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On-chip generation of Bessel–Gaussian beam via concentrically distributed grating arrays for long-range sensing

Light(Science & Applications) 2023年第5期12卷 817-825页

作者： Zihao Zhi quanxin na Qijie Xie Baisong Chen Yingzhi Li Xiaobin Liu Xuetong Li Lijun Wang Guoqiang Lo Junfeng Song State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics College of Electronic Science and EngineeringJilin UniversityChangchun 130012China Peng Cheng Laboratory Shenzhen 518000China State Key Laboratory of Luminescence and Application Changchun Institute of OpticsFine Mechanics and PhysicsChinese Academy of SciencesChangchun 130033China Advance Micro Foundry Pte.Ltd. 11 Science Park RoadScience Park II 117685Singapore

Bessel beam featured with self-healing is essential to the optical sensing applications in the obstacle scattering *** on-chip generation of the Bessel beam outperforms the conventional structure by small size,robustness,and alignment-free ***,the maximum propagation distance(Z_(max))provided by the existing approaches cannot support long-range sensing,and thus,it restricts its potential *** this work,we propose an integrated silicon photonic chip with unique structures featured with concentrically distributed grating arrays to generate the Bessel-Gaussian beam with a long propagation *** spot with the Bessel function profile is measured at 10.24m without optical lenses,and the photonic chip’s operation wavelength can be continuously performed from 1500 to 1630 *** demonstrate the functionality of the generated Bessel-Gaussian beam,we also experimentally measure the rotation speeds of a spinning object via the rotational Doppler Effect and the distance through the phase laser ranging *** maximum error of the rotation speed in this experiment is measured to be 0.05%,indicating the minimum error in the current *** the compact size,low cost,and mass production potential of the integrated process,our approach is promising to readily enable the Bessel-Gaussian beam in widespread optical communication and micro-manipulation applications.

关键词： scattering Bessel beam

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1 kHz single-frequency, injection-seeded Er:YAG laser with an optical feedback

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Chinese Optics Letters 2019年第3期17卷 50-54页

作者： Yixuan Zhang Chunqing Gao Qing Wang quanxin na Meng Zhang Mingwei Gao Shuai Huang School of Optics and Photonics Beijing Institute of Technology

A novel 1 kHz single-frequency, Q-switched Er-doped yttrium aluminum garnet(Er:YAG) laser pumped by a 1470 nm laser diode is demonstrated. The 500 ns, 5.52 mJ single-frequency, diffraction-limited pulses are obtained by using a ‘ramp-fire' injection-seeding technique and an optical feedback architecture. The full width at half-maximum of the pulse spectrum is measured to be 1.47 MHz by using the heterodyne technique. The beam quality M2 factors are measured to be 1.18 and 1.24 in the x and y directions, respectively.

关键词： 1 kHz single-frequency injection-seeded Er:YAG laser optical feedback

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Silicon-based optical phased array with a reconfigurable aperture for“gaze”scanning of LiDAR

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Photonics Research 2024年第5期12卷 932-940页

作者： HEMING HU YAFANG HE BAISONG CHEN ZIMING WANG YINGZHI LI QIJIE XIE quanxin na ZIHAO ZHI XUETONG LI HUAN QU PATRICK LO JUNFENG SONG State Key Laboratory of Integrated Optoelectronics College of Electronic Science and EngineeringJilin UniversityChangchun 130012China Peng Cheng Laboratory Shenzhen 518000China Advance Micro Foundry Pte.Ltd. Singapore 117685Singapore

