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静态傅里叶变换超光谱全偏振成像技术

物理学报 2013年第4期62卷 177-182页

作者：李杰朱京平齐春郑传林高博张云尧侯洵西安交通大学电信学院陕西省信息光子技术重点实验室电子物理与器件教育部重点实验室西安710049 西安交通大学电信学院信息与通信工程系西安710049

光谱偏振成像技术是成像光谱技术与偏振成像技术的有机融合,是当前空间光学遥感技术研究的热点和前沿.针对目前光谱偏振成像技术受测量原理、探测模式的限制,普遍需要运动、电控调制等部件,导致体积大,结构复杂,加工装调困难,抗振能力... 详细信息

光谱偏振成像技术是成像光谱技术与偏振成像技术的有机融合,是当前空间光学遥感技术研究的热点和前沿.针对目前光谱偏振成像技术受测量原理、探测模式的限制,普遍需要运动、电控调制等部件,导致体积大,结构复杂,加工装调困难,抗振能力差等问题,我们于2010年在国际上首先提出了一种多信息融合的静态傅里叶变换超光谱全偏振成像方法.本文在此基础上,阐述了新方法的基本原理,给出了具体实现方案.新方案无需运动、电控调制部件,可实现目标图像、光谱、全偏振信息的一体获取.推导出了新方案的调制干涉强度数据表达式及Stokes矢量解调公式,分析了新方法实现光谱、全偏振探测的物理过程.对新方案进行了计算机数值模拟验证,研制了原理验证样机开展了室内、室外验证实验,首次获得了室外推扫光谱图像"数据立方体"和全色全偏振度图像,模拟及实验结果均表明新方案原理正确,技术可行.上述研究为新型空间遥感器的开发提供了基础理论及实践支持.

关键词：成像光谱偏振成像 Stokes矢量

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浑浊介质中图像对比度与成像方式的关系

物理学报 2016年第8期65卷 123-129页

作者：田恒朱京平张云尧管今哥侯洵西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室陕西省信息光子技术重点实验室西安710049

浑浊介质中图像对比度的物理增强方法一直是研究热点,目前学者们提出的距离选通成像、偏振差分成像和偏振距离选通成像均能提高图像的对比度,但提高效果与成像距离的关系尚不明确.本文分别利用以上三种成像方式及普通强度成像对处于不... 详细信息

浑浊介质中图像对比度的物理增强方法一直是研究热点,目前学者们提出的距离选通成像、偏振差分成像和偏振距离选通成像均能提高图像的对比度,但提高效果与成像距离的关系尚不明确.本文分别利用以上三种成像方式及普通强度成像对处于不同浓度浑浊介质中的目标进行成像,研究了图像强度和对比度随成像距离的变化情况.结果表明:从滤除的散射光强来看,偏振距离选通成像最优,而偏振差分成像在成像距离较远时优于距离选通成像;三种成像方式滤除的散射光强值趋于稳定的阈值距离各不相同;对比度改变相同量时,偏振距离选通成像对应成像距离的变化量最大,偏振差分成像次之,强度成像最小,且均与散射系数成反比.本文对浑浊介质成像效果及机理的分析,对进一步提高浑浊介质中目标的分辨及识别具有重要意义.

关键词：偏振差分距离选通偏振距离选通对比度

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有机电致发光器件的热传导特性研究

西安交通大学学报 2009年第4期43卷 70-74页

作者：薛媛王小力吴朝新候洵西安交通大学理学院西安710049 西安交通大学陕西省信息光子技术重点实验室西安710049

采用简化热阻模型和一维稳态有内热源的热传导方程,对有机电致发光(OLED)器件的热传导特性进行了研究.为了改善OLED器件的性能,设计并实现了一种新型结构的OLED器件.在给定OLED器件的结构、输入功率、对流换热和热物性参数等因素情况下... 详细信息

采用简化热阻模型和一维稳态有内热源的热传导方程,对有机电致发光(OLED)器件的热传导特性进行了研究.为了改善OLED器件的性能,设计并实现了一种新型结构的OLED器件.在给定OLED器件的结构、输入功率、对流换热和热物性参数等因素情况下,推导得出OLED器件运行时温度升高与输入功率,基片及各功能层薄膜的热导系数、厚度、面积等之间的关系式,建立了OLED器件内部的温度分布关系.研究结果表明,器件内的有机层和基底的传热性能是影响器件温度分布的重要因素,在功率密度为1.167×104W/m2、外界温度为300 K时,OLED器件在发光层AlQ3中可获得最高温度,其温度值比环境温度高29 K.在研发OLED器件过程中,要提高OLED器件的热稳定性,改善焦耳热效应对OLED器件性能的影响,则需要选用热物性较好的OLED有机材料,使有机层与导热性能良好的电极保持良好接触.通过实验研究,验证了理论分析的正确性.在相同的输入功率情况下,对自制备的若干Al阴极厚度不同的OLED器件进行了比较分析,验证了理论模型的有效性.研究结果对于OLED研发具有重要的价值.

