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利用飞秒激光在熔融石英雕塑中加工结构色
1
作者 陈靖 周鸿溦 +1 位作者 宋云鹏 程亚 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期305-311,共7页
颜色是艺术家们创作时的重要艺术语言。长久以来艺术家们通过颜料在艺术品表面展示出创作的颜色。结构色是颜色显示的另一种技术方案,近年来得到了广泛的研究。文中在熔融石英材料内部,利用飞秒激光加工出高精度的周期光栅,基于光栅衍... 颜色是艺术家们创作时的重要艺术语言。长久以来艺术家们通过颜料在艺术品表面展示出创作的颜色。结构色是颜色显示的另一种技术方案,近年来得到了广泛的研究。文中在熔融石英材料内部,利用飞秒激光加工出高精度的周期光栅,基于光栅衍射效应,实现了在某观察角度上的结构色呈现;在此基础上,展示了该结构色在雕塑领域的应用效果。结果表明,飞秒激光加工技术不仅可以对透明石英材料表面进行3D打印雕刻,制作出雕塑;还可以在材料内部进行彩色三维结构加工,为雕塑艺术的内在表达提供了新的技术支撑。 展开更多
关键词 飞秒激光 熔融石英材料 三维微纳加工 光栅衍射 结构色 雕塑
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SU-8微米光栅衍射性能研究
2
作者 李景鹏 王珏 +5 位作者 张雪凤 李毅 岱钦 崔建丰 王磊 乌日娜 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第6期43-47,共5页
研究了栅高对SU-8微米光栅衍射效率的影响。使用严格耦合波理论模拟分析了栅高分别为6~8μm、12~16μm、6~30μm时的衍射效率,以及6~30μm连续变化的0级和1级衍射效率。模拟结果显示,栅高6μm时,0级衍射效率最低,1级衍射效率最高;在12μ... 研究了栅高对SU-8微米光栅衍射效率的影响。使用严格耦合波理论模拟分析了栅高分别为6~8μm、12~16μm、6~30μm时的衍射效率,以及6~30μm连续变化的0级和1级衍射效率。模拟结果显示,栅高6μm时,0级衍射效率最低,1级衍射效率最高;在12μm时,0级衍射效率最高,1级衍射效率最低。栅高6~30μm连续变化时,衍射效率随之周期性变化。制备不同厚度的SU-8薄膜,采用皮秒激光刻蚀技术,制备了不同栅高的40μm周期光栅。测量结果显示,周期40μm光栅的栅高6.83μm时,-1级衍射效率为28.4%, 0级衍射效率约为14.7%;栅高13.45μm时,0级衍射效率为31.46%,1级衍射效率12.35%。0级和1级衍射效率的大小随着栅高周期变化。理论模拟和实验探索,为SU-8微米光栅的制备和一级衍射效率的提高提供重要的参考。 展开更多
关键词 衍射光栅 衍射效率 严格耦合理论 皮秒加工
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用于星载甲烷成像光谱仪的高衍射效率棱镜光栅(封面文章·特邀)
3
作者 刘全 周能华 +4 位作者 王可欣 陈志伟 杨子江 潘俏 陈新华 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第5期1-7,共7页
