1 齐鲁工业大学（山东省科学院） 山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东青岛26600
2 中国极地研究中心，上海0010
3 中国科学院 精密测量科学与技术创新研究院，湖北武汉40000
设计了一种三方向激光分束及高精度指向调节系统，适用于钠荧光多普勒激光雷达高精度的激光光束方向指向控制，以便激光雷达在长距离观测的情况下实现信号的迅速、精确获取。根据光学系统的设计要求，阐述了用于高脉冲能量分束镜、反射镜的光学物理特性以及控制反射镜负载、方向应有的机械特性；采用6个高精度的步进电机结合6个高精度光学二维调节镜架能实现1.18°的角度行程，调节精度可达1.1'，且重复定位成功率达99.3%，实验结果满足高能激光发射系统对控制反射镜的精度要求；测试分束后的激光能量损失为11.6%，满足钠荧光多普勒激光雷达的激光能量发射要求。并编写了一套用于激光雷达分束及高精度指向调节系统的控制软件，实现了系统的远程自动化控制。
激光雷达 三分束 能量损失 高精度 自动化控制 lidar three beam energy loss high precision automatic control
Author Affiliations
Abstract
1 University of Science and Technology of China Hefei, Anhui 230026, P. R. China
2 Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology Chinese Academy of Sciences, Suzhou, Jiangsu 215163, P. R. China
Structured illumination microscopy (SIM) is a rapidly developing super-resolution technology. It has been widely used in various application fields of biomedicine due to its excellent two- and three-dimensional imaging capabilities. Furthermore, faster three-dimensional imaging methods are required to help enable more research-oriented living cell imaging. In this paper, a fast and sensitive three-dimensional structured illumination microscopy based on asymmetric three-beam interference is proposed. An innovative time-series acquisition method is employed to halve the time required to obtain each raw image. A segmented half-wave plate as a substantial linear polarization modulation method is applied to the three-dimensional SIM system for the first time. Although it needs to acquire 21 raw images instead of 15 to reconstruct one super-resolution image, the SIM setup proposed in this paper is 30% faster than the traditional spatial light modulator-SIM (SLM-SIM) in imaging each super-resolution image. The related theoretical derivation, hardware system, and verification experiment are elaborated in this paper. The stable and fast 3D super-resolution imaging method proposed in this paper is of great significance to the research of organelle interaction, intercellular communication, and other biomedical fields.
Super-resolution structured illumination asymmetric three-beam interference three-dimensional imaging Journal of Innovative Optical Health Sciences
2021, 14(2): 2050027
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
多普勒激光雷达因测速精度高、无测速误差积累等特点而成为现代组合导航中的重要设备。为了提高车载三波束多普勒激光雷达的系统探测性能，采用 Oren-Nayar模型仿真分析了波束照射角度与回波功率之间的变化关系，并研究了系统信噪比和测速灵敏度随波束照射角度的变化关系，综合考虑了波束照射角度对三者的影响，给出水平偏转角和天顶角余角的选择范围。通过实验对比天顶角余角为53°和24°时的测试结果，验证了分析得到的角度选取范围的合理性。
激光光学 车载激光雷达 导航 三波束 波束照射角度
1 中国科学院 光电技术研究所, 微细加工光学技术国家重点实验室, 成都 610209
2 中国科学院 研究生院, 北京 100039
3 西安工业大学 光电学院, 西安 710032
分析了多光束空间分布产生的误差对图形的影响,通过计算优化得到三光束产生的干涉图形在整个面内有着更好的图形稳定性。利用氦镉激光光源通过特定的光学系统形成空间分布近似旋转对称的三束光, 对光致抗蚀剂进行干涉曝光,制作出了周期600 nm、高度350 nm的蜂窝状点阵,测量结果表明该系统具有很好的图形重复性和稳定性,同时降低了对于光学光路的精密性要求。
干涉光刻 三光束 图形稳定性 周期性点阵 interference lithography three-beam pattern stability periodic lattice 强激光与粒子束
2011, 23(12): 3250
1 大连理工大学 物理与光电工程学院,辽宁 大连 116024
2 大连民族学院理学院,辽宁 大连 116600
发现高频聚焦CO2激光脉冲三束对称写入法制备的长周期光纤光栅(LPFG)具有新奇的扭曲特性:首先,当被扭曲光纤和长周期光纤光栅长度接近时,扭曲特性有明显的方向相关性,顺时针扭曲时,谐振波长和峰值损耗随扭曲率的增大而减小;逆时针扭曲时,谐振波长和峰值损耗随扭曲率的增大而增大,并与之成良好的线性关系,其平均灵敏度分别为0.133 nm/(rad·m-1)和0.061 dBm/(rad·m-1);其次,当被扭曲光纤远长于长周期光纤光栅时,扭曲特性随扭曲率变化周期性起伏,而且起伏次数(10次)超过光纤被扭曲周数(6周),但整体特性基本保持不变。利用扭转光栅导致椭圆双折射理论对扭曲特性进行了解释,并发现光栅内部固有线性双折射对扭曲特性有着重要的作用。
光栅 长周期光纤光栅 扭曲特性 高频CO2激光脉冲 三束对称写入法
提出了夫琅和费衍射和激光多普勒效应相结合的三光束激光散射方法，详细研究并解决了该方法用于同时测量大于5 μm粒子尺寸和速度时信号串扰问题，并用实验结果证实了理论分析。
三光束散射测量法 尺寸测量 速度测量
提出了一种提高记录三狭缝虹全息能量利用率的方法。将三相互平行的线光束替代平行光再现母全息图。实验结果表明,能量利用率提高了8倍。
三光束分束器 虹全息 能量利用率
