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双自由曲面光束整形系统的虚拟面迭代设计法

红外与激光工程 2024年第2期53卷 176-186页

作者：朱泉锦马浩统陈炳旭邢英琪林俊杰谭毅中国科学院光场调控科学技术全国重点实验室四川成都610209 中国科学院光束控制重点实验室四川成都610209 中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院大学北京100049

双自由曲面光束整形系统可在不改变光束相位分布的情况下实现光束空间光强分布的按需调控,然而其需要设置虚拟平面来进行双自由曲面面形的求解。研究发现,传统单一虚拟面法在应用于结构紧凑和扩束倍率较大的系统时,存在设计不精准、整... 详细信息

双自由曲面光束整形系统可在不改变光束相位分布的情况下实现光束空间光强分布的按需调控,然而其需要设置虚拟平面来进行双自由曲面面形的求解。研究发现,传统单一虚拟面法在应用于结构紧凑和扩束倍率较大的系统时,存在设计不精准、整形效果差等缺陷,为此,提出了一种基于虚拟面迭代策略的双自由曲面光束整形系统设计方法。基于不同参数的同轴透射式和离轴反射式光束整形系统的数值仿真研究结果,表明该方法可有效规避传统虚拟面法的局限性。以将束腰半径为5 mm的高斯光束整形为半径30 mm的准直平顶光束的透射式双自由曲面光束整形系统为例,虚拟面迭代法所设计的光束整形系统将光强分布均匀性和能量利用率相对于单一虚拟面法而言分别提升了2.93%和8.93%。

关键词：高斯光束整形虚拟面迭代法自由曲面不重合度辐照度均匀度能量利用率

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光学元件磁流变加工不确定度误差工艺方法

红外与激光工程 2024年第3期53卷 203-212页

作者：高博范斌王佳吴湘辛强光场调控科学技术全国重点实验室四川成都610209 中国科学院先进光学研制中心四川成都610209 中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院大学北京100049

为减少磁流变抛光过程中误差对加工精度的影响,实现光学元件磁流变高精度加工,采用一种不确定度误差工艺方法对加工中的误差进行抑制。通过对磁流变加工过程中的位置误差和去除函数误差进行不确定度分析,在理论分析与实验分析的基础上... 详细信息

为减少磁流变抛光过程中误差对加工精度的影响,实现光学元件磁流变高精度加工,采用一种不确定度误差工艺方法对加工中的误差进行抑制。通过对磁流变加工过程中的位置误差和去除函数误差进行不确定度分析,在理论分析与实验分析的基础上进行验证实验。由仿真与实验结果可知,加工中面形误差与中频误差均存在3.5 nm的不确定度误差值,通过验证实验,得到了加工后的面形误差RMS值为20 nm,中频误差RMS值为14 nm。结果表明,采用误差不确定度的方法可优化加工工艺流程,减少误差对加工过程的影响,可以达到不确定度下的面形精度。该方法为磁流变高精度确定性加工以及面形误差与中频误差的抑制问题提供了一种解决方案。

关键词：光学加工面形误差磁流变抛光中频误差

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超构表面偏振调控最新研究进展(特邀)

光学学报 2024年第10期44卷 202-213页

作者：许丽佳郑宇晗郭迎辉蒲明博李雄马晓亮罗先刚中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室四川成都610209 电子科技大学自动化工程学院四川成都611731 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 中国科学院光场调控科学与技术重点实验室四川成都610209 中国科学院光电技术研究所矢量光场研究中心四川成都610209

作为光波和电磁波的基本参量之一,偏振态的高效调控是电磁波操纵的核心内容,在成像、通信、显示、光学加密、光力操纵等领域至关重要。超构表面可以在亚波长尺度上操控偏振态,因此成为偏振调控和矢量光束生成的强大工具。本综述首先简... 详细信息

作为光波和电磁波的基本参量之一,偏振态的高效调控是电磁波操纵的核心内容,在成像、通信、显示、光学加密、光力操纵等领域至关重要。超构表面可以在亚波长尺度上操控偏振态,因此成为偏振调控和矢量光束生成的强大工具。本综述首先简单介绍了偏振调控超构表面的基本原理和典型结构,然后重点总结了它在传播方向偏振转换、矢量涡旋光束生成、矢量全息和加密、矢量偏振测量和动态调控等方面的最新应用进展,最后对该领域未来可能的发展方向进行了展望。

