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全光纤结构的2.8μm增益开关激光器

深圳大学学报（理工版） 2024年第5期41卷 524-531页

作者：陈汉波王涛郭春雨阮双琛深圳大学物理与光电工程学院射频异质异构集成全国重点实验室广东深圳518060 深圳技术大学先进光学精密制造技术广东省普通高校重点实验室广东深圳518118

波长为2.8μm的中红外脉冲激光器在科研及生物医疗领域具有重要应用.自主研制基于增益开关的976 nm高功率脉冲激光器,并以此为泵浦源,两端刻有光纤光栅的Er^(3+):ZBLAN(ZrF_(4)-BaF_(2)-LaF_(3)-AlF_(3)-NaF)光纤线型腔作为振荡器,通过... 详细信息

波长为2.8μm的中红外脉冲激光器在科研及生物医疗领域具有重要应用.自主研制基于增益开关的976 nm高功率脉冲激光器,并以此为泵浦源,两端刻有光纤光栅的Er^(3+):ZBLAN(ZrF_(4)-BaF_(2)-LaF_(3)-AlF_(3)-NaF)光纤线型腔作为振荡器,通过级联增益开关的方式,实现了全光纤结构的2.8μm增益开关激光器.输出脉冲的重复频率为50 kHz,脉宽为1.27μs,最大输出功率为175.2 mW,相应的脉冲能量为3.54μJ.由于采用增益开关和光放大方案制备的976 nm泵浦源输出稳定性较高,与采用传统电调制泵浦源方案相比,利用本研究泵浦源方案实现的2.8μm增益开关激光器具有更高的输出脉冲稳定性.该工作从提升输出特性方面拓展了2.8μm全光纤增益开关激光器的研究,并为其他波段增益开关激光器在提高输出脉冲稳定性方面提供了有益借鉴方案.

关键词：光电子与激光技术增益开关中红外激光脉冲光纤激光器 2.8μm激光器全光纤化

基于双光子聚合3D打印的MEMS传感器研究进展(特邀)

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中国激光 2024年第12期51卷 309-328页

作者：王裕鑫廖常锐邹梦强包维佳刘德军张立王义平深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳市超快激光微纳制造重点实验室广东深圳518060 深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳物联网光子器件与传感系统重点实验室广东深圳518060 香港中文大学机械与自动化工程学系中国香港沙田999077

双光子聚合3D打印技术结合了光学非线性效应与飞秒激光超短脉冲和超高峰值强度,为材料加工带来了革命性改变。该技术从时间和空间两个维度将飞秒激光脉冲紧聚焦于光刻胶内部并诱导双光子聚合发生,实现了聚合物3D微纳结构的增材制造,为... 详细信息

双光子聚合3D打印技术结合了光学非线性效应与飞秒激光超短脉冲和超高峰值强度,为材料加工带来了革命性改变。该技术从时间和空间两个维度将飞秒激光脉冲紧聚焦于光刻胶内部并诱导双光子聚合发生,实现了聚合物3D微纳结构的增材制造,为微机电系统(MEMS)传感器的发展和应用提供了新方法。本文首先介绍了双光子聚合3D打印的概念和原理,然后对该技术在MEMS传感器方面的研究进展进行了全面综述,最后展望了该技术的发展方向。

关键词：微机电系统飞秒激光双光子聚合 3D打印微纳加工传感器

Micro-LED芯片激光去除机理及工艺参数优化

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光学精密工程 2024年第9期32卷 1360-1370页

作者：乔健吴振铎彭信翰冉雨宣杨景卫佛山科学技术学院广东省工业智能检测技术重点实验室广东佛山528000 深圳市海目星激光智能装备股份有限公司广东深圳518000 季华实验室广东佛山528200

为提高面板级Micro-LED显示面板的制造质量,需要对不良Micro-LED芯片进行原位去除与修复,利用COMSOL建立激光双温烧蚀模型,开展了Micro-LED不良芯片激光去除机理和工艺参数的优化。通过单脉冲激光对MicroLED芯片烧蚀所形成表面光斑的直... 详细信息

为提高面板级Micro-LED显示面板的制造质量,需要对不良Micro-LED芯片进行原位去除与修复,利用COMSOL建立激光双温烧蚀模型,开展了Micro-LED不良芯片激光去除机理和工艺参数的优化。通过单脉冲激光对MicroLED芯片烧蚀所形成表面光斑的直径平方来推算Micro-LED的烧蚀阈值,拟合出激光参数与烧蚀深度的关系,并对双温烧蚀模型的准确性进行验证;分析了激光光斑重叠率、能量密度和不同扫描路径下对应芯片的烧蚀特征及去除机理,结合双温烧蚀模型完成了激光扫描路径及对应工艺参数的优化。结果表明,飞秒激光烧蚀模型对Micro-LED芯片激光烧蚀加工的最大分析误差为9.28%,优化的激光去除模式实现了1秒/颗的快速精准剥离和焊盘表面的高质量整平修复,对大幅面Micro-LED显示面板规模化生产中不良芯片的快速修复具有重要的指导作用。

