science and Engineering & Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou 215006, China
3 e-mail: qianru002@ntu.edu.sg
Active devices have drawn considerable attention owing to their powerful capabilities to manipulate electromagnetic waves. Fast and periodic modulation of material properties is one of the key obstacles to the practical implementation of active metamaterials and metasurfaces. In this study, to circumvent this limitation, we employ a cascaded phase-matching mechanism to amplify signals through spatiotemporal modulation of permittivity. Our results show that the energy of the amplified fundamental mode can be efficiently transferred to that of the high harmonic components if the spatiotemporal modulation travels at the same speed as the signals. This outstanding benefit enables a low-frequency pump to excite parametric amplification. The realization of cascaded parametric amplification is demonstrated by finite-difference time-domain (FDTD) simulations and analytical calculations based on the Bloch–Floquet theory. We find that the same lasing state can always be excited by an incidence at different harmonic frequencies. The spectral and temporal responses of the space-time modulated slab strongly depend on the modulation length, modulation strength, and modulation velocity. Furthermore, the cascaded parametric oscillators composed of a cavity formed by photonic crystals are presented. The lasing threshold is significantly reduced by the cavity resonance. Finally, the excitation of cascaded parametric amplification relying on the Si-waveguide platform is demonstrated. We believed that the proposed mechanism provides a promising opportunity for the practical implementation of intense amplification and coherent radiation based on active metamaterials.
Photonics Research
2023, 11(5): B125
作者单位
摘要
1 北方夜视技术股份有限公司, 云南 昆明 650217
2 微光夜视技术重点实验室, 陕西 西安 710065
采用试验对比分析的方法, 从 MCP斜切角对像增强器的 MCP噪声因子、分辨力、MCP增益三方面的影响展开研究。试验结果表明, MCP斜切角在 5.~12.范围内时, MCP噪声因子与 MCP斜切角呈抛物线关系, 当 MCP斜切角为 9.时, MCP噪声因子最小; 分辨力与斜切角呈负相关关系, 当 MCP斜切角为 5.时, 分辨力最大; MCP增益随斜切角的增加呈抛物线变化, 当 MCP斜切角为 9°时, MCP增益最大。这主要是因为改变 MCP斜切角后, 光电子进入 MCP通道前端二次电子发射层的角度深度不同, 激发出的二次电子数及电子在 MCP输出端形成的散射斑半径存在差异。若要选择最佳 MCP斜切角, 必须综合考虑不同场景下对像增强器主要性能指标的要求。
