基于闪烁体编码器的X射线多能谱成像技术

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作者 刘嘉程 杨旸 《发光学报》 北大核心 2025年第7期1209-1220,共12页

X射线成像技术作为医疗诊断和工业无损检测的核心手段,其成像质量直接影响诊断准确性和检测精度。但传统X射线成像技术受限于能量积分探测模式,在复杂场景下的成像对比度明显不足。为突破这一技术瓶颈,多光谱X射线成像技术应运而生。本... X射线成像技术作为医疗诊断和工业无损检测的核心手段,其成像质量直接影响诊断准确性和检测精度。但传统X射线成像技术受限于能量积分探测模式,在复杂场景下的成像对比度明显不足。为突破这一技术瓶颈,多光谱X射线成像技术应运而生。本文聚焦基于闪烁体编码器的X射线多能谱成像技术,详细阐述基于叠层闪烁体编码和基于侧入射提取X射线深度信息的多光谱探测器。通过深入分析材料选择与制备工艺、器件结构设计、算法分析等关键技术环节,全面探讨了该技术的原理、特点及研究进展。总结现有成果及面临的挑战,并对未来发展趋势进行展望,以期为多光谱X射线成像技术的深入研究与工程应用提供理论指导和实践参考。 展开更多

关键词 闪烁体编码器 X射线多能谱成像 叠层闪烁体 侧入射探测器 算法分析

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合成孔径激光雷达成像技术研究进展 被引量：6

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作者 徐晨 晋凯 魏凯 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期29-49,共21页

合成孔径激光雷达成像技术是一种能够突破光学系统衍射极限的主动光学成像技术,其概念来自工作在微波波段的合成孔径雷达,相比于合成孔径雷达,合成孔径激光雷达具有成像速度快、成像分辨率高以及能获取符合人眼感知的图像的优势,在远距... 合成孔径激光雷达成像技术是一种能够突破光学系统衍射极限的主动光学成像技术,其概念来自工作在微波波段的合成孔径雷达,相比于合成孔径雷达,合成孔径激光雷达具有成像速度快、成像分辨率高以及能获取符合人眼感知的图像的优势,在远距离目标感知与识别中具有很高的潜在价值。本文从合成孔径激光雷达的工作原理出发,回顾和梳理了合成孔径激光雷达的主要关键技术的主要进展,包括合成孔径激光雷达的系统模型和基础理论、系统设计与架构、激光相位噪声抑制、运动补偿技术以及成像算法;同时对国内外重要的外场实验进展进行了总结。最后探讨了后续实现工程化所需面对的困难和挑战。 展开更多

关键词 主动光学成像技术 合成孔径激光雷达 相干激光雷达 计算成像

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基于双判别器深度卷积生成对抗网络的数字散斑干涉相位条纹修复

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作者 李仁豪 吴思进 +2 位作者 王昊伟 李伟仙 匡翠方 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第4期80-87,共8页

数字散斑干涉测量技术作为一种高精度的光学非接触式全场测量方法,已经广泛应用于航空航天、高端制造等领域,但由于环境扰动影响,导致得到的相位条纹滤波后经常出现不连续的问题,会对检测结果产生严重影响。为此,提出一种基于双判别器... 数字散斑干涉测量技术作为一种高精度的光学非接触式全场测量方法,已经广泛应用于航空航天、高端制造等领域,但由于环境扰动影响,导致得到的相位条纹滤波后经常出现不连续的问题,会对检测结果产生严重影响。为此,提出一种基于双判别器深度卷积生成对抗网络的相位条纹修复方法,该方法能够学习到相位条纹的独特结构特征,从而有效地修复条纹。实验表明,修复后的条纹图在后续解包裹过程中“拉丝”现象明显减少,提高了相位恢复的准确性。 展开更多

关键词 数字散斑干涉 相位图 条纹修复 深度学习

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基于光源感知的跨相机颜色一致性算法

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作者 杨敏航 徐海松 +3 位作者 黄益铭 叶正男 张云涛 胡兵 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期557-565,共9页

