1 中国科学院上海高等研究院上海 201204
2 中国科学院上海应用物理研究所上海 201800
以上海光源新增的双插入件04IVU波荡器和04Wigger扭摆器为例，介绍了已运行的同步辐射光源新增束线工程中加速器方面需要着重处理的工作。首先，介绍插入件的设计参数及磁测结果，并使用SPECTRA程序计算了其光谱亮度；详细梳理了插入件的安装过程遇到的真空盒工艺误差、安装任务冲突和项目安装超期等问题及其解决方案；阐述了插入件调试工作的物理机制，以及如何应用前馈补偿的方法抑制了插入件调试过程中束流轨道影响，双插入件IVU和Wiggler的最高亮度分别为3 keV时的5.86×1019 Photon·s-1·mm-2·mrad-2·(0.1% B.W.)-1和2.75×1015 Photon·s-1·(0.1% B.W.)-1，校正后IVU和Wiggler最大轨道扰动均小于2 μm。对前端区真空清洗工作的意义、方法和结果进行了分析，并系统性地介绍了主被动模式相结合的新方法，该方法实现了高效的真空清洗。归纳了试运行过程中遇到的联锁逻辑错误、前端区真空异常、安全光闸硬联锁等问题，并总结了应对措施，为双插入件更好投入运行提供帮助。通过这些工作的进行，该双插入件已完成安装并基本调试完毕，对其他光源新增线站相关加速器安装与调试具有一定的参考价值。
同步辐射光源 上海光源 束线工程 插入件 Synchrotron radiation light source Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF) Beamline project Insertion devices (IDs)
1 天津工业大学人工智能学院，天津 300387
2 天津工业大学控制科学与工程学院，天津 300387
为克服传统质量导向相位展开方法无法正确展开多孤立物体的局限性，提出一种基于区域分割的立体质量导向相位展开方法。该方法将包裹相位分割为多个区域，并为每个孤立区域通过立体匹配算法确立左右相机多视图相位展开初始点，通过质量导向相位展开算法实现多视图孤立物体相位展开。进一步提出了基于区域双目立体展开相位匹配的单频条纹结构光三维（3D）测量，实现了单个频率包裹相位下的多孤立物体3D重建。实验结果表明，所提方法可以实现多孤立物体运动状态的3D重建，在四步相移和单幅条纹图条件下重建标准球的直径平均绝对值偏差分别为0.0135 mm和0.0347 mm。
三维重建 质量导向 结构光 立体匹配 相位展开 激光与光电子学进展
2024, 61(10): 1011006
提出一种基于双层半色调图像联合编码的光场显示装置。该装置由准直背光、双层菲林片、滤光片、非球面柱透镜阵列和垂直扩散膜组成。菲林片用于显示半色调光场编码图像，滤光片用于实现红绿蓝三色通道，非球面柱透镜阵列和垂直扩散膜用于调控光线的出射方向。为了实现超多视点和高灰阶的光场显示，利用双层菲林光场编码提升视点数目，利用半色调图像联合优化方法合成双层菲林结构上的光场编码图像，扩展灰阶范围。在验证实验中，实现了超多视点、高灰阶、彩色的三维光场显示效果，视点数量达到165个，灰阶达到256×256×256。
三维显示系统 光场显示 体像素 灰阶等级 激光与光电子学进展
2024, 61(10): 1011001
1 华中光电技术研究所—武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430223
2 中国科学院大学，北京 100049
热原子光钟是小型化光钟的重要发展方向，原子气室作为热原子光钟的核心，其无磁温控是热原子光钟的关键技术之一，温度波动及加热引入的磁场噪声都会影响热原子光钟的稳定性。针对铷原子双光子跃迁的热原子光钟原子气室高精度无磁温控的需求，设计了一种双层无磁温控系统，采用四线制采集温度信息，模拟 PID 实现反馈温度控制，加热元器件使用双层蛇形加热膜设计，减小因加热电流产生的磁场扰动。实验结果表明，无磁温控制系统在原子气室的工作温度为 80 ℃时，4 小时温度稳定性可达 0.004 ℃，磁场噪声小于 100 nT，满足热原子光钟的设计需求，保证热原子光钟实验顺利进行。
无磁加热 原子气室 热原子光钟 高精度温控 稳定性 non-magnetic heating atomic gas chamber warm atomic light clock high precision temperature control stubility
针对非远心结构光投影测量系统中单帧空间相位检测方法（SPD）存在的虚拟光栅频率与条纹载频失配问题，提出了一种新的解调频率获取方法。利用系统标定过程中预先获取的参考光栅在极值处的频率值拟合出频率函数，使得设计的虚拟光栅能与条纹载频更好匹配，将有用的相位信息准确移动到零频位置。此外，利用分段希尔伯特（Hilbert）变换消除了条纹背景对测量的影响，理论将单帧 SPD 方法的测量范围提高了近 2 倍；条纹背景信息的消除也放宽了 SPD 方法对低通滤波器带宽的限制，可提取更多的物面细节信息提高测量精度。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。结果表明，移除条纹背景后，单帧 SPD方法重建面形的最大误差减少了近一半。该方法对基于结构光投影的空间快速 3D 检测具有参考价值。
结构光投影 空间相位检测 分段希尔伯特变换 空域滤波 相位计算 structured light illumination spatial phase detection piecewise hilbert transform spatial filtering phase calculation
1 复旦大学物理学系，应用表面物理国家重点实验室，上海市超构表面光场调控重点实验室，上海 200433
2 复旦大学光科学与工程系上海超精密光学制造工程技术研究中心，上海 200433
从超构表面调控电磁波研究的发展历史出发，详细介绍了基于复合相位超构表面实现高效多功能调控圆偏振电磁波的原理、设计思路和实验模拟表征，对近期国内外在这一领域的研究进展进行简要的论述，着力以此引导相关研究性实验教学，并为相关领域研究人员提供指引。
超构表面 共振相位 传输相位 几何相位 复合相位 圆偏振光 多功能 光学学报
2024, 44(10): 1026008
暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通讯重点实验室，广东 广州 511443
传统斯格明子是一种在核物理和磁性材料中均已被证明具有拓扑稳定性的准粒子，可应用于逻辑器件、晶体管、量子计算等领域。近年来，光学斯格明子被人们所提出，并引起了拓扑光学与光场调控领域研究者们的广泛兴趣。综述了当前光学斯格明子的研究进展，详细介绍了光学斯格明子的拓扑结构分类、不同矢量构型光学斯格明子的产生与调控，并对其潜在应用进行了展望，为本领域进一步快速发展提供了参考。
物理光学 斯格明子 拓扑光学 结构光场调控 光学学报
2024, 44(10): 1026005
西北工业大学物理科学与技术学院，光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室，陕西省光信息技术重点实验室，陕西 西安 710129
贝塞尔光束以其独特的无衍射传输特性得到了广泛的关注，在光学操控、光学加工、信息传输、光学成像等领域具有巨大的应用前景。为了丰富光束的传输特性，通过不同手段对贝塞尔光束传输的调控成为了热点问题。研究者提出不同的理论和方法，通过对贝塞尔光束进行不同维度的调控，构造了沿任意轨迹传输、轴上强度和偏振可调的新型类贝塞尔光束。从贝塞尔光束的基本特性出发，总结了近年来贝塞尔光束传输调控相关的研究进展，包括贝塞尔光束的传输轨迹控制、轴向强度和偏振态控制、束宽控制等基本调控手段，并分析了其传输和调控机理。
