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摘要

基于光敏半導體材料電導率可被外部泵浦光調控的特性,通過在嵌套的類方環單元結構中嵌入半導體材料砷化鎵,設計了一種動態光控單頻/雙頻可切換的超材料吸收器。在此基礎上,根據不同波長的泵浦光對不同半導體材料的激發特性,引入第二種半導體材料鍺,將第一種結構進行拓展,提出了一種光可控的多頻段超材料吸收器,利用不同波長的泵浦光調控半導體材料的電導率,實現了單頻/雙頻/三頻吸收狀態任意切換的吸收特性。仿真結果表明,所設計的吸收器具有偏振不敏感和寬角度入射的特性,有望在調制器、頻率選擇器、探測器等領域得到應用。

PDF全文HTML全文 光學學報 | 2020,40(08):0816001
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摘要

相比傳統邊發射激光器,垂直腔面發射激光器(VCSEL)光束質量高、可靠性高,在激光雷達測距(LiDAR)領域有廣泛的應用前景。主要研究直插式TO(transistor outline)封裝VCSEL和裸芯片VCSEL在窄脈沖大電流條件下的發光特性,通過Pspice參數掃描分析結合實驗結果和理論計算,比較了兩種封裝激光器的雜散參數大小,并分析了其對激光器發光特性的影響。推導出了脈沖條件下VCSEL的功率轉換效率公式,并分析了雜散參數對VCSEL功率轉換效率的影響。

PDF全文HTML全文 光學學報 | 2020,40(08):0814001
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摘要

隨著天文探測水平的提高,偏振像差對天文望遠鏡成像質量的影響逐漸凸顯?;諂窆庀咦芳?分析了一種用于探測宇宙弱引力透鏡效應的無遮攔離軸天文望遠鏡的偏振像差,得到了該望遠鏡的瓊斯瞳、振幅響應矩陣以及望遠鏡中各個反射鏡的二向衰減和相位延遲分布特性。計算發現偏振像差會影響該望遠鏡的成像對比度,同時還會改變其點擴展函數的空間分布。計算了偏振像差對望遠鏡光學橢率的影響,結果表明偏振像差會導致該望遠鏡光學橢率在全視場范圍內發生不同程度的變化,最大改變量為7.5×10 -3,平均改變量為2.7×10 -3。在視場[-0.0487°,0.155°]附近,偏振像差使得該望遠鏡光學橢率最大插值誤差由1.2×10 -4增大為1.1×10 -3。本文研究結果表明,對于探測弱引力透鏡效應等要求超高成像質量的天文望遠鏡,偏振像差不可忽略,需要進行優化設計。

PDF全文HTML全文 光學學報 | 2020,40(08):0811001
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摘要

大視場離軸反射光學系統可以獲取豐富的信息資源,是未來空間光學系統的發展趨勢。自由曲面在離軸反射光學系統中的應用可以增大系統視場,但大視場自由曲面離軸反射光學系統初始結構較少,優化過程復雜,設計難度大。提出了一種大視場自由曲面離軸反射光學系統設計方法,首先基于矢量像差理論與費馬原理直接獲得成像質量較好的無遮攔自由曲面初始系統,再對其進行簡單優化即可得到最終的大視場自由曲面光學系統。該方法可以降低大視場自由曲面離軸反射光學系統的設計難度。設計了一個大視場自由曲面離軸三反光學系統,光學系統視場為30°×3°,F數為2,驗證了所提方法的有效性。

PDF全文HTML全文 光學學報 | 2020,40(08):0808001
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摘要

與傳統相襯成像方法相比,基于傅里葉變換的X射線單光柵相襯成像技術具有輻射劑量低、成像速度快等優勢,在材料、醫療等領域具有廣闊的應用前景。物體頻譜信息的獲取是利用該技術恢復相位的關鍵步驟,但其提取過程容易受到莫爾偽影的影響而導致成像質量下降,限制了該方法的發展應用。針對上述問題,基于莫爾偽影的理論分析和成像系統的結構特征,提出了旋轉光柵和調節光柵投影頻率兩種方案來消除偽影,并在實驗上成功驗證了它們的可行性,為X射線單光柵相襯成像的推廣應用提供了參考。

PDF全文HTML全文 光學學報 | 2020,40(08):0807001
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摘要

以丙烷-空氣擴散火焰為研究對象,聯合激光誘導熒光與激光誘導熾光,在不同探測波長下,對火焰中多環芳烴(PAH)的二維分布進行測量,分析火焰中PAH熒光信號的分布特征。結果表明:在丙烷擴散火焰燃燒中,小環PAH逐漸變為大環PAH,隨后形成碳煙;通過測量火焰不同位置處的熒光時間分辨信號發現,在相同的條件下,熒光波長越大,其對應的PAH環數越多,相對分子質量越大,熒光衰減時間越長;隨著火焰高度位置升高,熒光信號的衰減時間受溫度升高的影響呈下降趨勢。

PDF全文HTML全文 中國激光 | 2020,47(04):0411002
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摘要

