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基于连续激光器的侧向拉曼散射激光雷达无盲区探测大气水汽技术研究

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光学学报 2024年第12期44卷 320-328页

作者：杨帆高飞李晓莉高雄张城安汪丽闫庆石冬晨辛文辉华灯鑫西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048 陕西省现代装备绿色制造协同创新中心陕西西安710048

大气中50%以上的水汽主要存在于海拔2 km以内的低层大气内,而传统振动拉曼散射激光雷达探测大气水汽主要采用基于后向散射的同轴和非同轴平行收发系统结构,系统探测盲区和过渡区限制了其在近地表大气水汽探测方面的有效性。因此,提出一... 详细信息

大气中50%以上的水汽主要存在于海拔2 km以内的低层大气内,而传统振动拉曼散射激光雷达探测大气水汽主要采用基于后向散射的同轴和非同轴平行收发系统结构,系统探测盲区和过渡区限制了其在近地表大气水汽探测方面的有效性。因此,提出一种新型的基于双基地收发系统结构的侧向振动拉曼散射激光雷达探测技术,通过俯仰转动云台带动侧向望远镜接收系统,对不同高度层下氮气和水汽分子的侧向振动拉曼散射回波光谱进行扫描探测,从而实现地表到感兴趣高度范围内无盲区的近地表大气水汽精细探测。在实验观测研究中,采用整段等距分辨率和分段等距分辨率两种探测模式,探测结果展示了两种转动方案均可实现从近地表到特定高度的大气水汽探测,特别是分段等距分辨率云台转动方案凭借可变分辨率的探测优势,在近地表区域实现了对大气水汽分布的精细探测。

关键词：激光雷达近地表大气水汽侧向振动拉曼散射无盲区探测俯仰扫描

基于磁流体光子晶体的可调谐近似零折射率研究

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物理学报 2016年第1期65卷 181-186页

作者：耿滔吴娜董祥美高秀敏上海市现代光学系统重点实验室教育部光学仪器与系统工程研究中心上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018

基于典型水基Fe_3O_4磁流体,建立了工作频率可调的近似零折射率磁流体光子晶体的理论模型.这种近似零折射率材料具有与自由空间阻抗相匹配的优点,更重要的是其工作频率可由外磁场的大小来调节.在满足等效折射率的绝对值小于0.05的条件下... 详细信息

基于典型水基Fe_3O_4磁流体,建立了工作频率可调的近似零折射率磁流体光子晶体的理论模型.这种近似零折射率材料具有与自由空间阻抗相匹配的优点,更重要的是其工作频率可由外磁场的大小来调节.在满足等效折射率的绝对值小于0.05的条件下,材料的归一化工作频率可由0.716变化到0.750.

关键词：零折射率类狄拉克点光子晶体磁流体

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权重函数对渐进镜片设计的影响

光子学报 2020年第9期49卷 35-43页

作者：高健东项华中李念宁王成郑刚庄松林张大伟上海理工大学生物医学光学与视光学研究所教育部医用光学技术与仪器重点实验室上海200093 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学上海市介入医疗器械工程研究中心上海200093 上海理工大学教育部光学仪器与系统工程研究中心上海200093

为了研究权重分布函数对镜片设计的影响,在构建最小化模型的基础上,使用样条插值方法对过渡区域权重函数进行处理,设计了三组连接高权重区域和低权重区域的过渡区域变化快慢不同的权重分布函数.根据不同的权重分布函数设计了相应的渐进... 详细信息

为了研究权重分布函数对镜片设计的影响,在构建最小化模型的基础上,使用样条插值方法对过渡区域权重函数进行处理,设计了三组连接高权重区域和低权重区域的过渡区域变化快慢不同的权重分布函数.根据不同的权重分布函数设计了相应的渐进多焦点自由曲面镜片,并进行了仿真、加工及评价.实验结果表明权重分布矩阵对镜片光学性能有影响,曲面的平均曲率和主曲率差的过渡区域权重变化越快,镜片的光学性能越优.因此,使用过渡区域较快变化的权重函数有利于降低镜片周边像散、优化镜片光焦度和散光分布.

