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宽温度范围双层衍射元件优化设计及应用 被引量：1
1
作者 毛珊 赖涛 +3 位作者 聂怀乐 唐玉凤 宋逸辰 赵建林 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期384-392,共9页
建立了环境温度对双层衍射元件衍射效率影响的数学模型,给出高衍射效率衍射元件的优化设计方法。通过选择宽温度范围内设计波长对,计算衍射元件微结构参数,确保双层衍射元件在基底材料确定的情况下仍具有高衍射效率,发现混合成像光学系... 建立了环境温度对双层衍射元件衍射效率影响的数学模型,给出高衍射效率衍射元件的优化设计方法。通过选择宽温度范围内设计波长对,计算衍射元件微结构参数,确保双层衍射元件在基底材料确定的情况下仍具有高衍射效率,发现混合成像光学系统具有最佳像质。最后设计了一套含有此双层衍射元件的中波红外混合成像光学系统。结果表明,与传统设计相比,本文方法能够有效地改善混合成像光学系统的无热化设计像质,设计结果更好。 展开更多
关键词 光学设计 衍射元件 折衍混合成像光学系统 无热化设计
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斜入射下双波段双层衍射光学元件优化设计与分析 被引量：4
2
作者 毛珊 解娜 赵建林 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第16期9-17,共9页
基于斜入射衍射光学元件的正常工作模式,建立了斜入射下入射角度和入射波长对双波段双层衍射光学元件衍射效率影响的数学模型,给出了对应双层衍射光学元件的优化设计方法。通过在入射角度范围内优化设计波长对,计算双层衍射光学元件微... 基于斜入射衍射光学元件的正常工作模式,建立了斜入射下入射角度和入射波长对双波段双层衍射光学元件衍射效率影响的数学模型,给出了对应双层衍射光学元件的优化设计方法。通过在入射角度范围内优化设计波长对,计算双层衍射光学元件微结构高度,确保了斜入射时双层衍射光学元件仍具有高衍射效率,弥补了双层衍射光学元件的缺陷。该方法能够指导双波段折衍混合成像系统的设计,也可以扩展至多波段多层衍射光学元件的设计中。依据该方法,设计了一套基于双层衍射光学元件的中/长波双波段折衍混合光学系统。结果表明,与常规设计相比,该方法的设计理论更加合理,设计结果更优。 展开更多
关键词 衍射 衍射光学 双层衍射光学元件 折衍混合成像光学系统 斜入射
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离轴矢量光束的紧聚焦特性 被引量：4
3
作者 李渝 李鹏 +1 位作者 吴东京 赵建林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期104-114,共11页
基于理查德-沃尔夫矢量衍射积分理论,数值研究了离轴矢量光束经过高数值孔径透镜后的紧聚焦特性.通过对比分析偏振奇点离轴的径向、角向矢量光束紧聚焦后,焦点附近的强度和相位分布规律,提出了一种由广义柱矢量光束设计紧聚焦场的方法.... 基于理查德-沃尔夫矢量衍射积分理论,数值研究了离轴矢量光束经过高数值孔径透镜后的紧聚焦特性.通过对比分析偏振奇点离轴的径向、角向矢量光束紧聚焦后,焦点附近的强度和相位分布规律,提出了一种由广义柱矢量光束设计紧聚焦场的方法.此外,通过分析矢量光束自旋分量的聚焦行为和自旋轨道耦合所诱导的自旋角动量分布变化,讨论了偏振奇点离轴对称破缺对高阶矢量光束紧聚焦场空间结构,特别是其自旋角动量空间分布的影响.该研究结果不仅对矢量光场的紧聚焦特性进行了补充,也为改进和完善焦场分布提供了理论参考. 展开更多
关键词 矢量光束 聚焦 偏振态 奇点 相位
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基于对称铰链的光纤布拉格光栅高频加速度检波器(特邀) 被引量：2
4