針對現有基于全波形采樣的激光關聯成像回波采集數據量大且測距精度和測距分辨率受限于采樣率的問題,研究了一種基于超閾值時間(TOT)技術的激光關聯成像方法。利用基于TOT技術的時間寬度或峰值反推方法獲取回波信號的強度信息,分析了TOT響應閾值選取、激光脈沖寬度、TOT測量誤差對激光關聯成像重構結果的影響。結果表明:基于TOT技術的回波信號獲取方法可以實現激光關聯成像;TOT響應閾值選為回波信號峰值的35%、激光脈寬不小于30個采樣間隔、TOT測量誤差的均方根誤差小于1個采樣間隔,能夠保證較好的重構質量。此外,基于峰值反推獲取目標回波信號強度信息的方法比基于TOT的時間寬度表征方法更準確。

PDF全文HTML全文 中國激光 | 2020,47(04):0410003
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摘要

針對道路場景下三維激光點云語義分割精度低的問題,提出了一種基于卷積神經網絡并結合幾何點云多特征的端到端的語義分割方法。首先,通過球面投影構造出點云距離、相鄰夾角及表面曲率等特征圖像,以便于應用卷積神經網絡;接著,利用卷積神經網絡對多特征圖像進行語義分割,得到像素級的分割結果。所提方法將傳統點云特征融入到卷積神經網絡中,提升了語義分割效果。使用KITTI點云數據集進行測試,結果表明:所提三維點云多特征卷積神經網絡語義分割方法的效果優于SqueezeSeg V2等沒有結合點云特征的語義分割方法;與SqueezeSeg V2網絡相比,所提方法對車輛、自行車和行人分割的精確率分別提高了0.3、21.4、14.5個百分點。

PDF全文HTML全文 中國激光 | 2020,47(04):0410001
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摘要

為實現光學元件表面疵病的三維全場測量,提出了一種數字全息顯微掃描成像的檢測方法。該方法基于數字全息角譜數值重建算法,獲得光學元件表面劃痕的相位分布,通過掃描拼接實現劃痕的全場測量;然后,在數字全息顯微實驗裝置的基礎上增加二維精密掃描部件,對于寬50 μm、深50 nm標準劃痕,測得其寬度為49.2 μm、深度為48.9 nm,同時拼接獲得該劃痕的全場三維形貌。實驗表明:該檢測方法可實現大視場劃痕缺陷的全場三維測試,其寬度和深度測量的相對誤差分別為1.6%和2.2%。

PDF全文HTML全文 中國激光 | 2020,47(04):0409003
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摘要

對比研究缺光子孔徑斜率置零復原法和缺光子孔徑去除復原法的波前復原誤差。首先研究了單子孔徑缺光的情況,分析表明:缺光子孔徑斜率置零法的波前復原誤差呈現隨子孔徑中心相對全口徑中心的半徑的增大而增大的規律,即孔徑中心部分的缺光子孔徑的復原誤差小,孔徑邊沿缺光子孔徑的復原誤差大;而缺光子孔徑去除法的波前復原誤差在孔徑上分布比較均勻并且較小。缺光的子孔徑數目增加后,波前復原誤差也隨之增加。對比研究了多子孔徑缺光的情況,結果表明缺光子孔徑去除復原法雖然計算量大,但波前復原誤差要小得多。

PDF全文HTML全文 中國激光 | 2020,47(04):0409002
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摘要

為了研究深冷激光噴丸(CLP)對TC6鈦合金阻尼特性及振動疲勞壽命的影響,分別在室溫(25 ℃)和深冷溫度(-130 ℃)條件下進行激光噴丸實驗,然后采用透射電子顯微鏡(TEM)對激光噴丸處理前后試樣的微觀組織進行觀察,采用頻率響應法對試樣的阻尼比進行測試,并采用液壓振動疲勞測試系統對強化后的試樣進行振動疲勞測試,分析CLP處理對試樣阻尼特性的影響機制及其與疲勞壽命的關系,最后采用掃描電子顯微鏡(SEM)對試樣的振動疲勞斷口進行觀察。結果表明:CLP處理在試樣表層產生了大量的位錯和形變孿晶,可以有效提高TC6鈦合金試樣的阻尼比及振動疲勞壽命。

PDF全文HTML全文 中國激光 | 2020,47(04):0402011
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摘要

曲面激光熔覆由于搭接率變化,易導致熔覆層厚薄不均。提出了一種自由曲面激光熔覆等搭接率熔道的軌跡生成算法。采用深度相機采集曲面的點云數據,確定一條點云束,對其擬合后作為初始熔道軌跡并根據等距離步長法得到加工點集。采用求交切片法獲得垂直熔覆方向的曲面輪廓,在輪廓上搜尋加工點集的等距點。由等距點集擬合出后一道熔覆軌跡,從而保證搭接率相等。重復上述步驟直到軌跡遍歷曲面。按加工點的法矢量方向確定熔覆噴頭的運動姿態,使噴頭軸線始終垂直加工表面。對半球形封頭表面進行熔覆實驗,結果表明:等間距軌跡規劃算法結合噴頭的變姿態適配,可獲得搭接率一致的曲面熔道;得到的自由曲面激光熔覆層厚度均勻,硬度較高,無明顯的道間隆起或凹陷等缺陷。