针对相机传感器光谱灵敏度和内置图像信号处理(ISP)模块差异导致的图像间颜色不一致的问题,提出2种基于光源感知的跨相机颜色一致性算法,即色温(CCT)感知的自适应分区映射算法和类别感知的自适应分类映射算法,用于将RAW图像从待处理相... 针对相机传感器光谱灵敏度和内置图像信号处理(ISP)模块差异导致的图像间颜色不一致的问题,提出2种基于光源感知的跨相机颜色一致性算法,即色温(CCT)感知的自适应分区映射算法和类别感知的自适应分类映射算法,用于将RAW图像从待处理相机的颜色空间转换到目标相机的颜色空间.通过在不同色温和类型的典型光源下得到的训练算子来推导目标场景最终的映射算子,为不同照明场景建立特定的映射关系,进而实现跨相机图像的转换.在实验中采用颜色差异指标来对算法进行客观评估,结果表明所提出的2种算法在色差和视觉效果方面均比现有经典方法展现出更好的性能,能够有效适应照明条件的多样性和复杂性,具有广泛的应用潜力. 展开更多

关键词 图像处理 颜色一致性 跨相机应用 RAW图像 光源感知

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基于飞秒激光的高速双光子刻写技术 被引量：9

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作者 杨顺华 丁晨良 +4 位作者 朱大钊 杨臻垚 刘勇 匡翠方 刘旭 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期34-55,共22页

基于飞秒激光的双光子聚合(two-photon polymerization,TPP)加工技术一直是三维微纳加工技术中的研究热点。随着生命科学、材料工程、微纳光学等领域对复杂、大面积微型三维器件制备需求的提升,TPP加工效率不足的问题日益严重,加工时间... 基于飞秒激光的双光子聚合(two-photon polymerization,TPP)加工技术一直是三维微纳加工技术中的研究热点。随着生命科学、材料工程、微纳光学等领域对复杂、大面积微型三维器件制备需求的提升,TPP加工效率不足的问题日益严重,加工时间过长不仅造成加工结构的不稳定,更是严重阻碍这些重要三维器件的进一步推广应用。本文以TPP加工效率提升方面的研究工作为主线,分别从单光束刻写、并行多光束刻写、面曝光和体曝光四个方式进行总结与对比,阐述相应的光学系统设计、刻写策略、刻写精度与通量等方面的研究情况,总结各种技术的优势与劣势,同时展望未来发展趋势。 展开更多

关键词 飞秒激光直写 双光子光刻 单光束扫描 多焦点并行 面曝光 体曝光

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星载反射式成像系统计算光学设计方法综述 被引量：3

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作者 高金铭 郭劲英 +7 位作者 孙越 卞殷旭 于钱 彭吉龙 贺融 罗茂 匡翠方 司徒国海 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2023年第6期1-11,共11页

星载反射式遥感成像系统的结构集成度高、光学面型复杂,面临光学初始结构难以求解和像质优化难以收敛的设计难题。综述着重探讨星载反射式成像系统中的计算光学设计方法。星载反射式成像系统计算光学设计,包括复杂曲面反射镜、曲面反射... 星载反射式遥感成像系统的结构集成度高、光学面型复杂,面临光学初始结构难以求解和像质优化难以收敛的设计难题。综述着重探讨星载反射式成像系统中的计算光学设计方法。星载反射式成像系统计算光学设计,包括复杂曲面反射镜、曲面反射型光栅等硬件设计,以及计算成像图像解码等算法设计。面对星载遥感成像的不同应用,文章从深度学习光学结构设计、合成孔径计算成像、景深延拓计算成像、主动光学计算像差补偿和曲面光栅计算光谱成像等几个方面进行系统性地分类讨论。本综述结论为:基于计算光学的设计方法,无论在光学结构与面型求解方面,还是图像信号非线性逆问题求解方面,都具有强大的设计能力。在发展趋势上,计算光学在航天光学系统的设计潜力刚刚被挖掘。在“人工智能时代”的软、硬件算力支持下,计算光学方法将大大提升星载反射式成像系统设计的便捷性。 展开更多

