差动临界角法高精度动态检焦技术研究

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作者 彭玲娜 赵圆圆 +1 位作者 张杨 段宣明 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期84-94,共11页

基于临界角检焦技术具有光能量损耗小、组装相对简单、调试相对容易、系统分辨率高等特点,当引入差动信号处理技术,可放大提取的检焦信号,提升检测灵敏度和提高检焦曲线的光滑度,同时可实现更大的焦面检测范围,减少由于基底本身存在不... 基于临界角检焦技术具有光能量损耗小、组装相对简单、调试相对容易、系统分辨率高等特点,当引入差动信号处理技术,可放大提取的检焦信号,提升检测灵敏度和提高检焦曲线的光滑度,同时可实现更大的焦面检测范围,减少由于基底本身存在不平整影响到的检焦误差。本论文首先从差动临界角法检焦技术的基本原理出发,通过Fresnel公式和牛顿公式得到离焦量与离焦信号的关系。其次搭建差动临界角法检焦验证系统,利用四象限光电探测器采集单个临界角棱镜的离焦信号,并对两个垂直放置的四象限光电探测器接收到的离焦信号进行差动计算,以获得差动K值大小与离焦量z之间的关系。实验结果表明:采用波长532 nm的激光,数值孔径0.3的投影物镜时,检焦线性范围可达22μm;采用数值孔径0.45的投影物镜时,检焦线性范围可达14μm,差动临界角检焦法分辨率可达25 nm。 展开更多

关键词 差动临界角 检焦技术 亚微米级 检焦精度 检焦范围

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空芯光纤温度敏感性研究进展(特邀)

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作者 孙一之 吴贺林 +2 位作者 高寿飞 汪滢莹 丁伟 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第4期215-232,共18页

空芯光纤具有低温度敏感性,在光通信、光纤器件、精密光学测量等应用中可以提高精度并降低温控带来的系统额外成本,具有重要的应用价值。文中综述了空芯光纤中传输时延和传输相位温度敏感的来源和机理,近年来降低空芯光纤温度敏感性的... 空芯光纤具有低温度敏感性,在光通信、光纤器件、精密光学测量等应用中可以提高精度并降低温控带来的系统额外成本,具有重要的应用价值。文中综述了空芯光纤中传输时延和传输相位温度敏感的来源和机理,近年来降低空芯光纤温度敏感性的一系列新方法,以及低温度敏感性空芯光纤的应用探索,并对低温度敏感性空芯光纤的未来发展进行了展望。 展开更多

关键词 空芯光纤 光纤光学 温度敏感性 相位 时延

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飞秒激光双光子聚合三维微纳结构加工技术 被引量：7

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作者 赵圆圆 金峰 +2 位作者 董贤子 郑美玲 段宣明 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-33,共33页

飞秒激光双光子聚合微纳加工技术作为重要的三维微纳结构制备手段,已成为国际前沿研究热点。该技术利用激光与物质相互作用的双光子非线性吸收效应和阈值效应,可以突破经典光学理论衍射极限,实现纳米尺度的激光加工分辨力,在三维功能性... 飞秒激光双光子聚合微纳加工技术作为重要的三维微纳结构制备手段,已成为国际前沿研究热点。该技术利用激光与物质相互作用的双光子非线性吸收效应和阈值效应,可以突破经典光学理论衍射极限,实现纳米尺度的激光加工分辨力,在三维功能性微纳器件制备领域正在发挥着十分重要的作用。本文在介绍飞秒激光双光子聚合三维微纳加工技术的光物理和光化学过程基本原理的基础上,重点回顾人们在改善加工线宽及分辨力、提高加工效率等方面的研究进展与发展概况。该技术所制备的各种微光学器件、集成光学器件、微机电系统以及生物医学器件,不仅充分展示了飞秒激光双光子聚合三维微纳加工技术的高空间分辨力和真三维加工特点,也为其在相关前沿领域的应用提供具有启发性的思路。最后,对该技术实现高精度、高效率、低成本、大面积、多功能的三维微纳结构加工所存在的挑战和未来发展方向,进行了讨论和展望。 展开更多