关键词：物理光学超构表面涡旋光偏振全息偏振测量动态调控

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激光自适应光学系统可靠性改进效果评估

强激光与粒子束 2024年第6期36卷 24-33页

作者：贾启旺李新阳罗曦甘永东马瑞浩梅月斯那卓玛中国科学院光场调控科学技术全国重点实验室成都610209 中国科学院自适应光学重点实验室成都610209 中国科学院光电技术研究所成都610209

随着自适应光学技术在激光领域的发展,工程上以经典自适应光学(AO)系统为基础,增加了多种基于软件监测和硬件保护的改进措施以保证激光AO系统稳定连续出光。面对结构复杂度提升带来的可靠性挑战,如何构建系统失效模型对激光AO系统可靠... 详细信息

随着自适应光学技术在激光领域的发展,工程上以经典自适应光学(AO)系统为基础,增加了多种基于软件监测和硬件保护的改进措施以保证激光AO系统稳定连续出光。面对结构复杂度提升带来的可靠性挑战,如何构建系统失效模型对激光AO系统可靠性进行评估,成为影响激光AO系统发展的重要一环。本文以激光光稳净化AO系统为例,提出使用动态故障树方法对激光AO系统可靠性进行评估,根据设备间动态关系建立动态故障树(DFT),结合厂家信息、疲劳寿命试验与历史数据估计得到底事件失效率,使用二元决策图和马尔可夫模型求解得到DFT的可靠性参数。使用DFT分析增加改进措施的AO系统可靠运行时间,结果相对于基本故障树获得了十倍以上的提高。实际系统调试期间,在预计的可靠运行时间内未发生自因故障,与DFT估计结果一致。验证了应用DFT方法评估增加改进措施后的激光AO系统可靠性更准确。

关键词：自适应光学动态故障树可靠性评估马尔可夫模型

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隐私保护密文检索技术研究进展

电子与信息学报 2024年第5期46卷 1546-1569页

作者：迟佳琳冯登国张敏姜皞昊吴阿新孙天齐中国科学院软件研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 密码科学技术全国重点实验室北京100878

密文检索技术旨在提供密态数据查询服务,提高密文数据的可用性。但目前大多数机制仍存在不同程度的额外信息泄露,容易被攻击者捕获用于恢复明文信息与查询条件。如何强化密文检索中的隐私保护特性,实现信息泄露最小化已成为研究者关注... 详细信息

密文检索技术旨在提供密态数据查询服务,提高密文数据的可用性。但目前大多数机制仍存在不同程度的额外信息泄露,容易被攻击者捕获用于恢复明文信息与查询条件。如何强化密文检索中的隐私保护特性,实现信息泄露最小化已成为研究者关注的重点目标。近年来,随着硬件芯片技术与新型密码技术的快速发展,隐私保护密文检索研究方面涌现出了一批新成果,该文主要围绕多样化密文检索、基于可信执行环境的密文检索、隐匿信息检索等研究热点展开阐述,并总结了未来发展趋势。

关键词：密文检索可信执行环境隐匿信息检索

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一种评价磁流变抛光工艺误差抑制能力的方法

激光技术 2024年

作者：高博范斌王佳吴湘辛强中国科学院光场调控科学技术全国重点实验室中国科学院大学中国科学院先进光学研制中心中国科学院光电技术研究所

为了分析磁流变加工过程中去除函数对加工精度的影响以及去除函数的抗中频误差性能，采用平滑谱方法对加工中误差抑制能力进行了评估。通过非球面光学元件对平滑谱方法及传统功率谱方法进行了理论分析、仿真实验及实验验证，采用平滑谱... 详细信息

为了分析磁流变加工过程中去除函数对加工精度的影响以及去除函数的抗中频误差性能，采用平滑谱方法对加工中误差抑制能力进行了评估。通过非球面光学元件对平滑谱方法及传统功率谱方法进行了理论分析、仿真实验及实验验证，采用平滑谱方法及传统功率谱方法分析了去除函数对非球面光学元件的面形误差和中频误差的抑制能力。结果表明，平滑谱方法对加工中误差抑制能力即去除函数可修正的面形误差值为0.22 mm-1；平滑谱函数可直观地判断去除函数对面形误差和中频误差的抑制能力，并可明确地定量化判断中频误差的变化规律。此方法为磁流变加工中误差抑制能力的评估问题提供了一种解决方案。