作者 禹大宽 王向宇 +3 位作者 高宏 刘钦朋 樊伟 乔学光 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期164-172,共9页
针对油气开采微地震监测高频检波器的要求,提出了一种基于对称铰链的光纤布拉格光栅高频加速度检波器结构,分析了该检波器的振动传感原理,利用仿真软件分析了该结构模型的谐振频率,同时对检波器的幅频特性、加速度响应灵敏度、横向抗干... 针对油气开采微地震监测高频检波器的要求,提出了一种基于对称铰链的光纤布拉格光栅高频加速度检波器结构,分析了该检波器的振动传感原理,利用仿真软件分析了该结构模型的谐振频率,同时对检波器的幅频特性、加速度响应灵敏度、横向抗干扰性能、冲击响应等性能进行了实验研究。实验结果表明:基于对称铰链结构的光纤布拉格光栅检波器谐振频率为1200 Hz,与利用软件仿真的谐振频率1191 Hz结果一致;在工作频率20~800 Hz,加速度灵敏度约为10.2 pm/g,线性系数为0.9998;交叉轴灵敏度约为主轴的5%;在谐振频率附近有很好的冲击响应特性。该检波器加工工艺简单、可靠性高、工作频带宽、灵敏度高、横向抗干扰性好,在石油开采等领域有很好的应用前景。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 应变传感 加速度检波器 铰链 幅频响应
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光场偏振分布测量方法及其应用(特邀) 被引量：2
5
作者 齐淑霞 刘圣 +5 位作者 李鹏 魏冰妍 张蒙蒙 豆嘉真 张继巍 赵建林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期35-54,共20页
偏振是光的固有属性之一,用于描述电矢量的振动方向,也是光场的一个重要信息参量。光场的偏振测量,尤其是具有复杂空间结构光场的偏振分布测量,是研究光场偏振特性及其应用的重要课题。本文从偏振测量的相关原理出发,总结评述近年来有... 偏振是光的固有属性之一,用于描述电矢量的振动方向,也是光场的一个重要信息参量。光场的偏振测量,尤其是具有复杂空间结构光场的偏振分布测量,是研究光场偏振特性及其应用的重要课题。本文从偏振测量的相关原理出发,总结评述近年来有关光场偏振分布测量和材料光学各向异性测量方法的发展动态,以及不同条件下光场的斯托克斯参量、光学各向异性材料的琼斯矩阵和双折射参数的测量方法及其应用。 展开更多
关键词 偏振 偏振测量 双折射 数字全息术 超表面
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基于电介质超表面的光场复振幅调制及应用 被引量：3
6
作者 郭旭岳 李冰洁 +5 位作者 樊鑫豪 钟进展 刘圣 魏冰妍 李鹏 赵建林 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期43-52,共10页
超表面作为一种人工设计的二维阵列纳米结构,能够在亚波长尺度上实现光场波前振幅、相位和偏振态的灵活调控,为现代光学器件的小型化、集成化提供了全新的实现途径。随着光学成像、显示等应用的发展,在可见光波段具有高工作效率的微型... 超表面作为一种人工设计的二维阵列纳米结构,能够在亚波长尺度上实现光场波前振幅、相位和偏振态的灵活调控,为现代光学器件的小型化、集成化提供了全新的实现途径。随着光学成像、显示等应用的发展,在可见光波段具有高工作效率的微型光学器件的需求日益凸显。近年来,由高折射率、低损耗电介质材料制备的光学超表面得到了极大地发展,在消色差光学超透镜、偏振相关全息显示等方面展现出广泛的应用前景。文中围绕电介质超表面的相关研究,首先介绍广义斯涅耳定律及电介质超表面结构调控光场振幅、相位和偏振态的基本原理,在此基础上,重点回顾近年来关于光场波前单一参量调控和多参量联合调控在全息显示、结构光场产生等方面的研究进展,最后讨论电介质超表面发展的可能挑战与前景。 展开更多
关键词 超表面 电介质 振幅 相位 偏振态
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基于焦散线理论的表面波激发光栅结构设计 被引量：1