关键词 遥感成像 光学设计 人工智能 计算光学

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FIB/SEM双束系统样品旋转器研制 被引量：1

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作者 郭海林 王大森 +3 位作者 王伟 黄思玲 夏超翔 赵仕燕 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第12期39-42,63,共5页

针对聚焦离子束/扫描电子显微镜双束系统中样品工作台无法实现回转微小特征结构的定位、成像和多自由度加工等难题,研制真空环境下基于步进电动机驱动的高精度样品旋转器。采用NX10.0计算机辅助设计软件建立样品旋转器三维数字模型;开... 针对聚焦离子束/扫描电子显微镜双束系统中样品工作台无法实现回转微小特征结构的定位、成像和多自由度加工等难题,研制真空环境下基于步进电动机驱动的高精度样品旋转器。采用NX10.0计算机辅助设计软件建立样品旋转器三维数字模型;开展运动部件的运动模拟仿真,避免了工作时出现运动干涉情况;采用ANSYS有限元软件对其关键部组件的静动态特性进行仿真分析和优化,保证了该部件的工作精度和工作强度的要求,样品旋转器的最大转速为30 r/min,角度分辨率达到了0.0014°。所研制的样品旋转器具有精度高、操作简单等特点,为聚焦离子束加工下一代高精度三维微纳光子集成器件提供了参考。 展开更多

关键词 FIB/SEM双束系统 微小特征结构 样品旋转器 有限元分析

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极紫外光学元件全频段面形误差检测与缺陷探测技术研究进展

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作者 李佳慧 匡翠方 +4 位作者 徐月暑 卞殷旭 梁佳栋 崔玉栋 刘旭 《光学精密工程》 2025年第17期2661-2690,共30页

极紫外光刻作为半导体制造领域的核心技术,对光学元件表面质量提出了原子级精度的严苛要求,并要求光学元件近乎为零的表面/亚表面损伤。本文聚焦光学元件超精密制造,介绍了光学元件材料特性与制造工艺引起的表面误差形成机理,剖析了不... 极紫外光刻作为半导体制造领域的核心技术,对光学元件表面质量提出了原子级精度的严苛要求,并要求光学元件近乎为零的表面/亚表面损伤。本文聚焦光学元件超精密制造,介绍了光学元件材料特性与制造工艺引起的表面误差形成机理,剖析了不同空间尺度误差检测的技术挑战与研究进展。针对低频面形误差检测,重点分析了绝对检测技术与子孔径拼接检测技术。对于粗糙度检测,分析了白光干涉显微技术、原子力显微技术,超分辨白光干涉技术的研究进展。针对光学元件表面/亚表面缺陷的多模态表征需求,对比了各类电镜、干涉、探针、散射等检测方式的优缺点。最后,基于当前技术瓶颈与高性能光学元件需求,展望了光学元件检测技术向智能化、多物理场耦合表征及原位监测等方向的发展趋势,为关键装备部件国产化提供技术参考。 展开更多

关键词 先进光学制造 光学测量 面形检测 粗糙度检测 缺陷检测

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波长可调的量子点纠缠光源(特邀)

9

作者 陈晨 刘峰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期99-112,共14页

可按需产生纠缠光子对的量子光源是光量子网络中的重要组成部分。半导体量子点可确定性地产生高纠缠保真度的光子对。基于量子点构建量子网络所需的量子中继单元时,需要多个发光波长一致的高质量纠缠光源。然而量子点形貌、组分和应力... 可按需产生纠缠光子对的量子光源是光量子网络中的重要组成部分。半导体量子点可确定性地产生高纠缠保真度的光子对。基于量子点构建量子网络所需的量子中继单元时,需要多个发光波长一致的高质量纠缠光源。然而量子点形貌、组分和应力的不均一性严重限制了基于量子点的量子中继器的可扩展性。国内外研究团队发展了多种量子点生长后调节技术,成功调节量子点精细结构劈裂并通过联合多个调节自由度实现多维度的调节。本文综述了目前联合多个调节自由度实现发光波长和精细结构劈裂均能调控的实验方案,总结了不同方案的调节方法和研究现状,并介绍了将量子点与光学微腔相结合通过Purcell效应能进一步提升纠缠光源的性能。最后,对该领域的未来发展进行展望。 展开更多

