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期刊信息/Journal information
光学学报
光学学报

曹健林

月刊

0253-2239

aos@siom.ac.cn

021-69918427

201800

上海市嘉定区清河路390号（上海800-211信箱）

光学学报/Journal Acta Optica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本学报是国内外公开发行的光学学术刊物，反映中国光学科技的新概念、新成果、新进展。内容主要包括量子光学、非线性光学、适应光学、纤维光学、激光与物质相互作用、激光器件、全息和信息处理、光学元件和材料等。为我国光学科技人员与国内外同行进行学术交流、开展学术讨论以跟踪学科前沿和发展我国光学事业服务。
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    基于异常反射型超表面的中红外激光偏振合束器

    杨露露王欣张梦杨苏辉...
    404-413页
    查看更多>>摘要：提出一种基于异常反射超表面的偏振合束器.当两束偏振态正交的(X方向线偏振和Y方向线偏振)4.0µm波段光束分别以11.54°和-11.54°角入射至超表面时,借助异常反射效应,两路光会同时以0°角反射,从而实现偏振合束.超表面偏振合束器由2μm×20μm的周期性排列超胞构成,制备在硅衬底上.每个超胞包含10个离散的2μm×2 μm单胞.单胞由底层金、中间层二氧化硅和顶层矩形硅柱构成.采用粒子群算法优化顶层硅柱的两个边长尺寸,可实现两路正交偏振光相位和振幅的独立操纵,使X和Y方向线偏振光的异常反射率高达96.6％和97.7％.基于这一偏振合束器,设计了中红外激光偏振合束实验装置.当两路入射光均为基横模高斯光束时,通过仿真分析得到合束后光束的传输质量因子M2为1.12,整个合束装置的合束总效率为85.3％.仿真结果表明,所提出的合束技术可有效提高中红外激光的输出亮度.

    物理光学中红外波段超表面偏振合束异常反射

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    基于声致光纤光栅输出1.1～1.5 μm波段高功率随机涡旋光束

    李阳姚天甫范晨晨郝修路...
    414-421页
    查看更多>>摘要：近年来,携带轨道角动量(OAM)的涡旋光束因具有重要研究价值和应用前景而备受关注.随着涡旋光束在传感、测量以及大容量光通信中的应用,输出带宽以及波长可调谐性成为关注的热点.突破稀土掺杂光纤发射波长限制和宽带模式转换的器件是实现特殊波段/宽带涡旋光输出的基础.为同时满足以上要求,本文采用基于分布式瑞利散射的随机拉曼光纤激光器结构,结合具备宽带模式转换能力的声致光纤光栅(AIFG),通过级联拉曼频移,实现了 1133.9、1197.6、1260.5、1331.8、1414.5、1513.7 nm波长处拓扑荷数l=±1的涡旋光束输出,并通过自干涉实验进行验证.在1513.7 nm波长处功率为23.6 W,效率为31.1％.该研究不仅在全光纤中实现了紧凑的波长可调谐高功率涡旋光输出,验证了 AIFG的超宽模式转换能力,也为其他波段涡旋光输出提供了参考方案,可进一步拓展涡旋光在多维光通信、光场与物质相互作用等领域的应用.

    随机拉曼光纤激光器涡旋光束声致光纤光栅轨道角动量

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    基于光学薄膜的高效超构表面研究

    金柯刘永强韩俊王慧娜...
    422-427页
    查看更多>>摘要：超构表面(metasurfaces)是一种新型的人工二维平面阵列结构,通过合理设计亚波长纳米结构单元及排布可以实现对空间光场的调控,有望从原理层面上颠覆传统的透镜元件.然而,目前透射型超构表面普遍存在光学效率低的问题,制约着其应用和发展.首次提出了光学薄膜结合超构表面提高光能利用率的设想,期望超构表面结合光学薄膜的结构在不影响超构表面光学特性的基础上,可以显著地提高其光学效率.为了验证这一策略的有效性,仿真模拟了石英基底近红外宽波段的硅纳米块超构表面透镜,并与设计有光学薄膜的超构表面进行了对比.模拟结果表明:光学薄膜对超构表面的聚焦性能没有影响,但可以显著提高超构表面的光学透过率;在1450～1600 nm波段,平均透过率提高了 10.5％以上,聚焦效率平均提高了 8.3％以上.所提方法为超构表面器件设计带来了新的思路.

    超构表面光学薄膜硅纳米块透过率

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    基于偶极子天线辐射反向创建空间球形聚焦光斑

    王俊杰杨艳芳何英李琦...
    428-435页
    查看更多>>摘要：与传统的仅能生成光轴方向的球形聚焦光斑不同,本文提出了一种在4Pi聚焦系统中通过反聚焦偶极子天线辐射场产生具有规定空间方向和间距的球形聚焦光斑的方法.该方法是将规定好长度和极化方向的空间偶极子天线置于4Pi聚集系统的焦点处,通过逆问题解析求解出生成球形聚焦光斑的物镜瞳孔面上的输入场.然后使用瞳孔面处的场,并选择合适的偶极子天线长度,就能获得球形聚焦光斑.数值结果表明,创建的球形聚焦光斑的空间方向与设置的偶极子天线的极化方向一致,球形聚焦光斑之间的距离也等于偶极子天线的长度.本文提出的方法比传统方法更灵活,可以创建具有规定空间位置的球形聚焦光斑,这对空间任意位置捕获纳米粒子具有很大的应用价值.

    物理光学球形聚焦光斑偶极子天线4Pi聚焦系统

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    圆燕尾光束在大气湍流中的传输调控

    刘娜娜洪佩龙任煜轩梁毅...
    436-442页
    查看更多>>摘要：光吸收和光散射给大气光通信以及生物活体光操控等应用带来极大的挑战.探索受光散射影响小的光束一直是光场调控研究的难点.本文设计了具有自会聚特性的圆燕尾光束,并研究其在大气湍流中的传输特性.通过分析光束在复杂环境中的畸变和强度波动发现,在湍流增强时,燕尾光束的传输质量下降,并伴随漂移和闪烁.通过对光束的尺寸因子和初始横向位置进行优化,可以提高其自会聚稳定性.模拟发现,自会聚能力强的圆燕尾光束,在湍流中表现更优越.这些研究显示圆燕尾光束在抗湍流散射方面具有优势,为复杂环境中的光通信、光捕获和光操纵技术提供了重要的选择.

    物理光学圆燕尾光束自会聚大气湍流传输

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    连续变量光场偏振态的可逆控制系统

    张晋亮吴量闫捷利闫智辉...
    443-451页
    查看更多>>摘要：连续变量光场偏振态的量子隐形传态不仅适合于远距离的量子态传输,而且可以直接和原子节点相互作用.实现连续变量光场任意偏振态的可逆控制是实现其量子隐形传态的关键.设计和实现了基于现场可编辑逻辑阵列的连续变量光场偏振态的可逆控制器.利用振幅分割型偏振测量方法和波片型偏振控制方法,实现了光场偏振态的测量与控制.通过算法优化和半开环结构设计,对于任意偏振态的测量误差平均值小于0.543°,转换误差平均值小于0.474°,还原误差平均值小于0.636°.该系统能够实现初始偏振态和预设偏振态之间有效转换,为连续变量偏振态的高效量子隐形传态的实现提供了必要的技术支撑.

    物理光学光场偏振态偏振控制偏振测量优化算法

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