关键词：飞秒激光原位去除微发光二极管显示器不良芯片

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非互易拓扑光子学

物理学报 2024年第6期73卷 1-15页

作者：王子尧陈福家郗翔高振杨怡豪南方科技大学电子与电气工程系深圳518055 浙江大学量子信息交叉中心浙江大学杭州国际科创中心浙江大学极端光学技术与仪器全国重点实验室杭州310027 南方科技大学光纤光缆先进制造与应用技术全国重点实验室深圳518055

拓扑光子学的提出与发展为从根本物理原理上解决传统光学器件易受干扰的问题提供了新思路,基于拓扑保护的新型鲁棒光场调控极大地提高了光学器件的传输效率和稳健性.其中,基于时间反演对称性破缺的非互易拓扑光子学及其手性拓扑态是拓... 详细信息

拓扑光子学的提出与发展为从根本物理原理上解决传统光学器件易受干扰的问题提供了新思路,基于拓扑保护的新型鲁棒光场调控极大地提高了光学器件的传输效率和稳健性.其中,基于时间反演对称性破缺的非互易拓扑光子学及其手性拓扑态是拓扑光子学的重要分支,其拓扑特性由非零陈数或陈矢量表征,表现出超越互易拓扑光子学的严格拓扑保护鲁棒性.本综述将重点介绍非互易拓扑光子学在探索新奇物理现象(手性/反手性边界态、反常非互易拓扑边界态、三维光学陈绝缘体、磁性外尔光子晶体等)和构建非互易鲁棒拓扑光学器件(单向光波导、宽带慢光延迟线、任意形状拓扑激光器、大轨道角动量相干光源等)等方面取得的显著成果.最后对非互易拓扑光子学的发展现状、潜在挑战以及可能取得的突破进行了展望.

关键词：拓扑光子学非互易拓扑光子学光学陈绝缘体非互易拓扑器件

基于双光子聚合3D打印的MEMS传感器研究进展

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中国激光 2024年

作者：王裕鑫廖常锐邹梦强包维佳刘德军张立王义平深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳物联网光子器件与传感系统重点实验室香港中文大学机械与自动化工程学系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深圳市超快激光微纳制造重点实验室深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳市超快激光微纳制造重点实验室

双光子聚合3D打印技术结合了光学非线性效应与飞秒激光超短脉冲和超高峰值强度的特点，给材料加工带来了革命性的改变。从时间和空间两个维度将飞秒激光脉冲紧聚焦于光刻胶内部诱导双光子聚合发生，实现了聚合物3D微纳结构的增材制造，... 详细信息

双光子聚合3D打印技术结合了光学非线性效应与飞秒激光超短脉冲和超高峰值强度的特点，给材料加工带来了革命性的改变。从时间和空间两个维度将飞秒激光脉冲紧聚焦于光刻胶内部诱导双光子聚合发生，实现了聚合物3D微纳结构的增材制造，为MEMS传感器方向的发展和应用提出了新方法。本文首先介绍了双光子聚合3D打印的概念和原理，然后对该技术在MEMS传感器方向的研究进展进行了全面综述，最后对该技术的发展方向提出了展望。

关键词：微机电系统飞秒激光双光子聚合 3D打印微纳加工传感器

光学相干层析显微内窥成像技术研究进展(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第2期61卷 358-376页

作者：刘德军黄梓毅李卓荣台亚龙王晓彬张立廖常锐王义平深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳市超快激光微纳制造重点实验室广东深圳518060 深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳物联网光子器件与传感系统重点实验室广东深圳518060 南方科技大学医院泌尿外科广东深圳518055 香港中文大学机械与自动化工程学系中国香港新界沙田999077

光学相干层析成像(OCT)是一种无创或微创的、可提供组织深度信息的高分辨率可视化实时成像技术,广泛应用于生物医学成像与临床诊断领域。光纤OCT显微内窥成像技术是基于光纤传输和光纤显微内窥成像的OCT技术,除了具有OCT的一般成像优点... 详细信息

光学相干层析成像(OCT)是一种无创或微创的、可提供组织深度信息的高分辨率可视化实时成像技术,广泛应用于生物医学成像与临床诊断领域。光纤OCT显微内窥成像技术是基于光纤传输和光纤显微内窥成像的OCT技术,除了具有OCT的一般成像优点外,还具有体积小、质量轻、耐腐蚀、电绝缘、抗电磁干扰等特点,尤其适用于对现有其他成像技术无法到达的狭小腔道内的组织病变进行高分辨率检测和早期诊断。随着激光器、探测器和光纤器件制备技术的发展,光纤OCT系统、光纤探头设计和制备都取得了巨大进步,应用场景也得到不断扩展。具体地:光纤OCT系统从时域OCT发展到频域OCT,成像速度和分辨率获得显著提升;光纤OCT内窥成像探头先后历经了光纤-棱镜型、全光纤型及光纤复合型探头三个发展阶段,目前正朝着多功能集成、小型化、一体化的方向发展;光纤内窥OCT的临床应用从呼吸系统和消化系统逐渐拓展到心血管系统。从光纤OCT系统设计、探头设计与制备、内窥成像应用三方面综述近年来光纤OCT显微内窥成像技术的发展现状,重点总结光纤内窥探头的技术发展及其在医学诊断中的应用,最后结合现有前沿技术报道总结展望了未来光纤内窥OCT的发展方向。

