Keyao Li 1,2†Yiming Wang 3†Dapu Pi 1Baoli Li 1[ ... ]Min Gu 1
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Photonic Chips, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
2 Centre for Artificial-Intelligence Nanophotonics, School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
3 National Laboratory of Solid State Microstructures, and College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, China
Secret sharing is a promising technology for information encryption by splitting the secret information into different shares. However, the traditional scheme suffers from information leakage in decryption process since the amount of available information channels is limited. Herein, we propose and demonstrate an optical secret sharing framework based on the multi-dimensional multiplexing liquid crystal (LC) holograms. The LC holograms are used as spatially separated shares to carry secret images. The polarization of the incident light and the distance between different shares are served as secret keys, which can significantly improve the information security and capacity. Besides, the decryption condition is also restricted by the applied external voltage due to the variant diffraction efficiency, which further increases the information security. In implementation, an artificial neural network (ANN) model is developed to carefully design the phase distribution of each LC hologram. With the advantage of high security, high capacity and simple configuration, our optical secret sharing framework has great potentials in optical encryption and dynamic holographic display.
holographic encryption optical secret sharing cascaded liquid crystal hologram multi-dimensional multiplexing 
Opto-Electronic Advances
2024, 7(1): 230121
作者单位
摘要
1 电子科技大学光电科学与工程学院,四川 成都 611731
2 新疆大学软件学院,新疆 乌鲁木齐 830091
作为一种新兴的非机械式波束控制技术,光学相控阵大大提高了系统的效率和稳定性,具有低质量、小尺寸、快速波束赋形和低功耗等优点,在多个领域得到了广泛的应用。本文从波束指向器的角度,综述了液晶空间光学相控阵技术在激光通信中的研究进展。根据激光通信系统对波束指向器的性能要求,从大口径、大角度、快速响应、多波束和偏转效率提升等多方面介绍了液晶光学相控阵领域的研究现状与最新进展,总结了液晶光学相控阵目前面临的问题及未来的发展趋势。
激光通信 光学相控阵 液晶 空间光调制器 
激光与光电子学进展
2024, 61(7): 0706009
作者单位
摘要
上海航天技术研究院上海无线电设备研究所,上海 200090
光学相控阵技术通过调节和控制光学天线阵元的相对相位,可实现高速灵活的定向辐射,逐渐发展成为非机械式光束控制的主流方案。其兼具功耗低、集成度高、体积小、质量轻等优点,可以同时控制多波束的收发,满足未来一对多激光通信的迫切发展需求。本文主要针对光学相控阵技术当前三种主流的技术方案在激光通信领域的应用现状进行阐述,对比给出了基于液晶、微机电系统和集成光波导平台的技术特点和应用优劣。最后针对光学相控阵技术在激光通信领域的未来发展,给出了笔者的一些思考与建议。
激光通信 光学相控阵 液晶 微机电系统 集成光波导 
激光与光电子学进展
2024, 61(7): 0706003
作者单位
摘要
1 苏州科技大学 物理科学与技术学院 江苏微纳热流技术与能源应用重点实验室, 江苏 苏州 215009
2 济源职业技术学院 基础部, 河南 济源 454682
3 北京联合大学数理部, 北京 100101
液晶波前校正器通常基于液晶显示器的工艺制备而成,因此其研制成本高、定制难度大。本文基于掩模光刻法制备液晶波前校正器,以实现液晶波前校正器的专用化、低成本研制。基于掩模光刻技术设计并制备了91像素的无源液晶驱动电极,并封装成液晶光学校正单元。设计并制备了驱动连接电路板,实现了液晶光学驱动单元和驱动电路板的匹配对接。对液晶波前校正器响应特性进行检测。结果显示,其相位调制量为5.5个波长,响应时间为224 ms。利用Zygo干涉仪进行球面波的产生和静态倾斜像差的校正。结果显示,其可以产生正负离焦波前,且对水平倾斜像差校正后,Zernike多项式中第一项的值从1.18降至0.16,校正幅度达86%,实现了像差的有效校正。本文的研究工作可为液晶波前校正器的研制提供新思路,进而拓宽其应用领域和场景。
液晶波前校正器 掩模光刻 波前 响应特性 像差校正 liquid crystal wavefront corrector mask lithography wavefront response characteristic aberration correction 
