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Abstract
1 Key Laboratory of Weak-Light Nonlinear Photonics, Ministry of Education, School of Physics and TEDA Applied Physics Institute, Nankai University, Tianjin 300071, China
2 Science and Technology on Electro-Optical Information Security Control Laboratory, Tianjin 300308, China
3 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
Lithium niobate (LN) metasurfaces have emerged as a new platform for manipulating electromagnetic waves. Here, we report a fabrication technique for LN nano-grating metasurfaces by combining focused ion beam (FIB) milling with inductively coupled plasma reactive ion etching (ICP-RIE). Steep sidewalls with angles larger than 80° are achieved. Sharp quasi-bound states in the continuum are observed from our metasurfaces. The measured transmission spectra show good agreement with the numerical simulations, confirming the high quality of the fabricated metasurfaces. Our technique can be applied to fabricate the LN metasurfaces with sharp resonances for various applications in optical communications, on-chip photonics, laser physics, sensing, and so on.
lithium niobate metasurfaces fabrication FIB ICP-RIE Chinese Optics Letters
2022, 20(11): 113602
1 中国科学院光束控制重点实验室，四川成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所，四川成都 610209
3 中国科学院大学，北京 100049
精密控制技术离不开光机电结构配置、电机驱动、传感器、控制算法以及载荷平台的发展，它是实现高精度光电跟踪的必要手段。无论固定地基平台还是运动平台，扰动抑制、目标跟踪以及分布式智能协同的三大关键技术始终是光电跟踪控制系统面临的技术难点。本文综述了针对上述几大关键问题的精密控制技术，展示了一些先进和前沿控制技术的研究成果，同时指出未来重点研究方向的主要思路。根据扰动影响的不同机理，从精密驱动、惯性稳定、振动控制三个方面介绍了相应扰动抑制技术的研究进展以及热点，并强调基于 Stewart平台的振动与指向一体化技术是空间光电跟踪系统的重要技术方向。复合轴控制系统仍然是提高目标跟踪最有效的根本方式，最基本的技术问题是提高精跟踪倾斜镜跟踪系统的性能。观测器控制尤其是仅有误差测量的观测器技术特别适用于复合轴光电跟踪系统，发展三级或者更高级的复合轴系统应该特别注意高性能电机的应用。最后，提出多智能协同光电系统是光电跟踪领域未来重点的发展方向，需要研究多智能体的协同定位、编队控制以及载荷平台一体化等精密控制技术。
光电跟踪 精密控制 扰动抑制 目标跟踪 智能协同 optical-electric tracking control high-precision control disturbance rejection target tracking intelligence cooperative
1 中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室, 湖北 武汉 430071
2 中国科学院冷原子物理中心, 湖北 武汉 430071
3 中国科学院大学, 北京 100049
原子干涉仪在精密测量和惯性导航领域都有着重要前景,而高精度的原子干涉仪 对低相位噪声、高输出功率的拉曼激光有迫切需求。设计了基于光学锁相环路的双波长激光同步 注入放大拉曼激光制备方案,实现了大功率拉曼激光的制备,拉曼光注入放大前后的相位噪声均低于－80 dBc@0.01～1 MHz, 输出总功率达到了400 mW, 可满足原子干涉精密测量的需求。
激光技术 原子干涉仪 锁相环路 拉曼激光 相位噪声 laser technology atom interferometer phase-locked loop Raman laser phase noise
1 重庆大学 通信工程学院, 重庆 400044
2 中国科学院 光束控制重点实验室, 四川 成都 610209