关键词 飞秒激光 双光子聚合 光学衍射极限 加工分辨力 加工效率

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基于光循环移频环的可重构微波光子滤波器 被引量：1

4

作者 陈权 王光英 +3 位作者 易振钊 曹元 冯新焕 关柏鸥 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期51-60,共10页

基于光循环移频环的频域多载波特性和时间延迟特性构建了一种结构简单、高可重构性的微波光子滤波器。光循环移频环的等间隔时间延迟特性可用于在不同抽头之间引入时间延迟。另外,由于光循环移频环所产生的多个光载波之间的频率差较大,... 基于光循环移频环的频域多载波特性和时间延迟特性构建了一种结构简单、高可重构性的微波光子滤波器。光循环移频环的等间隔时间延迟特性可用于在不同抽头之间引入时间延迟。另外,由于光循环移频环所产生的多个光载波之间的频率差较大,因而可以避免由于光载波的高相干性所导致的强度干扰,可实现稳定的频谱响应。利用可编程光滤波器对光循环移频环的输出光谱进行整形,可实现不同抽头的筛选和每个抽头权重的调节,从而获得微波光子滤波器抽头数和自由频谱范围的有效调谐。实验展示了自由频谱范围为3.85 MHz情况下抽头数在2、5、10之间的切换,以及抽头数为2的情况下,自由频谱范围在3.85 MHz、1.925 MHz以及770 kHz之间的切换。通过光谱整形技术,实现了微波光子滤波器抽头数和自由频谱范围的可重构。 展开更多

关键词 微波光子滤波器 光循环移频环 光频梳 抽头数 自由频谱范围

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双光束超分辨激光直写纳米加工技术 被引量：21

5

作者 曹耀宇 谢飞 +1 位作者 张鹏达 李向平 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1133-1145,共13页

随着纳米技术的不断发展,各行业领域对纳米尺寸结构的加工需求与日剧增,激光直写加工技术作为一项重要的三维微纳结构加工手段,在多个现代科学技术领域得到了广泛应用。针对三维微纳结构制备,双光束超分辨激光加工技术,结合双光子聚合(T... 随着纳米技术的不断发展,各行业领域对纳米尺寸结构的加工需求与日剧增,激光直写加工技术作为一项重要的三维微纳结构加工手段,在多个现代科学技术领域得到了广泛应用。针对三维微纳结构制备,双光束超分辨激光加工技术,结合双光子聚合(TPP)过程与受激发射损耗(STED)纳米显微技术的原理,实现了超光学衍射极限的加工分辨率,为三维纳米结构加工技术及其应用提供了新的发展方向。本文将阐述基于双光束超分辨激光加工技术超光学衍射极限的基本原理,并回顾该技术在改善加工线宽及分辨率等方面的研究进展,以及在相关领域中的应用。最后就如何实现低成本、高效率、大面积、多功能性材料加工存在的挑战和未来发展方向进行了讨论。 展开更多

关键词 激光直写加工 光聚合 受激辐射损耗 超分辨光学技术 三维纳米结构

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超分辨光存储研究进展 被引量：12

6

作者 姜美玲 张明偲 +1 位作者 李向平 曹耀宇 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期79-90,共12页

随着大数据和人工智能等信息技术日新月异,各行各业对数据信息存储的要求与日俱增。当前,以磁控存储技术为主的信息存储方式普遍存在寿命低、能耗高的缺点。与磁存储技术相比,光学数据存储技术具有能耗低、数据安全性高等优势,然而其数... 随着大数据和人工智能等信息技术日新月异,各行各业对数据信息存储的要求与日俱增。当前,以磁控存储技术为主的信息存储方式普遍存在寿命低、能耗高的缺点。与磁存储技术相比,光学数据存储技术具有能耗低、数据安全性高等优势,然而其数据存储容量受到光学衍射极限的极大制约。如何突破光学衍射极限,提升光存储技术光学系统的分辨能力,从而增加光学存储系统数据存储容量,是目前光存储技术进一步与大数据和云计算等信息技术融合的关键。本文阐述了基于超衍射极限分辨率的光学存储技术的原理和国内外发展现状,包括远场超分辨的三维光存储(如基于双光子吸收过程和饱和受激发射损耗荧光过程光数据存储)和近场超分辨二维光存储(如近场探针扫描显微存储、近场固体浸没透镜存储和超分辨近场结构存储)。最后,对基于超分辨光学存储技术当前存在的问题及未来发展方向进行了讨论。 展开更多

