Author Affiliations
Abstract
1 National Laboratory of Solid State Microstructures, Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, and College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210023, China
2 School of Instrumentation and Optoelectronic Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
Cascaded holography coupled with the secret-sharing scheme has recently gained considerable attention due to its enhanced information processing and encryption capabilities. Here, we propose a new holographic iterative algorithm and present the implementation of cascaded liquid crystal (LC) holography for optical encryption. Each LC layer acts as the secret key and can generate a distinct holographic image. By cascading two LC elements, a new holographic image is formed. Additionally, we showcase the dynamic optical encryption achieved by electrically switching LCs with combined electric keys. This work may offer promising applications in optical cryptography, all-optical computing, and data storage.
liquid crystals holography optical encryption Chinese Optics Letters
2023, 21(12): 120003
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
2 电磁空间安全全国重点实验室，天津 300308
为了提高激光周向探测中出射光场的均匀度，增加其有效作用区域，本文提出了一种采用圆锥型视场的前倾探测方案。基于六象限分区的布局方式，该系统利用非球面透镜对激光二极管的输出光束在子午和弧矢两个方向同时进行准直，通过鲍威尔棱镜实现弧矢方向扩束匀光，采用偏转棱镜保证光束前倾角为60°，并借助弧矢方向上的柱面镜进行完整的圆锥型视场拼接。在不同距离处的模拟仿真结果表明，系统在子午方向上出射视场角为±0.75°，在弧矢方向上可以覆盖360°视场完成周向探测。系统出射光场在四个目标平面上的照度均匀度均大于90%，能量利用率可达98%以上。该系统结构紧凑，整体仅由三片透镜构成，实现了一体化设计，为激光周向探测系统中的光学设计提供了参考。
周向探测 六象限分区 激光 前倾探测 圆锥型视场 光学学报
2023, 43(23): 2312003
1 武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北 武汉 430081
2 武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心，湖北 武汉 430081
在基于光场的一系列应用中，目标的三维重建是基础且关键的任务。普通光场只能重建单一视角而无法重建全景，并且在纹理特征匮乏的区域也无法生成准确的三维信息。针对以上问题，提出一种基于多视点编码光场的全景三维重建方法。首先，利用结构光编码向场景投射正弦模板生成像素级的相位码字以丰富场景特征，进而在多个角度独立地进行光场采集。然后，在各个光场采样视点的内部利用空间信息和角度信息求取深度值。最后，在不同的光场采样点之间由位姿引导实现三维信息融合。实验结果表明，所提方法能有效恢复物体的全景信息，而且对物体纹理特征匮乏区域的重建也更加准确。
图像处理 三维重建 光场 结构光 相位编码 点云 激光与光电子学进展
2023, 60(12): 1210009
Author Affiliations
Abstract
1 National Laboratory of Solid State Microstructures, Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, College of Engineering and Applied Sciences, and Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210023, China
2 College of Electronic and Optical Engineering & College of Flexible Electronics (Future Technology), Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China
Controlling architecture of hierarchical microstructures in liquid crystals (LCs) plays a crucial role in the development of novel soft-matter-based devices. Chiral LC fingerprints are considered as a prospective candidate for various applications; however, the efficient and real-time command of fingerprint landscapes still needs to be improved. Here, we achieve elaborate rotational fingerprint superstructures via dual photopatterning semifree chiral LC films, which combine the photoalignment technique and a dynamic light patterning process. An intriguing spatial-temporal rotational behavior is presented during the patterning of chiral superstructures. This work opens new avenues for the applications of chiral LCs in soft actuators, sensing, and micromanufacturing.