中国光学
2024, 17(2): 324
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, Bimberg中德绿色光子学研究中心, 吉林 长春  130033
2 中国科学院大学, 北京  100049
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春  130033
4 柏林工业大学 固体物理研究所, 纳米光学中心, 德国柏林  D-10623
光子晶体面发射激光器(PCSEL)利用二维光子晶体光栅的布拉格共振实现面发射激光,具有其独特的优势,包括单模性能、在片测试、高功率、低发散角等。相比垂直腔面发射激光器(VCSEL),PCSEL有将近两倍的有源区光限制因子,展现出高速运行的潜力。本文探讨了PCSEL的基本结构和工作原理,并详细分析了影响PCSEL激光器实现高速性能的关键因素。随后,文章系统地介绍了近年来研究者们为实现PCSEL高速性能所做的努力,重点聚焦于通过增强PCSEL的面内限制来缩小激光腔,并提供了相关的研究方向和指导。
光子晶体 高速 面发射激光器 photonic crystal high-speed surface-emitting laser 
发光学报
2024, 45(3): 484
卢紫微 1,2,***刘永福 2,*罗朝华 2孙鹏 2蒋俊 2,**
作者单位
摘要
1 宁波大学 材料科学与化学工程学院, 浙江 宁波  315211
2 中国科学院 宁波材料技术与工程研究所, 浙江 宁波  315201
荧光转换型近红外发光二极管(NIR pc-LED)具有体积小、谱带宽、峰位易调谐等优点,是新一代NIR光源发展的前沿,其关键在于研发可被蓝光有效激发的高效率宽带近红外荧光粉。LiScSi2O6∶Cr3+荧光材料的激发波长为460 nm,发射峰位在845 nm,光谱带宽为156 nm,内量子效率为64.4%。基于该体系,本文通过M离子(M = Ga3+,Lu3+,Y3+,Gd3+)取代Sc3+的方式对其性能进行调控。结果表明,引入M离子易生成杂相或发生相变,降低了材料的发光性能。本文从晶体结构出发对其调控过程进行了分析。
LiScSi2O6∶Cr3+ 阳离子取代 晶体结构 LiScSi2O6∶Cr3+ cation substitution crystal structure 
发光学报
2024, 45(3): 407
Author Affiliations
Abstract
Northwestern Polytechnical University, School of Physical Science and Technology, MOE Key Laboratory of Material Physics and Chemistry under Extraordinary Conditions, Key Laboratory of Light-Field Manipulation and Information Acquisition, Ministry of Industry and Information Technology, Shaanxi Key Laboratory of Optical Information Technology, Xi’an, China
Optical cavities play crucial roles in enhanced light–matter interaction, light control, and optical communications, but their dimensions are limited by the material property and operating wavelength. Ultrathin planar cavities are urgently in demand for large-area and integrated optical devices. However, extremely reducing the planar cavity dimension is a critical challenge, especially at telecommunication wavelengths. Herein, we demonstrate a type of ultrathin cavities based on large-area grown Bi2Te3 topological insulator (TI) nanofilms, which present distinct optical resonance in the near-infrared region. The result shows that the Bi2Te3 TI material presents ultrahigh refractive indices of >6 at telecommunication wavelengths. The cavity thickness can approach 1/20 of the resonance wavelength, superior to those of planar cavities based on conventional Si and Ge high refractive index materials. Moreover, we observed an analog of the electromagnetically induced transparency (EIT) effect at telecommunication wavelengths by depositing the cavity on a photonic crystal. The EIT-like behavior is derived from the destructive interference coupling between the nanocavity resonance and Tamm plasmons. The spectral response depends on the nanocavity thickness, whose adjustment enables the generation of obvious Fano resonance. The experiments agree well with the simulations. This work will open a new door for ultrathin cavities and applications of TI materials in light control and devices.
