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嵌入式三色光变器设计

物理学报 2018年第2期67卷 99-109页

作者：徐平唐少拓袁霞黄海漩杨拓罗统政喻珺深圳大学电子科学与技术学院微纳光电子技术研究所深圳518060

为解决目前亚波长二元矩形结构在光学防伪应用方面存在的防伪性能有待提升、制作困难导致性能劣化等问题,提出正弦结构等效矩形结构实现基于嵌入式亚波长一维单周期正弦结构的三色光变器.模拟仿真表明,亚波长正弦结构与原亚波长矩形结... 详细信息

为解决目前亚波长二元矩形结构在光学防伪应用方面存在的防伪性能有待提升、制作困难导致性能劣化等问题,提出正弦结构等效矩形结构实现基于嵌入式亚波长一维单周期正弦结构的三色光变器.模拟仿真表明,亚波长正弦结构与原亚波长矩形结构性能相似,可获得优越的三色变换功能.当自然光以45°角入射时,可在方位角0°,58°,90°分别获得相应的蓝光、绿光、红光三色反射峰,反射率分别达到90%,89%,100%.分析并提出了该器件周期、槽深、膜厚以及入射角变化对反射峰的影响规律,探索了运用无掩模的双光束干涉曝光法制作母版的实验过程.提出的正弦结构三色光变器实现了方位角调节的高衍射效率自然光三色光变效果,突破了目前两色光变防伪的局限,同时降低了制作难度,可用通用的全息生产技术制作光栅结构,在光变图像防伪领域有重要应用.

关键词：亚波长正弦结构三色光变换双光束干涉曝光

微光学元件宽带光源照明下无色散边界条件探讨

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物理学报 2019年第22期68卷 302-309页

作者：黄燕燕张旭琳杨伟王笑冰雷蕾彭文达徐平深圳大学物理与光电工程学院深圳大学微纳光电子技术研究所

基于宽带光源微光学元件(如集成导光板)在衍射色散方面的设计需求,本文构建了宽带光源微光学元件衍射理论分析模型,探讨分析了衍射光谱的色度规律特性,提出并定义了能准确定量衡量衍射光束色散程度的色散量C,同时明确给出了零色散的边... 详细信息

基于宽带光源微光学元件(如集成导光板)在衍射色散方面的设计需求,本文构建了宽带光源微光学元件衍射理论分析模型,探讨分析了衍射光谱的色度规律特性,提出并定义了能准确定量衡量衍射光束色散程度的色散量C,同时明确给出了零色散的边界判据点.通过对研制的矩形位相光栅进行测试分析,所得的光谱色度特性规律与理论分析结果相一致,实验结果验证了本文提出的色散度判据参量C和零色散边界点的正确性.本文提出的宽带光源色散度判据参量C、零色散边界判据点,不仅为集成导光板结构参数的设计提供指导,而且也能为其他宽带微光学元件的设计过程中探讨色散特性时提供指导.

关键词：微光学元件宽带光源无色散集成导光板

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集成化导光板下表面微棱镜二维分布公式探究

物理学报 2019年第21期68卷 288-294页

作者：张旭琳杨伟罗统政黄燕燕雷蕾李贵君徐平深圳大学物理与光电工程学院深圳大学微纳光电子技术研究所

集成化导光板下表面微结构分布设计是提高背光模组亮度均匀性的关键因素之一.本文提出了小尺寸集成化导光板下表面微棱镜二维分布公式,给出了微棱镜二维分布公式系数与导光板结构参数之间的关系表达式.将上述公式组直接应用于不同结构... 详细信息

集成化导光板下表面微结构分布设计是提高背光模组亮度均匀性的关键因素之一.本文提出了小尺寸集成化导光板下表面微棱镜二维分布公式,给出了微棱镜二维分布公式系数与导光板结构参数之间的关系表达式.将上述公式组直接应用于不同结构参数的小尺寸集成化导光板下表面微棱镜二维分布设计,无需借助设计人员的经验,可直接获得亮度均匀性较高时的集成化导光板下表面微棱镜二维分布,出射光亮度均匀性平均值可达84.94%.仿真结果表明,本文提出的微棱镜二维分布公式及系数关系表达式具有重要应用价值,极大地节省了集成化背光模组的设计优化时间,对于导光板表面微结构分布设计具有重要的参考价值.