棱镜光栅是星载甲烷成像光谱仪的重要分光元件,与传统光栅不同的是,棱镜光栅的槽形是将光栅浸没于高折射率介质中,由于光栅槽形嵌入在高折射率介质中,使得光栅的角色散和分辨率都提高了n倍,其中n是高折射率介质的折射率。相比于传统光栅... 棱镜光栅是星载甲烷成像光谱仪的重要分光元件,与传统光栅不同的是,棱镜光栅的槽形是将光栅浸没于高折射率介质中,由于光栅槽形嵌入在高折射率介质中,使得光栅的角色散和分辨率都提高了n倍,其中n是高折射率介质的折射率。相比于传统光栅,棱镜光栅在同样的光谱分辨率下可以减小光栅的尺寸,实现更加紧凑的光机结构。因此研制棱镜光栅具有重要的意义。针对甲烷的2.3μm波段,分析了棱镜光栅的衍射特性,为了进一步提高系统的结构紧凑性,在石英棱镜光栅中引入高折射率材料TiO_(2)介质膜,对于矩形槽形,占空比在0.3~0.45范围内,TiO_(2)膜层厚度在165~170 nm之间,槽深在800~950 nm之间时,光栅的衍射效率高于70%,TiO_(2)膜层厚度为165 nm,槽深在870~930 nm之间时,衍射效率高于80%。采用全息光刻-离子束刻蚀结合原子层沉积技术,制作了周期为1020 nm、光栅有效面积大于110×275 mm的棱镜光栅。实验测量中,为了消除光源波动的影响,采用了双光路测试法进行衍射效率测量,在2.275~2.325μm波段,一级衍射效率大于70%。 展开更多
关键词 棱镜光栅 全息光刻 离子束刻蚀 衍射效率
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太阳高光谱探测仪光栅多次衍射杂散光分析与抑制方法
4
作者 张春英 王晓旭 +3 位作者 黄煜 李占峰 李乐 王彪 《激光杂志》 北大核心 2025年第5期59-63,共5页
天地一体化观测中,地基仪器是天基数据的重要补充,在大气成分探测与气象研究中发挥重要作用。低空机载和野外作业等场景常常要求地基仪器小型轻量。但便携化设计导致仪器光路紧凑,带来多次衍射杂散光问题,致使仪器不确定度增大。针对该... 天地一体化观测中,地基仪器是天基数据的重要补充,在大气成分探测与气象研究中发挥重要作用。低空机载和野外作业等场景常常要求地基仪器小型轻量。但便携化设计导致仪器光路紧凑,带来多次衍射杂散光问题,致使仪器不确定度增大。针对该问题,本文提出光谱匹配法,在光路中增加渐变滤光机构,利用其选择透过性抑制系统杂光。根据像面杂散光分布位置,构建滤光片参数仿真模型,精确获取所需滤光片的性能信息。结果表明,在滤光片带宽为10 nm,杂光水平不高于1.9×10^(-6)的情况下,仪器全波段(270 nm~530 nm)杂散辐射比由最初的10^(-3)量级提升到10^(-6)数量级,满足地基太阳光谱仪杂散光抑制水平优于10^(-5)的要求。 展开更多
关键词 光栅多次衍射 杂散光抑制 渐变滤光片 高光谱探测仪 杂散辐射比
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拼接原子光刻光栅衍射性能研究
5
作者 吴益泽 薛栋柏 +3 位作者 肖光旭 沈俊宇 邓晓 孔明 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第3期228-237,共10页
光栅干涉仪作为一种精密位移测量手段,具备高精度、高分辨力以及强抗干扰能力等优势。光栅作为干涉仪的测量基准,其周期准确性与位移测量结果的精度直接相关。基于原子光刻沉积技术的原子光刻光栅周期直接溯源至铬原子跃迁频率,将其运... 光栅干涉仪作为一种精密位移测量手段,具备高精度、高分辨力以及强抗干扰能力等优势。光栅作为干涉仪的测量基准,其周期准确性与位移测量结果的精度直接相关。基于原子光刻沉积技术的原子光刻光栅周期直接溯源至铬原子跃迁频率,将其运用于光栅干涉仪的研制,使得测量结果可直接溯源,保障了测量结果的准确性和一致性。然而单次原子光刻制备的光栅面积较小,限制了干涉仪的测量量程。尽管采用拼接原子光刻技术可实现原子光刻光栅面积的延拓,且理论上不引入周期误差,但是拼接区域光栅峰谷高度存在不均匀性,将会影响光栅的衍射效率。文中基于严格耦合波分析理论对拼接原子光刻光栅的衍射特性进行了仿真分析,当光栅峰谷高度从30~85 nm改变时,TE偏振入射光对应衍射效率从0.3%升高至1.9%,TM偏振入射光对应衍射效率随着峰谷高度变化逐步升高,最大值可达36.8%。同步进行了光栅衍射性能的实验测试,结果表明实验测试结果与仿真理论结果的变化趋势一致。该研究为基于拼接原子光刻光栅的直接溯源型光栅干涉仪测量量程扩展提供了技术指导。 展开更多