7
作者 焦晗 张蒙蒙 +2 位作者 李鹏 刘圣 赵建林 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第23期204-209,共6页
焦散线理论是利用光传播轨迹切线簇构造初始波前的一种方法。基于焦散线理论设计和传输的表面波具有局域场增强、传播轨迹可控等优点,在光学显微、光学传感、调控光波耦合等方面具有重要的应用。提出了一种基于焦散线理论的布洛赫表面... 焦散线理论是利用光传播轨迹切线簇构造初始波前的一种方法。基于焦散线理论设计和传输的表面波具有局域场增强、传播轨迹可控等优点,在光学显微、光学传感、调控光波耦合等方面具有重要的应用。提出了一种基于焦散线理论的布洛赫表面波激发光栅结构设计方法。利用双线性光栅结构进行数值模拟实现了可传播100μm的类无衍射表面波,并分析了光栅结构参数对表面波耦合效率的影响。进一步,根据焦散线理论设计了一种简单的光栅结构,经模拟计算,该光栅结构能够实现沿任意轨迹自加速传输表面波的激发调控。研究结果为操纵亚波长尺度下光波的传输和片上光互联的端口设计提供了一种有效途径。 展开更多
关键词 表面光学 表面波 焦散线理论 相位 光栅
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光场纵向调控研究进展(特邀)
8
作者 李鹏 樊鑫豪 +3 位作者 李渝 刘圣 魏冰妍 赵建林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期72-96,共25页
得益于特殊的空间结构,振幅、相位、偏振态面内调控的光场在传输及与物质相互作用过程中展现了诸多引人瞩目的新效应和新现象。随着空间结构光场的深入研究和广泛应用,沿着传输方向的光场调控也逐渐引起注意,由此发展出了一系列具有新... 得益于特殊的空间结构,振幅、相位、偏振态面内调控的光场在传输及与物质相互作用过程中展现了诸多引人瞩目的新效应和新现象。随着空间结构光场的深入研究和广泛应用,沿着传输方向的光场调控也逐渐引起注意,由此发展出了一系列具有新颖传播特性,以及空间三维结构的调控光场。本文综述了针对传输方向的光场调控研究进展,包括光场强度沿纵向的调控及由此构建的特殊三维结构光场、沿纵向具有特殊传输轨迹光场的产生原理及方法、绕光轴具有螺旋轨迹传输的光场及其螺旋传输特性、光场偏振态沿纵向调控的基本原理及两类偏振态纵向调控光场。 展开更多
关键词 光场调控 偏振态 强度 相位 传输
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基于偏芯紫外曝光的光纤矢量弯曲传感器
9
作者 禹大宽 乔学光 +1 位作者 王向宇 张立松 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1235-1239,共5页
提出并制作了一种基于偏芯紫外曝光的光纤矢量弯曲传感器。该传感器在已经制作好的迈克尔逊干涉结构上,利用偏芯曝光技术,使得光纤包层折射率的径向圆对称性发生变化,赋予干涉结构特殊的弯曲特性。同时分析了这种偏芯曝光技术包层模式... 提出并制作了一种基于偏芯紫外曝光的光纤矢量弯曲传感器。该传感器在已经制作好的迈克尔逊干涉结构上,利用偏芯曝光技术,使得光纤包层折射率的径向圆对称性发生变化,赋予干涉结构特殊的弯曲特性。同时分析了这种偏芯曝光技术包层模式非对称性的耦合的原理。实验监测了不同径向上,激发的包层模式的弯曲损耗。结果表明这种偏芯紫外曝光的迈克尔逊干涉结构具有一定的矢量弯曲的特性。在不同径向上,具有不同的弯曲灵敏度,且在受曝光一侧具有较高弯曲灵敏度,曲率灵敏度达到了5.5 dB·m。在未受曝光一侧具有较低弯曲灵敏度,曲率灵敏度为-1.31 dB·m。由于该传感器具有这种矢量弯曲的特性,可以很好地应用在油气田勘探开发、地震波矢量检测等领域。 展开更多
关键词 光纤传感器 迈克尔逊干涉 矢量弯曲 偏芯紫外曝光
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