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宽波段折反射式航空相机设计

红外技术 2024年第8期46卷 864-871页

作者：陈炳旭杨旭张智强栾晓宇蒋锐中国科学院成都光电技术研究所四川成都610200 中国科学院光束控制重点实验室四川成都610200 吉林东光集团有限公司吉林长春130033 江苏北方湖光光电有限公司江苏无锡214028

为了在15000m平流层实现对地全天候观测,满足工作波段470~1500nm对地分辨率达到0.1m的要求,设计了一种长焦距折反式高分辨率CCD航空相机。通过使用H-ZK7与ZF6搭配,对长焦距和大孔径产生的二次光谱进行校正,倍率色差控满足设计要求。通... 详细信息

为了在15000m平流层实现对地全天候观测,满足工作波段470~1500nm对地分辨率达到0.1m的要求,设计了一种长焦距折反式高分辨率CCD航空相机。通过使用H-ZK7与ZF6搭配,对长焦距和大孔径产生的二次光谱进行校正,倍率色差控满足设计要求。通过对光学系统热分析,分析出系统在不同高度下温度变化对成像质量的变化曲线。探测器采用徕卡公司M9全画幅CCD探测器,其单像元为8μm,靶面尺寸为48 mm×36 mm;系统在100 lp/mm时达到衍射极限,满足系统成像要求。

关键词：光学系统设计 CCD高分辨率二级光谱折反式结构宽波段

基于多尺度成像的宽波段广域高分辨光学系统设计

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激光与光电子学进展 2024年第12期61卷 258-267页

作者：张凡凡刘钧高明吕宏西安工业大学光电工程学院陕西西安710021

针对光电成像系统呈现出的全天候、大视场、高分辨的成像需求,基于多尺度成像原理设计了一款0.4~1.7μm宽波段的广域高分辨率光学成像系统。该系统由共心球物镜和37个中继子系统阵列组成,通过多个中继子系统阵列对共心球物镜所得一次中... 详细信息

针对光电成像系统呈现出的全天候、大视场、高分辨的成像需求,基于多尺度成像原理设计了一款0.4~1.7μm宽波段的广域高分辨率光学成像系统。该系统由共心球物镜和37个中继子系统阵列组成,通过多个中继子系统阵列对共心球物镜所得一次中间像面进行视场分割、成像及像差校正,从而实现广域高分辨成像。经过优化设计,最终得到全视场(105.6°×25.6°)的宽波段、大视场、高分辨光学系统。系统单通道全视场范围内点列图的最大均方根半径值小于一个像元尺寸,各视场调制传递函数值在空间频率为33 lp/mm处均大于0.6,曲线平滑集中。分析结果表明,该系统满足大视场、高分辨、全天候成像需求,可为后续宽波段、大视场、高分辨光学成像系统的设计提供一种可行的参考方案。

关键词：光学设计多尺度成像共心透镜广域高分辨系统宽波段

基于手性超表面的宽波段圆偏振光电探测器的仿真设计

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微纳电子技术 2024年第10期61卷 53-58页

作者：张浩王守桐张然褚金奎大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024

针对用于检测圆偏振光的超紧凑光电探测器的工作波段大多分布在近红外及中红外且工作波段较窄的问题,设计了一种具有较宽工作带宽的圆偏振光集成光电探测器。该探测器由石墨烯与手性超表面集成,当不同圆偏振光作用在手性超表面上时,会... 详细信息

针对用于检测圆偏振光的超紧凑光电探测器的工作波段大多分布在近红外及中红外且工作波段较窄的问题,设计了一种具有较宽工作带宽的圆偏振光集成光电探测器。该探测器由石墨烯与手性超表面集成,当不同圆偏振光作用在手性超表面上时,会产生不同程度的近场光学增强,利用手性超表面在较宽波段下的强偏振依赖性来增强探测器的偏振选择性。通过时域有限差分(FDTD)仿真及优化超表面结构,手性超表面在波长为577~797nm波段内的圆二色性≥0.18。设计的圆偏振光电探测器主要工作在可见光波段,工作带宽可以达到约220nm。该探测器的设计为单一片上偏振计检测更宽波段的圆偏振光提供了新的设想。