关键词 拼接原子光刻光栅 峰谷高度 衍射效率 严格耦合波理论
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高衍射效率偏振无关合束光栅的双层梯形槽形设计与分析
6
作者 孙澳 王瑞鹏 +3 位作者 孙雨琦 王新宇 李文昊 姜岩秀 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第1期53-62,共10页
为了满足强激光系统对于合束光栅的宽带、高衍射效率及偏振无关的需求,本文提出了一种具有双层梯形结构的偏振无关合束光栅。首先,基于严格耦合波理论,建立了一种以粒子群优化算法为核心的偏振无关合束光栅设计模型,通过随机生成特征波... 为了满足强激光系统对于合束光栅的宽带、高衍射效率及偏振无关的需求,本文提出了一种具有双层梯形结构的偏振无关合束光栅。首先,基于严格耦合波理论,建立了一种以粒子群优化算法为核心的偏振无关合束光栅设计模型,通过随机生成特征波长实现效率特性寻优。然后,详细分析了单层梯形和双层梯形结构光栅的槽深、占宽比、侧壁倾角等结构参数对光栅衍射效率及带宽的影响。最后,对两种结构光栅的电场增强特性进行分析讨论。结果表明,双层梯形结构偏振无关合束光栅在51 nm(1038~1089 nm)带宽范围内实现99%以上的理论衍射效率,相比传统单层梯形结构具有更大的工艺容差,容差范围内均满足30 nm带宽和98%的高衍射效率,同时具有更低的光栅近场增强,可以拥有更强的抗激光损伤能力。本文提出的宽带高衍射效率双层梯形结构光栅可以提高激光系统的输出功率,在激光合束领域具有重大的应用价值。 展开更多
关键词 衍射光栅 偏振无关 工艺容差 电场
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园林植物结构色研究进展
7
作者 钟汉钰 廖素婵 +2 位作者 李沛莹 刘娟旭 余义勋 《安徽农业科学》 2025年第9期7-11,共5页
色彩是园林植物观赏价值的决定因素之一。植物色彩主要源于色素色和结构色两种颜色类型。结构色是一种依赖自主产生的物理结构对光线进行衍射或折射所形成的颜色,它虽比色素色少见,但具有比色素色更绚丽更罕见的色彩。通过梳理国内外已... 色彩是园林植物观赏价值的决定因素之一。植物色彩主要源于色素色和结构色两种颜色类型。结构色是一种依赖自主产生的物理结构对光线进行衍射或折射所形成的颜色,它虽比色素色少见,但具有比色素色更绚丽更罕见的色彩。通过梳理国内外已有研究,阐明了色素色与结构色的区别,综述了园林植物组织的结构色以及形成结构色的光子结构,对未来的研究方向提出了展望,为未来培育更丰富结构色的园林植物提供理论基础。 展开更多
关键词 结构色 园林植物 虹彩体 表面衍射光栅 多层反射器
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偏振超表面衍射光栅仪器矩阵校准方法研究
8
作者 郑泽宇 叶超 +2 位作者 周钰聪 占春连 高涵 《光子学报》 北大核心 2025年第5期144-156,共13页
针对偏振超表面受加工精度和系统集成误差等因素影响,其用于解算偏振态的仪器矩阵与理论值产生偏差导致偏振检测精度下降的问题,从优化系统检测方法出发,基于仪器矩阵的构成和两步校准的核心原理,提出了一种基于椭圆偏振光的“一步”校... 针对偏振超表面受加工精度和系统集成误差等因素影响,其用于解算偏振态的仪器矩阵与理论值产生偏差导致偏振检测精度下降的问题,从优化系统检测方法出发,基于仪器矩阵的构成和两步校准的核心原理,提出了一种基于椭圆偏振光的“一步”校准方法,通过单次实验即可获取超表面器件的仪器矩阵,简化了校准步骤的同时减少了测量误差的累积。实验结果表明,该方法在工作波长为500 nm和1550 nm偏振超表面器件中有效提升了它们对椭圆偏振光和部分偏振光的检测精度,特别是椭圆偏振光方位角的检测精度提升明显,分别提升了2.66%和3.05%,进一步满足高精度、快速偏振检测的需求。 展开更多
