作者单位
摘要
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,厦门 361021
提出一种通用式突变算子用于增强反馈式波前整形系统的调控效率,进而实现激光透过散射介质后的高效聚焦。为验证该突变算子提高聚焦效率的有效性,在经典优化算法,包括遗传算法、粒子种群算法、蚁群算法、模拟退火算法等四种算法的基础上引入突变算子,以优化结束后的增强因子和达到最高增强因子时的迭代周期数来表征聚焦效率。经过数值仿真和实验验证,该突变算子的引入使得四种经典优化算法的聚焦效率均得到大幅提升,增强因子提升了25%以上,同时迭代周期数减少了63%以上。当增加调控单元数量时,突变算子的高效性将更为显著。为进一步验证该突变算子的通用性,对二元振幅型调制以及多点聚焦进行了数值模拟分析,结果表明该突变算子有效增强了聚焦效率。该研究为反馈式波前整形的多种经典算法与多种调控方式提供了更高效的聚焦策略,实现了散射介质后更快更强的光斑聚焦,在光捕获、光遗传学等领域具有潜在的应用价值。
光场调控 波前整形 优化算法 散射介质 Optical modulation Wavefront shaping Optimization algorithm Scattering medium 
光子学报
2023, 52(6): 0629002
孙伟民 1,*陈旭东 1闫奇 1,2耿涛 1[ ... ]王鹏飞 1
作者单位
摘要
1 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院, 纤维集成光学教育部重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工程大学烟台研究院, 山东 烟台 264006
3 青岛哈尔滨工程大学创新发展中心, 山东 青岛 266000
4 中国科学院云南天文台, 云南 昆明 650011
三维成谱成像技术是一种能够对观测视场中的所有展源目标进行实时光谱获取的技术, 它可以通过单次采样同时获得目标光谱域和二维空间域信息。 光纤积分视场单元(IFU)则是天文三维成谱成像技术的关键器件, 通过将接收的像面切分, 将像面信息细分到若干单元传递至光谱仪, 在此过程中二维的展源目标被重整为互不干扰的线性排列供光谱仪进行采样提取, 能有效提高天文观测的时间分辨率。 介绍一种具有242光纤单元的IFU, 该IFU目前应用于中科院云南天文台的光纤阵列太阳光学望远镜(型号FASOT-1B)系统。 为满足FASOT-1B的指标要求, 获得高传输效率、 高光谱分辨率和高时间分辨率观测效果, 该IFU采用微透镜阵列加光纤阵列的结构, 该微透镜为正六边形球面镜, 实现接近100%的空间填充率。 综合考虑光纤积分视场单元前置望远镜系统和后端光谱仪系统的设计参数, 优化设计了一对11×11的微透镜阵列, 相邻微透镜间距300 μm, 每个微透镜对应天区1.5″, 以焦比F/8.2将接收到的光汇入与其对应的光纤纤芯中。 系统分析光纤芯径与光谱仪光谱分辨率间的关系, 设计的光纤规格为: 35/105/125 μm, 该设计既能满足光纤接收微透镜所传递的全部光信息, 同样可以得到系统需求的光谱分辨率和相对短的狭缝宽度。 量化分析IFU阵列端光纤直径与微微孔深度对光纤实际入射焦比的影响, 选定的微孔尺寸直径130 μm, 深3 mm。 阵列端二维排布的光纤在赝狭缝端经过重整, 以线性排列将光信息导入光谱仪, 相邻光纤间距130 μm。 整个IFU的能量传输效率均值77.7%, 波动值RMS 1.6%; 所有光纤出射焦比EE90均慢于F/7。 IFU出射端(赝狭缝端)光纤横向(排列方向)偏移量RMS值小于2.7 μm, 纵向(垂直于排列方向)偏移量RMS值小于1.8 μm。 FASOT-1B系统安装IFU并调试后进行了验证性观测, 成功获取了太阳NOAA12738活动区MgI色球的斯托克斯光谱, 该IFU也成为国内首个自主研制并应用于科学观测的光纤加微透镜型IFU。
三维成谱成像 光纤阵列太阳光学望远镜 积分视场单元 太阳光谱 Three-dimensional spectral imaging Fiber array solar optical telescope IFU Solar spectrum 
光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1168
作者单位
摘要
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
涡旋光具有特殊的螺旋相位因子,使用涡旋光进行通信编码能够极大地提高通信容量。实际通信环境的湍流、雾霾会导致涡旋光发生散射而形成散斑,这使得涡旋光通信的实际应用难度加大。因此,从散斑中准确高效地测量入射涡旋光的拓扑荷数对涡旋光通信具有重大意义。涡旋光经过散射介质之后形成的散斑场的特性与其拓扑荷数息息相关。基于深度神经网络高效的特征提取特点,采用分类神经网络实现了经过散射后的涡旋光拓扑荷数的测量,且测量准确率达到100%。
物理光学 涡旋光束 拓扑荷数 散射 图像分类 神经网络 
光学学报
2022, 42(14): 1426001
作者单位
摘要
河南科技大学物理工程学院, 河南 洛阳 471023
