作者单位
摘要
国家自然科学基金委员会信息科学部,北京 100085
本文从国家自然科学基金申请与资助的角度,总结回顾了自“十三五”(2016—2020年)以来至“十四五”开局之年(2021年)期间国家自然科学基金委员会信息科学部光学和光电子学学科(F05)自由探索类项目、引导类项目以及人才类项目的申请资助情况,从项目数量、资助额度、依托单位、学科领域等角度分析了该领域基金资助的总体特征、结构性变化以及发展趋势,依据这一时期的优秀科研成果分析了基金资助的成效,并结合“十四五”发展规划对光学和光电子学学科未来的优先发展领域与基金管理工作进行了展望。
光学和光电子学 资助趋势 优化布局 optics and optoelectronics funding trends optimizing layout 
中国激光
2024, 51(1): 0121001
作者单位
摘要
上海交通大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室 电子工程系,上海 200240
压电效应是一种实现电能与机械能之间相互转换的重要物理现象。随着集成光电子技术和压电薄膜材料制备技术的日益成熟,压电效应在光电子集成芯片领域引起广泛的研究。在压电效应的作用下,外部电场可以操控薄膜材料的形变,从而改变折射率,实现光电调谐和声光调制。本文首先介绍常见压电薄膜材料及其研究进展,随后回顾和探讨基于压电效应的光电子集成器件的研究进展。最后,对压电调谐器件和声光调制器的应用进行介绍和展望,分析其大规模应用面临的挑战和问题。
硅基光电子学 压电效应 可调谐器件 声光调制器 光电子集成芯片 Silicon photonics Piezoelectric effect Tunable devices Acousto-optic modulators Integrated optoelectronic chips 
光子学报
2023, 52(11): 1113001
作者单位
摘要
1 萍乡学院机械电子工程学院, 江西 萍乡 337055
2 湖南理工职业技术学院新能源学院, 湖南 湘潭 411104
设计了一种由一个槽型腔和两个波导耦合构建的金属-介质-金属 (MDM) 滤波器,并利用时域有限差分法对该结构进行了仿真研究,分析了主要结构参数对滤波器传输特性的影响。研究发现:纵向位移Ld对传输特性有重要影响, 会导致新的谐振峰出现; 在一定范围内, 槽腔宽度Wc 的增加使得透射峰增加并且更均匀地分布在600~1500 nm范围内。通过参数优化最终设计了分布于550、730、920、1330 nm波段窗口附近的多通道滤波器,该设计透射峰窄、品质因子良好,且结构简单、易于集成、制作方便,能够很好地运用在波分复用系统及光通信中。
光电子学 表面等离子激元 金属-介质-金属结构波导 时域有限差分法 传输特性 optoelectronics surface plasmon polaritons metal-dielectric-metal structural waveguide finite-difference time-domain transmission characteristics 
量子电子学报
2023, 40(6): 983
作者单位
摘要
南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,江苏 南京 210023
基于伴随优化设计算法逆向设计了一种高集成度硅基分模器。通过优化设计得到横电模TE0和TE1双模分模器的尺寸仅为5.5 μm×4 μm,其可在不改变模阶数的情况下实现模式高效分离。理论结果显示:当输入TE0模式时,中心波长处的插入损耗和串扰分别为0.14 dB和-23.8 dB;当输入TE1模式时,插入损耗和串扰分别为0.48 dB和-22.45 dB;工作带宽覆盖150 nm时,TE0和TE1模式的插入损耗分别低于0.44 dB和1.16 dB。基于全矢量三维有限时域差分法分析了±15 nm制备容差,两种模式的插入损耗低于0.79 dB,串扰低于-18.37 dB。所提出的紧凑型硅基分模器可应用于片上模分复用系统,为大容量片上光通信和光互联提供可行器件。
集成光学 硅基光电子学 硅基分模器 逆向设计 伴随法 integrated optics silicon optoelectronics silicon mode splitter inverse design adjoint method 
光学学报
2023, 43(23): 2313003
作者单位
摘要
1 安徽农业大学信息与计算机学院, 安徽 合肥 230036
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
可调谐半导体激光器是可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)系统的重要器件之一,激光器输出波长的稳定性直接决定系统测量的准确性和稳定性,而注入电流和工作温度是激光器输出波长的主要控制因素。设计了激光器驱动控制电路,并利用PID控制实现激光器工作温度的恒温控制,不仅能提供高精度低噪声的注入电流,而且对激光器有完备的安全保护功能。首先对注入电流和温度控制进行了短期测试分析,随后将设计的电路应用于中心波长为1512 nm的激光器,开展了测试分析,对激光器的温度、电流调谐特性进行研究,并对激光器输出波长的稳定性进行了短期和长期测试。结果发现激光器输出波长的标准偏差为0.0002,满足TDLAS系统对激光器恒流恒温控制的要求,表明该驱动控制电路实现了对半导体激光器的高精度驱动控制。
光电子学 可调谐半导体激光器 电流驱动 TEC恒温控制 optoelectronics tunable semiconductor laser current drive TEC temperature control 
量子电子学报
2023, 40(5): 684
作者单位
摘要
闽南师范大学物理与信息工程学院,福建 漳州 363000
近年来,Rh纳米结构因在紫外波段有较强的局域表面等离激元共振(LSPR)效应,且材料的物理化学性能稳定,引起了广泛关注。以Rh纳米结构为研究对象,采用时域有限差分法系统地模拟并分析200~400 nm波段圆柱状Rh纳米阵列结构的消光特性和电场强度分布,以此研究Rh纳米结构的局域表面等离激元共振特性。结果表明:Rh纳米结构的LSPR特性与其直径、高度、间距以及周围折射率都有极强的相关性。通过这些参数的变化可以有效调制Rh纳米结构的LSPR共振波段,这对实现Rh纳米结构LSPR效应在紫外吸收、探测等相关领域应用具有重要参考意义。