关键词 自组装量子点 纠缠光源 精细结构劈裂 联合调控 光学微腔

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TDLAS气体激光遥测高灵敏光电探测电路设计 被引量：4

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作者 裴梓伊 胡朋兵 +3 位作者 潘孙强 戚海洋 刘素梅 刘东 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期198-208,共11页

针对气体激光遥测光信号微弱、环境因素干扰强等特点,结合波长调制技术,设计和研究了用于TDLAS激光遥测的高灵敏度光电探测电路(Highly Sensitive Photoelectric Detection Circuit,HSPDC)。基于波长调制技术,确定了TDLAS信号噪声抑制方... 针对气体激光遥测光信号微弱、环境因素干扰强等特点,结合波长调制技术,设计和研究了用于TDLAS激光遥测的高灵敏度光电探测电路(Highly Sensitive Photoelectric Detection Circuit,HSPDC)。基于波长调制技术,确定了TDLAS信号噪声抑制方法;采用光电二极管理想模型,分析了光电探测电路的线性响应特性并确定了光电二极管的关键参数;基于级联放大原理设计、仿真并对HSPDC进行测试。结果表明:所设计HSPDC的光功率检测下限为0.11 nW,信号衰减仅为0.79 dB(f=10 kHz),截止频率较现有108 V/A跨阻放大电路高一个数量级,可用于高速调制微弱光信号的探测。搭建了气体激光遥测系统,当调制频率为3 kHz时,激光遥测系统获得了良好的检测性能,检测灵敏度达到88.66 mV/ppm,检测限优于0.565 ppm,线性拟合度R2为0.9996。研究表明,研制的HSPDC光电探测电路具有响应速度快、检测灵敏度高等优点,可集成化,能满足气体激光遥测应用需求。 展开更多

关键词 光电探测 跨阻放大 TDLAS 开放光路 激光遥测

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冷轧钢表面与内部缺陷检测研究 被引量：2

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作者 陈名渝 谢玥辰 +6 位作者 吕雄涛 郭建荣 贾国军 许志鹏 王狮凌 项震 刘东 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期823-833,共11页

为实现冷轧钢缺陷的全面检测,针对其表面和内部缺陷检测展开研究。对于表面缺陷检测,提出采用双侧线光源照明方案,并与常规线光源照明方案进行对比。对于内部缺陷检测,从检测分辨率和缺陷边缘特征两方面分析X射线、超声以及红外热波成... 为实现冷轧钢缺陷的全面检测,针对其表面和内部缺陷检测展开研究。对于表面缺陷检测,提出采用双侧线光源照明方案,并与常规线光源照明方案进行对比。对于内部缺陷检测,从检测分辨率和缺陷边缘特征两方面分析X射线、超声以及红外热波成像等金属内部检测技术的适用性。经实验验证,双侧线光源照明不仅可以使YOLOv5目标检测算法总体平均精度mAP:0.5达到90.16%,相比线光源照明提升了15.46%,还可优化模型分类和提高训练效率。X射线和超声波检测法可检测直径为0.25 mm的盲孔,而红外热波成像技术则可有效识别出直径为1 mm的盲孔。在缺陷边缘特征评估中,X射线检测法的最小盲孔边缘灰度差值为145,超声波为89,红外热波成像为30。本研究提出了一种冷轧钢表面缺陷检测的改进方案,并为内部缺陷检测提供了思路。 展开更多