关键词 超表面 衍射光栅 偏振检测 仪器矩阵 校准
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高饱和度二维胶体晶体结构色薄膜光学性质研究
9
作者 董海平 奚茜 +4 位作者 王培勇 汪生雅 曹海娜 白伟 汪叶琦 《包装工程》 北大核心 2025年第13期88-95,共8页
目的通过激光后处理技术在二维周期性结构表面实现对结构色色调的调控,并通过添加波导层的方式提高结构色的饱和度。方法实验中通过气-液界面自组装的方法制备二维光子晶体结构色基底,并在其表面沉积一层金膜,随后使用激光后处理的方式... 目的通过激光后处理技术在二维周期性结构表面实现对结构色色调的调控,并通过添加波导层的方式提高结构色的饱和度。方法实验中通过气-液界面自组装的方法制备二维光子晶体结构色基底,并在其表面沉积一层金膜,随后使用激光后处理的方式对样品进行扫描处理,并添加波导层结构实现高饱和度结构色调控。结果表面镀膜后的二维胶体晶体基底颜色随着测量角度的增加逐渐红移,呈现出蓝色—蓝绿色—橙色—橘红色的色调变化,使用激光后处理的方式扫描基底后,随着扫描速度的增加,样品的衍射光谱向长波方向有一定程度的移动,添加波导层结构后呈现出较高的饱和度,实现了淡蓝色—青蓝紫色—蓝绿色—橘黄色—红色的颜色转变。结论通过激光处理和添加波导层的方法可实现对二维光子晶体结构色的基底颜色色调及饱和度的调控,在光学防伪、印刷包装等领域具有巨大的应用前景。 展开更多
关键词 结构色 光栅衍射 光子晶体 波导层 激光处理
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基于三波干涉的叠加式聚合物分散液晶体全息匀光膜研制
10
作者 李科 蔡佳 +3 位作者 鲁思宇 许海 胡海峰 郑继红 《光子学报》 北大核心 2025年第6期188-199,共12页
通过干涉全息理论推导,设计出三波干涉全息光路,运用叠加法制备出尺寸为50 mm×50 mm的全息聚合物分散液晶二维光栅膜。实验过程中,精确控制制备条件以及优化光栅结构参数,实现了再现波长(532 nm)在三个不同衍射角度条件下的9个衍... 通过干涉全息理论推导,设计出三波干涉全息光路,运用叠加法制备出尺寸为50 mm×50 mm的全息聚合物分散液晶二维光栅膜。实验过程中,精确控制制备条件以及优化光栅结构参数,实现了再现波长(532 nm)在三个不同衍射角度条件下的9个衍射光束的光强分配比调节。实验结果表明:该H-PDLC光栅一级衍射效率可达到91.3%,衍射比可达到4.5∶1,且在可见光波段的透过率大于90%,衍射角度的误差在±0.5°以内,具有良好的匀光效果,在匀光显示技术领域具有可观的应用前景。 展开更多
关键词 聚合物分散液晶 三波干涉 全息 衍射效率 透过率 二维光栅 匀光膜
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基于矢量衍射理论的光栅干涉仪位移测量误差研究 被引量：2
11
作者 雷李华 张玉杰 傅云霞 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期90-97,共8页
光栅干涉仪位移测量系统作为测量领域中最精密的测量仪器之一,由于在测量过程中光栅的姿态位置无法保证完美装配,使得光栅的光栅矢量方向与运动矢量方向之间出现偏差,导致位移测量结果出现周期性非线性误差。文中针对在光栅干涉仪位移... 光栅干涉仪位移测量系统作为测量领域中最精密的测量仪器之一,由于在测量过程中光栅的姿态位置无法保证完美装配,使得光栅的光栅矢量方向与运动矢量方向之间出现偏差,导致位移测量结果出现周期性非线性误差。文中针对在光栅干涉仪位移测量过程中出现的光栅与位移台以及读数头之间的姿态位置误差进行分析,通过分别建立位移坐标系及光栅坐标系,参考惯性导航领域中飞行器姿态表示方法,利用一维光栅的横滚、俯仰和偏航角共同描述一维光栅相对于位移台的装配状态。通过基于矢量衍射理论分析光栅干涉仪位移测量时三个维度的角度偏差量,对可能产生的位移测量误差进行了分析说明。基于广义一维光栅方程,探究出了一个更为普遍的结论,为后续装置的改进提供理论依据,以提高系统的测量精度。 展开更多