关键词 光数据存储技术 光学超分辨技术 超大容量数据存储

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基于色散调谐主动锁模技术的频率偏移测量方法 被引量：1

7

作者 李依丹 曹元 +3 位作者 王旭东 张杰君 冯新焕 关柏鸥 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期190-199,共10页

提出并实现了一种基于色散调谐主动锁模光纤激光器技术的多普勒频移测量方法,该方法利用大色散谐振腔主动锁模激光器的输出波长与调制频率呈线性这一特性,通过测量锁模激光器输出波长来标定输入系统的微波频率,进而获得多普勒频移.通过... 提出并实现了一种基于色散调谐主动锁模光纤激光器技术的多普勒频移测量方法,该方法利用大色散谐振腔主动锁模激光器的输出波长与调制频率呈线性这一特性,通过测量锁模激光器输出波长来标定输入系统的微波频率,进而获得多普勒频移.通过模拟仿真,分析了激光器腔长、色散量以及锁模阶数等参量对系统频率测量特性的影响,在理论指导下,针对不同应用场景设计了分别基于长光纤及线性啁啾布拉格光纤光栅的大色散谐振腔结构,实现了载波中心频率分别为12.2 MHz、265 MHz、682 MHz和1.1187 GHz情况下的频率偏移测量.所提出的测量方法具有结构简单、设计灵活的优点,在多普勒频移测量方面具有应用价值. 展开更多

关键词 色散调谐 锁模光纤激光器 微波光子 多普勒频移 频率测量

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超临界透镜的超衍射极限光场调控研究进展(特邀) 被引量：1

8

作者 郑怡茵 秦飞(指导) 李向平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期166-178,共13页

与传统体材料光学透镜相比,平面衍射透镜具有加工制备容易、体积轻薄、便于集成等显著优势。同时,基于衍射效应的光学聚焦机制也为实现灵活的光场调控提供了便利。近年来,在光学超振荡理论的指引下,基于平面透镜的远场超衍射极限光场调... 与传统体材料光学透镜相比,平面衍射透镜具有加工制备容易、体积轻薄、便于集成等显著优势。同时,基于衍射效应的光学聚焦机制也为实现灵活的光场调控提供了便利。近年来,在光学超振荡理论的指引下,基于平面透镜的远场超衍射极限光场调控及其应用得到人们的广泛关注。超临界透镜在实现超衍射极限聚焦的同时能有效控制聚焦旁瓣和焦深,成为平面超衍射透镜的重要研究方向之一。本文总结了平面超临界透镜近年来的研究进展,简要概述了超临界透镜的原理和设计方法,对构建超临界透镜的几种光场调控类型及其应用进行了介绍,最后对该领域的未来发展作了展望。 展开更多

关键词 衍射光学 光场调控 超临界透镜 超衍射极限聚焦 超分辨成像

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中红外空芯光纤技术现状与发展趋势(特邀) 被引量：1

9

作者 张一凡 洪奕峰 +1 位作者 盛钰霖 汪滢莹 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期43-53,共11页