liquid crystal photoalignment fingerprints chiral photoresponsive materials Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 041603
太原科技大学应用科学学院, 山西 太原 030024
采用高精度从头算方法对 I+2 离子最小的四个 Ω 子 态 (X2Π3/2,g, X2Π1/2,g, A2Π3/2,u 和 A2Π1/2,u) 进行了研究, 并与实验获得的高分辨率吸收光谱进行了比较。首先利用多参考组态相互作用 (MRCI) 方法计算了四个 Ω 电子态的势能曲线, 求解了一维径向薛定谔方程, 并推导出各电子态的振动-转动能级。随后利用拟合获得的相应光谱参数和计算得到的跃迁偶极矩矩阵元, 计算了 A2Π3/2,u-X2Π3/2,g 系统的 υ'=11-19 和 υ''=1-5 的 45 个带的跃迁强度, 并计算了 A2Π3/2,u 态的 υ'=11-19 振动能级的辐射寿命。 最后, 计算给出了 I+2 的 A2Π1/2,u?Ω 子态的较高振动能级的预解离寿命, 并讨论了其预离解机理。
光谱学 势能曲线 爱因斯坦 A 系数 谱线强度 预解离 spectroscopy potential energy curve Einstein A coefficients line strength predissociation
太原科技大学应用科学学院物理系, 山西 太原 030024
二氧化硫 (SO2) 和三氧化硫 (SO3) 是工业废气排放中的重要物质, 对环境和人体健康危害很大, 但对于他们在排放过程中的原位-在线测量一直是个挑战。采用可调谐二极管激光吸收光谱 (TDLAS) 技术, 基于 7.16 μm 量子级联激光器 (QCL) 对 SO2 和 SO3 进行同时检测, 通过波长调制光谱技术提高测量系统的灵敏度和鲁棒性。在高温低压条件下采用单光程-小体积的气体吸收池利用 TDLAS 同时测量 SO2 和 SO3 的吸收谱线, 测量的 SO2 和 SO3 的吸收光谱充分分离, 从而确保了测量的准确性。同时, 修正了温度变化对 SO2 气体浓度测量的影响, 并提出了用已知浓度的 SO2 来定标未知浓度的 SO3 气体。Allan 方差分析表明, 在 34 s 的积分时间内, SO2 的最小检测限达到了1.98×10-6 cm3·cm-3, SO3 可探测的最低浓度为 1.575 ×10-6 cm3·cm-3。 系统的上升响应时间约为 16 s, 下降响应时间约为 18 s。
二氧化硫 三氧化硫 可调谐二极管激光吸收光谱技术 量子级联激光器 SO2 SO3 tunable diode laser absorption spectroscopy quantum cascade laser 大气与环境光学学报
2021, 16(5): 424
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 上海科技大学信息科学与技术学院, 上海 201210
以主动式毫米波全息成像的应用为背景,中国科学院上海微系统与信息技术研究所研制的异质结AlGaAs/GaAs PIN二极管毫米波开关为安检成像领域的关键核心器件,为此提出一种基于高、低阻抗变换线的补偿结构以优化高频处的匹配程度。设计合适的毫米波倍频链路、低插入损耗的带通滤波器以及低插入损耗和高隔离度的开关通道阵列,实现一款满足系统要求的输出功率和一致性且谐波抑制良好的发射前端。结果表明,在28~34 GHz频段内,各通道的输出功率大于10 dBm,谐波抑制度大于22 dBc,通道间的隔离度大于23 dB,通道间的差异小于2 dB,满足主动成像发射端的要求。集成相应天线阵列和接收前端后进行成像实验,可以得到分辨率为0.5 cm的毫米波成像。
激光与光电子学进展
2021, 58(22): 2209001
太原科技大学应用科学学院, 山西 太原 030024
基于cc-pVQZ基组,使用内收缩多参考组态相互作用方法计算了BeX+ (X=H,D,T)离子 第一解离极限Be+(2S) + X(2S)和第二解离极限Be+ (2P) + X(2S)的6个电子 态 (X1Σ+, a3Σ+, A1Σ+, b3Π, B1Π, c3Σ+) 的势能曲线。根据势能曲线的 计算结果,利用LEVEL程序求解一维的径向薛定谔方程,获得了相应电子态的振-转能级、A1Σ+-X1Σ+之 间的Franck-Condon (F-C) 因子以及振动能级辐射寿命。利用Breit-Pauli算符计算了b3Π和c3Σ+态自旋-轨道耦 合分裂。分析了BeH+离子A1Σ+态在振动温度为2500、5000、7500、10000 K时的玻尔兹曼布居分布。另外, 模拟了振动温度为10000 K, 转动温度分别为500、1000、1500、2000 K时, A1Σ+-X1Σ+电子系 统Δν=-2和Δν=-3谱带的转动谱线强度分布。
光谱学 辐射寿命 多参考组态相互作用方法 自旋-轨道耦合 振-转温度 spectroscopy radiative lifetimes multiconfiguration-reference configuration interac spin-orbital coupling ro-vibrational temperature