关键词：视光学光学设计渐进多焦点镜片权重函数自由曲面像散屈光度

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基于相干合成的高功率绿光飞秒激光系统

中国激光 2024年

作者：毕根毓刘博文余晨鸣储玉喜范锦涛胡明列天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室&光电信息技术教育部重点实验室天津大学佐治亚理工学院深圳学院

本论文报道了高功率、高光束质量绿光飞秒激光系统。该系统结合了棒状光子晶体光纤放大器和相干合成技术，并使用三硼酸锂（LBO）晶体进行非线性频率变换。单路光纤放大器输出中心波长1031 nm，重复频率1 MHz，平均功率130 W的脉冲序列... 详细信息

本论文报道了高功率、高光束质量绿光飞秒激光系统。该系统结合了棒状光子晶体光纤放大器和相干合成技术，并使用三硼酸锂（LBO）晶体进行非线性频率变换。单路光纤放大器输出中心波长1031 nm，重复频率1 MHz，平均功率130 W的脉冲序列。通过优化放大器热管理和信号光耦合，确保了在该功率下获得近衍射极限的光束质量。两路放大器的相干合成效率高达95.2%，且在不同输出功率下保持稳定。相干合成后，基频光平均功率达到238 W，经过透射式衍射光栅压缩器后功率为210 W，脉冲宽度为230 fs。通过优化基频光的光斑大小，在2 mm厚的LBO晶体中进行倍频，成功输出平均功率128 W、中心波长517 nm、脉冲宽度216 fs的飞秒激光。同时该高功率绿光飞秒激光系统具有良好的稳定性和可扩展性。

关键词：超快光学激光放大器频率变换啁啾脉冲放大相干合成

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像散法离焦检测中的像散透镜参数设计

光学技术 2012年第4期38卷 435-440页

作者：田毅强蒋庭佳高鹏飞田媛姜曼郭汉明庄松林上海理工大学光电信息与计算机工程学院教育部光学仪器与系统工程研究中心上海市现代光学系统重点实验室上海200093

推导出了离焦量与聚焦误差信号功率的关系式。利用MATLAB软件仿真,详细分析了像散透镜系统各个参数对离焦量、灵敏度、光斑大小等的影响,得到了像散圆透镜与像散柱透镜焦距之间的距离关系。结果发现聚焦物镜和探测器参数对最小离焦量、... 详细信息

推导出了离焦量与聚焦误差信号功率的关系式。利用MATLAB软件仿真,详细分析了像散透镜系统各个参数对离焦量、灵敏度、光斑大小等的影响,得到了像散圆透镜与像散柱透镜焦距之间的距离关系。结果发现聚焦物镜和探测器参数对最小离焦量、灵敏度、精度有决定性的影响。提出了像散透镜系统各光学参数选择的原则和方法,并以德国Silicon Sensor公司的QP50-6型四象限探测器为例,详细分析了离焦量与聚焦误差信号功率的线性关系。这些工作对建立满足应用对象要求的像散法离焦检测系统具有重要的指导意义。

关键词：光学测量离焦检测像散法像散透镜

用于平视显示中全息光栅的光学性能全自动检测

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光电工程 2014年第8期41卷 40-44,65页

作者：洪少欣张梦华郑继红教育部光学仪器与系统工程研究中心上海市现代光学系统重点实验室上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

针对在平视显示技术中对高性能全息光栅快速检测的要求,本文提出一种全自动测量及记录系统。该系统基于步进电机精密旋转台及labview编程控制技术。运用该系统对采用卤化银制备的全息透射位相型光栅的多种光学性能全自动检测。通过对不... 详细信息

针对在平视显示技术中对高性能全息光栅快速检测的要求,本文提出一种全自动测量及记录系统。该系统基于步进电机精密旋转台及labview编程控制技术。运用该系统对采用卤化银制备的全息透射位相型光栅的多种光学性能全自动检测。通过对不同波段360°全方位入射条件下光栅的透射率变化,分析光栅的衍射特性,并得到优化光栅衍射效率的制备方法。全息光栅360°检测装置能够在平视显示技术中为全息光栅的放置位置提供有效的数据支持。

