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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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    啁啾周期极化铌酸锂晶体在1064nm倍频实验中的效率与温度鲁棒性

    苏伟伦刘峻铭邹娱刘励强...
    187-195页
    查看更多>>摘要：为了提升532 nm激光的产生效率和功率稳定性，以基于倒格矢实现准相位匹配的手段为基础，设计了合适的啁啾周期极化铌酸锂(CPPLN)晶体的结构并进行仿真，采用自制的1064 nm激光器对该结构的晶体进行腔外倍频实验。在输入的 1064 nm连续光功率为 22。53 W的条件下可以获得功率为 148 mW、波长为 532 nm的光，光光转换效率约为0。66%，是三硼酸锂(LBO)的15。58倍。进一步验证了CPPLN晶体的温度鲁棒性，532 nm倍频光的功率关于温度的半峰全宽为8。40℃，且在该范围内功率呈现振荡的趋势，其原因是加工精度的限制导致倒格矢分布不连续。所得到的输出倍频光的光斑为标准的高斯光斑，其并不受温度的影响。结果表明，该设计结构的CPPLN晶体相对于传统LBO晶体具有更高的倍频效率与温度鲁棒性。

    非线性光学啁啾周期极化铌酸锂晶体温度鲁棒性腔外倍频

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    遗传算法精确调谐的双通道光子晶体滤波器

    王海燕张明达费宏明曹斌照...
    196-204页
    查看更多>>摘要：针对多通道一维光子晶体滤波器不易精确调谐的问题，设计了一种以BaTiO3材料为缺陷层的光子晶体双通道滤波器，通过分别改变两层BaTiO3的外置电压来调节材料的折射率，从而实现双通道频率精确调谐，并引入遗传算法提高调谐效率。模拟结果表明:遗传算法在保证透射峰的透射率大于78%的条件下，可以在400代左右的计算进程中给出符合滤波目标的调谐电压组合;利用传输矩阵计算得出的分布曲面与拟合调谐函数对遗传算法给出的电压数据进行验证，证明了遗传算法的准确性与高效性。所设计的滤波器也可通过调节空气层厚度，实现双通道在(S，L)、(E，C)和(C，L)等波段的跨越式调谐。遗传算法的引入使得所设计模型易于实现调谐程序的自动化，可为微纳米滤波器的设计与调谐应用提供一定的参考。

    光学设计滤波器遗传算法精准调谐光子晶体传输矩阵

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    光轴可移动圆形液晶透镜

    冯文斌刘志强叶茂
    205-214页
    查看更多>>摘要：提出了一种光轴可移动的圆形液晶透镜。该透镜包含两个分别处于上下基板的电极:其中一个是离散同心圆电极，用于产生抛物面电压分布;另一个是梳状电极，用于产生线性的电压分布。每个电极施加两个驱动电压，通过控制4个驱动电压实现抛物面电压分布中心位置的移动，从而实现透镜光轴的移动。文中详细地介绍了该透镜的工作原理以及驱动方式，给出了光轴位置坐标与4个驱动电压之间的解析表达式。实验上，通过光刻法加工了对应的电极结构，并制作了孔径为2 mm、液晶层厚度为50 μm的液晶透镜。实验结果表明，当透镜的光轴可移动范围在-0。5～0。5 mm时，光焦度可调节的范围是-4。1～4。1 D。该透镜能在光轴移动过程中保持良好的透镜状态，而且光轴移动的误差小于0。01 mm。

    光学器件液晶器件透镜光轴

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    基于马吕斯定律的液晶多维复用显示

    薛佳敏武炫光陈玮琦魏冰妍...
    215-223页
    查看更多>>摘要：采用基于马吕斯定律解耦调控光场振幅和相位的方法，设计了一种能够在可见光全波段实现近、远场空间双通道显示的平面液晶器件，分别通过调控透射场的振幅和相位实现器件表面图像显示及远场的傅里叶变换全息显示。利用远场共轭像强度与近场图像强度间的关系，通过压缩近场图像的强度区间，可以消除全息显示的共轭像。此外，通过调控外场电压实现图像开、关态间的动态调控及响应波长的管理。这种电控的空间和波长维度复用的显示方法，为拓展液晶器件的功能提供了一种新途径。

    液晶复用显示偏振光场调控全息

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    钠纳米球壳内外介质对其吸收光谱的影响

    张明富张爽爽周芳单馨雨...
    224-231页
    查看更多>>摘要：分别利用局域响应近似、托马斯-费米流体动力学理论和量子流体动力学理论系统研究钠纳米球壳内外介质对其吸收光谱的影响。计算结果表明，随着壳内介电常数增加，钠纳米壳表面等离激元共振模式红移，低能量模式振幅减小，高能量模式振幅增大。随着壳外介电常数增加，低能量模式红移，振幅增大，而高能量模式则没有明显变化。相比于壳外介质，壳内介质对高能量模式的影响更大，对低能量模式的影响更小。这些结果对研究钠纳米球壳吸收特性具有重要指导意义。