PDF全文HTML全文 中國激光 | 2020,47(04):0402008
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摘要

以馬赫-曾德爾干涉儀作為譜分析器,進行了多普勒頻移和氣溶膠的非相干探測模擬實驗。在發射機脈沖能量為500 mJ,重復頻率為10 Hz,光譜線寬不超過0.005 cm -1,光束發散角小于0.10 mrad,接收望遠鏡鏡頭直徑為350 mm,以雪崩二極管為探測器,數字采樣率為2×10 7 sampling/s,采樣數據位數為16 bit(有效位數為11 bit)的條件下,獲得了45°斜程探測距離為2500 m的風廓線,視線風速探測精度為2 m·s -1。模擬結果顯示,以馬赫-曾德爾干涉儀作為譜分析器的激光雷達可用于火星風沙直接探測。相對于354.7 nm激光脈沖,1064 nm激光脈沖(可以與激光誘導擊穿光譜儀兼容)回波的干涉對比度高,Mie后向散射強度高于Rayleigh后向散射強度。

PDF全文HTML全文 光學學報 | 2020,40(07):0728002
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摘要

設計了一種用于小行星探測的寬波段可見-紅外Offner型光譜成像光學系統。該系統的工作波段覆蓋0.4~2.7 μm,其可見-近紅外(VNIR)通道( 0.4~1.0 μm )和短波紅外(SWIR)通道(1.0~2.7 μm) 的F數分別為6和3。通過求解及優化初始結構,設計完成的光學系統點列圖直徑小于單個像元尺寸,且在Nyquist頻率處的調制傳遞函數(MTF)值不小于0.51。為改善系統的光譜響應,滿足寬波段成像的需求,系統中的凸面光柵被分成兩個具有不同周期的區域,分別工作在VNIR通道和SWIR通道。根據光學設計結果,開展原理樣機研制并進行性能測試。測試結果表明,研制得到的光學系統成像質量良好,滿足設計指標要求。

PDF全文HTML全文 光學學報 | 2020,40(07):0722002
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摘要

提出了一種高光譜Mueller矩陣成像(HMMI)方法,實現了空間、光譜和Mueller矩陣圖像的同步一體化獲取。詳細討論了高光譜Mueller矩陣成像的原理以及雙折射干涉器剪切干涉成像過程,對偏振態發生器/偏振態分析器進行了聯合優化設計,給出了系統的定標方法。為驗證儀器的性能,在實驗室對目標進行光譜Mueller矩陣成像,證明了利用所提方法快速獲取光譜圖像和Mueller矩陣圖像的可行性。所提方法具有光譜分辨率高、偏振調制快等優點,為光譜Mueller矩陣成像的發展提供了一種新的思路。

PDF全文HTML全文 光學學報 | 2020,40(07):0711004
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摘要

針對光纖布拉格光柵(FBG)傳感網絡中重疊光譜的中心波長解調問題,提出一種基于門控循環單元(GRU)網絡的波長檢測方法。該方法將FBG重疊光譜的波長解調問題轉換為模型回歸問題,同時考慮到光譜數據的序列特征和頻譜特性,采用GRU網絡實現對光譜數據的特征學習,訓練得到相應的波長檢測模型,從而實現對重疊光譜的精確快速解調。經實驗驗證,所提方法能夠解決FBG傳感網絡光譜部分重疊或完全重疊條件下的中心波長的精確解調問題,其方均根小于1 pm的測試結果占總數的88.2%。相比現有的解調方式,所提方法在檢測精度和穩定性上均有一定的提升,為提高FBG傳感網絡的復用能力提供了新的途徑。

PDF全文HTML全文 光學學報 | 2020,40(07):0706001
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摘要

提出一種用于半導體芯片表面裂紋瞬時成像檢測的線激光鎖相熱成像新技術。該技術系統由線掃描激光源、高速紅外照相機及控制計算機組成,由線激光束掃描目標芯片表面并利用紅外相機測量熱波傳播。提出新型無基線裂紋可視化算法,裂紋可導致熱波阻擋現象,故被自動可視化和診斷,不依賴由目標芯片原始狀態所獲得的基線數據。對芯片在制造過程中產生細微裂紋進行研究,實驗證明熱成像新技術可對寬度為幾十微米的裂紋進行可視化。

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摘要

為了解決對小目標物體識別精度較差的問題,提出了一種雙注意力模型引導的目標檢測算法。該方法基于單階段檢測算法的實現原理,通過引入兩種注意力模型來提升檢測性能,尤其是對小目標物體。首先在卷積神經網絡中引入一個多尺度特征級聯注意力???對原始卷積神經網絡的特征圖中各區域進行不同重要程度的關注,降低特征圖的背景及負樣本信息的干擾,特別是在淺層特征圖中可對小目標物體進行有效的關注。此外,密集連接的方式緩解了網絡反向傳播過程中梯度消失的問題。其次,對融合后的特征引入顯著通道自注意力???區分特征圖不同通道,篩選出有用的通道信息,使待檢測的特征更具表征性。在目標檢測基準數據集COCO上進行測試,驗證了所提方法的有效性和先進性。