Light detection and ranging(LiDAR)serves as one of the key components in the fields of autonomous driving,surveying mapping,and environment ***,dense points clouds are pursued by LiDAR systems to provide high-definition 3D ***,the LiDAR is typically used to produce abundant yet redundant data for scanning the homogeneous background of scenes,resulting in power waste and excessive processing ***,it is highly desirable for a LiDAR system to“gaze”at the target of interest by dense scanning and rough sparse scans on the uninteresting ***,we propose a LiDAR structure based on an optical phased array(OPA)with reconfigurable apertures to achieve such a gaze scanning *** virtue of the cascaded optical switch integrated on the OPA chip,a 64-,128-,192-,or 256-channel antenna can be selected discretionarily to construct an aperture with variable *** corresponding divergence angles for the far-field beam are 0.32°,0.15°,0.10°,and 0.08°,*** reconfigurable-aperture OPA enables the LiDAR system to perform rough scans via the large beam spots prior to fine scans of the target by using the tiny beam *** this way,the OPA-based LiDAR can perform the“gaze”function and achieve full-range scanning *** scanning time and power consumption can be reduced by 1/4 while precise details of the target are ***,we embed the OPA into a frequency-modulated continuous-wave(FMCW)system to demonstrate the“gaze”function in beam *** results show that the number of precise scanning points can be reduced by 2/3 yet can obtain the reasonable outline of the *** reconfigurable-aperture OPA(RA-OPA)can be a promising candidate for the applications of rapid recognition,like car navigation and robot vision.

关键词： reconfigurable optical antenna

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Watt-level Pr^3+:YLF deep red laser pumped by a fiber-coupled blue LD module or a single-emitter blue LD

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Chinese Optics Letters 2020年第1期18卷 59-63页

作者： Miaomao He Sheng Chen quanxin na Shaojuan Luo Haiyong Zhu Ying Li Changwen Xu Dianyuan Fan International Collaborative Laboratory of 2D Materials for Optoelectronics Science and Technology of Ministry of Education Institute of Microscale OptoelectronicsShenzhen UniversityShenzhen 518060China Engineering Technology Research Center for 2D Material Information Function Devices and Systems of Guangdong Province Shenzhen UniversityShenzhen 518060China College of Electrical and Electronic Engineering Wenzhou UniversityWenzhou 325035China

A power-scaled laser operation of Pr:YLi F4(YLF)crystal at 720.9 nm pumped by a 443.6 nm laser diode(LD)module was *** 20 W module was used to pump the Pr:YLF crystal,and a maximum output power of 3.03 W with slope efficiency of 30.04%was *** addition,a 5 W blue LD was also used to pump the Pr:YLF laser,and a maximum output power of 0.72 W was obtained at room *** output power was limited by the wavelength mismatch between the single-emitter LD and the absorption peak of the crystal.

关键词： rare earth and transition metal solid-state lasers visible lasers diode-pumped lasers

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Wide-steering-angle high-resolution optical phased array

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Photonics Research 2021年第12期9卷 2511-2518页

作者： YINGZHI LI BAISONG CHEN quanxin na QIJIE XIE MIN TAO LANXUAN ZHANG ZIHAO ZHI YUXUAN LI XIAOBIN LIU XIANSHU LUO GUOQIANG LO FENGLI GAO XUEYAN LI JUNFENG SONG State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics College of Electronic Science and EngineeringJilin UniversityChangchun 130012China Peng Cheng Laboratory Shenzhen 518000China Advance Micro Foundry Pte.Ltd. Singapore 117685Singapore

Optical phased array(OPA)technology is considered a promising solution for solid-state beam steering to supersede the traditional mechanical beam *** a key component of the LIDAR system for long-range detection,OPAs featuring a wide steering angle and high resolution without beam aliasing are highly ***,a wide steering range requires a waveguide pitch less than half of the wavelength,which is easily subjected to cross ***,high resolution requires a large aperture,and it is normally achieved by a high count number of waveguides,which complicates the control *** solve the mentioned issues,we design two high-performance 128-channel OPAs fabricated on a multilayered SiN-on-SOI *** to the nonuniform antenna pitch,only 128 waveguides are used to achieve a 4 mm wide ***,by virtue of innovative dual-level silicon nitride(Si_(3)N_(4))waveguide grating antennas,the fishbone antenna OPA achieves a 100°×19.4°field of view(FOV)with divergence of 0.021°×0.029°,and the chain antenna OPA realizes a 140°×19.23°FOV with divergence of 0.021°×0.1°.To our best knowledge,140°is the widest lateral steering range in two-dimensional OPA,and 0.029°is the smallest longitudinal ***,we embed the OPA into a frequency-modulated continuous-wave system to achieve 100 m distance *** reflected signal from 100 m distance is well detected with 26 dBm input transmitter power,which proves that OPA serves as a promising candidate for transceiving optical signal in a LIDAR system.