关键词：光电探测器圆偏振光手性超表面石墨烯宽波段可见光波段

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宽波段凸面闪耀光栅优化设计

红外与激光工程 2017年第11期46卷 174-180页

作者：朱嘉诚靳阳明黄绪杰刘全沈为民苏州大学物理与光电.能源学部教育部现代光学技术重点实验室江苏苏州215006 苏州大学物理与光电.能源学部江苏省先进光学制造技术重点实验室江苏苏州215006 苏州大学物理与光电.能源学部苏州纳米科技协同创新中心江苏苏州215006

凸面闪耀光栅是研制高光谱分辨率成像光谱仪的关键元件之一,一般凸面闪耀光栅的有效波段范围较窄,较难满足宽波段成像光谱仪对光栅衍射效率的需求。为拓宽仪器观测波段,对其中凸面闪耀光栅进行了优化设计。以0.4~2.5μm波段Offner型成... 详细信息

凸面闪耀光栅是研制高光谱分辨率成像光谱仪的关键元件之一,一般凸面闪耀光栅的有效波段范围较窄,较难满足宽波段成像光谱仪对光栅衍射效率的需求。为拓宽仪器观测波段,对其中凸面闪耀光栅进行了优化设计。以0.4~2.5μm波段Offner型成像光谱仪为例,研究了凸面光栅单衍射级和双衍射级共路两种色散结构,采用分区闪耀光栅和双角闪耀光栅来提高宽波段范围内的衍射效率。优化设计了两种双闪耀光栅在不同色散结构下的槽形,用标量理论和有限元分析等方法对光栅衍射效率进行了计算。结合仪器信噪比,给出了满足成像光谱仪不同需求时所适用的光栅。

关键词：宽波段分区闪耀光栅双角闪耀光栅衍射效率信噪比

宽波段纳米超材料太阳能吸收器的设计及其吸收特性

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光学学报 2017年第9期37卷 264-273页

作者：朱路王杨熊广刘媛媛岳朝政华东交通大学信息工程学院江西南昌330013

在纳米偶极子等效电路的基础上,结合多层波导与谐振腔结构,设计了一种高吸收率、宽波段的纳米超材料太阳能吸收器。该吸收器的单元结构是由双六边形超材料纳米柱与Si圆环柱组成,其中Si圆环中镶嵌了8个微型Au纳米圆柱。采用时域有限差分... 详细信息

在纳米偶极子等效电路的基础上,结合多层波导与谐振腔结构,设计了一种高吸收率、宽波段的纳米超材料太阳能吸收器。该吸收器的单元结构是由双六边形超材料纳米柱与Si圆环柱组成,其中Si圆环中镶嵌了8个微型Au纳米圆柱。采用时域有限差分方法分析了纳米超材料吸收器在宽波段、不同偏振状态的入射光以及大角度入射光下的吸收特性。数值分析表明,该吸收器的吸收波段主要集中在400~1500nm,其平均吸收率可以达到94%。不同偏振状态的入射光对吸收器的吸收率影响较小,且在±60°大入射角度时该吸收器的平均吸收率仍可达到90%。该吸收器宽波段的高吸收率是由慢波效应与局域表面等离子体共振的共同作用引起的。

关键词：光学器件超材料吸收器宽波段吸收率

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宽波段高吸收的多层齿轮形超材料吸收器设计

光学学报 2021年第18期41卷 200-209页

作者：王杨轩雪飞朱路朱家兵沈晓波吴琰高强淮南师范学院电子工程学院安徽淮南232038 华东交通大学信息工程学院江西南昌330013

基于多尺度特征结构堆叠与法布里-珀罗共振原理,设计了一种宽波段高吸收的多层齿轮形超材料吸收器,该吸收器由两层不同尺度的介质-金属堆叠组成。采用时域有限差分方法分析其吸收特性,数值仿真结果表明,该吸收器在300~4000 nm的波长范... 详细信息

基于多尺度特征结构堆叠与法布里-珀罗共振原理,设计了一种宽波段高吸收的多层齿轮形超材料吸收器,该吸收器由两层不同尺度的介质-金属堆叠组成。采用时域有限差分方法分析其吸收特性,数值仿真结果表明,该吸收器在300~4000 nm的波长范围内的吸收率均在89%以上,平均吸收率可达94%,呈现一定的偏振不敏感特性,在60°大角度斜入射时,平均吸收率仍能保持93%。通过对谐振波长处的电磁场分布进行分析,可以得出,该吸收器的宽波段高吸收特性主要由法布里-珀罗共振、表面等离子体共振、局域表面等离子体共振以及多种共振相互间的杂化耦合作用决定。这种宽波段高吸收、大角度吸收、偏振不敏感的吸收器在光伏电池、隐形设备等领域具有潜在的应用价值。