关键词：光学设计集成化导光板微棱镜二维分布公式

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三层衍射神经网络实现手写数字识别

物理学报 2022年第18期71卷 209-216页

作者：徐平徐海东杨拓黄海漩张旭琳袁霞肖钰斐李雄超王梦禹深圳大学物理与光电工程学院微纳光电子技术研究所深圳518060 深圳技术大学大数据与互联网学院深圳518118

光学衍射神经网络(optical diffraction neural network,ODNN)以光波作为计算媒介执行神经网络的逻辑分析与运算功能,具有高速度、低功耗及并行处理的优势.本文设计了一种仅有三层相位调制的ODNN,提出了基于目标空间频率一级谱分布提升O... 详细信息

光学衍射神经网络(optical diffraction neural network,ODNN)以光波作为计算媒介执行神经网络的逻辑分析与运算功能,具有高速度、低功耗及并行处理的优势.本文设计了一种仅有三层相位调制的ODNN,提出了基于目标空间频率一级谱分布提升ODNN的数字识别性能的方法,经优化获得了系统最优的像素大小、衍射距离,以及最佳的三层相位分布.设计的ODNN对MNIST手写体数字集识别准确率达到了95.3%,高于文献中采用五层衍射神经网络实现的准确率91.75%(Lin X,Rivenson Y,Yardimci N T,Veli M,Luo Y,Jarrahi M,Ozcan A 2018 Science 3611004),且精简了系统结构.结合ODNN高速度、低功耗的优点,提出的基于频谱分析方法有利于提高ODNN的性能,使ODNN在边缘计算领域有巨大的应用潜力.

关键词：衍射神经网络光学识别手写数字衍射光学元件

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嵌入式三色光变器

物理学报 2017年第12期66卷 123-130页

作者：徐平袁霞杨拓黄海漩唐少拓黄燕燕肖钰斐彭文达深圳大学微纳光电子技术研究所深圳518060 深圳大学电子科学与技术学院深圳518060

为了提升现有导模共振防伪光变器件的性能,设计了一种基于ZnS覆盖膜的一维单周期矩形结构三色光变器.当自然光入射角为45°时,可在0°,58°,90°方位角分别获得相应的蓝、绿、红三色反射峰,对研究结果进行了物理解释.分析并提出了该器... 详细信息

为了提升现有导模共振防伪光变器件的性能,设计了一种基于ZnS覆盖膜的一维单周期矩形结构三色光变器.当自然光入射角为45°时,可在0°,58°,90°方位角分别获得相应的蓝、绿、红三色反射峰,对研究结果进行了物理解释.分析并提出了该器件周期、槽深、膜厚以及入射角变化对反射峰的影响规律,对器件的设计、制作和测试有重要指导作用.三色光变器基于简单结构实现方位角调节的自然光三色光变效果,可运用传统激光全息产业的模压和蒸镀工艺进行制作,在光变图像防伪领域有重要应用.

关键词：亚波长二元矩形单周期结构三色光变器防伪

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太赫兹偶数分束器设计与公差分析

物理学报 2015年第15期64卷 205-211页

作者：黄海漩徐平阮双琛杨拓袁霞黄燕燕深圳大学电子科学与技术学院深圳518060 深圳大学微纳光电子技术研究所深圳518060

本文运用二元光学矢量理论设计了一种硅基太赫兹偶数分束器,实现高衍射效率、高均匀性、有效抑制零级的偶数分束,突破传统标量方法设计局限性,给出了分束器脊宽、槽宽、槽深、占空比、基底厚度等结构参数的最优设计值,并进行了公差分析... 详细信息

本文运用二元光学矢量理论设计了一种硅基太赫兹偶数分束器,实现高衍射效率、高均匀性、有效抑制零级的偶数分束,突破传统标量方法设计局限性,给出了分束器脊宽、槽宽、槽深、占空比、基底厚度等结构参数的最优设计值,并进行了公差分析,得到分束器各结构参数的加工允许偏差范围,对器件的设计和制作具有指导意义.

