作者单位
摘要
首都师范大学 物理系, 北京 100048
液晶材料是信息显示设备中的重要组成部分, 其在外场作用下所表现的高双折射特性是其被用于显示的关键条件。利用强太赫兹波作为外场, 激发液晶5CB材料的双折射效应。结合太赫兹时域光谱系统通过测量不同偏振的太赫兹波的透过率, 研究了太赫兹场致液晶在太赫兹波段的双折射效应。分析了液晶的双折射效应与外场强的变化关系、频率响应特性等方面。研究结果表明在强场太赫兹波激发下, 液晶的双折射现象随场强的增大而增大, 双折射值与外部场强平方成正比, 且液晶5CB对于太赫兹激发的双折射效应存在一定的阈值。
物理光学 液晶 双折射 太赫兹强场 偏振 阈值 physical?optics liquid crystal birefringence terahertz strong field polarization threshold 
光学技术
2023, 49(5): 558
作者单位
摘要
武汉理工大学 理学院 物理系, 武汉 430070
为了设计制造新型的位相延迟器, 利用1维光子晶体的特性, 在折射率为1.52的玻璃上, 镀制了由硫化锌(ZnS)与冰晶石(Na3AlF6)构成的多周期二次元一维光子晶体,进行了数值模拟计算及理论分析。结果表明, 在带隙范围内, 1维光子晶体的等效折射率是虚等效折射率;在斜入射时, 带隙内的p光和s光的反射光各自位相增加, 出现位相延迟, 其偏振态发生改变, 由线偏振光变为椭圆(圆)偏振光;在发生全反射时, 光疏媒质的等效折射率是虚等效折射率;反射光出现位相增加, 产生位相延迟, 其偏振态发生改变, 由线偏振光变为椭圆(圆)偏振光。该延迟器可以改变光的传播方向, 改变偏振态的位相, 克服了薄膜λ/4波片的缺陷。
物理光学 位相延迟器 全反射 虚折射率 光子晶体 带隙 physical optics phase retardation total reflection imaginary refractive index photonic crystal band gap 
激光技术
2023, 47(5): 686
作者单位
摘要
北京自动化控制设备研究所,北京 100074
利用空间三轴激光陀螺三个谐振腔光路相互垂直和腔镜共用特性,设计了一种反射镜在腔内氦氖放电等离子体作用下的损耗变化实时测量方法,研究了反射镜的损耗变化过程。实验表明,放电时反射镜的损耗迅速增加并趋于稳定,断电后损耗迅速下降而后趋于平缓并在后续放置过程中缓慢下降至初始值。进一步地,对断电后的陀螺开展了低温和高温实验,研究了反射镜损耗的变化规律。为研究等离子体作用下损耗变化的机理,基于气体放电流体模型,对激光陀螺腔内氦氖等离子体的特性进行了仿真,得到了腔内反射镜表面电子和主要离子的能量及分布。仿真结果表明:等离子体中的电子具有较高的能量,将使反射镜产生更多缺陷,改变反射镜的光学特性。研究结果对于进一步研究反射镜在等离子体作用下的稳定性具有重要意义。
物理光学 激光陀螺 空间三轴陀螺 反射镜 损耗 放电等离子体 physical optics laser gyro space triaxial gyro mirror loss discharge plasma 
中国激光
2023, 50(23): 2301005
作者单位
摘要
北京理工大学 精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室, 北京 100081
通常光学相位延迟测量方法都采用单一波长的光进行测量, 无法准确反映延迟量随波长的变化。文章提出了一种简便的相位延迟谱的测量方法, 该方法利用平面偏振测量仪, 通过旋转待测元件并测量系统的透射光谱, 进而按照原理算法解算出相位延迟谱。实验结果表明, 该方法具有很好的重复性, 操作简便, 测量结果的重复性可以保持在0.41°以内。
物理光学 偏振光学 相位延迟 测量不确定度分析 physical optics polarized light science phase retardance measurement uncertainty analysis 
光学技术
2023, 49(6): 723
作者单位
摘要
郑州航空工业管理学院 材料学院, 河南 郑州 450046
提出一种基于银纳米颗粒等离激元共振和耦合效应的彩色透明显示屏。对银颗粒优化设计,说明在红、绿、蓝三波段能够出现三个散射峰,可用于增强彩色显示性能;接下来,通过溶液热法制备出该屏幕;经投影仪对屏投影测试发现确实具有彩色、高透、高亮和宽视角。另外,研究发现在等离激元共振及耦合作用下,银颗粒在红、绿、蓝三个共振位置均具有偶极子的远场散射形貌,充分解释了显示屏高亮和宽视角的原因。提出的透明显示屏具有透明度和亮度高、观察视角宽、制备工艺简单、成本低等特点,在透明显示领域将有大的应用潜力。
物理光学 表面等离激元 等离激元耦合效应 彩色透明显示 physical optics surface plasmons plasmonic coupling effect full-color transparent display 
光学技术
2023, 49(3): 270
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院,四川 成都 610065
拉盖尔-高斯光束由于其特有的涡旋特性使其在大气传输过程中具有更好的稳定性。实际激光输出存在的部分相干性将对光束传输具有明显的影响,在大功率输出模式下,克尔效应的产生也会影响到光束传输的特性。本文从部分相干拉盖尔-高斯光束的交叉谱密度方程出发,推导了克尔效应作用下光束的传输表达式,利用分步傅里叶变换,对高功率部分相干涡旋传输中的克尔效应过程进行了模拟,并对比了不同参数影响下,光束相干性不同时克尔效应的差异。结果表明,克尔效应有助于维持光强的环状结构,提高拓扑荷数能够有效地缓解因相干度降低而造成的涡旋结构衰退的现象。
物理光学 拉盖尔-高斯光束 部分相干 克尔效应 环状结构 physical optics Laguerre-Gaussian beam partial coherence Kerr effect ring structure 
光学学报
2023, 43(20): 2026002
作者单位
摘要
北京信息科技大学应用数学研究所,北京 100101
从频谱支集对称程度及夹角两个结构特点出发,分析频谱支集结构变化对于去噪效果的影响,提出光场频谱支集集中程度的概念,并设计相应的度量函数。通过极小化集中程度度量函数,计算合适的光场双平面间距,按照此间距在去噪前对光场数据进行重参数化可以提高滤波去噪效果。HCI模拟光场数据和斯坦福实测光场数据实验结果表明,引入重参数化的光场滤波去噪方法能够优化去噪结果。从视觉上看,在滤除更多噪点的同时保留场景更多的结构和纹理信息;从定量评价上看,峰值信噪比和结构相似度指标也有所提高。
物理光学 光场 重参数化 频谱结构 去噪 physical optics light field reparameterization spectrum structure denoising 
光学学报
2023, 43(20): 2026001
作者单位
摘要
1 上海理工大学太赫兹技术创新研究院,上海 200093
2 南开大学现代光学研究所,天津 300350
3 天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津 300072