光电子学 局域表面等离激元共振 Rh纳米结构 时域有限差分法 消光光谱 optoelectronics localized surface plasmon resonance Rh nanostructure finite-difference time-domain method extinction spectrum 
激光与光电子学进展
2023, 60(19): 1925001
王磊 1李花 1王永杰 1张彩虹 1,2,*[ ... ]吴培亨 1,2
作者单位
摘要
1 南京大学电子科学与工程学院,超导电子学研究所,江苏 南京 210023
2 紫金山实验室,江苏 南京 211111
提出了一种在超表面中嵌入二氧化钒(VO2)从而对太赫兹波进行动态调控的方法。VO2在68 ℃左右会发生绝缘体到金属的相变,导致其电导率发生4~5个数量级的显著变化。超表面由一个双开口金属谐振环阵列以及金属环开口处嵌入的VO2结构组成。仿真结果表明,通过改变VO2的电导率,太赫兹波可以实现高频与低频之间的谐振模式的切换。值得注意的是,这种模式转换不仅可以在实验中通过直接改变环境温度实现,还可以通过激光和强场太赫兹的泵浦完成。这种多样化的激励为该超表面在实际多场景应用中动态调控太赫兹波提供了参考。
光电子学 太赫兹 超材料与超表面 二氧化钒 激光泵浦 强场太赫兹 optoelectronics terahertz metamaterial and metasurface vanadium dioxide laser pump strong-field terahertz 
中国激光
2023, 50(17): 1714015
夏喜旺 1,2,*杜涵 3,**张科科 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院微小卫星创新研究院,上海 201203
2 中国科学院大学,北京 100049
3 上海宇航系统工程研究所,上海 210019
太阳电池片可用作粗太阳敏感器(粗太敏),多个等规格粗太敏相互配合可实现太阳矢量的全天域获取;粗太敏的在轨性能决定了其获得太阳矢量的精度。本文基于TZ-1(天智一号)卫星长时间跨度的大量在轨数据,以差分式太阳敏感器确定的太阳矢量为基准,分析粗太敏所确定太阳矢量的角度偏差;对粗太敏输出进行反演,分析其安装偏差及性能衰减情况;并综合多片粗太敏输出,对三结砷化镓太阳电池片对应的凯利余弦曲线进行拟合。分析结果表明,粗太敏安装偏差较小,其所确定的太阳矢量偏差小于5°,性能衰减速率约为0.0621 V/a,可实现一定精度范围内太阳矢量的全天域获取。
光电子学 粗太阳敏感器 太阳电池片 凯利余弦曲线 最小二乘数据拟合 optoelectronics coarse sun sensor solar cell Kelly cosine curve least-square-based data fitting 
激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1725001
聂娟 1,2杜佳林 1,2李凡星 1王思沫 1,2[ ... ]严伟 1
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所环境光学研究院,四川 成都 610209
2 中国科学院大学,北京 100049
LED阵列光源凭借其高亮度、长寿命及节能环保等独特优点广泛应用于医学、微纳加工、光学成像等领域,但其匀化系统存在光线准直难、可实现的照明光斑面积小等问题,难以在需要均匀照明的光学领域当中得到广泛应用。针对这一问题,提出了一种基于微透镜阵列的大面积LED阵列光源匀化方法。首先通过矩阵光学及近轴光学理论进行理论分析,然后利用lighttools软件进行系统设计及仿真实验,最终在像面上实现了大面积的均匀光斑。相较于以往最多可实现50 mm×50 mm的匀化光斑,该匀化系统可做到104 mm×104 mm、均匀度为87.375%的大面积规则的均匀光斑,该方法对医学、红外夜视、投影显示、航空照明领域等需要大面积均匀照明的系统有着重要意义。
光电子学 光源匀化方法 矩阵光学 微透镜阵列 大面积LED optoelectronics light source homogenization method matrix optics microlens array large-area LED 
激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1525003
作者单位
摘要
中国石油大学(华东)理学院,山东 青岛 266580
具有超高品质因子的光学微腔是构造各种集成光子器件的重要组件,以光子晶体微腔为基础的混合微腔为实现强烈的光和物质相互作用提供了一个新颖的平台,在腔量子电动力学、集成单光子源、量子计算等方面都具有十分广阔的应用前景。本文基于双异质结构光子晶体微腔,结合蝶形金纳米天线等离激元结构,设计实现了一种可见光波段的新型光子-等离激元混合微腔,并通过改变蝶形金纳米天线的间隙、角度、长度、厚度、相对位置等结构参数,利用三维时域有限差分法研究了等离激元纳米结构对混合腔的品质因子、有效模式体积、品质因数的调控规律,模拟结果显示,混合腔的有效模式体积和品质因数分别始终稳定在10-6λ/n3和108λ/n-3数量级,最佳品质因数值可达5.730689×108λ/n-3,优于其他类型的微腔。
光电子学 纳米光子学和光子晶体 光子晶体微腔 等离激元 纳米天线 品质因子 时域有限差分法 optoelectronics nanophotonics and photonic crystals photonic crystal cavity plasmons nanoantenna quality factor finite-difference time-domain method 
激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1525002

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