关键词 精密位移测量 光栅干涉仪 光栅矢量衍射 周期性误差
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基于Mathematica的平行光斜入射光栅衍射的模拟和可视化研究
12
作者 高峰 马超 +2 位作者 孙丰伟 张红 赵文丽 《山东农业大学学报（自然科学版）》 北大核心 2024年第5期797-803,共7页
光栅衍射作为大学物理的重要教学内容和教学难点,由于其理论推导和数学表达形式复杂,学生难以形成清晰的物理图像,导致课堂教学效果不理想。教材中仅对光垂直入射光栅时的衍射特性进行了讨论,但平行光斜入射光栅时的衍射特性却未被充分... 光栅衍射作为大学物理的重要教学内容和教学难点,由于其理论推导和数学表达形式复杂,学生难以形成清晰的物理图像,导致课堂教学效果不理想。教材中仅对光垂直入射光栅时的衍射特性进行了讨论,但平行光斜入射光栅时的衍射特性却未被充分探讨,且这一领域的研究仍然有限。本文首先应用光的衍射理论推导出了平行光斜入射条件下单缝衍射和光栅衍射的光强分布表达形式,将单缝衍射和光栅衍射的研究由垂直入射推广到斜入射的情况。然后,应用Mathematica软件中的强大的交互式界面Manipulate,结合Initialization和Limit命令,对平行光斜入射情况下的单缝衍射和光栅衍射的光强分布进行了系统的模拟和仿真,分别绘制出单缝衍射的相对光强分布、多缝干涉的相对光强分布、光栅衍射的相对光强分布和衍射条纹分布情况。通过可视化过程,使学生深刻地理解光栅衍射的光强分布是单缝衍射和多缝干涉共同作用的结果,单缝衍射提供了光强分布的包络,而多缝干涉则决定了衍射条纹的具体亮暗变化,将抽象的光的衍射现象形象直观地动态演示出来,这有助于学生建立清晰的物理图像,深刻地理解单缝衍射和光栅衍射,极大地提高教学效果。 展开更多
关键词 光栅衍射 单缝衍射 平行光斜入射 MATHEMATICA 可视化 仿真
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基于四波前横向剪切干涉的波前传感技术与应用(特邀) 被引量：1
13
作者 杨甬英 凌曈 +1 位作者 曹频 江佳斌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期18-31,共14页
高科技的发展对精密干涉成像提出了更高的要求。在现代光学和生物医学领域,无标记成像技术不依赖于传统的染料或荧光标记,进行3D活细胞原位观察和分析,促进定量相位显微术的发展。在光学检测技术领域,对于干涉系统的现场化、实时化的应... 高科技的发展对精密干涉成像提出了更高的要求。在现代光学和生物医学领域,无标记成像技术不依赖于传统的染料或荧光标记,进行3D活细胞原位观察和分析,促进定量相位显微术的发展。在光学检测技术领域,对于干涉系统的现场化、实时化的应用具有迫切需求,如激光波前的瞬态检测分析、高速流场检测、自适应光学的检测和控制、高精度光学系统像差分析等都迫切需要一个紧凑型、抗环境干扰、瞬态成像的干涉系统。为此,针对针对这些需求,全面介绍了四波前横向剪切干涉相位成像技术的原理、发展历程、波前重构方法以及其广泛的应用。四波前横向剪切干涉仪能够通过在一个单一的干涉图中获取两个正交剪切方向的四个剪切波前来实现瞬态相位成像,由随机编码光栅和相位棋盘组成新颖的四波干涉传感器(Four-wave Interferometric Sensor,FIS4)。FIS4干涉传感器凭借其独特的优势,如紧凑性、鲁棒性、高时间分辨率以及与现有显微系统的兼容性,在生物医学、光学测量、材料表征等众多领域展现出广阔的应用前景。这一技术的发展不仅为相关领域提供了新的研究工具,也为跨学科的创新和发现开辟了新的可能性。 展开更多