关键词：有机电致发光器件热传导热阻模型温度分布

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新型二维材料碳化钛纳米片光限幅特性研究

红外与激光工程 2019年第11期48卷 7-11页

作者：李健淋闫理贺司金海侯洵西安交通大学电子与信息工程学院陕西省信息光子技术重点实验室

作为一类新型二维纳米材料,金属碳/氮化物纳米片(MXene)具有高的比表面积和电导率,以及组分、层数与厚度灵活可控的优点,在储能、催化、传感和光学等领域具有潜在应用价值。研究了一种MXene材料碳化钛(Ti3C2TX)纳米片分散液的非线性光... 详细信息

作为一类新型二维纳米材料,金属碳/氮化物纳米片(MXene)具有高的比表面积和电导率,以及组分、层数与厚度灵活可控的优点,在储能、催化、传感和光学等领域具有潜在应用价值。研究了一种MXene材料碳化钛(Ti3C2TX)纳米片分散液的非线性光学效应及其响应机制。发现Ti3C2TX纳米片分散液在532、1064 nm纳秒脉冲激光作用下表现出优异的光限幅性能,其限幅阈值分别为0.14 J/cm^2和0.12 J/cm^2;通过测量非线性散射光强度随入射光功率密度的依赖关系,发现该材料光限幅响应机制主要起源于非线性光学散射效应。与传统的光限幅材料C60比较,该材料具有光限幅阈值低、响应波长范围宽等优点。

关键词：光限幅碳化钛纳米片非线性散射

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基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器

中国激光 2015年第2期42卷 327-332页

作者：宋洪磊闫理贺司金海侯洵西安交通大学电子与信息工程学院陕西省信息光子技术重点实验室陕西西安710049

超短脉冲激光因其独特的传播性质,在光电对抗领域具有重要的应用潜力。针对传统光限幅器件在超短脉冲激光限幅防护领域中存在的若干问题,提出一种基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器。该限幅技术利用超短脉冲在非线性介质中诱导非线... 详细信息

超短脉冲激光因其独特的传播性质,在光电对抗领域具有重要的应用潜力。针对传统光限幅器件在超短脉冲激光限幅防护领域中存在的若干问题,提出一种基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器。该限幅技术利用超短脉冲在非线性介质中诱导非线性偏振椭圆旋转(NER)效应,可实现超低阈值的光限幅输出,同时将非线性偏振椭圆旋转和自聚焦效应相结合,可保证器件在较大动态能量范围内具备限幅功能,该器件具备响应速度快、适用光谱范围宽的优点。系统阐述了NER效应的基本原理,并利用飞秒脉冲激光验证了基于NER和自聚焦效应的光限幅器的限幅性能。

关键词：非线性光学光限幅超短脉冲光克尔效应

飞秒激光诱导微结构中飞秒时间分辨等离子体的时空动力学过程(特邀)

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光子学报 2021年第6期50卷 50-57页

作者：黄凤勤沈天伦司金海陈涛侯洵西安交通大学电子科学与工程学院陕西省信息光子技术重点实验室西安710049

利用飞秒时间分辨泵浦探测阴影成像技术研究了不同数值孔径显微物镜聚焦的单脉冲飞秒激光诱导熔融石英微结构中等离子体的瞬态时间-空间演化特性及瞬态电子密度空间分布与激光诱导微结构的联系。实验结果表明显微物镜聚焦的飞秒激光在... 详细信息

利用飞秒时间分辨泵浦探测阴影成像技术研究了不同数值孔径显微物镜聚焦的单脉冲飞秒激光诱导熔融石英微结构中等离子体的瞬态时间-空间演化特性及瞬态电子密度空间分布与激光诱导微结构的联系。实验结果表明显微物镜聚焦的飞秒激光在样品中诱导瞬态峰值电子密度随延时的增加先增大后逐渐减小。当显微物镜的数值孔径为0.45时,飞秒激光在样品中诱导瞬态峰值电子密度的空间位置随延时的增加变化不大,基本都在非线性焦点处,激光在样品中诱导的微结构是点状的;当显微物镜的数值孔径为0.3时,飞秒激光在样品中诱导瞬态峰值电子密度的空间位置随延时的增加逐渐向样品内部移动,激光诱导的微结构是长条状的。此外,不同数值孔径显微物镜聚焦飞秒激光在样品中诱导最大瞬态电子密度的空间位置与激光诱导微结构的位置一致,这说明飞秒时间分辨泵浦探测阴影成像可用于超快激光微加工过程的在线检测,可为超快激光诱导材料微结构的定向调控及加工参数优化提供参考。