关键词：信息光学全息光栅透射测量衍射效率平视显示

铁磁异质结的远红外脉冲辐射及其光热调控研究

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物理学报 2023年第15期72卷 253-260页

作者：褚欣博金钻明吴旭李婧楠沈阳王若愚季秉煜李章顺彭滟上海理工大学太赫兹技术创新研究院上海市现代光学系统重点实验室光学仪器与系统教育部工程中心太赫兹光谱与影像技术协同创新中心上海200093

飞秒激光脉冲辐照在Pt/CoFe/Ta铁磁异质结上,导致铁磁层中磁化强度超快淬灭并产生瞬态自旋流.自旋流向重金属层扩散,基于逆自旋霍尔效应在重金属层中转换成瞬态电荷流,产生宽带远红外脉冲辐射.本文通过两方面实验,研究飞秒激光的光热效... 详细信息

飞秒激光脉冲辐照在Pt/CoFe/Ta铁磁异质结上,导致铁磁层中磁化强度超快淬灭并产生瞬态自旋流.自旋流向重金属层扩散,基于逆自旋霍尔效应在重金属层中转换成瞬态电荷流,产生宽带远红外脉冲辐射.本文通过两方面实验,研究飞秒激光的光热效应对铁磁异质结产生远红外辐射的调控.首先,通过改变外加磁场的大小和方向,研究远红外辐射脉冲振幅-磁场的磁滞回线.与振动样品磁力计测量的磁滞回线相比,远红外辐射脉冲振幅-磁场的磁滞回线表现出更小的矫顽力.增大抽运光的能量密度,发现样品的矫顽力进一步下降.其次,对Pt/CoFe/Ta三层异质结进行正向磁化饱和后施加一个反向的小磁场,实验发现当入射的激光能量密度超过1.43 mJ/cm^(2)时,远红外辐射脉冲信号发生极性的反转.上述两个实验结果不仅阐明飞秒激光脉冲的光热效应,也为基于电子自旋的远红外辐射脉冲的调控提供新方法.

关键词：光热效应磁滞回线远红外脉冲发射光谱远红外脉冲调控

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光波导脉冲耦合器研究

物理学报 2014年第1期63卷 201-207页

作者：周建忠陈抱雪李家韡王关德浜中广见上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海电缆研究所上海200093 教育部光学仪器与系统工程研究中心上海200093 上海市现代光学系统重点实验室上海200093 日本法政大学工学院物质化学系

提出并实验了一种新的波导型脉冲耦合器的构成和动作机理,将光阻断效应表现的光粒子性和分支波导模式耦合表现的光波动性在光波导载体上有机结合起来,用全光学方式实现了输入作用电脉冲与输出同步电脉冲之间的脉冲耦合动力学过程.

关键词：光波导技术脉冲耦合神经网络硫属化合物玻璃光阻断效应

像散离焦检测系统中光斑能量中心偏移对测量精度的影响

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光学技术 2013年第6期39卷 483-487页

作者：蒋庭佳姜曼阮斌陶振强贾南南郭汉明上海理工大学光电信息与计算机工程院教育部光学仪器与系统工程研究中心上海市现代光学系统重点实验室上海200093

通过推导高斯光条件下像散离焦检测系统中离焦量与聚焦误差信号功率之间的关系,分析了激光光斑能量中心相对四象限探测器几何中心的偏移距离和偏移角对离焦量测量精度的影响及其规律。在此基础上,提出了一种易于实现、能够精确定位四象... 详细信息

通过推导高斯光条件下像散离焦检测系统中离焦量与聚焦误差信号功率之间的关系,分析了激光光斑能量中心相对四象限探测器几何中心的偏移距离和偏移角对离焦量测量精度的影响及其规律。在此基础上,提出了一种易于实现、能够精确定位四象限探测器的实验方法,该方法能够有效地提升系统抗干扰能力和探测精度,减小系统误差,加强系统稳定性。此过程对设计搭建高精度像散离焦检测系统具有重要的指导意义。

关键词：像散法离焦检测高斯光光斑偏移