像增强器 微通道板 MCP斜切角 分辨力 MCP噪声因子 MCP增益 image intensifier MCP MCP tilt angle resolution MCP noise factor MCP electronic gain 
红外技术
2023, 45(3): 322
作者单位
摘要
1 北方夜视技术股份有限公司, 云南昆明 650217
2 微光夜视技术重点实验室, 陕西西安 710065
二代像增强器采用Na2KSb光电阴极, 三代像增强器却采用 GaAs光电阴极。由于GaAs光电阴极具有更高的阴极灵敏度, 因此三代像增强器的性能远高于二代像增强器。在二代像增强器基础上发展的超二代像增强器, 阴极灵敏度有了很大提高, 因此性能也有很大提高, 同时大大缩短了与三代像增强器的性能差距。超二代像增强器属于 Na2KSb材料体系, 生产成本低, 与三代像增强器相比性价比较高, 所以欧洲的像增强器产商选择了超二代像增强器技术的发展路线。超二代与三代像增强器技术并行发展了 30多年, 两者性能均有大幅提高。超二代与三代像增强器的性能差距主要体现在极低照度(<10-4 lx)条件下, 而在其它照度条件下, 性能基本相当。超二代像增强器的性能仍有提高的空间。增益方面, 在微通道板的通道内壁上制作高二次电子发射系数的材料膜层可以提高增益;信噪比方面, 采用光栅窗可提高阴极灵敏度, 从而提高信噪比;分辨力方面, 在微通道板输出端制作半导体膜层、采用高清荧光屏均可提高分辨力。阴极灵敏度是光电阴极的指标, 不是像增强器的整体性能指标。阴极灵敏度对像增强器整体性能的影响体现在增益、信噪比以及等效背景照度指标中。无论是超二代还是三代像增强器, 都区分不同的型号。不同型号的超二代或三代像增强器性能均不相同。超二代和三代像增强器的性能指标是在 A光源条件下测量的, 而 A光源光谱分布与实际应用环境中的光谱分布并不等同, 同时 Na2KSb和 GaAs光电阴极的光谱分布不相同, 所以超二代和三代像增强器的信噪比、分辨力等性能指标不具备可比性。
微光夜视技术 像增强器 光电阴极 微通道板 分辨力 信噪比 night vision technology image intensifier photocathode microchannel plate resolution signal to noise ratio 
红外技术
2022, 44(12): 1249
作者单位
摘要
1 北方夜视技术股份有限公司,云南昆明 650217
2 微光夜视技术重点实验室,陕西西安 710065
超二代和三代像增强器是两种不同技术的像增强器,其在光电阴极、减反膜、离子阻挡膜以及阴极电压方面存在区别。在极限分辨力方面,尽管三代像增强器 GaAs光电阴极的电子初速小、出射角分布较窄以及阴极电压较高,但目前两种像增强器的极限分辨力均相同,三代像增强器 GaAs光电阴极的优势在现有极限分辨力水平下并未得到发挥。在信噪比方面,尽管 GaAs光电阴极具有更高的阴极灵敏度,但因为较高的阴极电压以及离子阻挡膜透过率的影响,使得两种像增强器的信噪比基本相同,三代像增强器 GaAs光电阴极高灵敏度的优势也未得到发挥。在增益方面,尽管三代像增强器具有更高的阴极灵敏度以及较高的阴极电压,但超二代像增强器通过提高微通道板的工作电压来弥补阴极灵敏度以及阴极电压的不足,因此在现有像增强器增益的条件下,两种像增强器的增益完全相同。在等效背景照度方面,由于三代像增强器 GaAs光电阴极的灵敏度更高,因此在相同光电阴极暗电流的条件下,三代像增强器可以获得更低的等效背景照度,所以三代像增强器较超二代像增强器具有更高的初始对比度。在光晕方面,由于三代像增强器光电阴极的灵敏度较高,同时具有离子阻挡膜,因此理论上讲,三代像增强器较超二代像增强器具有更高的光晕亮度,但实际的情况是两种像增强器的光晕亮度基本相同。在杂光方面,GaAs光电阴极具有减反膜,因此杂光较超二代像增强器低,所以三代像增强器的成像更清晰,层次感更好。在带外光谱响应方面,由于超二代像增强器 Na2KSb(Cs)光电阴极的带外光谱响应高于三代像增强器,因此在近红外波段进行辅助照明时,超二代像增强器较三代像增强器成像性能更好。在低照度分辨力方面,具有相同性能参数的超二代和三代像增强器具有相同的低照度分辨力。需要注意的是,这是在标准 A光源测试条件下所得出的结论。当实际的环境发射光谱分布与标准 A光源发射光谱分布不相同时,两种像增强器的低照度分辨力将会不同。
像增强器 微通道板 分辨力 信噪比 增益 光晕 减反膜 离子阻挡 image intensifier, resolution, signal to noise rat 
红外技术
2022, 44(8): 764
作者单位
摘要
上海理工大学 机械工程学院 ,上海200093