关键词：光学相干层析成像生物医学成像光纤内窥成像心血管疾病

基于双光子聚合3D打印的MEMS传感器研究进展（特邀）

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中国激光 2024年第12期 317-336页

作者：王裕鑫廖常锐邹梦强包维佳刘德军张立王义平深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳市超快激光微纳制造重点实验室深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳物联网光子器件与传感系统重点实验室香港中文大学机械与自动化工程学系

双光子聚合3D打印技术结合了光学非线性效应与飞秒激光超短脉冲和超高峰值强度，为材料加工带来了革命性改变。该技术从时间和空间两个维度将飞秒激光脉冲紧聚焦于光刻胶内部并诱导双光子聚合发生，实现了聚合物3D微纳结构的增材制造，... 详细信息

双光子聚合3D打印技术结合了光学非线性效应与飞秒激光超短脉冲和超高峰值强度，为材料加工带来了革命性改变。该技术从时间和空间两个维度将飞秒激光脉冲紧聚焦于光刻胶内部并诱导双光子聚合发生，实现了聚合物3D微纳结构的增材制造，为微机电系统（MEMS）传感器的发展和应用提供了新方法。本文首先介绍了双光子聚合3D打印的概念和原理，然后对该技术在MEMS传感器方面的研究进展进行了全面综述，最后展望了该技术的发展方向。

关键词：微机电系统飞秒激光双光子聚合 3D打印微纳加工传感器

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用于三角测量大数值孔径双远心光学系统设计

红外与激光工程 2024年第7期53卷 188-195页

作者：赵哲承朱嘉诚刘雪峰宋玲玲陈新华沈为民苏州大学光电科学与工程学院江苏苏州215006 江苏省先进光学制造技术重点实验室江苏苏州215006 教育部现代光学技术重点实验室江苏苏州215006 苏州普立视科技有限公司江苏苏州215008 中国人民解放军63801部队四川西昌615000

测量不确定度是与测量结果紧密相关的重要指标,反映了仪器测量的稳定性。激光三角测量仪器的测量不确定度与成像光学系统数值孔径直接相关,增大数值孔径能够有效降低测量不确定度。为了满足高精度测量需求,应用二维Q-type多项式自由曲面... 详细信息

测量不确定度是与测量结果紧密相关的重要指标,反映了仪器测量的稳定性。激光三角测量仪器的测量不确定度与成像光学系统数值孔径直接相关,增大数值孔径能够有效降低测量不确定度。为了满足高精度测量需求,应用二维Q-type多项式自由曲面,设计用于线激光三角测量仪的大数值孔径双远心Scheimpflug成像光学系统。首先基于三角测量原理和线激光三角测量仪指标分析成像光学系统参数,然后结合像差灵敏度分析以及自由曲面像差特性,确定成像光学系统中自由曲面的位置和数量并进行优化设计。设计得到系统的数值孔径为0.2,成像范围为10 mm×14 mm,调制传递函数(MTF)优于0.6,最大畸变为0.21%,远心度优于0.3°。该系统具有大孔径、成像质量好、畸变小、双远心的特点,能够满足高精度线激光三角测量仪的应用需求。

关键词：线激光三角测量仪光学设计双远心光学系统二维Q-type自由曲面

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基于氮化硅微腔的2μm波段孤子光梳研究

红外与毫米波学报 2024年第4期43卷 442-449页

作者：程如敏孙嘉浩吴加贵郭登极许佼杨俊波闫培光深圳大学物理与光电工程学院深圳市激光工程重点实验室广东深圳518060 西南大学物理科学与技术学院重庆400715 深圳大学机电与控制工程学院深圳大学半导体制造研究院广东深圳518060 国防科技大学理学院湖南长沙410015

本文研究了氮化硅微腔在2μm波段的光学频率梳产生。通过几何设计对氮化硅波导进行色散调控,选取合适的总线波导尺寸,从热吸收理论出发,讨论氮化硅微腔不同调制频率下的热折射噪声。以非线性薛定谔方程为基础模型,研究不同色散作用下的... 详细信息

本文研究了氮化硅微腔在2μm波段的光学频率梳产生。通过几何设计对氮化硅波导进行色散调控,选取合适的总线波导尺寸,从热吸收理论出发,讨论氮化硅微腔不同调制频率下的热折射噪声。以非线性薛定谔方程为基础模型,研究不同色散作用下的腔体演变过程。数值结果表明,氮化硅在2μm波段能够更清晰地观察系统的滞后状态转变,即系统向稳定域转变过程的弛豫振荡现象,同时在高阶色散的作用下,腔体能够更快地向稳态孤子转变,这为研究呼吸孤子提供了方案。

关键词：光学频率梳色散调控热折射噪声呼吸孤子