关键词：亚波长二元矩形周期结构太赫兹偶数分束器严格耦合波法

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长红外双波长共聚焦超透镜设计研究

物理学报 2023年第1期72卷 166-173页

作者：徐平李雄超肖钰斐杨拓张旭琳黄海漩王梦禹袁霞徐海东深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室微纳光电子技术研究所深圳518060 深圳技术大学大数据与互联网学院深圳518118

本文提出并设计了一种由简单微元结构组成的超透镜,可同时实现长红外双波长共聚焦功能.基于广义斯涅耳定律和传输相位调制机理,通过建立科学评价函数选取最优的微元结构排列组成超透镜.设计结果表明,该超透镜实现了波长为10.6和9.3μm... 详细信息

本文提出并设计了一种由简单微元结构组成的超透镜,可同时实现长红外双波长共聚焦功能.基于广义斯涅耳定律和传输相位调制机理,通过建立科学评价函数选取最优的微元结构排列组成超透镜.设计结果表明,该超透镜实现了波长为10.6和9.3μm的双波长共聚焦,且具有较高聚焦效率、聚焦光斑接近于衍射极限,并定量分析了超透镜微元结构参数冗余度,得到其对聚焦效率的影响趋势.本文设计的超透镜有望满足长红外光学共聚焦系统集成化、微型化的需求,在激光外科手术、工业切割焊接等领域有着重要的应用价值.

关键词：超透镜共聚焦双波长

简单结构超表面实现波长和偏振态同时复用全息显示新方法

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物理学报 2021年第8期70卷 108-115页

作者：徐平肖钰斐黄海漩杨拓张旭琳袁霞李雄超王梦禹徐海东深圳大学物理与光电工程学院微纳光电子技术研究所深圳518060 深圳技术大学大数据与互联网学院深圳518118

本文基于衍射光学设计理论,提出了仅用一种简单结构实现波长和偏振态同时复用全息显示新方法.构建了不同入射条件下超表面微元的结构参数与透过相位之间的映射关系,建立了科学的评价函数,优化得到超表面每个像素点处最优的单一结构超表... 详细信息

本文基于衍射光学设计理论,提出了仅用一种简单结构实现波长和偏振态同时复用全息显示新方法.构建了不同入射条件下超表面微元的结构参数与透过相位之间的映射关系,建立了科学的评价函数,优化得到超表面每个像素点处最优的单一结构超表面微元尺寸.仿真结果表明,本文设计的超表面实现了波长为532 nm的x线偏振光和波长为633 nm的y线偏振光入射显示不同形状字符的功能.

关键词：超表面全息显示双波长双偏振态

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三层衍射神经网络实现手写数字识别研究

物理学报 2022年

作者：徐平徐海东杨拓黄海漩张旭琳袁霞肖钰斐李雄超王梦禹深圳大学物理与光电工程学院微纳光电子技术研究所深圳技术大学大数据与互联网学院

光学衍射神经网络以光波作为计算媒介执行神经网络的逻辑分析与运算功能，具有高速度、低功耗及并行处理的优势。本文设计了一种仅有三层相位调制的光学衍射神经网络（ODNN， optical diffraction neural network），提出了基于目标空...

光学衍射神经网络以光波作为计算媒介执行神经网络的逻辑分析与运算功能，具有高速度、低功耗及并行处理的优势。本文设计了一种仅有三层相位调制的光学衍射神经网络（ODNN， optical diffraction neural network），提出了基于目标空间频率一级谱分布提升ODNN的数字识别性能的方法，经优化获得了系统最优的像素大小、衍射距离，以及最佳的三层相位分布。本文设计的ODNN对MNIST（手写体数字集）识别准确率达到了95.3%，高于参考文献采用五层衍射神经网络实现的91.73%准确率，且精简了系统结构，结合ODNN高速度、低功耗的优点，本文提出的基于频谱分析方法有利于提高ODNN的性能，使ODNN在边缘计算领域有巨大的应用潜力。

关键词：