关键词：光学器件超材料吸收器宽波段高吸收率

宽波段温度调谐MgO∶LiNbO_3光学参量振荡器

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光学学报 2001年第4期21卷 440-443页

作者：吕卫于意仲丁欣姚建铨天津大学精密仪器与光电子工程学院激光与光电子研究所

采用电光调Q脉冲Nd∶YAG激光的二次谐波 (5 32nm)抽运温度调谐的MgO∶LiNbO3晶体光学参量振荡器 ,调谐范围达 80 0nm～ 175 0nm。在单谐振运转条件下 ,抽运阈值为 2 1.5mJ/ pulse ,最大抽运能量为 5 8mJ时输出为 6 .45mJ ,在大信号情况... 详细信息

采用电光调Q脉冲Nd∶YAG激光的二次谐波 (5 32nm)抽运温度调谐的MgO∶LiNbO3晶体光学参量振荡器 ,调谐范围达 80 0nm～ 175 0nm。在单谐振运转条件下 ,抽运阈值为 2 1.5mJ/ pulse ,最大抽运能量为 5 8mJ时输出为 6 .45mJ ,在大信号情况下的能量转换效率达 11% ,输出线宽 1nm左右。

关键词： MgO:LiNbO3晶体温度调谐光学参量振荡器宽波段掺氧化镁铌酸锂晶体抽运阈值能量转换效率

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宽波段全息罗兰光栅的优化

中国激光 2011年第4期38卷 220-224页

作者：孔鹏巴音贺希格李文昊唐玉国崔锦江中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215163

罗兰光栅存在的主要像差是像散和弧矢彗差,影响其光通量和光谱分辨率。根据凹面全息光栅的几何像差理论,分析了记录光源点在罗兰圆外所制作的全息罗兰光栅的宽波段像差特性。发现像散和弧矢彗差能够在两个波长处被同时消除;并且在两波... 详细信息

罗兰光栅存在的主要像差是像散和弧矢彗差,影响其光通量和光谱分辨率。根据凹面全息光栅的几何像差理论,分析了记录光源点在罗兰圆外所制作的全息罗兰光栅的宽波段像差特性。发现像散和弧矢彗差能够在两个波长处被同时消除;并且在两波长之间的波段范围内,像散和弧矢彗差相对传统光栅均得到明显改善。基于此像差特性提出一种设计宽波段高分辨罗兰光栅的方法,通过选择适当的使用结构和校正波长,能够在整个使用波段有效地校正像散和弧矢彗差。利用这种优化方法设计了工作波段为160~600 nm的罗兰光栅。光线追迹结果显示,所设计光栅的光谱分辨率和能量集中度在整个使用波段较传统光栅均有显著提高。

关键词：光栅全息罗兰圆像差校正宽波段

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超短紫外到近红外宽波段增透膜的研制

光子学报 2018年第10期47卷 117-124页

作者：张静林兆文付秀华刘冬梅张功长春理工大学光电工程学院长春130022

为提高光谱探测器响应灵敏度,减少宽光谱光束入射时产生的光能损失,研制了超短紫外到近红外宽波段增透膜.依据增透膜设计理论,采用隧道方法与自动优化相结合的膜系设计方法,综合考虑膜厚影响因素,建立了评价函数.通过优化沉积工艺,提高... 详细信息

为提高光谱探测器响应灵敏度,减少宽光谱光束入射时产生的光能损失,研制了超短紫外到近红外宽波段增透膜.依据增透膜设计理论,采用隧道方法与自动优化相结合的膜系设计方法,综合考虑膜厚影响因素,建立了评价函数.通过优化沉积工艺,提高了增透膜透射率.光谱测试结果表明,200~900nm宽波段范围的增透膜的平均透射率为95.7%,满足光谱探测的要求.

关键词：光学薄膜宽波段增透膜隧道方法评价函数