topological insulator optical nanocavity photonic crystal electromagnetically induced transparency-like effect 
Advanced Photonics
2024, 6(3): 036001
作者单位
摘要
1 河南工程学院材料工程学院河南省电子陶瓷材料与应用重点实验室,河南 郑州 451191
2 南开大学物理科学学院,天津 300071
3 郑州卓而泰新材料科技有限公司,河南 郑州 450016
双晶匹配电光Q开关能够利用晶体的最大有效电光系数,大幅降低半波电压,具有重要的应用价值,但其消光比易受多种因素的制约。系统分析了影响双晶电光Q开关消光比的各个因素,建立了包含光学不均匀性、晶向偏离、两晶体温度变化、长度偏差及温差等参数的系列相位延迟公式,由此分析计算了各因素的容差范围。结果表明:光学不均匀性、两晶体的长度偏差和温差是影响消光比的关键因素;当仅考虑单一变量时,消光比与此变量的平方成反比;同时,晶体长度对消光比也有显著影响,当光学不均匀性、晶向偏离、温差一定时,消光比与晶体长度的平方成反比。制备了两种不同尺寸的双晶钽酸锂电光Q开关,实验证实长度较短的Q开关的双晶匹配质量更好,消光比更高,其消光比主要受光学不均匀性的限制。研究结果可为高消光比双晶电光Q开关的研制提供重要指导。
激光光学 光开关器件 电光调Q 双晶匹配 消光比 钽酸锂晶体 
中国激光
2024, 51(8): 0801002
俞航航 1,2张志韬 1,2玄洪文 1,3,*
作者单位
摘要
1 广东大湾区空天信息研究院,广东 广州 510700
2 广东省太赫兹量子电磁学重点实验室,广东 广州 510700
3 中国科学院大学,北京 100049
深紫外激光具有光子能量高、波长短等特点,在激光加工、半导体光刻等领域中具有重要的应用价值。固体激光非线性频率变换是实现高功率、高相干性深紫外激光输出的主要方式之一。采用全固态532 nm激光作为基频光、国产商用CsLiB6O10(CLBO)晶体作为频率变换晶体,在基频光功率为34.2 W时,实现了平均功率为14 W、重复频率为100 kHz、脉冲宽度为1.8 ns的266 nm深紫外激光输出,光-光转换效率达到41%。该深紫外光源具有效率高、结构紧凑的优点,验证了国产商用CLBO晶体的实用性,可进一步获得更稳定、更高功率的深紫外激光输出。
激光器 深紫外激光 全固态激光 CsLiB6O10晶体 高功率 
中国激光
2024, 51(7): 0701020
作者单位
摘要
杭州电子科技大学通信工程学院,浙江 杭州 310018
研究了高重复频率的谐波自锁模Nd∶YVO4激光器。理论证明了当增益介质与谐振腔的光学长度的比值接近最简分数时,激光器的纵模模式间距可以被修改为增益介质自由光谱范围的整数倍,并对应谐波锁模脉冲输出。开展了相关实验,结果表明,当泵浦功率为6.57 W,增益介质和谐振腔的光学长度分别为11.0 mm和25.8 mm时,对应最简分数为3/7,获得了3倍增益介质自由光谱范围的模式间距纵模分布,对应谐波锁模脉冲的重复频率为40.92 GHz,平均输出功率为790.7 mW。实验还发现,当固定增益介质的光学长度时,获得的谐波锁模脉冲输出对应的谐振腔腔长存在锁定范围,进一步验证了谐振腔腔长锁定范围与增益介质的光学长度成正比。
激光器 激光技术 Nd∶YVO4晶体 高重复频率 谐波锁模 
中国激光
2024, 51(7): 0701018

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