中红外光纤作为中红外领域的重要器件,在中红外激光产生与传输、生物医学检测、环境检测等领域有着重要应用。然而中红外光纤长期存在制备困难、制备材料化学稳定性差等问题,限制了其发展。与实芯光纤相比,空芯光纤通过构建包层微结构... 中红外光纤作为中红外领域的重要器件,在中红外激光产生与传输、生物医学检测、环境检测等领域有着重要应用。然而中红外光纤长期存在制备困难、制备材料化学稳定性差等问题,限制了其发展。与实芯光纤相比,空芯光纤通过构建包层微结构将光波限制在空气中传输,可以大幅降低光纤光学性能对制备材料的依赖,从而为光波传输提供一个低损耗、低色散、低延迟、低非线性、高损伤阈值的理想传输通道,这为中红外光纤的发展拓宽了道路。文中从光纤结构、拉制方式、材料吸收、传输性能等方面分析了石英基和软玻璃基中红外空芯光纤的发展历程、研究现状和应用前景。并通过理论仿真分析了石英基单圈结构和嵌套管结构反谐振空芯光纤吸收损耗、限制损耗与纤芯、壁厚、波长之间的关系,为低损耗中红外反谐振空芯光纤的制备和应用提供了理论指引。 展开更多

关键词 中红外 石英基空芯光纤 软玻璃基空芯光纤 导光窗口 光纤损耗

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BOTDR中散射谱中心频率的ESPRIT估计算法研究 被引量：1

10

作者 刘张云 周黎明 +3 位作者 刘伟民 程凌浩 梁浩 关柏鸥 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期79-85,共7页

在光纤布里渊光时域反射仪(BOTDR)系统中,对光纤中各处的布里渊散射谱中心频率的估计是测量的关键,也是最为费时的环节,导致BOTDR系统难以做到快速响应。本文研究了ESPRIT算法用来估计BOTDR系统中的布里渊散射谱中心频率,并与基于快速... 在光纤布里渊光时域反射仪(BOTDR)系统中,对光纤中各处的布里渊散射谱中心频率的估计是测量的关键,也是最为费时的环节,导致BOTDR系统难以做到快速响应。本文研究了ESPRIT算法用来估计BOTDR系统中的布里渊散射谱中心频率,并与基于快速傅里叶变换(FFT)的频率估计算法进行了比较分析。结果表明,ESPRIT算法具有与补零FFT算法配合上洛伦兹频谱拟合所得结果相近的性能。由于ESPRIT算法对数据长度的要求较低,能够在短数据长度上获得较好的频率估计性能,因此能够在保证较高空间分辨率和测量性能的情况下,提高测量速度。 展开更多

关键词 分布式光纤传感 布里渊光时域反射仪 ESPRIT算法 频谱估计

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基于微纳结构的光子轨道角动量复用及检测进展

11

作者 欧阳旭 张明偲 +3 位作者 杨清帅 曹耀宇 徐毅 李向平 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期251-261,共11页

1992年Allen等认识到光子可以携带轨道角动量(OAM),其表现为波前的螺旋相位分布。由于其独特的光场分布以及其拓扑荷理论上可取任意整数等特性, OAM光束在超分辨成像、高密度数据编码等领域具有重要作用。对微纳尺度下OAM光束与物质相... 1992年Allen等认识到光子可以携带轨道角动量(OAM),其表现为波前的螺旋相位分布。由于其独特的光场分布以及其拓扑荷理论上可取任意整数等特性, OAM光束在超分辨成像、高密度数据编码等领域具有重要作用。对微纳尺度下OAM光束与物质相互作用新机制的研究,有望为现代光子器件以及多维光与物质相互作用等领域提供新的思路和方法。介绍了本课题组利用OAM光束在纳米结构上实现多维信息复用以及OAM光束拓扑荷的探测技术,并对纳米尺度OAM光束的应用进行了展望。 展开更多

关键词 信息光学 轨道角动量 光复用 编码解码 完美涡旋光 涡旋光检测

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空间填充型曲线的人工局域表面等离激元共振特性研究

12

作者 乔晓晨 史坦 +3 位作者 宋世超 傅涛 李向平 邓子岚 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期61-69,共9页