关键词 冷轧钢缺陷检测 表面缺陷 内部缺陷 双侧线光源照明

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超表面的矢量光场调控 被引量：2

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作者 梁茂伟 卢德宙 马耀光 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期5-27,共23页

矢量光场由于其独特的光场分布特性,在许多领域都得到了广泛且深入的研究与应用。传统光场调控手段受限于材料的光学特性及物理尺寸,难以实现灵活高效的动态操控功能。超表面凭借其亚波长结构设计所带来的额外自由度,突破了上述局限,使... 矢量光场由于其独特的光场分布特性,在许多领域都得到了广泛且深入的研究与应用。传统光场调控手段受限于材料的光学特性及物理尺寸,难以实现灵活高效的动态操控功能。超表面凭借其亚波长结构设计所带来的额外自由度,突破了上述局限,使得对矢量光场的振幅、相位、偏振态乃至传播方向等的独立调控成为可能。本文结合国内外矢量光场领域的基础理论及最新进展,系统地阐述了矢量光场的基本原理及其数学模型,重点介绍了目前超表面生成矢量光场的方法,以及这种矢量光场在聚焦、轨道角动量检测、高精度定位等方面应用的具体案例与创新成果。 展开更多

关键词 矢量光场 超表面 光场调控

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基于主成分分析和节点像差理论的公差降敏方法 被引量：1

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作者 官子涵 王敏 李晓彤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期187-196,共10页

为了在设计阶段预测光学系统加工装配后的像质并降低加工装配难度,提升设计效率,文中提供了一个高效的公差灵敏度降低方法。首先使用Zernike多项式量化像差,基于线性代数理论和Monte Carlo分析寻找引入扰动后系统的像差变化规律,通过降... 为了在设计阶段预测光学系统加工装配后的像质并降低加工装配难度,提升设计效率,文中提供了一个高效的公差灵敏度降低方法。首先使用Zernike多项式量化像差,基于线性代数理论和Monte Carlo分析寻找引入扰动后系统的像差变化规律,通过降维后的像差场以及特征值分布确定主要引入像差;对系统制造过程中可能出现的失对称扰动和轴向扰动进行建模,基于节点像差理论描述扰动造成的引入像差,并通过统计分析确定关键表面;根据Zernike项与波像差的对应关系对像差空间进行变换,提出相应的评价函数纳入优化,进而抑制新像差的产生。将这一方法应用于两个不同的光学系统的设计,优化后预期加工性能(指定空间频率处98%置信度的MTF表现)分别提升了约68%和20%。与使用Zemax软件中TOLR操作数优化相比,结构1的优化时间由7 h缩短到36 min,并且在结构2的优化中成功实现了公差降敏。结果表明,该方法能够在提升效率的同时有效降低公差灵敏度。 展开更多

关键词 光学设计 公差降敏 主成分分析 节点像差理论

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面向六孔径结构的大气湍流特征参数提取方法

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作者 于佳鑫 姚海峰 +6 位作者 刘智 王伟豪 田少乾 曹钟予 董科研 高士明 白帆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期257-265,共9页

大气相干长度是度量大气湍流对光波前影响程度的重要参数,在多个领域中具有关键意义。为提高其测量精度,提出一种基于六孔径K-means聚类算法的大气湍流特征参数提取方法,解决了在测量过程中出现光斑边界不清晰甚至粘连的问题。此外,建... 大气相干长度是度量大气湍流对光波前影响程度的重要参数,在多个领域中具有关键意义。为提高其测量精度,提出一种基于六孔径K-means聚类算法的大气湍流特征参数提取方法,解决了在测量过程中出现光斑边界不清晰甚至粘连的问题。此外,建立了大气相干长度测量系统,系统选用小口径光学天线和六孔径掩膜装置,在增加了统计值的同时兼顾了系统的便携性。利用该系统对长春地区进行多日全天实验监测,其实验数据表明,全天测量呈现出的趋势及数值符合湍流强度变化规律,所提方法相较于传统的阈值分割算法的精确性提升了33.05%,相关实验可为长春地区的湍流监测提供技术手段。 展开更多