光谱信号增强是提高激光诱导击穿光谱技术分析性能的重要手段之一, 对等离子体进行空间约束由于装置简单且约束效果好而常被采用, 等离子体的特性会直接影响空间约束的效果, 而等离子体的特性与实验系统中激光的聚焦情况密切相关, 为研究激发光源的聚焦情况对半球形空腔约束等离子体光谱增强特性的影响, 通过控制透镜到样品之间的距离(LTSD)来改变激光的聚焦位置, 分别在无约束和有半球形空腔约束两种实验条件下, 烧蚀合金钢产生等离子体, 采集15个不同LTSD位置时等离子体的时间演变光谱, 得到谱线强度和增强倍数随着LTSD和采集延时的二维空间分布图。 研究结果发现: 无约束情况下, 谱线强度分别在LTSD为94和102 mm时出现峰值, 在采集延时小于8 μs时, 谱线强度的最大值在LTSD为94 mm的位置, 采集延时大于8 μs后, 谱线强度的最大值出现在LTSD为102 mm的位置; 当用半球空腔约束等离子体, 谱线强度先后在采集延时范围为4~10和12~15 μs出现第一次增强和第二次增强。 谱线强度出现第二次增强的主要原因是被半球腔内壁反射的冲击波与等离子体相互作用后会继续向前传播, 遇到另一侧的腔壁再次被反射, 进而对等离子体产生二次压缩。 分析增强倍数随LTSD和采集延时的二维变化关系发现, 第一次增强的最大增强倍数随LTSD的变化没有明显规律, 增强倍数在2~6之间波动; 谱线第二次增强时的增强倍数相对较高, 最大增强倍数随着LTSD变化呈现出先增大再减小, 然后再小幅增加后降低的变化规律, 在LTSD为96 mm时达到最大值, 两条谱线的最大增强倍数约为6倍。 分析出现最大增强倍数对应的延迟时间发现, 第一次增强出现的最优延迟时间在6~9 μs之间变化, 当LTSD在85~93 mm范围时, 最优延迟时间保持不变, 当LTSD在94~105 mm时, 出现先降低再增大的变化规律; 第二次增强出现的延迟时间主要在14~15 μs, 随着LTSD的变化没有明显的变化规律。
激光诱导等离子体 半球腔约束 光谱增强 聚焦位置 Laser-induced plasma Hemispherical cavity confinement Spectral enhancement Focusing position 
光谱学与光谱分析
2021, 41(11): 3577
作者单位
摘要
1 清华大学 工程物理系,北京 100084
2 清华大学 危爆物品扫描探测国家工程实验室,北京 100084
3 新加坡国立大学 电子与计算机工程系,117583新加坡
毫米波成像在人体安检领域发挥了重要作用,引起了人们的广泛关注。现有的毫米波近场人体安检成像机制主要分为SISO和MIMO两种。SISO机制可实现快速精确成像,然而随着工作频率的升高,其所需天线数目迅速增长、天线间隔下降,不仅造成了系统成本提升,还使得天线耦合难以被抑制。MIMO机制虽然降低了成像所需的天线数目、增大了天线间隔,但目前无法实现类似SISO机制的快速精确重建。提出了一种可快速精确重建的MIMO近距离成像机制,定量给出了该机制的适用条件。与传统MIMO近距离成像机制不同,该MIMO近距离成像机制通过巧妙地设计MIMO子阵列,使其在近场成像中满足等效相位中心原理。因此它能够直接使用诸如距离迁徙算法(range migration algorithm,RMA)等各种基于SISO机制开发的精确且快速的成像算法去重建图像,兼顾了SISO机制和MIMO机制的优势。E波段的示例表明,在近场毫米波成像中,该MIMO机制与SISO机制具有同等水平的成像质量和成像速度,但相较于SISO机制,该MIMO机制的天线利用率、天线间隔可提升4倍以上。与传统MIMO成像机制相比,该MIMO成像机制不但有更好的成像质量,而且其重建速度大幅提升,在一个成像区域为1 m×1 m×0.2 m,体素尺寸为1.85 mm3的典型成像场景中,比传统MIMO成像机制快近200,000倍。仿真和实验结果验证了该成像机制的有效性。
毫米波 MIMO 近距离成像 快速精确成像算法 millimeter wave MIMO short-range imaging fast and accurate imaging algorithm 
红外与毫米波学报
2021, 40(5): 638
作者单位
摘要
1 安庆师范大学资源环境学院, 安庆 246133
2 安庆师范大学,皖江流域水环境保护与污染控制安徽省教育厅重点实验室,安庆 246133
以碳微球为模板, 采用溶胶凝胶法、水热法等方法分别制备了TiO2微球、ZnO微球和TiO2/ZnO复合微球, 采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪等对样品 进行了表征, 结果表明: 制备的TiO2微球、ZnO微球和TiO2/ZnO复合微球, 各微球直径在5~10 μm之间。在紫外光和可见光下研究了制备的光催化剂对亚甲基 蓝溶液和湖水的光催化性能, 光催化实验表明: 三种微球中TiO2/ZnO复合微球具有良好的光催化性能。
复合微球 二氧化钛 氧化锌 光催化 composite microsphere TiO2 ZnO photocatalytic 
人工晶体学报
2020, 49(1): 50
陈亚文 1,2,*黄航 3魏雄伟 2李哲 2[ ... ]陈旭东 1
作者单位
摘要
1 中山大学 化学学院, 广东 广州 510275
2 广东聚华印刷显示技术有限公司, 广东 广州 510663
3 深圳TCL工业研究院有限公司, 广东 深圳 518057