本文提出了一种基于空间填充曲线的超构表面结构,利用理论分析、数值仿真的方法研究了该超构表面的近场电磁特性,实现了高度局域及高品质因子(Q-factor)的多阶人工局域表面等离激元共振(spoof plasmon resonances)。我们发现采用不同结... 本文提出了一种基于空间填充曲线的超构表面结构,利用理论分析、数值仿真的方法研究了该超构表面的近场电磁特性,实现了高度局域及高品质因子(Q-factor)的多阶人工局域表面等离激元共振(spoof plasmon resonances)。我们发现采用不同结构形状和尺寸的空间填充曲线均可产生共振频率规则分布的多阶谐振模式,通过调整结构的等效波导长度,可同时获得高的谐振波长/结构尺寸压缩比与高品质因子。空间填充曲线所支持的人工局域表面等离激元由磁偶极子与电偶极子模式交替支持;其余参数不变的情况下改变空间填充曲线的分布形式,结构所支持的表面等离激元的谐振特性不受形状曲折的影响,而只与等效波导总长度有关。此外,近场模式的强度分布随着空气波导的走向而改变,可根据实际需求对结构进行特定排布。本文的研究结果对设计基于空间填充曲线的小型化高品质因子电磁谐振器件具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 超构表面 局域表面等离激元 场共振增强 等离激元波导

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GdFeCo材料全光磁反转的微观三温度模型研究

13

作者 姚涵 王思聪 +2 位作者 魏琛 曹耀宇 李向平 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期122-130,共9页

与外加磁场和热辅助磁反转相比,全光磁反转将磁化反转时间缩短至100 ps之内,得到了人们的广泛关注。其中,亚铁磁材料GdFeCo是能够实现单脉冲全光磁反转的重要材料,在全光磁存储领域中具有巨大的潜在应用价值。本文利用微观三温度模型(M3... 与外加磁场和热辅助磁反转相比,全光磁反转将磁化反转时间缩短至100 ps之内,得到了人们的广泛关注。其中,亚铁磁材料GdFeCo是能够实现单脉冲全光磁反转的重要材料,在全光磁存储领域中具有巨大的潜在应用价值。本文利用微观三温度模型(M3TM)理论模拟并实验验证了GdFeCo材料因热效应所引起的全光磁反转过程。具体研究了GdFeCo材料在单脉冲激发下磁化场的全光磁动力学过程,以及GdFeCo材料的全光磁响应末状态随激光脉冲能量与脉宽的变化关系。与原子自旋模型和Landau-Lifshitz-Bloch(LLB)模型相比,M3TM更简洁地给出了单脉冲激发下GdFeCo材料磁化场随时间的变化关系以及角动量转移的量子化关系,为基于热效应的全光磁反转的快速、大面积计算提供了有效手段。 展开更多

关键词 微观三温度模型 GdFeCo 全光磁反转

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基于微滴腐蚀微纳光纤Farby-Perot谐振腔的折射率传感特性 被引量：7

14

作者 刘博 李杰 +2 位作者 孙立朋 金龙 关柏鸥 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期356-362,共7页

为实现高精度和高灵敏度的折射率测量,采用微米级氢氟酸液滴化学腐蚀的方法制作非对称的微纳光纤Fabry-Perot(FP)谐振腔,具有波导尺寸小、损耗低、双折射率高和腔Q值高等优点.不同正交偏振方向的谐振模式对外界折射率变化具有不同的响应... 为实现高精度和高灵敏度的折射率测量,采用微米级氢氟酸液滴化学腐蚀的方法制作非对称的微纳光纤Fabry-Perot(FP)谐振腔,具有波导尺寸小、损耗低、双折射率高和腔Q值高等优点.不同正交偏振方向的谐振模式对外界折射率变化具有不同的响应,沿光纤快轴和慢轴方向的模式折射率灵敏度分别为133.8 nm/RIU、117.1 nm/RIU,快慢轴方向的温度灵敏度均为0.012 nm/℃,通过光谱仪监测两束偏振光的波长差可实现温度独立的折射率测量。采用不同FP腔参数的光纤传感器进行实验研究,结果表明光纤FP传感器腔直径越小,腐蚀占腔长比越高,其折射率灵敏度越高。 展开更多

关键词 纤维与波导光学 光纤传感器 化学腐蚀 折射率传感器 光纤FP谐振腔

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双频干涉型光纤激光加速度传感器的指向性特性 被引量：4

15

作者 赵泳强 程凌浩 +3 位作者 周峰 梁贻智 金龙 关柏鸥 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期372-377,共6页