关键词：飞秒激光泵浦探测阴影成像等离子体微纳加工数值孔径

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大孔径静态超光谱全偏振成像技术

红外与激光工程 2014年第2期43卷 574-578页

作者：李杰朱京平齐春郑传林高博张云尧侯洵西安交通大学电信学院陕西省信息光子技术重点实验室电子物理与器件教育部重点实验室陕西西安710049 西安交通大学电信学院信息与通信工程系陕西西安710049

光谱偏振成像技术是成像光谱技术与偏振成像技术的有机融合,是当前空间光学遥感技术研究的热点和前沿。笔者于2010年在国际上首先提出了一种多信息融合的静态傅里叶变换超光谱全偏振成像方法,无运动、电控调制部件,在探测器单次积分时间... 详细信息

光谱偏振成像技术是成像光谱技术与偏振成像技术的有机融合,是当前空间光学遥感技术研究的热点和前沿。笔者于2010年在国际上首先提出了一种多信息融合的静态傅里叶变换超光谱全偏振成像方法,无运动、电控调制部件,在探测器单次积分时间内,可同时获取目标图像及图像上每一点的光谱、全偏振信息。同年,又提出时空混合调制模式的无源静态共轴干涉成像光谱全偏振探测装置,以视场光阑取代原有狭缝,进一步扩展了仪器光通量。在上述基础上,阐述了新方法的基本原理,给出了具体实现方案,推导出了新方案的调制干涉强度数据表达式及Stokes矢量解调公式,分析了新方法实现光谱、全偏振探测的物理过程。研制了原理验证样机,开展了室内、室外验证实验,首次获得了室外推扫光谱图像"数据立方体"和全色全偏振度图像,实验结果表明:新方案原理正确,技术可行。为新型空间遥感器的开发提供了基础理论及实践支持。

关键词：成像光谱偏振成像 Stokes矢量原理样机

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槽型衍射光栅结构参数优化设计研究

光学学报 2010年第11期30卷 3133-3139页

作者：樊叔维周庆华李红西安交通大学电子与信息工程学院信息光子技术重点实验室陕西西安710049

通过工程优化方法与衍射光栅矢量理论相结合,对衍射光栅的结构参数进行了优化设计研究。采用严格的耦合波矢量理论分析表面浮雕光栅的衍射效率特性,并建立了具有全局寻优特性的遗传算法在衍射光栅设计中的数学模型;研究了包括双闪耀光... 详细信息

通过工程优化方法与衍射光栅矢量理论相结合,对衍射光栅的结构参数进行了优化设计研究。采用严格的耦合波矢量理论分析表面浮雕光栅的衍射效率特性,并建立了具有全局寻优特性的遗传算法在衍射光栅设计中的数学模型;研究了包括双闪耀光栅在内的多种槽型衍射光栅的优化设计。优化设计表明,该方法对初始设计方案没有特殊要求,能够快速得到多种槽型衍射光栅的最优结构参数,优化后光栅的衍射效率可以达到90%以上,双闪耀光栅经优化设计以后在整个波段均能获得很高的衍射效率。在光栅的设计过程中采用全局工程优化算法进行分析设计,为高效率光栅的制作提供了理论指导;同时也为光栅设计的逆问题提供了一种可行的求解方法。

关键词：衍射光栅严格的耦合波理论优化设计遗传算法

时间整形飞秒激光诱导熔融硅表面纳米周期条纹的电子动力学研究

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物理学报 2014年第4期63卷 311-316页

作者：杨青杜广庆陈烽吴艳敏欧燕陆宇侯洵西安交通大学电子与信息工程学院机械制造系统工程国家重点实验室陕西省信息光子技术重点实验室西安710049

研究了时间整形飞秒激光在熔融硅表面诱导纳米周期条纹结构的电子动力学过程.通过引入非线性电离机制和表面等离子激元的瞬态作用机理,建立了关于时间整形飞秒激光诱导和调控熔融硅表面纳米周期条纹结构的电子动力学模型,并应用该模型... 详细信息

研究了时间整形飞秒激光在熔融硅表面诱导纳米周期条纹结构的电子动力学过程.通过引入非线性电离机制和表面等离子激元的瞬态作用机理,建立了关于时间整形飞秒激光诱导和调控熔融硅表面纳米周期条纹结构的电子动力学模型,并应用该模型研究获得了纳米条纹周期与时间整形脉冲时间间隔的定量关系.理论研究结果表明,通过调节时间整形脉冲的时间间隔可以实现操控表面等离子激元与激光瞬态干涉过程中的波矢配对,最终可实现对诱导的纳米条纹周期的调控.此模型预测得到的纳米条纹周期与实验结果符合得很好.该研究对于深刻理解整形脉冲链诱导材料表面纳米周期结构的电子动力学操纵机制以及对条纹周期的调控都具有重要的理论价值.

关键词：时间整形飞秒激光熔融硅纳米条纹