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摘要

提出一種基于馬爾科夫鏈蒙特卡羅(MCMC)框架的子圖學習方法,該方法通過構建馬爾科夫鏈實現子圖在狀態空間中的迭代,最終得到用于匹配的最優子圖,以有效提高圖匹配的精度,減少離散值的影響。在此過程中,所提方法可以在一對一的匹配約束下有效保存成對的匹配點,同時避免了離散值和畸變值的影響。實驗分別在合成圖像數據集、真實圖像數據集、3D模型數據集上展開,實驗結果證明了所提方法在圖匹配過程中的優越性。

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摘要

基于內容的醫學圖像檢索方法是近年來計算機視覺領域的研究熱點,已經廣泛應用于計算機輔助診斷的研究中。概述了基于內容的醫學圖像檢索方法的研究進展及意義,介紹了當前主流的醫學圖像檢索算法及其優缺點,旨在引導研究人員快速了解本領域的研究內容。醫學圖像檢索的研究主要分為特征提取和相似性度量兩部分。從傳統特征提取及近年來興起的基于深度學習的特征提取入手來介紹醫學圖像的特征提取方式;而相似性度量部分則詳細列舉了馬氏距離度量、詞匯樹以及哈希算法。最后概述了醫學圖像檢索領域的相關反饋技術及當前常用的圖像檢索系統,并討論了醫學圖像檢索未來可能的研究方向及相關難點。

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摘要

針對遙感圖像道路提取信息丟失問題,提出了一種基于殘差神經網絡的道路提取算法。首先構建編碼器?解碼器網絡,結合預編碼器以及空洞卷積??榻醒盜?,提取更多的語義信息;其次并聯設計的空洞卷積??榧釉詒嗦肫?解碼器結構的中間部分,它可以對不同感受野的特征圖進行特征提??;最后編碼器?解碼器之間采用跳連的方式進行多尺度的特征融合,學習更多低維和高維的特征。實驗結果表明,在Massachusetts道路數據集上,該方法相比其他算法在Precision、Recall和F1?score性能指標上分別有11 %、0.3 %和7.4 %的提升;同時在Accuracy指標上也達到了97.9 %,相比于其他算法,該算法有一定的應用價值。

PDF全文光電子技術 | 2020,40(01):6-12
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摘要

為解決PWM(Pulse Width Modulation)背光調亮技術的應用缺陷,提出了一種基于脈沖密度調制(PDM:Pulse Density Modulation)的背光調亮算法。對PWM和PDM調亮波形進行了頻域仿真分析,結果表明PDM的諧波被移到頻率更高的位置,避開了電源傳導發射試驗CE101的測試頻段(25 Hz~10 kHz)的范圍,從而更容易滿足電磁兼容要求。對某產品分別采用PWM和PDM調亮技術進行CE101和負載特性對比測試,測試結果表明:與PWM調亮技術相比,PDM調亮技術的電源電流波形比較平緩,不會跟隨調制脈沖出現劇烈的振蕩,負載特性具有明顯的改善?;赑DM的LED背光調亮技術優勢明顯,更適合應用在電磁環境復雜、負載特性敏感的領域。

PDF全文光電子技術 | 2020,40(01):57-62
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摘要

提出一種基于U型導光板的特種液晶顯示背光模組以縮小側入式背光模組的厚度。首先,利用Lighttools軟件對分別采用1 mm和2 mm U型導光板的曲型側邊背光模組進行了設計和建模;接著對兩種不同厚度的曲型側邊背光模組與采用4 mm常規平板式導光板的側入式背光模組進行仿真并對比分析;最后對采用2 mm U型導光板的曲型側邊背光模組進行了相對偏移的仿真,結果表明其光學性能在強振動和寬溫環境中具有較高的穩定性。文章得到一種采用2 mm U型導光板的曲型側邊背光模組,相比較常規側入式背光模組,在保持了光學性能一致性的前提下厚度縮小了2 mm,對特種顯示器的薄型化設計有一定的參考意義。

PDF全文光電子技術 | 2020,40(01):52-56
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摘要

根據某型加固顯示器的應用環境及內部功能??櫚娜忍匭?,選擇強迫風冷的散熱方式,并通過熱仿真計算指導風扇選型,根據仿真結果驗證散熱方案的可行性。最終,依據試驗結果驗證仿真結果的準確性,為加固顯示器的熱設計提供思路。

PDF全文光電子技術 | 2020,40(01):48-51
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摘要

為改善傳統模擬驅動方式在調亮時會改變OLED灰階特性的現象,提出了一種可用于硅基OLED驅動芯片的脈寬調制電路(Pulse Width Modulation,PWM)電路。該電路對加在OLED陣列上的共陰極電壓進行PWM調制,從而達到在調節亮度時灰階特性不變的目的。電路采用0.18 μm 1P6M混合信號工藝完成了電路設計和流片驗證。仿真和測試結果表明,當亮度從100 cd/m2調節到500 cd/m2時,灰階特征得到了明顯的改善。

PDF全文光電子技術 | 2020,40(01):44-47
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摘要