关键词： antenna waveguide resolution

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亚纳秒脉宽的Tm:GdVO_(4)被动锁模激光器

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中国激光 2023年第22期50卷 22-27页

作者：周伟杰纳全鑫王瑀许长文范滇元深圳大学二维材料光电科技国际合作联合实验室广东深圳518060 鹏城实验室广东深圳518060

报道了一种1.85μm亚纳秒脉宽的Tm:GdVO_(4)被动锁模激光器。通过使用商用半导体可饱和吸收镜(SESAM)和高透过率的输出耦合镜(OCs),实现了Tm:GdVO_(4)短波段、亚纳秒脉宽的激光输出。对于连续波(CW)运转,当使用透过率分别为10%、20%和30... 详细信息

报道了一种1.85μm亚纳秒脉宽的Tm:GdVO_(4)被动锁模激光器。通过使用商用半导体可饱和吸收镜(SESAM)和高透过率的输出耦合镜(OCs),实现了Tm:GdVO_(4)短波段、亚纳秒脉宽的激光输出。对于连续波(CW)运转,当使用透过率分别为10%、20%和30%的不同OCs时,激光输出功率均超过1 W,在1844、1850、1851、1861、1865 nm波长上分别产生了激光振荡。对于连续波锁模(CWML)运转,通过使用上述不同OCs,均实现了稳定的输出,工作波长均位于1851.6 nm附近,光谱宽度始终不高于光谱仪0.05 nm的分辨率,输出脉宽分别为474、752、651 ps。其中,当使用透过率为30%的OC时,可实现320 mW的最大平均输出功率。

关键词：激光器固体激光器被动锁模半导体可饱和吸收镜亚皮秒二极管泵浦激光器 Tm:GdVO_(4)激光器

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Tm:YLF激光器温度场分布计算与实验

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红外与激光工程 2017年第5期46卷 19-24页

作者：李岩张艺轩纳全鑫高明伟高春清北京理工大学光电学院北京100081

设计并研究了双晶四端泵浦的Tm:YLF激光器。利用Ansys软件中的稳态热分析模块计算了散热底板水通道在热交换系数分别为1000W/(m^2·℃)、4000W/(m^2·℃)、8000W/(m^2·℃)和15000W/(m^2·℃)以及采用TEC制冷时对应的晶体夹具及散热底... 详细信息

设计并研究了双晶四端泵浦的Tm:YLF激光器。利用Ansys软件中的稳态热分析模块计算了散热底板水通道在热交换系数分别为1000W/(m^2·℃)、4000W/(m^2·℃)、8000W/(m^2·℃)和15000W/(m^2·℃)以及采用TEC制冷时对应的晶体夹具及散热底板的温度分布。根据计算结果,在采用水温16℃中等强制对流及以上时与TEC制冷控温18~20℃时对Tm:YLF晶体冷却效果近似,可近似等效于TEC制冷。根据模拟计算的结果,设计了可用光纤耦合半导体激光器泵浦的U型腔结构Tm:YLF激光器。在采用16℃冷却水直接冷却晶体夹具时,单晶双端泵浦和双晶四端泵浦的Tm:YLF输出功率分别达到了25.9W和46W的激光输出,对应的斜效率分别为40.7%和37.1%。在实验过程中,晶体夹具未出现温度过高。实验结果说明设计的直接传导冷却系统可有效地冷却泵浦功率在140W时的双晶四端泵浦结构Tm:YLF晶体。