关键词：光学制造误差评价平滑谱曲线中频误差

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基于矢量光场的光学加工技术（特邀）

中国激光 2024年第12期 199-213页

作者：许丽佳王青松付小芳张其何琼赵泽宇罗先刚中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室电子科技大学自动化工程学院中国科学院大学材料科学与光电技术学院中国科学院光电技术研究所光场调控科学技术全国重点实验室中国科学院光电技术研究所矢量光场研究中心

作为光的基本属性，偏振、振幅和相位提供的自由度对于光场调控具有重要作用。具有空间结构偏振态、振幅和相位分布的矢量光场因具有不同于传统光场的独特性质而被应用于诸多领域。近年来，时空分布特性更加丰富的新型矢量光场逐渐得到... 详细信息

作为光的基本属性，偏振、振幅和相位提供的自由度对于光场调控具有重要作用。具有空间结构偏振态、振幅和相位分布的矢量光场因具有不同于传统光场的独特性质而被应用于诸多领域。近年来，时空分布特性更加丰富的新型矢量光场逐渐得到关注，它们的出现丰富了矢量光场的种类并提供了新的调控自由度，为光学加工带来了新的契机。综述了近年来发展迅速的基于矢量光场的光学加工技术，包括基于矢量光场的激光微纳制造和基于矢量光场曝光的几何相位液晶平面器件加工等技术，并对其发展趋势和前景进行了展望。

关键词：矢量光场光学加工激光微纳制造光场曝光液晶平面器件悬链线光学

太赫兹量子级联激光器与量子阱探测器研究进展(特邀)

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中国激光 2024年第1期51卷 369-384页

作者：曹俊诚韩英军中国科学院上海微系统与信息技术研究所集成电路材料全国重点实验室上海200050

太赫兹量子级联激光器和太赫兹量子阱探测器都是基于子带间电子跃迁的半导体器件,具有体积小、频率可调、响应速度快等优点。其工作波长位于微波波长和红外波长之间,其光谱涵盖了众多气体分子、化合物以及凝聚态物质的频谱特征,在天文... 详细信息

太赫兹量子级联激光器和太赫兹量子阱探测器都是基于子带间电子跃迁的半导体器件,具有体积小、频率可调、响应速度快等优点。其工作波长位于微波波长和红外波长之间,其光谱涵盖了众多气体分子、化合物以及凝聚态物质的频谱特征,在天文观测、公共安全、生物医药等领域中有重大应用前景。近年来,太赫兹量子级联激光器和太赫兹量子阱探测器的性能有了显著提高,其应用也受到关注。回顾了太赫兹量子级联激光器和量子阱探测器的发展历程,简述了其工作原理和器件结构,介绍了器件性能在工作温度、光谱范围等方面的最新进展及其在高分辨光谱、太赫兹成像、无线宽带通信等方面的应用,并在此基础上分析了目前存在的问题和研究热点,对其未来发展进行了展望。

关键词：光学器件太赫兹技术量子级联激光器量子阱探测器

空间引力波星载望远镜测试与评估技术研究进展

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光电工程 2024年第2期51卷 7-23页

作者：张兰强曾意吴小虎杨金生阮晓莉辛强顾乃庭饶长辉自适应光学全国重点实验室中国科学院光电技术研究所中国科学院大学山东高等技术研究院

在空间引力波探测任务中，星载望远镜承担太空超长干涉光路双向光束准直的重要作用。空间引力波探测对星载望远镜提出了pm级光程稳定性和低于10-10级后向杂散光水平的极高要求。超高水平指标要求超过了当前测试技术的精度极限，因此，... 详细信息

在空间引力波探测任务中，星载望远镜承担太空超长干涉光路双向光束准直的重要作用。空间引力波探测对星载望远镜提出了pm级光程稳定性和低于10-10级后向杂散光水平的极高要求。超高水平指标要求超过了当前测试技术的精度极限，因此，针对星载望远镜发展测试与评估技术并开展系统超高精度测试是空间引力波探测计划成功的重要前提。本文在概述国内外在研的空间引力波探测星载望远镜研制情况的基础上，重点围绕星载望远镜的核心技术指标——光程稳定性和后向杂散光，介绍了在研望远镜的测试技术发展现状和已经取得的部分测试成果，以及各研究单位进一步的测试计划，为我国的空间引力波探测的星载望远镜测试与评估技术发展提供参考。

关键词：空间引力波探测星载望远镜地面测试光程稳定性后向杂散光