韩星 1,3江伦 1,2,*李延伟 3,**李骏驰 3
作者单位
摘要
1 长春理工大学光电工程学院,吉林 长春 130022
2 长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程中心,吉林 长春 130022
3 季华实验室,广东 佛山 528200
提出了一种融合新型支撑方式与灵敏度分析的光机热集成分析与优化方法,用于设计超高精度深紫外光刻投影物镜系统。首先,采用轴向多点与周向三点胶接支撑相结合的新型支撑方式,实现了212.51 mm口径光学元件的超高精度定位要求。其次,通过对光学元件进行热力耦合分析,验证了光机系统的合理性。然后,在光机热集成分析条件下,分析了单个光学元件的灵敏度,以及全部光学元件表面变形对整体光学系统波像差均方根值和校准F-tan θF为焦距,θ为物方视场角)畸变的影响。最后,通过调整部分光学元件的灵敏度进行局部优化,并对整体光学系统的像质进行优化。结果表明:在热力耦合条件(参考温度为22.5 ℃、极限工作温度为±2.5 ℃、重力)下,光学元件的最大表面面型均方根(RMS)值为9.86 nm,能够满足超高精度定位要求。在光机热集成分析条件下(参考温度为22.5 ℃、极限工作温度为±2 ℃、重力),优化后光学系统的波像差RMS值小于10.50 nm,校准F-tan θ畸变小于6.00 nm,相较于优化前,波像差RMS提升了46.98%,校准F-tan θ畸变提升了77.69%,达到了设计要求。
光学设计 结构设计 光机热集成分析 Zernike多项式 有限元分析 
光学学报
2024, 44(7): 0722001
作者单位
摘要
1 重庆邮电大学工业物联网与网络化教育部重点实验室,重庆 400065
2 重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆 400065
针对脉搏波信号采集过程中存在噪声的问题,提出了基于改进互补集成经验模态分解的脉搏波去噪算法。利用光纤布拉格光栅传感器获取脉搏波信号,首先在互补集成经验模态分解算法中加入高斯白噪声,然后利用粒子群算法优化高斯白噪声幅值,以此来消除互补集成经验模态算法分解产生的模态混叠现象,并联合小波阈值函数对其处理后的脉搏波信号进行重构。实验结果表明,所提算法能够有效降低脉搏波信号中的噪声干扰,在信噪比、均方误差两个指标上均优于对比算法,为提取脉搏波的时域特征奠定了基础。
光纤布拉格光栅 脉搏波 信号去噪 互补集成经验模态分解 粒子群优化算法 小波阈值 
光学学报
2024, 44(7): 0707001
作者单位
摘要
山东大学 艺术学院,济南 250100
在生物特征识别技术的研究中,软特征的集成实验一直采用主特征之间的集成实验模型。软特征在适用范围、识别能力等方面与主特征有很大差别,直接使用主特征之间的集成机制无法有效地挖掘和利用软特征中的区分性信息,造成实验结果不够理想和准确。基于此,该文深入分析软特征的特性,提出“有效的互补性”和“个性化集成”两点集成要求,并在量化有效的互补性基础上,结合“最小错误率”目标,利用最小二乘法为每一个用户建立局部集成模型。将集成模型用于人脸识别和指纹识别两个实验场景,验证了该文对问题分析的合理性以及所提方法在提高识别准确率方面的有效性。
软特征 集成实验 生物特征识别 个性化 最小二乘法 soft biometrics fusion experiment biometrics recognition personalized least squares 
实验科学与技术
2024, 22(1): 22
作者单位
摘要
重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆 400065
提出一种具有模式保持功能的片上模式分离器方案。该方案基于多模干涉耦合器(MMI),通过在MMI多模区加入微型热电极,并通过合理设计热电极的位置和精确控制热电极的加热温度,实现TE0、TE1和TE2三种模式的分离,其插入损耗均低于1.06 dB,模式串扰均低于-15.38 dB。该方案具有模式分离数量多和可扩展的优势,可被广泛用于信号处理系统和通信系统中。
集成光学 模式保持 多模干涉耦合器 模式分离器 微型热电极 
光学学报
2024, 44(5): 0523001
作者单位
摘要
湖南科技大学机电工程学院,湖南 湘潭 411201
以典型的20 m2小型定日镜为对象,采用光-机集成建模方法,研究了自重和风载荷联合作用下定日镜的服役光学精度特性,综合考虑了定日镜工作高度角、风压大小和关键结构参数的影响。结果表明,沿镜面横向的斜率误差分量Dx要明显大于沿其竖向的Dy,螺栓数量N增加对Dx影响不显著,但能显著减小Dy,反射镜面自身刚度弱是其服役光学精度下降的主要原因;机架中角钢型材的边长a在30~50 mm之间对光学精度影响较小,但厚度t对光学精度的影响较为显著。定日镜结构变形与镜面斜率误差均随着风压载荷的增加而线性增加,且不同高度角β下总镜面斜率误差变化曲线斜率基本一致;仅在自重作用下,高度角0°~90°内总斜率误差能控制在1.45 mrad以内;镜面变形与其斜率误差分布规律完全不同,镜面斜率误差与镜面变形之间并非呈线性正比关系,采用光学精度进行评价或指导定日镜结构优化设计是最佳途径。
光学器件 塔式定日镜 服役载荷 光-机集成 镜面斜率误差 光学精度 