关键词 大气光学 大气相干长度 K-MEANS聚类算法 差分像运动法 大气湍流特征参数

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基于光场式时栅空间调制函数特征分析的辅助装配调校系统研究

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作者 金重宇 付敏 +2 位作者 邓晶月 苟李 冉茂明 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2024年第22期3323-3335,共13页

位移传感器的装配精确性直接决定了传感器的测量精度,而辅助调校系统是实现精确装配的关键。本文基于光场式时栅结构特征与测量原理,分析其输出信号的空间调制函数与装配的关系,提出了一种以传感器输出测量信号为安装指标的辅助装配调... 位移传感器的装配精确性直接决定了传感器的测量精度,而辅助调校系统是实现精确装配的关键。本文基于光场式时栅结构特征与测量原理,分析其输出信号的空间调制函数与装配的关系,提出了一种以传感器输出测量信号为安装指标的辅助装配调校系统。根据光场式时栅传感器测量原理,结合实际装配结构,研究了动定尺安装姿态对测量误差的影响,确定以滚转角校准为安装姿态校准的主要目标;建立滚转角与测量信号相关的数学模型,基于该函数模型设计利用原始测量信号获得校准指标的辅助装配调校系统。实验表明:该系统能够直观地给出滚转角调校参数,帮助用户装配校准,能够将光场时栅传感器的原始误差降低至±1.3μm,具备环节简单、易于集成的优点。 展开更多

关键词 时栅 光栅 装配误差 滚转角

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分离式调控的高精度光束指向稳定系统 被引量：2

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作者 马程鹏 汤孟博 +3 位作者 孙琦 孙秋媛 丁晨良 匡翠方 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1607-1618,共12页

光束指向稳定系统基于对光束位置和角度的控制,能够实现对光束指向的高精度主动控制,在微纳光刻及超分辨成像等领域中发挥着重要的作用。为了实现光束的长时间指向稳定,提出一种分离式调控的小型化光束指向稳定系统,消除了传统方案中双... 光束指向稳定系统基于对光束位置和角度的控制,能够实现对光束指向的高精度主动控制,在微纳光刻及超分辨成像等领域中发挥着重要的作用。为了实现光束的长时间指向稳定,提出一种分离式调控的小型化光束指向稳定系统,消除了传统方案中双反射镜校正带来的耦合误差,大幅度提升了光束指向精度的控制性能。对比测试结果表明,基于该方法的光束指向稳定系统对光束位置的稳定精度(RMS值)可达0.3μm,角度稳定精度(RMS值)达到1μrad;施加一定幅度的主动扰动后的测试结果表明,该系统在较大的光源抖动下仍能保持同一量级的稳定精度。相比于同样测试条件下的两种商业化光束指向稳定系统,其位置抖动与角度抖动性能可提高50%以上。 展开更多

关键词 光束稳定 高精度校正 高精度角度检测 误差分离技术

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层级人工等离激元结构增强的太赫兹光电导天线(特邀)(英文) 被引量：1

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作者 杜遇林 谢欣荣 +1 位作者 陈红胜 高飞 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期116-125,共10页

为提高太赫兹光电导天线输出效率,提出了一种基于层级人工等离激元结构的光电导天线的设计方法。层级人工等离激元结构由纳米尺度金属块阵列和微米尺度周期栅格结合而成,理论与仿真结果表明,前者通过人工局域表面等离激元谐振效应可提... 为提高太赫兹光电导天线输出效率,提出了一种基于层级人工等离激元结构的光电导天线的设计方法。层级人工等离激元结构由纳米尺度金属块阵列和微米尺度周期栅格结合而成,理论与仿真结果表明,前者通过人工局域表面等离激元谐振效应可提高光子-电子转换效率,后者则利用人工表面等离激元结构基模的禁带和高阶模式与电流源模式之间的正交性增强了光电导天线的垂直方向性。集成了层级人工等离激元结构的光电导天线结合了两种结构的优点,数值计算结果表明,其输出效率优于分别采用两种结构的方案。相较于未改进的光电导天线,层级人工等离激元结构在较宽频带范围内(0.86~1.51 THz)实现了光电导天线垂直方向辐射功率密度的提高。 展开更多