4 华南理工大学 材料与科学学院, 广东 广州 510641
采用有机/无机复合双层电子传输层(ETL)研制绿色QLEDs, 其中有机ETL采用OLED中常见的 ETL材料, 无机ETL采用ZnO纳米颗粒, 并通过调控有机ETL厚度改变电子注入, 使电子/空穴达到平衡。制备的器件结构为: ITO/PEDOT∶PSS/TFB/QDs/ZnO NPs/TPBI∶Liq/Al, 其中有机电子传输层TPBI∶Liq采用真空蒸镀沉积。与仅采用ZnO电子传输层的器件相比, 可以使器件性能得到大幅提升: 器件的最大电流效率从11.53 cd/A提升到22.77 cd/A, 同时器件的启亮电压、电致发光光谱无明显变化。判断有机ETL的主要作用是抑制了过量电子的注入和传输, 在发光亮度变化不大的情况下, 降低了器件的无效复合(例如俄歇复合)电流, 从而使电流效率明显提升。
量子点 电致发光 电子传输层 有机/无机复合 quantum dots electroluminescence electron transport layer organic/inorganic 
发光学报
2018, 39(10): 1439
Author Affiliations
Abstract
Fujian Key Laboratory of Light Propagation and Transformation, College of Information Science and Engineering, Huaqiao University, Xiamen 361021, China
We investigate the stimulated Brillouin scattering (SBS) properties of light beams carrying orbit angular momentum (OAM). The phase conjugation of light beams carrying OAM is experimentally achieved in an SBS mirror with a random phase plate. The spectrum and the pulse width compression of SBS light are measured. It is shown that the phenomena of pulse compression is observed and OAM conservation is confirmed in the SBS process. The OAM transfer from photons to phonons may find potential applications in photon-phonon conversion-based signal-processing schemes by using OAM multiplexing.
290.5900 Scattering, stimulated Brillouin 190.5040 Phase conjugation 050.4865 Optical vortices 
Chinese Optics Letters
2017, 15(3): 030006
作者单位
摘要
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
基于广义惠更斯-菲涅耳原理和交叉谱密度函数,对高斯型非均匀关联的部分相干光束在大气湍流中的传输特性进行了研究.结果表明,部分相干光的相干度的变化和源平面的高斯调制半宽、传输距离等有着密切关系.在传输过程中,初始平面相干度分布存在突变,在传输过程中消失;光束中两点的相干度随着传输距离的增加先增大后减小,并且相干度的分布由非均匀分布变成均匀分布.这种非均匀关联的部分相干光束在激光通信领域具有广阔的应用前景.
相干性 非均匀关联 部分相干光 大气湍流 传输特性 Coherence Non-uniformly correlated Partially coherent beams Turbulence atmosphere Propagation properties 
光子学报
2017, 46(9): 0901004
作者单位
摘要
1 西南大学化学化工学院,重庆 400715
2 中山大学化学与化学工程学院,广州 510275
3 中山大学测试中心
振动光谱可以提供分子的振动信息,对于聚合物分子链的构象和链间的相互作用非常敏感。分子振动光谱成像作为一种原位无损检测技术,广泛应用于聚合物共混体系结晶、相态分布、界面扩散等性质的研究。本文综述了拉曼(Raman)光谱和红外(IR)光谱成像技术以及其衍生的具有高空间分辨率的红外-原子力联用技术(IR-AFM)、拉曼-原子力联用技术(Raman-AFM)以及针尖增强拉曼光谱技术(TERS)在聚合物共混体系研究中的最新应用进展,以探索并扩展振动光谱成像技术在高分子领域中的应用。
拉曼成像 红外成像 共混聚合物 Raman imaging infrared imaging AFM-IR AFM-IR AFM-Raman AFM-Raman TERS TERS polymer blend 
光散射学报
2015, 27(4): 0364

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