光学学报
2024, 44(6): 0623001
作者单位
摘要
电子科技大学光电科学与工程学院,四川 成都 611731
提出了一种基于级联非对称Y分支的紧凑、宽带、高效的LP01-LP11a模式转换器。制作的聚合物波导模式转换器具有1.5 mm×14.0 μm的紧凑尺寸,对于C+L波段的x偏振和y偏振光,其模式转换效率大于98%,串扰小于-17.5 dB,插入损耗低于5.8 dB。所提出的模式转换器可以应用在宽带模分复用传输系统中。
光纤光学 光学器件 模式转换器 模分复用 聚合物波导 集成光学 非对称Y分支 
中国激光
2024, 51(6): 0606003
作者单位
摘要
1 海南师范大学物理与电子工程学院海南省激光技术与光电子功能材料重点实验室,半导体激光海南省国际联合研究中心,海南 海口 571158
2 新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院,新加坡 639798
3 新加坡南洋理工大学淡马锡实验室,新加坡 637553
4 中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室,北京 100083
5 长春理工大学高功率半导体激光器国家重点实验室,吉林 长春 130022
2 μm波长附近可调谐半导体激光器在分子光谱学和光通信领域中有广阔的应用前景。基于绝缘体上硅(SOI)平台,对2 μm波长附近可调谐半导体激光器的外腔部分进行了设计优化。分析了不同尺寸光波导的模式损耗特性、单个微环谐振腔受总线波导耦合间距的作用以及总线波导光反馈终端对外腔半导体激光器性能的影响。并提出了一种具有高工艺兼容度的多模环形光波导光反馈结构。所设计的可调谐半导体激光器硅基外腔可通过环形波导上的镍铬合金微加热器进行0.1 nm/K的高精度调谐,对单个微加热器施加3.2 V电压时,调谐范围可达66 nm(1967~2033 nm)。
硅光集成 可调谐外腔半导体激光器 环形谐振腔 光波导终端 
中国激光
2024, 51(6): 0601010
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
为了研究部分刻蚀光栅对波导光栅衍射光束的影响,提高集成光子学设计自由度,通过有限时域差分法仿真分析了分别在光栅边缘或中间进行波导部分刻蚀后的不同结构的性质,输入光波长为1 400~1 700 nm,覆盖1 550 nm通信波长,仿真结果表明:边缘刻蚀方法具有更高的辐射率、更低的反射率,并且可以控制辐射光场的强度分布;中间刻蚀方法波导中的反射能量更强且线宽更窄。2种刻蚀方法下,光栅尺寸越大则辐射率越高;当光栅尺寸固定,波导宽度越大则边缘刻蚀的辐射率越低。波导光栅的部分刻蚀方法可以用于集成光路的设计优化。
绝缘体上硅 光栅 波导 集成光学 silicon-on-insulators grating waveguide integrated optics 
光学仪器
2024, 46(1): 49
张程 1徐银 1,2董越 1,2张博 1,2倪屹 1,2,*
作者单位
摘要
1 江南大学物联网工程学院,江苏 无锡 214122
2 江南大学先进技术研究院,江苏 无锡 214122
模式转换器承担着波导基模到高阶模的转换任务,是片上多模光传输、模分复用传输的重要器件。基于薄膜铌酸锂平台,提出一种利用V形硅阵列的薄膜铌酸锂波导模式转换器,转换结构主要包括沿光传输方向排布的V形硅阵列,位于薄膜铌酸锂波导顶部。基于上述结构进行详细的设计与优化分析,在中心波长为1550 nm、转换长度仅为11 μm的情况下,实现了输入TE0模到输出TE1模的高效转换。模式转换效率为96.8%,串扰为-28.6 dB,插入损耗为0.78 dB。进一步对转换结构进行横向扩展,实现了输入TE0模到输出TE2模的高效转换。模式转换效率为91.3%,串扰为-14.3 dB,插入损耗为1 dB。若继续扩展,可获得其他高阶模。本器件及设计方法有望在薄膜铌酸锂波导多模光传输方向发挥优势,推动薄膜铌酸锂光子集成器件及回路的发展。
集成光学 集成光器件 光波导 铌酸锂 微光学器件 
激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0523001
作者单位
摘要
1 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室,吉林 长春 130012
2 武汉工程大学光学信息与模式识别湖北省重点实验室,湖北 武汉 430205
得益于飞秒激光直写技术的穿透式真三维改性加工能力,多种介质内任意三维路径及截面形状的光波导得以实现并得到了重要应用。本文围绕飞秒激光直写光波导的机理及基本类型,综述了三维光波导器件在光通信、集成量子光学、拓扑光子学、天文光子学以及光学传感等领域的应用。从三维光子芯片的应用需求入手,总结了飞秒激光直写技术在低损耗、任意截面、大纵深直写和可重构三维波导制备中面临的挑战,并展望了飞秒激光直写三维光波导的未来发展趋势。
集成光学 光子集成芯片 飞秒激光直写 三维光波导 
中国激光
2024, 51(4): 0402406

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