光场调控 无衍射光束 贝塞尔光束 光传输 光学学报
2024, 44(10): 1026001
1 自适应光学全国重点实验室，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
4 山东高等技术研究院，山东 济南 250100
Overview: Gravitational waves are spacetime oscillations radiated outward by accelerating mass objects. Significant astronomical events in the universe, such as the merging of massive black holes, emit stronger gravitational waves. Detecting gravitational waves allows for a deeper study of the laws governing celestial bodies and the origins of the universe, making accurate detection crucial. Gravitational wave detection technology utilizes Michelson interferometers to convert the extremely faint spacetime fluctuations caused by gravitational waves into measurable changes in optical path length. Recently, ground-based large Michelson interferometers have achieved direct detection of high-frequency gravitational waves. However, the detection of low-frequency gravitational waves, which is equally important, is not feasible on the ground due to arm length and ground noise issues. This necessitates the construction of ultra-large Michelson interferometers in space for low-frequency gravitational wave detection. Spaceborne gravitational wave detection telescopes play a vital role in collimating bidirectional beams in ultra-long interferometric optical paths in space. The extremely subtle changes in optical path caused by gravitational waves impose high demands for pm-level optical path length stability and below 10?10 level backscattered light in these telescopes. The ultra-high level index requirements exceed the precision limits of current ground testing techniques for telescopes. To ensure that spaceborne telescopes maintain their ultra-high design performance in the orbital environment, developing testing and evaluation techniques for these key indicators is a crucial prerequisite for the success of the space gravitational wave detection program. This paper provides an overview of the development of spaceborne gravitational wave detection telescopes, both domestically and internationally. It focuses on the current status and some test results of optical path length stability and backscattered light testing of telescopes under development, as well as further testing plans, providing a reference for the testing and evaluation of Chinese space gravitational wave detection space-borne telescopes.
空间引力波探测 星载望远镜 地面测试 光程稳定性 后向杂散光 space gravitational wave detection spaceborne telescope ground test optical path length stability backscattered light
1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
The empirical findings from this study confirm the superiority of reinforcement learning in formulating effective stray light suppression measures for space gravitational wave detection telescope systems. The approach not only achieves superior suppression outcomes but also introduces an efficient, flexible, and innovative solution to the challenges of stray light in space gravitational wave detection and other high-precision optical systems.
引力波 星载望远镜 杂光抑制 强化学习 gravitational wave spaceborne telescope stray light suppression reinforcement learning