通過對液晶顯示器用有機高分子材料的老化機理分析,研究了膠帶和膠黏劑分別在材料貯存期間和使用期間的主要應力及其薄弱環節。提出了在有機高分子材料不同的使用階段相應的老化試驗方案和失效評價指標,并給出了相應的試驗驗證過程,為液晶顯示器用有機高分子材料的壽命評估提供了支持。

PDF全文光電子技術 | 2020,40(01):39-43
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摘要

為滿足海洋浮游生物的觀測,設計了大相對孔徑、水下浮游生物觀測專用變焦顯微光學系統。該系統利用Zemax軟件實現,物距模擬海水介質,采用平面水密隔窗,設計像面尺寸為8.8 mm×6.6 mm CCD感光板,顯微成像系統倍率變化范圍為1.0~4.0。變倍過程中數值孔徑為0.15,物方線視場范圍為8 mm×6 mm~2 mm×1.5 mm。最大視場下,奈奎斯特頻率50 lp/mm處近軸視場和1視場的光學傳遞函數值均大于0.4;成像系統的畸變控制在3%以內。該顯微成像系統結構簡單,可以滿足較小尺寸的浮游生物成像,為浮游生物的分析及浮游生物種群的研究提供技術支持。

PDF全文光電子技術 | 2020,40(01):35-38
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摘要

以p型共軛有機小分子2,7二辛基[1]苯并噻吩并[3,2?b]苯并噻吩(C8?BTBT)作為底柵頂接觸有機薄膜晶體管(OTFT)的有源層,采用浸漬提拉法、噴墨打印法和真空蒸鍍法三種制備工藝,探究半導體薄膜載流子遷移率與結晶形貌的關系,發現不同工藝下有機小分子呈現出不同的生長行為和結晶情況,在很大程度上決定了OTFT器件性能的優劣;此外,通過XRD分析研究了退火處理對C8?BTBT結晶的影響。結果表明,真空蒸鍍制備的薄膜具有更高的結晶度、襯底覆蓋率高,并且呈現出SK(Stranski?Krastanov)模式的結晶生長特征,相應器件中陷阱密度最低,遷移率高達5.44 cm2·V-1·s-1,開關比超過106;且退火處理會嚴重破壞C8?BTBT薄膜的結晶。因此,控制半導體層的生長行為,提升半導體層的覆蓋率和結晶度是制備高性能共軛小分子OTFT器件的有效途徑。

PDF全文光電子技術 | 2020,40(01):28-34
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摘要

針對硅光子集成回路缺少實用化光源的問題,提出了一種1.55 μm波段InP基FP激光器芯片、InP基PIN光電探測器芯片與硅光波導芯片集成??櫚納杓樸脛票阜椒?。使用CMOS工藝兼容的硅光無源器件制備工藝,設計并制備了倒拉錐型端面耦合器,與錐形透鏡光纖耦合效率為36.7 %。采用微組裝對準技術將激光器芯片與硅波導芯片耦合、UV固化膠固化后耦合效率為35.8 %,1 dB耦合對準容差橫向為1.2 μm,縱向為0.95 μm。

PDF全文光電子技術 | 2020,40(01):13-18
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摘要

介紹了基于條紋管探測體制的激光雷達的發展應用現狀、工作原理、技術優勢,針對水下目標與場景探測,分析論證了激光雷達系統的技術參數,在此基礎上設計研制了一套條紋管激光雷達樣機,并進行相關試驗測試,獲取了目標多維圖像。通過分析評估其探測能力,提出下一步優化改進方向,最后對該體制激光雷達的應用進行了展望。

PDF全文光電子技術 | 2020,40(01):1-5
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摘要

In this Letter, we propose a broadband near-infrared (NIR) absorber based on the phase transition material VO2. By designing different arrangements of the VO2 square lattice at high and low temperatures on fused silica substrates, the absorption rate reaches more than 90% in the entire 1.4–2.4 μm range. Using a finite-difference time-domain simulation method and thermal field analysis, the results prove that the absorber is polarization-independent and has wide-angle absorption for incident angles of 0°–70°. The proposed absorber has a smoother absorption curve and is superior in performance, and it has many application prospects in remote sensing geology.

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    摘要

    We report on a high-performance mid-wavelength infrared avalanche photodetector (APD) with separate absorption and multiplication regions. InAs is used as the absorber material and high-bandgap AlAs0.13Sb0.87 is used as the multiplication material. At room temperature, the APD’s peak response wavelength is 3.27 μm, and the 50% cutoff wavelength is 3.5 μm. The avalanche gain reaches 13.1 and the responsivity is 8.09 A/W at 3.27 μm when the applied reverse bias voltage is 14.6 V. The measured peak detectivity D? of the device is 2.05×109 cm·Hz0.5/W at 3.27 μm.