关键词 四波剪切干涉 衍射光栅 共路干涉 高速流场 自适应光学 白光轮廓仪
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高边缘视场光学效率的衍射波导准直投影镜头设计
14
作者 黄战华 高懿冰 +3 位作者 伍圆军 潘成 芦畅泰 张尹馨 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第1期54-62,78,共10页
随着微型发光二极管(micro-light emitting diode,Micro-LED)微型图像源被应用于增强现实(augmented reality,AR)显示技术,AR显示系统朝着超小型化方向发展。然而Micro-LED图像源发光角度大,准直投影镜头要求体积小且像质高,其产生的渐... 随着微型发光二极管(micro-light emitting diode,Micro-LED)微型图像源被应用于增强现实(augmented reality,AR)显示技术,AR显示系统朝着超小型化方向发展。然而Micro-LED图像源发光角度大,准直投影镜头要求体积小且像质高,其产生的渐晕现象也导致视场(field of view,FOV)边缘处光学效率低、照度不均匀,这对AR光学系统设计造成了挑战。为了解决上述问题,该文基于增加计算得到的非球面场镜,设计了一种照度均匀性高、边缘视场光学效率较高的衍射光栅波导准直投影镜头。对场镜理论进行详细分析,从而确定焦距区间,最终求解其面型参数,设计出照度相对均匀的镜头。设计的新型准直投影镜头对角线FOV为41.2°,F#为1.87,调制传递函数在125 lp/mm处大于0.5。仿真结果表明,系统照度均匀性相对提高了14%,边缘FOV的光学效率相对提高了15%,具有良好的成像性能,该镜头可应用于超小型AR衍射光栅波导头戴显示系统中。 展开更多
关键词 准直投影镜头 光学效率 衍射光栅波导 光学设计
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采用丙烯酸酯双单体的高空间频率透射式体全息H-PDLC光栅的研制 被引量：2
15
作者 朱宁 郑继红 +2 位作者 申桐 李科 刘悠嵘 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期752-760,共9页
全息聚合物分散液晶(holographic-polymer dispersed liquid crystal, H-PDLC)体全息光栅因其化学状态稳定、制作简单、价格低廉等优势为全息光波导耦合器件提供了一个更优的思路。本文提出了采用复合型丙烯酸酯类高/低折射率匹配调制的... 全息聚合物分散液晶(holographic-polymer dispersed liquid crystal, H-PDLC)体全息光栅因其化学状态稳定、制作简单、价格低廉等优势为全息光波导耦合器件提供了一个更优的思路。本文提出了采用复合型丙烯酸酯类高/低折射率匹配调制的H-PDLC透射式体光栅的研制。首先结合耦合波理论及分子扩散理论介绍了H-PDLC光栅的形成机理。然后,通过实验对不同官能度单体的光栅材料进行筛选,并研究其全息衍射特性。在此基础上,进一步采用提高引发剂含量的方式优化了高频体全息H-PDLC光栅性能。实验结果表明,该双单体的H-PDLC配方可实现在可见光波段透过率大于90%,在空间频率为973 lp/mm下,衍射效率达到90%,响应带宽为99 nm;在2 941 lp/mm下,衍射效率为75.4%,响应带宽为29 nm。该H-PDLC光栅作为波导显示系统的耦合器件有可观的应用前景。 展开更多
