1 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
2 国家卫星海洋应用中心， 北京 100081
以海洋一号C/D卫星中国水色水温扫描仪［COCTS （HY-1C/D）］的光学薄膜研制为例，介绍了海洋水色定量化遥感中应用的光学薄膜技术。在单片基片的不同通道区域依次镀制多块滤光膜以抑制杂散光的产生，充分研究了光束空间角频率分布带来的光谱及偏振影响，实现了5%带宽的定位精度，将通道滤光膜对偏振灵敏度的影响降到0.3%以下，采用双离子束溅射工艺来保证膜层的可靠性和光谱性能。此外，通过光学薄膜元件的偏振调控设计以及元件间的偏振补偿，实现了系统偏振灵敏度达到国际先进水平，0°扫描角时的平均偏振灵敏度小于1%。光学薄膜技术的应用有效提升了海洋水色的定量化遥感质量，结合大气校正，COCTS （HY-1C/D）获得的水色产品数据量化精度与美国的中分辨率成像光谱仪（MODIS）和可见光红外成像辐射仪（VIIRS）相当。
海洋光学 中国水色水温扫描仪 定量化遥感 光学薄膜 多波段集成滤光片 偏振灵敏度 光学学报
2023, 43(24): 2401001
1 北京玻璃研究院有限公司, 北京 101111
2 北京首量科技股份有限公司, 北京 101111
本文使用垂直坩埚下降法制备了40 mm×40 mm×350 mm的BaF2:5%Y(摩尔分数)晶体, 并对晶体样品进行了掺杂含量、闪烁性能、光学性能和辐照损伤的研究。距离籽晶端0~300 mm范围内的Y3+掺杂浓度(摩尔分数)为5.1%±0.9%。晶体样品的平均光输出为2 100 ph/MeV, 在662 keV处的最优能量分辨率为10.1%。经60Co放射源辐照累积剂量1 Mrad后, 样品在波长220 nm处的透过率由辐照前的87.3%下降至83.5%, 在波长300 nm处的透过率由91.8%下降至89.9%。BaF2:Y晶体的抗辐照性能差于BaF2晶体, 经过累积剂量辐照后, BaF2:Y晶体对波长300 nm光的吸收明显增强。
闪烁晶体 坩埚下降法 光输出 辐照损伤 能量分辨率 BaF2:Y BaF2:Y scintillation crystal Bridgman method light output irradiation damage energy resolution
1 北京玻璃研究院有限公司，北京101111
2 北京首量科技股份有限公司，北京101111
氟化钡(BaF2)晶体是已知响应最快的闪烁晶体，在高能物理、核物理及核医学等领域有着广泛的应用前景。抑制BaF2晶体的慢发光成分对其工程应用至关重要。本文利用坩埚下降法制备了高Y3+掺杂浓度5%、8%、10%(摩尔分数)的BaF2晶体，并采用Y3+与碱金属离子(Li+、Na+)共掺杂的方法形成电荷补偿阻止间隙F-的产生，制备了双掺杂型BaF2快响应闪烁晶体，进而基于优化的5 ns和2 500 ns时间门宽测试方法，研究了Y3+掺杂浓度以及Y3+与碱金属离子(Li+、Na+)共掺杂浓度对BaF2闪烁晶体快/慢成分比的影响规律。结果表明，生长的高浓度Y3+掺杂BaF2晶体的光学质量优异，在220 nm和300 nm处透过率分别高于90%和92%；随着Y3+掺杂浓度由0提高至10%，BaF2晶体的慢发光成分显著降低，快/慢成分比由0.15提高至1.21；生长的Y3+/Li+及Y3+/Na+共掺杂BaF2晶体的慢发光成分较Y3+掺杂BaF2晶体进一步降低，快/慢成分比最高分别可达1.63和1.61。研制的双掺杂BaF2快响应闪烁晶体有望应用于高能物理、核物理前沿实验等重要领域。
氟化钡 闪烁晶体 共掺 快/慢成分比 快响应 坩埚下降法 barium fluoride scintillation crystal codoping fast/slow component ratio fast time response Bridgman method
1 北方夜视技术股份有限公司, 江苏 南京 211106
2 北方夜视科技(南京)研究院有限公司, 江苏 南京 211106
3 中国科学院国家天文台, 中国科学院空间天文与技术重点实验室, 北京 100012
4 中国科学院大学天文与空间科学学院, 北京 100049
龙虾眼X射线聚焦望远镜是未来X射线空间天文观测的重要设备之一,这种设备将成为在各种太阳风条件下研究地球空间环境的有力工具。针对龙虾眼型X射线微孔光学器件有效面积的设计与仿真工作,研究了结构参数与几何收集面积的关系,并基于菲涅耳公式计算了不同膜层材料和表面粗糙度对X射线反射率的影响。利用X射线束流测试设备并采用单光子采集模式完成了有效面积X射线的性能测试。结果表明,龙虾眼型光学器件的有效面积主要由膜层材料与内壁粗糙度共同决定,同时沉积Ir膜后在能量为1 keV的情况下有效面积能从2.15 cm 2增大至2.47 cm 2。
散射 龙虾眼 X射线 聚焦成像 有效面积
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