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      摘要

      Gallium nitride (GaN)-based light-emitting diodes (LEDs) are important for lighting and display applications. In this paper, we demonstrate green-emission (512 nm) InGaN quantum dot (QD) LEDs grown on a c-plane sapphire substrate by metal-organic chemical vapor deposition. A radiative lifetime of 707 ps for the uniform InGaN self-assembled QDs is obtained by time-resolved photoluminescence measurement at 18 K. The screening of the built-in fields in the QDs effectively improves the performance of QD LEDs. These high quantum efficiency and high temperature stability green QD LEDs are able to operate with negligible efficiency droop and with current density up to 106 A/cm2. Our results show that InGaN QDs may be a viable option as the active medium for stable LEDs.

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        摘要

        A multipoint interferometer (MI), uniformly distributed point-like pinholes in a circle, was proposed to measure the orbital angular momentum (OAM) of vortex beams [Phys. Rev. Lett.101, 100801 (2008)PRLTAO0031-900710.1103/PhysRevLett.101.100801], which can be used for measuring OAM of light from astronomical sources. This is a simple and robust method; however, it is noted that this method is only available for low topological charge because the diffracted intensity patterns for vortex beams with higher OAM will repeat periodically. Here, we propose an improved multipoint interferometer (IMI) for measuring the OAM of an optical vortex with high topological charge. The structure of our IMI is almost the same as the MI, but the size of each pinhole is larger than a point in MI. Such a small change enables each pinhole to get more phase information of the incident beams; accordingly, the IMI can distinguish any vortex beams with different OAM. We demonstrate its viability both theoretically and experimentally.

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          摘要

          We propose a conceptual design of optical power limiters with abrupt limiting action and enhanced power-handling capabilities that is based on exceptional point degeneracies (EPDs). The photonic circuit consists of two coupled cavities with differential Q factors. One of the cavities includes a Kerr-like nonlinear material. The underlying mechanism that triggers an abrupt transmittance suppression relies on the interplay between a nonlinear instability and an abrupt destruction of EPDs due to a resonance detuning occurring when the incident power exceeds a critical value. Our proposal opens up possibilities for the use of EPDs in optical power switching, Q switching, routing, and so on.

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            2020-05 目錄2020-04-24

            摘要

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              摘要

              密度高、成像分辨率高、成像速度快的X射線數字成像檢測需要高能微焦點大劑量X射線源,高品質電子源是實現這一X射線源的關鍵手段?;謚泄こ濤錮硌芯吭禾兆茸雜傻繾蛹す獾鬧骷鈾倨?,驗證了低發射度、低能散度的高亮度電子束實現高能微焦點的可行性,得到電子束半高全寬尺寸小于70 μm的9 MeV微焦點,并初步開展成像實驗,雙絲像質計焦斑清晰分辨9D號絲,絲直徑0.13 mm。

              PDF全文強激光與粒子束 | 2020,32(05):054001-54001
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              摘要

              消毒滅菌技術廣泛應用于食品工業、醫療領域、水處理等方面。相對于傳統化學和熱效應的消毒滅菌方法,γ射線、X射線、電子束、微波、低溫等離子體、紫外線、高壓脈沖電場等物理手段具有不污染環境、消毒滅菌溫度低、沒有化學殘留物等優點而日益受到重視。但這些物理技術手段各有不同,本文首先介紹了γ射線、X射線、電子束、微波、低溫等離子體、紫外線、高壓脈沖電場等消毒滅菌的技術原理,然后對比了各自優缺點和應用領域。每種方法都有優勢和不足,應針對不同的消毒滅菌對象而選擇不同的方式。最后,展望了消毒滅菌的發展方向,提出了消毒滅菌在家庭日常消毒、醫療垃圾處理、有人狀態下的室內空氣消毒等方面的迫切需求。

              PDF全文強激光與粒子束 | 2020,32(05):059001-59001
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              摘要

              激光誘導擊穿光譜技術(LIBS)具有實時在線、非接觸式測量和無損分析等優點,在物質檢測領域得到了廣泛應用,選擇合適的分析譜線是其取得良好檢測效果的重要基礎。本文結合遺傳算法(GA)的全局優化能力和粒子群算法(PSO)的局部搜索能力,提出了一種從激光誘導擊穿光譜的原始光譜數據中自適應選擇分析線與內標線的方法,利用該方法選擇的分析線與內標線對鋁合金中4種主要非鋁元素(Mg、Mn、Si和Fe)進行定量

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(08):081101
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              摘要

              提出了一種基于遺傳算法進行頻譜估計的相干測風激光雷達三維風場反演方法。該方法無需對視向風速進行計算,可以直接從多方位頻譜數據中提取三維風場信息,能夠提高弱信噪比情況下的數據反演精度。并且采用的遺傳算法為針對相干激光雷達改進的遺傳算法,能夠準確快速并行的反演出風矢量解。本文對算法進行了仿真模擬,結果顯示,改進后的遺傳算法在收斂速度以及全局尋優能力方面相對于傳統遺傳算法都有著明顯提

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(08):081004
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              摘要

              本文詳細研究n型AlGaN限制層與InGaN上波導對GaN基綠光激光器光場分布與電學特性的影響。結果表明,增加n型AlGaN限制層厚度或者提高InGaN上波導組分可明顯抑制GaN基綠光激光器的光場泄漏,改善光場分布。相比In0.02Ga0.98N上波導,采用更高In組分的In0.05Ga0.95N上波導可增加光場限制因子,改善綠光激光器性能。因此,綜合調控n型限制層和上波導才能有效改善GaN基綠光激光器的光場分布,提高器性能。