关键词 聚合物分散液晶 透射式体全息光栅 衍射效率 波长响应带宽
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双通道加密自由空间光通信系统 被引量：1
16
作者 王国庆 闵锐 +4 位作者 李兴泉 张海平 赵方 邵理阳 沈平 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期39-48,共10页
本文提出了一种基于压缩感知和倾斜光纤光栅的双通道加密自由空间光通信系统,不仅可以大量减少数据采集量,还可以对自由空间传输的数据进行加密,提高了系统的安全性。此外,我们的方案可以采用低带宽和低成本的光电探测器和模数转换器,... 本文提出了一种基于压缩感知和倾斜光纤光栅的双通道加密自由空间光通信系统,不仅可以大量减少数据采集量,还可以对自由空间传输的数据进行加密,提高了系统的安全性。此外,我们的方案可以采用低带宽和低成本的光电探测器和模数转换器,降低了数据采集量和数据通信的成本。同时,本方案采用了一种倾斜角度为45°的倾斜光纤光栅同时作为空间光发射器、空间光侧面衍射器件和偏振敏感器件,加强了系统的集成度,降低了系统体积,同时提高了系统的能量利用效率。经实验表明,利用频率为1 GHz和3 GHz的正弦射频信号进行3.9 m的数据传输,在时域和频域的数据压缩比为16%和8%。 展开更多
关键词 衍射光栅 自由空间光通信 调制 光学安全和加密
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五线摆扭转频率测量质心测量系统 被引量：1
17
作者 张晟 梁铭涛 王智 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第10期105-112,共8页
测试质量是空间引力波探测仪器中惯性传感器关键组成部分,是边长46 mm、质量约为2 kg的正方体。为减小测试质量的质心偏离对惯性传感器精度的影响,需要对测试质量的质心偏离量精确测量。由于测试质量的质心偏离允差仅为3.75μm,以往的... 测试质量是空间引力波探测仪器中惯性传感器关键组成部分,是边长46 mm、质量约为2 kg的正方体。为减小测试质量的质心偏离对惯性传感器精度的影响,需要对测试质量的质心偏离量精确测量。由于测试质量的质心偏离允差仅为3.75μm,以往的质心测量方法不能满足测量精度的要求,特提出通过高精度测量五线摆的扭转振动固有频率来间接测量测试质量质心偏差。该文首先通过对五线摆的动力学分析,给出物体质心偏离量与五线摆固有频率之间的函数关系,并据此分析固有频率测量精度需求。接着,介绍采用衍射光栅和四象限探测器测量五线摆扭振角位移的原理。然后通过建模和电磁仿真设计基于电磁螺线圈和永磁体的电磁驱动器。最后,给五线摆施加振幅可控的激励脉冲,根据记录的角位移数据拟合出五线摆的扭转振动固有频率。实验结果表明,在初始振幅为3×10^(-4) rad的扭转振动情况下,五线摆的固有频率测量精度为2.66×10^(-5) Hz,能够满足利用五线摆法测量测试质量质心偏移的需求。 展开更多
关键词 五线摆 固有频率 衍射光栅 四象限探测器 电磁驱动
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基于SiN平板波导光栅的128通道光学相控阵
18
作者 马鹏飞 于磊 +3 位作者 王政 王鹏飞 张冶金 潘教青 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期832-837,共6页