为了实现熔石英元件的高效低缺陷加工,研究了基于磁辅助抛光技术的元件材料去除特性和表面质量形成机制。采用不同抛光间隙和不同铁粉体积比的磁性抛光液对研磨后的熔石英元件进行磁辅助抛光,并对元件材料去除率、抛光斑轮廓、表面粗糙度和透过率进行评价,结合空间磁感应强度仿真和抛光压力分析,确定加工参数对元件加工效率和表面质量的影响规律。结果表明:材料深度去除率随空间磁感应强度的增强呈幂函数上升且随抛光液中铁粉体积比增加而显著提升,低空间磁场强度和低铁粉体积比的抛光液有利于促进以化学去除为主的磁辅助弹性抛光从而获得光洁表面。小抛光间隙(0.5 mm)及高铁粉体积比(14.18%)的抛光液可实现最大材料深度去除率0.439 2 μm/min和体积去除率1.49×10-4 mm3/min,大抛光间隙(1.5 mm)及低铁粉体积比(9.93%)的抛光液能够获得粗糙度Ra低至8.1 nm的光滑表面。
磁辅助抛光 抛光间隙 铁粉体积比 材料去除率 粗糙度 magnetic-assisted polishing polishing clearance volume ratio of iron powders material removal rate surface roughness 
光学 精密工程
2022, 30(15): 1857
作者单位
摘要
国营洛阳丹城无线电厂,河南 洛阳 471000
在某些类型装备的修理过程中,需对装备进行分解,更换故障件后再进行装配。这类装备在生产时使用了多种胶黏剂,修理时需将密封胶清除干净并在装配时重新封胶。已有的修理工艺均采用人工除胶,清除效率低且除胶效果一般。激光清洗技术是一种新型表面清洗技术,具有清洗效率高、清洗精度高等特点,已广泛应用于金属材料表面氧化物清洗、飞机蒙皮清洗、半导体晶圆清洗等领域。对激光清洗技术在某些类型装备修理中应用的可行性进行了研究,对比了不同基底材料、不同胶黏剂类型、不同激光脉冲能量的清洗效率及清洗效果。结果表明,激光清洗技术可清洗金属、玻璃等表面的胶黏剂,但会对木材、电路板等基底材料造成不可逆的损伤。
激光光学 激光技术 激光清洗 胶黏剂 装备修理 laser optics laser technique laser cleaning adhesive equipment repair 
激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1714010
作者单位
摘要
中国科学技术大学工程科学学院精密机械与精密仪器系, 安徽 合肥 230027
选区激光熔化中逐行逐层扫描粉末成形的熔道以及熔结表面在很大程度上影响制件质量。从选区激光熔化的工艺原理出发, 得到单行扫描优化的线能量密度范围, 进一步结合平均重熔率对多行扫描熔道搭接的介观表面形貌进行分析, 结果表明, 线能量密度在0.070~0.217 J/mm时, 熔道相对连续、线宽相对均匀; 多行扫描的平均重熔率过小会造成较大表面高度差, 过大会产生裂纹, 平均重熔率为18%~50%时能得到较为平整的熔结表面。
选区激光熔化 线能量密度 熔结表面 平均重熔率 selective laser melting linear energy density fusion surface average re-melting rate 
应用激光
2022, 42(1): 15
作者单位
摘要
1 北方夜视技术股份有限公司,云南昆明 650217
2 微光夜视技术重点实验室,陕西西安 710065
为研究超二代像增强器在不同输入照度下的分辨力变化规律,在不同照度下分别对不同极限分辨力、信噪比以及等效背景照度像增强器的分辨力进行了测试。通过测试数据的分析,得出了极限分辨力、信噪比及等效背景照度在不同照度下对分辨力影响的规律。该规律表明,在 5×10-2 lx~ 5×10-3 lx照度区间,不同性能参数像增强器的分辨力均等于其极限分辨力,并且分辨力不随照度的降低而降低; 在 5×10-3 lx~5×10-7 lx照度区间,分辨力不等于其极限分辨力,并且分辨力均随照度的降低而降低。在分辨力随照度降低的过程中,信噪比越高,等效背景照度越低的像增强器,其分辨力下降的速率越低,并且分辨力相对更高。在 5×10-3 lx~5×10-6 lx照度区间,信噪比对分辨力的影响较大; 但在 5×10-6 lx~5×10-7 lx照度区间,等效背景照度对分辨力的影响更大。像增强器主要在弱光下使用,因此在弱光下的分辨力更重要。要使像增强器在 5×10-3 lx~5×10-7 lx照度区间具有更高的分辨力,除需要提高极限分辨力外,还需要提高信噪比及降低等效背景照度。
像增强器 分辨力 信噪比 等效背景照度 对比度 image intensifier, resolution, signal-to-noise rat 
红外技术
2022, 44(4): 377

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