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(07):070108
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              摘要

              本文在大氣環境中研究了平行板約束對激光誘導PMMA等離子體中CN(Δν = 0)分子光譜的影響,測量得到的五條光譜峰分別為388.29 nm(0-0)、387.0 nm(1-1)、386.14 nm(2-2)、385.44 nm(3-3)和385.03 nm(4-4),實驗結果表明采用空間約束下的CN(Δν = 0)分子光譜強度明顯高于無空間約束下的光譜。另外,通過擬合CN(Δν = 0)光譜獲得了CN分子的振動溫度,結果顯示采用空間約束的CN(Δν = 0)分子

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(08):081102
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              摘要

              光纖表面等離子體共振測量技術是光纖傳感技術與表面等離子體共振技術的聯用,具有重要的研究意義和應用價值。本文基于Kretschmann結構建立了四層介質光纖表面等離子體共振測量的理論模型,通過仿真分析可知在1.333~1.336的折射率變化區間內,反射波p、s偏振分量的相位差與其呈近似線性的變化關系,并得到了光纖表面等離子體共振的傳感測量公式。實驗使用雙頻He-Ne激光器作為光源,提出了一套采用共光路結構的

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(08):080403
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              摘要

              量子級聯激光器(QCL)是一種基于子帶間躍遷的單極性半導體激光器。在1~5太赫茲(THz)頻率范圍,THz QCL是最有效的電泵浦THz輻射源,具有固態易集成和轉換效率高的優點。本文簡述了THz QCL的工作原理,并從高工作性能以及波導光子工程兩方面對THz QCL近年來的研究進展進行了綜述。另外對我們在THz QCL光頻梳方面的最新研究成果進行了介紹。

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(07):0701011
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              摘要

              光子晶體面發射激光器是一種可以實現極低發散角(<1o)、高功率激光輸出的新型半導體激光器,在激光雷達、空間通訊、傳感和激光加工等領域有著重要的應用前景。本文簡述了光子晶體帶邊模式面發射激光器的基本原理,結合實例對如何提高帶邊模式光子晶體面發射激光器的輸出功率進行論述,最后對帶邊模式光子晶體面發射激光器的發展趨勢進行了展望。

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(07):0701010
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              摘要

              采用擺動光纖激光-CMT電弧復合焊接方式對高速列車用帶鎖底6A01-T5鋁合金型材進行了焊接工藝試驗。采用優化后的焊接參數,得到了表面成型均勻,外觀無缺陷的良好接頭,并對接頭進行了氣孔分布特征、顯微組織和力學性能試驗。研究結果表明,擺動激光復合焊縫外觀成型優良,內部橫、縱截面氣孔率平均值分別為0.63%、0.06%,且以形狀規則、直徑小于50.0μm的圓形氣孔為主,與光束不擺動時相比,焊縫內工藝性氣孔得

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(08):080203
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              摘要

              臨近空間是指高度位于20-100 km之間的空域,該區域的風場探測對飛行器的姿態控制和飛行安全具有重要意義?;謚泄蒲г荷蝦9庋Ь芑笛芯克孕醒兄頻目紗鈐賾諏俳占浞尚釁韉鬧苯猶講舛嗥綻占す獠夥繢狀?DWL)原理樣機,介紹了其工作原理、系統結構,并給出了相關的技術參數。為了驗證該原理樣機的可靠性,于2018年12月份進行了地面試驗,并與相干探測激光測風雷達(CDL)和探空氣球進行了比對。通過數據

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(08):081003
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              摘要

              基于皮秒拍瓦激光產生的高能X射線源具有強度高、脈寬短、焦點小的特點,利用這種X射線源發展出來的高時間空間分辨X射線點投影背光照相是強加載條件下材料動態響應以及慣性約束聚變等高能量密度物理研究亟需的重要診斷技術。目前國際上主要是美國和中國的研究人員主要依靠Titan、OMEGA-EP和神光Ⅱ升級等大型皮秒拍瓦激光裝置,對皮秒拍瓦激光與固體靶相互作用產生的X射線能譜、轉換效率、分辨率等關鍵參數進行

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(05):0500012
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              摘要

              納米光學是光子學與納米技術交叉產生的一個新的前沿基礎方向,可以使人們在納米尺度操控光與物質相互作用以及探索新物理現象。納米激光器----作為一種新型光源,是納米光學領域的一個重要分支。由于其尺度特性,并且對光有著很高的限制性,近年來關于納米激光器的研究吸引著越來越多科研工作者的注意。本文將從激光器的微型化角度出發,綜述該領域近年來取得的一些令人鼓舞的進展。我們將集中討論以下幾個方面

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(07):070109
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              摘要

              依據折射率溫變效應,得出了單向鏈路和往返雙纖鏈路中單波長時延波動與雙波長時延差波動的比值相等的理論模型,進而提出了與現有光纖通信網絡兼容的雙纖單向傳輸授時方法,仿真研究了雙波長時延波動和比值隨波長和溫度的變化規律。搭建了75km雙纖單向鏈路的延遲測量平臺,對比值相等模型進行了實驗研究。實驗結果表明50km處終端站對應的比值為-266.9,時間信號經往返75km雙纖傳輸回本地站對應的比值為-256.4,