为了避免全硅光学相控阵(OPA)的输出光功率饱和现象以及氮化硅的低移相效率,采用硅与氮化硅相结合的设计思路,在实现高功率输入的同时保证了调相效率;此外,硅基集成OPA为了避免通道间的相互耦合所引起的相位噪声,波导间距大于半波长,导... 为了避免全硅光学相控阵(OPA)的输出光功率饱和现象以及氮化硅的低移相效率,采用硅与氮化硅相结合的设计思路,在实现高功率输入的同时保证了调相效率;此外,硅基集成OPA为了避免通道间的相互耦合所引起的相位噪声,波导间距大于半波长,导致栅瓣的存在,进而使得扫描范围受限,故采用硅波导作为天线前的输入波导,以减小阵元间距。结果表明,芯片最终实现了41°×7.4°的扫描范围以及10.7 dB的芯片损耗。该研究对于OPA芯片的进一步改进是有帮助的。 展开更多
关键词 集成光学 衍射 光栅 光学相控阵
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应用于彩色光波导显示中的液晶偏振体光栅结构设计与制备
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作者 阚丽娜 穆全全 +4 位作者 彭增辉 杨程亮 于洋 刘永刚 王启东 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期427-435,共9页
本文设计并实现了一种三层结构液晶偏振体光栅,对其衍射特性及其在光波导中的耦合情况进行了研究。理论上,选取横向周期为424 nm,根据特定工作波长450 nm、532 nm、633 nm在满足布拉格衍射条件的情况下计算出了相对应的3个纵向周期以实... 本文设计并实现了一种三层结构液晶偏振体光栅,对其衍射特性及其在光波导中的耦合情况进行了研究。理论上,选取横向周期为424 nm,根据特定工作波长450 nm、532 nm、633 nm在满足布拉格衍射条件的情况下计算出了相对应的3个纵向周期以实现其厚度方向的叠加。采用有限元法对该器件进行了模拟仿真,计算出了其光谱特性及角度特性,根据红绿蓝三色光色散关系仿真出了其在波导内耦合的入射角与衍射角之间的关系曲线。实验上,本文实现了该液晶偏振体光栅器件的制备并对其进行了系统性能表征,给出了一个初步的光波导耦合实验,演示了其耦合效果。结果表明,所制备的三层液晶偏振体光栅器件在450 nm、532 nm、633 nm下衍射效率最高可达80%以上,对应波长下的角带宽分别为12°、8°、6°,其在波导内耦合的视场经模拟可达到27.81°,是一种良好的光波导耦合器件。 展开更多
关键词 光学器件 角度响应 衍射效率 液晶偏振体光栅
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基于双目CMOS图像传感的激光告警技术
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作者 牛家麒 张瑞 +4 位作者 石金 张卓奇 张子暄 王志斌 李孟委 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第6期1291-1297,共7页
针对二维激光告警中测量来袭激光波长和角度分辨率低且视场角度范围低的问题,提出了一种采用双目图像传感器实现激光告警的方案。该方案的系统主要由光栅、透镜组和2个COMS图像传感器组成。基于光栅衍射原理进行双目探测以提高测量角度... 针对二维激光告警中测量来袭激光波长和角度分辨率低且视场角度范围低的问题,提出了一种采用双目图像传感器实现激光告警的方案。该方案的系统主要由光栅、透镜组和2个COMS图像传感器组成。基于光栅衍射原理进行双目探测以提高测量角度分辨率,通过来袭激光经过光栅衍射后相邻两级的衍射光斑在CMOS_1上的像素距离,得到来袭激光的波长,通过入射激光在CMOS_2图像传感器中的光斑中心位置,得到来袭激光的二维方向角。通过实验验证了其测量可行性。实验结果表明,改进后测得的波长分辨率优于6 nm,角度分辨率为0.1°,视场角为±50°,角度测量精度为0.1°。 展开更多
关键词 激光告警 双目探测 光栅衍射 波长 二维方向角
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