为了提升海杂波中小弱目标检测能力, 通过研究海杂波在空域和时域上的动态特性, 提出基于空时混沌分析的海面小弱目标检测方法。首先, 在海杂波混沌动力系统相空间重构的基础上提取海浪序列图像的空域混沌参数和时域混沌参数, 验证海杂波在空域与时域具备混沌性; 然后, 采用径向基函数神经网络学习海杂波的空域混沌重构函数、时域混沌重构函数和空时耦合系数, 联合空域和时域混沌特性综合重构海杂波在时间与空间上的传播规律。多种复杂度海面目标检测试验结果表明, 与空域混沌和时域混沌方法相比, 预测误差可降低10%, 检测概率可提高20%, 基于空时混沌重构的海杂波抑制能力与小目标检测性都得以显著提升。
目标检测 小弱目标 海杂波抑制 空时混沌 空时耦合 target detection dim targets sea clutter suppression spatio-temporal chaos analysis space-time coupling effect
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 电子科技大学光电信息学院, 成都 610054
3 中国科学院光束控制重点实验室, 成都 610209
4 中国科学院大学, 北京 100049
基于大气的量子信道传输损耗低, 不存在双折射效应, 是量子通信实验的可行信道。通过建立卫星平台与光学地面站之间的高稳定低损耗量子信道, 可实现超远距离的量子密钥分发。通过卫星中继, 将有可能实现覆盖全球的量子通信网络, 这也是目前国际公认的最为可行的方案之一。本文详细描述了 1.2 m光学地面站望远镜的光学接收系统设计, 望远镜采用 R-C结构形式, 具有近衍射极限的成像质量。为了抑制到达角起伏, 实现微弧度级的跟踪精度, 望远镜采用复合轴跟踪控制策略, 可实现高精度和高带宽的跟踪。
量子通信 跟踪系统 快速偏转反射镜 quantum communication tracking system fast steering mirror
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
3 中国科学院光束控制重点实验室, 四川 成都 610209
4 中国科学院大学, 北京 100049
由于大气湍流影响，光电探测系统一般只能获得模糊降质图像。根据大多数图像频谱幅度谱具有指数律分布的特征，提出了一种新的快速盲图像解卷积算法，该算法基于图像谱服从指数律分布的观察，从降质图像中直接获得降质过程的初始估计，大大加快了算法收敛速度，提高了算法稳定性；以此为基础，采用加权增量维纳滤波的方法交替迭代进行点扩展函数与原始图像的进一步估计，保证了算法的良好解卷积性能和普适性，最终实现了快速有效的盲解卷积。实验表明，基于指数律的增量维纳滤波(BPL-IWF)盲图像解卷积后处理的光电探测系统，能够实时探测目标，并准实时输出BPL-IWF盲图像解卷积图像。
图像处理 盲图像解卷积 光电探测 点扩展函数估计 准实时 增量维纳滤波
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 电子科技大学光电信息学院, 成都 610054
3 中国科学院光束控制重点实验室, 成都 610209
4 中国科学院大学, 北京 100049
在白天进行空间微弱目标光谱探测研究中, 除了知道目标的光谱特性外, 必须知道天光背景光谱辐射特性。本文以 Lowtran软件为基础详细分析了天光背景光谱辐射, 在此基础上研制了天空背景测量仪对西部某区域天光背景进行实际测试, 给出了该地区天光背景的实验测试结果, 为后续光谱探测研究奠定了基础。
光谱探测 辐射测量 天光背景 spectral detection radiation measurement skylight background
1 中国科学院 光电技术研究所，四川 成都 610209
2 电子科技大学 光电信息学院，四川 成都 610054
3 中国科学院大学，北京 100049
4 四川大学 电子信息学院，四川 成都 610064
盲图像复原是在未知或不完全确知相关原始图像与成像点扩展函数的先验知识的情形下，利用所观测到的降质图像对原始图像和点扩展函数进行估计的一种图像处理方法。本文对近年来涌现出的主要盲图像复原算法进行了回顾，并根据相应的理论来源及相互联系将其划分为四大类，对各类复原算法及其改进算法进行了分析和讨论，为更清晰与深刻地认识和理解盲图像复原理论、解决实际图像降质问题提供参考。
盲图像复原 盲解卷积 图像处理 点扩展函数 blind image restoration blind deconvolution image processing point spread function
1 中国科学院光电技术研究所， 四川 成都 610209
2 中国科学院研究生院， 北京 100049
为分析不同大气湍流条件下望远镜的分辨力，计算了非科尔莫戈罗夫(Kolmogorov)湍流条件下望远镜的分辨力。通过非科尔莫戈罗夫湍流条件下大气的相位结构函数推出望远镜长曝光和短曝光传递函数，进而推导了望远镜的分辨力函数，并得到望远镜口径无穷大时的长曝光极限分辨力与湍流功率谱指数β之间的关系，最后由望远镜的极限分辨力函数推导了望远镜的归一化分辨力函数。结果表明，β越小望远镜的极限分辨力越高，β越大望远镜的极限分辨力越低；不同的β，望远镜的短曝光和长曝光的最佳分辨力所对应的D/r0也不同。
大气光学 非科尔莫戈罗夫湍流 望远镜分辨力 湍流功率谱指数 极限分辨力 大气相干长度
1 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
2 中国科学院研究生院,北京,100039
本文分析了实现大范围空间光电跟踪的视轴偏心三轴跟踪机架的轴系误差.在刚体动力学的基础上,利用姿态变换的方法对视轴偏心的这种新型跟踪机架进行分析,推导出了机架指向精度的具体算法,探索了计算视轴偏心的三轴跟踪机架误差及误差分配的新方法,并针对一跟踪架的具体误差进行了指向精度计算.其中,垂直度误差对指向精度影响最大.
视轴偏心 三轴跟踪架 姿态变换 轴系误差 指向精度