关键词 光电导天线 太赫兹时域光谱技术 太赫兹源 人工表面等离激元 局域表面等离激元谐振

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PbS量子点掺杂聚合物宽带光纤放大器

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作者 陈道远 崔俊杰 +5 位作者 许贝贝 满涛 张多多 涂佑宇 刘小峰 邱建荣 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1824-1832,共9页

随着人工智能、大数据、云计算、物联网、移动电子等的发展,传统的稀土离子掺杂单芯单模光纤放大器承载的光纤通信系统的传输容量已经逐渐接近香农极限,需要发展新型材料体系,以拓宽光纤通信系统的传输容量。相比于稀土离子,量子点具有... 随着人工智能、大数据、云计算、物联网、移动电子等的发展,传统的稀土离子掺杂单芯单模光纤放大器承载的光纤通信系统的传输容量已经逐渐接近香农极限,需要发展新型材料体系,以拓宽光纤通信系统的传输容量。相比于稀土离子,量子点具有较宽的发光带宽、可调波长的发光特性,且量子点的发光性质可以通过多种化学手段调控,在量子点光放大器上显示出了宽带光放大特性,受到学术界和产业界的广泛关注。在该背景下,本文提出将化学合成的PbS/CdS核壳量子点与低损耗聚合物集成,获得量子点掺杂光纤放大器,实现近红外通信波段可调波长、宽带光放大特性。文章研究并揭示了影响固化后的聚合物纤芯连续性的因素和影响机制,提出了降低固化胶前驱体液面附加压力、固化收缩力、聚合物前驱体与光纤内壁的摩擦力,并提高抽真空产生的牵引力以获得连续光纤,在此基础上获得了基于热固化聚二甲基硅氧烷(PDMS)和光固化NOA61、NOA85固化胶的纤芯连续光纤,量子点光纤在1530~1630 nm获得了增益带宽达到100 nm以上的开关增益,最高增益达到6.5 dB。本文的研究结果将促进量子点光纤器件和宽带光通信技术的发展。 展开更多

关键词 量子点 聚合物光纤 宽带光纤放大器

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光纤集成化高分辨率无标记差分显微成像系统

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作者 罗昊 侯梦蝶 +4 位作者 徐良 杨臻垚 匡翠方 曾祥龙 朱大钊 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1-12,共12页

得益于荧光标记技术,远场超分辨显微成像技术的不断发展为人们打开了一道微观世界的大门。远场超分辨光学显微镜也成为现代医学、生命科学等领域研究发展的重要工具和设备。但是相比之下,远场无标记显微成像技术发展却相对缓慢。为此,... 得益于荧光标记技术,远场超分辨显微成像技术的不断发展为人们打开了一道微观世界的大门。远场超分辨光学显微镜也成为现代医学、生命科学等领域研究发展的重要工具和设备。但是相比之下,远场无标记显微成像技术发展却相对缓慢。为此,本文提出了一种采用光纤器件的集成化差分显微成像方法。该方法通过特制的光纤模式选择耦合器(MSC)实现了差分成像系统中空心光斑的生成,并解决了空心光斑和实心光斑严格对准困难的问题。搭建了一套结构简单紧凑,高度集成化的无标记显微成像系统。实验中,采用直径为150 nm的金颗粒和最小间距约50 nm的无标记聚合物线对结构对系统进行成像测试,分辨率相较传统扫描共聚焦显微镜大幅提升。 展开更多

关键词 无标记显微成像 光纤模式耦合 差分扫描成像 涡旋光调制

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