关键词： Tm:YLF激光器 Ansys稳态热分析直接传导冷却

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基于LabVIEW的激光器辐射度参数综合测量系统

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光学技术 2015年第6期41卷 554-557页

作者：纳全鑫王庆袁智江禹烨陈勇北京理工大学光电学院北京100081 总装驻扬州军事代表室江苏扬州225009 北方激光科技集团公司江苏扬州225009

设计了一套基于LabVIEW的激光辐射度参数综合参数测量系统,实现了激光器辐射度、激光器电压、电流和功率等参数的实时、智能化测量。介绍了该测量系统的设计方法、编程实现方法和测量结果。该系统基于LabVIEW平台开发,具有界面美观、易... 详细信息

设计了一套基于LabVIEW的激光辐射度参数综合参数测量系统,实现了激光器辐射度、激光器电压、电流和功率等参数的实时、智能化测量。介绍了该测量系统的设计方法、编程实现方法和测量结果。该系统基于LabVIEW平台开发,具有界面美观、易于操作、自动化程度高等特点。

关键词：激光参数辐射度综合测量

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硅基量子点激光器研究进展

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发光学报 2023年第11期44卷 2011-2026页

作者：张楠谢启杰纳全鑫骆登峰贾思琪王恺鹏城实验室广东深圳518055 南方科技大学电子与电气工程系广东深圳518055

随着全球数据流量的不断增长,硅基光子集成电路已经成为高性能芯片内/芯片间光通信领域中一个极具发展潜力的研究方向。然而,由于本征硅的发光效率极低,硅基片上光源成为光子集成电路中最具挑战性的元器件。为了解决缺乏原生光源的问题... 详细信息

随着全球数据流量的不断增长,硅基光子集成电路已经成为高性能芯片内/芯片间光通信领域中一个极具发展潜力的研究方向。然而,由于本征硅的发光效率极低,硅基片上光源成为光子集成电路中最具挑战性的元器件。为了解决缺乏原生光源的问题,硅基集成的Ⅲ-Ⅴ族半导体激光器已经得到了广泛研究,该激光器提供了优越的光学和电学性能。值得注意的是,在Ⅲ-Ⅴ族半导体激光器中使用量子点作为增益介质已经引起了诸多关注,因为它具有多种优点,如对晶体缺陷的容忍度高、温度敏感度低、阈值电流密度低和反射灵敏度低等。使用量子点的激光增益区在光子集成方面相比量子阱有许多改进。增益带宽可以根据需要进行设计优化,并在整个近红外光范围内实现激射。量子态与周围材料的大能级分离使其获得了优异的高温性能和亚皮秒时间尺度的增益恢复。本文从量子点材料及量子点激光器、基于晶圆键合技术、基于倒装键合技术、基于直接外延生长技术等多个角度,综述了硅基Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点激光器的最新研究进展,并对其未来前景和挑战进行了探讨。

关键词：硅光子学片上量子点激光器光子集成

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危害马铃薯的茎线虫分离鉴定

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植物保护 2010年第3期36卷 117-120页

作者：郭全新简恒中国农业大学植物病理系北京100193

本文对采自河北张家口市察北区、危害马铃薯的线虫(编号De-Chabei)进行了形态及分子生物学鉴定,形态测量结果表明其与马铃薯腐烂茎线虫(Ditylenchus destructor Thorne)一致,采用通用引物rDna1/rDna2扩增rD-na-ITS区的长度为1130bp,测... 详细信息

本文对采自河北张家口市察北区、危害马铃薯的线虫(编号De-Chabei)进行了形态及分子生物学鉴定,形态测量结果表明其与马铃薯腐烂茎线虫(Ditylenchus destructor Thorne)一致,采用通用引物rDna1/rDna2扩增rD-na-ITS区的长度为1130bp,测序比对以及采用马铃薯茎线虫B型特异性引物DdL1/DdL2扩增得到485bp特异性片段,表明与B型或L型马铃薯腐烂茎线虫一致;再次证明该型线虫在河北马铃薯主产区的分布和危害。

关键词：马铃薯马铃薯腐烂茎线虫形态鉴定 ITS区分析

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