矢量传感器可以共点、同步测量振速、加速度等矢量信息,且具有一定的噪声抑制能力,具有重要的应用价值。铒镱共掺双偏振光纤激光器可用于实现易解调、结构小巧、易于复用、高灵敏度的光纤传感器,且不需复杂的解调方案。针对此类传感器,... 矢量传感器可以共点、同步测量振速、加速度等矢量信息,且具有一定的噪声抑制能力,具有重要的应用价值。铒镱共掺双偏振光纤激光器可用于实现易解调、结构小巧、易于复用、高灵敏度的光纤传感器,且不需复杂的解调方案。针对此类传感器,提出一种加速度传感器结构,通过限制质量块的横向位移,实现了一种双频干涉型光纤激光加速度矢量传感器。除具有双偏振光纤激光器的一系列优点外,该传感器还具有良好的"8"字形指向性,并在1 kHz以下具有平坦的频率响应特性,对后续双频干涉型光纤矢量传感器的研制具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 激光技术 双偏振光纤激光器 矢量传感器 指向性

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基于微纳光纤模式干涉仪和石墨烯薄膜的氨气传感器 被引量：4

16

作者 盛苗苗 范鹏程 +3 位作者 于波 黄赟赟 李杰 关柏鸥 《量子电子学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期379-384,共6页

将单锥微纳光纤模式干涉仪和石墨烯相结合,实现了一种高灵敏度的光纤式氨气传感器,其利用石墨烯的特异性吸附效应及微纳光纤结构的高灵敏度传感特性,通过检测干涉光谱的漂移量实现了对氨气浓度微弱变化的检测.对不同组传感器进行了对比... 将单锥微纳光纤模式干涉仪和石墨烯相结合,实现了一种高灵敏度的光纤式氨气传感器,其利用石墨烯的特异性吸附效应及微纳光纤结构的高灵敏度传感特性,通过检测干涉光谱的漂移量实现了对氨气浓度微弱变化的检测.对不同组传感器进行了对比分析,结果表明当光纤直径为3.4μm时最大检测灵敏度为10.8 pm/ppm,与文献中采用其它光纤结构所报道的结果相比几乎提高了一倍。该传感器具有结构简单、易于实现及灵敏度高等优点,在危害气体浓度报警和人体健康检测等领域有潜在的应用前景。 展开更多

关键词 纤维与波导光学 氨气传感器 模式干涉仪 石墨烯

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基于无序金纳米棒编码的多维光信息存储 被引量：11

17

作者 欧阳旭 徐毅 +4 位作者 冼铭聪 曹耀宇 戴峭峰 李向平 兰胜 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期54-66,共13页

随着信息时代的到来,日益增长的海量数据对数据存储技术提出了高容量、高安全性和高存储时长等要求。常规的磁存储技术难以满足这些要求,面临着前所未有的挑战。随着激光器的发明和纳米技术的快速发展,基于金纳米棒与读写激光相互作用... 随着信息时代的到来,日益增长的海量数据对数据存储技术提出了高容量、高安全性和高存储时长等要求。常规的磁存储技术难以满足这些要求,面临着前所未有的挑战。随着激光器的发明和纳米技术的快速发展,基于金纳米棒与读写激光相互作用的五维光存储技术应运而生,其存储密度高和寿命长的特点能够满足上述要求。本文将总结如何从结构物质的角度来实现读写激光物理维度的复用和多进制存储以及如何从结构光的角度来实现超分辨存储。本文还将讨论进一步提升五维光存储容量的方法,并对这种技术的未来发展方向进行展望。 展开更多

关键词 光存储 金纳米棒 超分辨存储 多进制存储

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从超振荡透镜到超临界透镜:超越衍射极限的光场调制 被引量：3