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(06):060605
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              摘要

              本文提出并展示了基于Mamyshev腔的同步光譜可重疊多波長光纖激光器,采用多級級聯的非線性展寬和偏移濾波形成的單腔環形結構克服了傳統多波長激光器中增益競爭和同步輸出困難的問題,最終通過數值仿真,實現了中心波長分別為1035 nm、1040 nm、1045 nm、1050 nm的四波長脈沖的輸出,每個波長的脈沖光譜寬度均為7 nm(大于相鄰中心波長間隔),峰值功率(在外部線性壓縮之前)和脈沖寬度分別為0.9~1.0 kW和~0.2

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(08):080102
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              摘要

              本文提出了一種用于太赫茲圖像的基于噪聲估計的自適應迭代去噪算法。首先對噪聲圖像利用噪聲水平估計方法來獲得真實實驗圖像的噪聲標準差,然后使用基于四叉樹的加權雙平方非局部均值去噪方法對噪聲圖像進行去噪來提高重建圖像的質量,最后對去噪后的圖像再次進行噪聲估計與去噪,通過反復迭代來重復這一過程直到獲得最佳的去噪效果。實驗結果表明,所用的方法能較好地保留圖像的細節,有效的去除由于成像系統

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(08):081401
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              摘要

              本文對采用KrF準分子激光輻照4H-SiC極性Si(0001)面和非極性a(11-20)面制備石墨烯進行了研究,重點分析了激光能量密度、脈沖個數及晶面取向對石墨烯制備質量的影響及其機制。當激光能量密度為1.06J/cm2,脈沖數為8000次時,極性Si(0001)面和非極性a(11-20)面SiC樣品表面獲得的石墨烯質量均達到最好。發現石墨烯與極性Si(0001)面SiC襯底之間生成緩沖層,緩沖層為極性Si(0001)面SiC生長石墨烯提供了模板,生長的

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(08):080202
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              摘要

              垂直腔面發射激光器(vertical-cavity surface-emitting laser,簡稱VCSEL)具有尺寸小、功耗低、效率高、調制帶寬高、壽命長、圓形光束、在片測試、易二維陣列排列等優點,已廣泛應用于數據通訊、傳感、激光雷達、材料加工等應用領域。這些應用通常要求VCSEL具有優異的模式、速率、能效、高溫性能等。人們基于“分離”限制思路實現了多種新型氧化限制VCSEL單模工作。采用新型VCSEL結構、改善有源區性能、減小

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(07):0701011
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              摘要

              為解決傳統隨機梯度下降算法(SPGD)參數難以實時調節,收斂速度較慢的難題,提出了一種基于自適應增益及聯合指標優化的高效SPGD算法,建立了該算法的數值仿真模型,并將該算法用于千瓦級板條激光器的光束凈化。仿真結果表明:與傳統SPGD算法相比,提出的算法無需參數調節,且收斂速度和收斂效果均有顯著提升,在對千瓦級板條激光器的光束凈化實驗中,將激光光束質量β由7.89優化至1.95。

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(08):080501
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              摘要

              在本文中,我們提出了一種基于混合石墨烯-二氧化釩超材料的可切換雙控太赫茲(THz)寬帶吸收器的有效設計。由于單元結構的對稱性,該吸收器在垂直入射時具有極化不敏感特性,并且在寬入射角范圍內仍能保持良好的吸收性能。數值仿真結果表明,可利用相變材料VO2獨特的從絕緣體到全金屬態的過渡特性,通過調節其電導率可將寬頻吸收帶(1.69-3.21THz)的幅值從25.4%動態地調整至99.2%。通過施加外部偏置電壓來調整石

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(09):090301
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              摘要

              光纖激光器具有光電轉換效率高、柔性介質傳輸、高功率輸出、光束質量高、緊湊性高及可靠等優點,尤其適用為粉末床熔融(PBF)和定向能量沉積(DED)兩種金屬增材制造技術的熱源。本文綜述了這兩種增材制造技術中的光纖激光器熱源的應用情況,包括:光纖激光器類型、平均功率、工作模式等,并分別闡述了采用光纖激光器作為熱源的上述兩種增材制造技術成形典型金屬材料研究現狀。粉末床熔融和定向能量沉積的成形件的

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(05):0500018
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              摘要

              激光誘導擊穿光譜技術(LIBS)具有無需制備樣品、多元素同時測量和快速檢測等優點,在物質檢測領域得到了廣泛應用,選擇合適的實驗裝置參數是其取得良好檢測效果的重要基礎。本文在單因素試驗的基礎上,以激光能量、延遲時間和焦深為影響因素,以光譜信背比作為響應指標,建立了一種優化激光誘導擊穿光譜實驗裝置參數的多因素響應面模型。研究了不同影響因素及它們之間的耦合作用對光譜質量的影響程度,得到的

              PDF全文 中國激光 | 2020,47(09):091101
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