飞秒激光成丝辐射太赫兹波兼具宽频带和高强度特性,其物理机制研究已成为近年来的前沿课题。在此领域,本课题组发现太赫兹波沿激光等离子体光丝被限制在亚波长空间尺度内进行传输,即“太赫兹波空间强束缚效应”,并据此提出了能够全面阐述太赫兹波辐射机理的三过程模型,为统一当前主流宏观与微观理论、化解相关文献中重要结论的矛盾奠定了基础。本文以太赫兹波空间强束缚效应为中心,综述了本课题组近年来的一系列研究工作,包括实验探测技术、物理机理解释及多项创新应用等,并对未来的工作进行了展望。

物理光学 太赫兹波 飞秒激光成丝 空间束缚 物理机制 超分辨成像 physical optics terahertz wave femtosecond laser filamentation spatial confinement physical mechanism super-resolution imaging 
中国激光
2023, 50(17): 1714010
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
随着激光技术的迅猛发展,超快光学已经成为现代物理学研究中一个非常重要的前沿领域。高次谐波作为产生超短激光脉冲的重要手段之一,在近十年内快速发展。本文综述了气体高次谐波产生过程中存在的自旋角动量守恒、轨道角动量守恒、自旋-轨道相互作用以及由此引出的新奇物理现象,总结了现阶段研究所存在的部分空白与挑战。将结构光场应用于高次谐波领域极大地丰富了人们研究光与物质相互作用的手段,为光学操控和强场物理带来了新的机遇。
物理光学 谐波产生与混频 强场过程 超快非线性光学 角动量守恒 自旋-轨道相互作用 physical optics harmonic generation and mixing strong-field process ultrafast nonlinear optics conservation of angular momentum spin-orbit interaction 
激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1526001
付时尧 1,2,3,*高春清 1,2,3,**
作者单位
摘要
1 北京理工大学光电学院,北京 100081
2 信息光子技术工业和信息化部重点实验室,北京 100081
3 光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081
与宏观物体类似,光子等微观粒子也可携带角动量。光子的角动量包括自旋角动量和轨道角动量,两种角动量的共同作用产生了一种新型结构光束,即矢量涡旋光束。矢量涡旋光束具有各向异性的波面和偏振分布,提供了多种光场自由度,在量子技术、光通信、激光探测、激光加工、高分辨成像、光镊等前沿领域展现了巨大的应用潜力,吸引了国内外学者的广泛关注。高效地生成矢量涡旋光束,以及高精度地识别矢量涡旋光束的模式分布,是其应用的关键。本文简要回顾了国内外学者在矢量涡旋光束的生成与模式识别方面的研究工作,同时系统梳理了本文作者过去十年在该方面的研究进展,重点介绍了其相关代表性成果。
物理光学 激光光场调控 矢量涡旋光束 轨道角动量 自旋角动量 physical optics laser field manipulation vectorial vortex beam orbital angular momentum spin angular momentum 
光学学报
2023, 43(15): 1526001

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