18

作者 秦飞 李向平 洪明辉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期757-771,共15页

以超振荡透镜和超临界透镜为典型代表的平面超透镜是一种利用光场调控方式实现远场超衍射极限聚焦和成像的光学元件。通过精密调控各衍射结构单元之间的干涉效应,可以在焦平面上局部区域内获得高于系统最高空间频率的电场振荡,从而实现... 以超振荡透镜和超临界透镜为典型代表的平面超透镜是一种利用光场调控方式实现远场超衍射极限聚焦和成像的光学元件。通过精密调控各衍射结构单元之间的干涉效应,可以在焦平面上局部区域内获得高于系统最高空间频率的电场振荡,从而实现对衍射焦斑横向和轴向尺寸的可控调节。与传统的光学透镜相比,平面超透镜具有聚焦能力强,结构紧凑,设计自由度大,利于集成等优点。因其远场超衍射极限的光场调控能力,受到衍射光学和纳米光子学领域人员的广泛关注和研究。本文介绍了平面超衍射极限透镜光场调控的原理和设计方法。对超振荡透镜和超临界透镜的研究现状及其在远场光学超分辨成像领域的应用进行了分析和讨论,最后对该领域面临的问题及其拓展方向作了展望。 展开更多

关键词 超振荡透镜 超临界透镜 超分辨成像 衍射光学

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基于开槽型DBR光纤激光器拍频的折射率探测

19

作者 李蒙蒙 刘博 +3 位作者 梁贻智 梁浩 李杰 关柏鸥 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期75-80,共6页

提出一种包层开槽型分布布拉格反射光纤激光器,用于光纤激光折射率探测.该激光器以单纵模双偏振分布布拉格反射光纤激光器为核心传感单元,以结构双折射产生的拍频信号为传感信号对折射率进行探测.实验中应用频率编码,灵敏度高且易于解调... 提出一种包层开槽型分布布拉格反射光纤激光器,用于光纤激光折射率探测.该激光器以单纵模双偏振分布布拉格反射光纤激光器为核心传感单元,以结构双折射产生的拍频信号为传感信号对折射率进行探测.实验中应用频率编码,灵敏度高且易于解调.利用二氧化碳激光器的热效应对分布布拉格反射光纤激光器的谐振腔加工开槽,通过控制其扫描范围和功率来制备不同宽度和深度的开槽结构,并研究了不同结构参量对灵敏度特性的影响.实验测得最优灵敏度达-240 MHz/RI-unit.此外,还对该结构的温度传感特性做了测试,相较于未刻槽结构,温度灵敏度提高了21%,达1.73 MHz/℃.该装置结构紧凑、稳定性高、制备简单且成本低廉,可用于进一步研究分布布拉格反射光纤激光器的传感和复用特性. 展开更多

关键词 光纤光学 光纤传感 二氧化碳激光器包层开槽 分布布拉格反射光纤激光器 拍频 折射率探测 全光纤传感

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分布式光纤传感中非线性对注入光功率的限制 被引量：6

20

作者 罗天明 程炜仁 +2 位作者 程凌浩 周黎明 刘伟民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期40-47,共8页

研究了G.652标准单模光纤中的自相位调制和受激布里渊散射两类光纤非线性效应导致的峰值功率限制.研究表明色散与自相位调制共同作用会引起脉冲波形的畸变,其作用大小主要取决于脉冲的峰值功率.受激布里渊散射则引起脉冲功率在光纤中的... 研究了G.652标准单模光纤中的自相位调制和受激布里渊散射两类光纤非线性效应导致的峰值功率限制.研究表明色散与自相位调制共同作用会引起脉冲波形的畸变,其作用大小主要取决于脉冲的峰值功率.受激布里渊散射则引起脉冲功率在光纤中的迅速衰落,进而限制传感距离,其作用大小主要取决于脉冲能量.实验结果表明,自相位调制对脉冲入射功率的限制作用更加明显.通过对实验数据的分析,给出了光纤非线性制约下光脉冲峰值功率上限值的经验性公式,可据此估算分布式光纤传感系统注入脉冲的最大功率.对于一个典型25 km分布式光纤传感系统,脉冲峰值入射功率上限值约为1 W. 展开更多

关键词 光纤传感器 光时域反射计 非线性效应 光脉冲 峰值功率

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