3 College of Physics and Electronic Engineering, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
4 School of Science, North University of China, Taiyuan 030051, China
5 School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University, Singapore 639798, Singapore
6 College of Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310023, China
We designed and demonstrated experimentally a silicon photonics integrated dynamic polarization controller. The overall size of the dynamic polarization controller on chip is . The modulation bandwidth is 30 kHz. By using a variable step simulated annealing approach, we achieve a dynamic polarization extinction ratio greater than 25 dB. A numerical simulation method was used to optimize the relevant parameters of the dynamic polarization controller. It is expected that the dynamic polarization controller can be utilized in fiber communication systems or silicon photonics integrated quantum communication systems to minimize the size and decrease the cost further.
dynamic polarization controller simulated annealing approach dynamic polarization extinction ratio Chinese Optics Letters
2022, 20(4): 041301
1 北方夜视技术股份有限公司, 江苏 南京 211106
2 中国科学院国家天文台,中国科学院空间天文与技术重点实验室, 北京100012
3 中国科学院大学天文与空间科学学院, 北京100049
Angel型龙虾眼X射线光学器件是一种新型X射线聚焦成像器件,具有独特的4π立体角聚焦能力和最佳有效面积-重量比,是未来最具有运用前景的X射线成像光学系统之一。依据龙虾眼的结构特性,采用微通道板方孔阵列制作技术成功研制了龙虾眼光学器件。采用Zygo干涉仪、条纹反射面型仪以及X射线束流检测设备对龙虾眼光学器件球面成型精度和聚焦成像特性进行了测试。测试结果表明:微孔光学器件的球面面型精度均方根为0.72 μm,峰谷值为2.27 μm,曲率半径约为752.3 mm。在电压为2 kV,电流为50 μA条件下,横轴和纵轴的焦斑半峰全宽的直径约为0.39 mm和0.42 mm,对应的成像角分辨率分别为3.65 arcmin和3.93 arcmin。
X射线光学 龙虾眼 光学器件 聚焦成像 角分辨率
1 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022
2 中国科学院 半导体研究所 全固态光源实验室, 北京 100084
为了构建一种声光调Q的窄脉宽小型Nd∶YVO4激光器, 从主动调Q速率方程出发, 分析了抽运速率、重复频率、输出镜透过率对脉宽的影响。该激光器采用简单的平平腔设计, LD端面抽运高增益的Nd∶YVO4激光晶体, 在谐振腔内插入一个微型的声光调Q开关, 作用长度约为7mm, 谐振腔腔长13mm, 输出镜的透过率为70%。结果表明, 在抽运功率为4.21W、重复频率20kHz时,获得了单脉冲能量20μJ、脉冲宽度1.65ns、峰值功率为12kW的1064nm激光输出。此结果说明, 用微型声光调Q开关来构建短腔获得窄脉宽输出是一种切实可行的方案, 且该器件还可以作为大功率激光器的种子源。
激光器 窄脉宽 微型声光调Q 调Q速率方程 lasers narrow pulse width micro acousto-optical Q-switched Q-switched rate equation