    表面光学表面等离激元纳米球壳介电环境量子效应

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    基于拓扑优化的薄液晶灵活调控太赫兹波编码超表面

    张亚杰栾迦淇李潮龙陈羽...
    232-243页
    查看更多>>摘要：提出并研究了一种基于拓扑优化设计的太赫兹薄液晶(LC)编码超表面。基于遗传算法对金属谐振图案进行拓扑优化，设计了一种薄厚度反射型2 bit LC编码超表面单元，LC层厚度仅为14 μm，克服了利用多层LC或LC谐振切换机制实现多比特编码外部馈电系统复杂的缺点，同时具有较快的响应速率。基于设计的LC 2 bit编码超表面单元，利用遗传算法对阵列编码排布进行逆向设计，增强波束调控的主动性和灵活性，仿真实现了0。394 THz处波束赋形和涡旋波束的功能。结果表明:对于波束赋形，该超表面单元不仅可以实现俯仰角在0°～30°范围内、方位角在0°～360°范围内任意角度的单波束和多波束的调控，还可以对多波束的各个目标波束进行独立调控，同时扫描和跟踪多个目标，实现对太赫兹波束更优性能的调控;对于涡旋波束，该超表面单元可以产生拓扑荷数l=±1、±2、±3且模式纯度大于70%的涡旋波束，同时可实现俯仰角在0°～30°范围内、方位角在0°～360°范围内任意角度的单涡旋和多涡旋波束的灵活调控。

    表面光学编码超表面拓扑优化液晶波束控制涡旋波束

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    双层Si3N4/SiO2隧穿结操纵的可重构光学伤害感受器

    杨成东刘逸龙苏琳琳李欣蔚...
    244-250页
    查看更多>>摘要：合理设计材料性能和器件结构，提出一种易于制造、低能耗、可重构的光学伤害感受器，它能够进行阈值触发的自适应双模跳跃，类似于阈值触发的光照疼痛警报。利用双层Si3N4/SiO2隧穿结，基于Si3N4电介质的隧穿模式转变实现高强度和重复训练触发的模式跳变。当输出电流小于阈值时，该器件能够以较低的能量损耗密度(33。5 fJ/μm2)来表达一些常见的突触功能。因此，所提隧穿结的光学伤害感受器不仅能够为构建光照疼痛警报系统提供有用信息，而且能为阈值相关的新应用开辟新途径。

    光电子学神经形态器件光学伤害感受器Si3N4/SiO2隧穿结隧穿模式阈值跳变

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    基于瑞利散射强度谱动态扩展的大量程分布式光纤传感系统

    陈家豪刘庆文常晏铭何祖源...
    251-257页
    查看更多>>摘要：基于背向瑞利散射和啁啾脉冲的光纤分布式声传感器实现了动态信号的高性能测量，但其过小的量程限制了准静态信号的测量能力。为此，本文提出了一种基于瑞利频谱解调法的频谱扩展算法，利用光纤受到应变时瑞利散射强度谱发生频移的特点，在应变测量过程中动态扩展分布式光纤传感系统的参考频谱频率范围以提高测量量程。在实验中，利用扫频范围为1 GHz的啁啾脉冲，实现了198 με应变信号的测量，测量量程相较于无扩展算法时扩大了65倍。

    分布式光纤传感瑞利散射传感量程互相关频谱扩展

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    基于螺旋形纤芯的长周期光纤光栅扭转传感器

    马一巍田甜耿涛苑立波...
    258-264页
    查看更多>>摘要：提出并制备了一种基于螺旋形纤芯的长周期光纤光栅扭转传感器。首先利用激光器对单模光纤进行周期性的多面蚀刻，然后对加工完成的光纤结构进行熔融加热，在表面张力的作用下，结构表面的凹槽形状可以转化为内部纤芯的变形。当该传感器受到外界施加的扭转时，其纤芯的螺旋状态会被改变，从而使得结构纤芯和包层的有效折射率发生改变，达到提升传感器扭转灵敏度的目的。实验结果表明螺旋芯长周期光纤光栅在-18。42 rad/m至18。42 rad/m的测量范围内的扭转灵敏度可以达到0。37 nm/(rad/m)，同时该传感器具有1。75 mm的紧凑长度。

    光纤光学光纤传感器长周期光纤光栅螺旋纤芯扭转

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    光纤光微流激光血红蛋白传感器

    张红蕊张亚男李莉柯赵勇...
    265-271页
    查看更多>>摘要：提出一种光纤光微流激光(FOFL)生化传感器，基于罗丹明螺环衍生物的"开-闭"环机制测量血红蛋白(Hb)的浓度，将薄壁空心光纤(HOF)作为光学微腔，利用一种非荧光螺环酰肼，即罗丹明B酰肼(RBH)来实现荧光响应。Cu2+可诱导RBH内部螺环打开，触发荧光"关-开"响应。由实验结果可知，具有类酶催化特性的血红蛋白能加速RBH的开环反应，在一定条件下增加荧光产物的浓度。以开环荧光产物作为增益介质，FOFL可放大由不同血红蛋白浓度引起的荧光产物浓度差异，以此建立起FOFL积分强度与血红蛋白浓度的关系，构建用于血红蛋白检测的FOFL传感器。在特定的实验条件下，该传感器的检测限约为0。56 pmol/L，动态范围达到4个数量级。

    光纤传感器光微流激光罗丹明螺环衍生物生化传感血红蛋白检测

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