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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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    双色场下MoS2高次谐波产生的调制特性

    楼国聪刘灿东郑颖辉
    1-10页
    查看更多>>摘要：使用紧束缚近似和速度规范下的密度矩阵方程对双色强激光场下单层MoS2产生的高次谐波进行理论计算,通过调整双色场的延迟来观测高次谐波产生的强度随延迟的变化,发现在不同的驱动场偏振方向下高次谐波的振荡周期不同,并提出一个直观的模型来解释这一现象.当驱动场偏振沿Γ—M方向时,高次谐波的振荡周期会受到倍频光和基频光强度比的影响,从一个基频光周期内振荡2次变成振荡4次,这与倍频光和基频光的竞争有关.此外,研究了分别平行和垂直于驱动场偏振方向的偶次谐波振荡的振幅和相位信息,发现这两个方向的偶次谐波振荡相位受倍频光和基频光强度比的影响不同,这与它们的产生机制有关.理论计算表明,使用双色场作为驱动场不仅有助于理解材料反演对称性的结构信息,还有助于进一步理解固体材料中的电子动力学过程.

    原子与分子物理学双色场固体高次谐波振荡周期振荡相位

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    激发态氢原子光电离中的偏振效应

    钟铭宸万文钦皮良文姜维超...
    11-19页
    查看更多>>摘要：通过数值求解三维含时薛定谔方程,从理论上研究了氢原子2pz激发态在不同偏振方向的线偏振激光脉冲作用下的光电子动量分布.本文研究发现,无论是处于隧穿电离区还是多光子电离区,当偏振方向与初态极化方向的夹角不为0或π/2时,光电子动量分布相对于激光脉冲偏振方向是不对称的,这种不对称性源于初始电子波函数相对于激光偏振方向的不对称分布.此外,本文还讨论了实验上观察这种不对称光电子分布的可行的泵浦-探测方案.

    原子与分子物理强场电离激发态偏振效应

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    基于光束扫描的光场匀化技术

    张海冬赵成强张益彬曹红超...
    20-29页
    查看更多>>摘要：提出一种新型的光束扫描匀光方法.扫描干涉光刻后基板处的整体光场强度可以实现均匀分布,进而光栅基板处的曝光剂量就可以实现宏观上的均匀分布.对扫描匀光方法的扫描参数进行数值分析,并开展相关实验.扫描匀光的实验结果表明,当步进距离与光斑半径之比小于等于1.2时,经过光束扫描叠加后,基板处的光场均匀性优于99.00％,相较传统高斯截光的方式,均匀性至少提高5％;引入参考光进行条纹漂移锁定控制后,在φ200 mm的扫描过程中,光束的相位变化小于±0.015个干涉条纹周期,实现了光束扫描过程中条纹"静止"在基板位置处的效果.

    光栅全息光栅曝光系统光束扫描光场均匀性条纹漂移锁定

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    基于偏振低相干干涉的高稳定性光纤麦克风传感系统

    杨濠琨王双刘琨李雪萍...
    30-37页
    查看更多>>摘要：提出一种基于偏振低相干干涉的高稳定性光纤麦克风传感系统.用于语音探测的麦克风由聚苯硫醚敏感膜片和光纤端面构成,与基于偏振低相干干涉技术的双折射晶体构成互相关传感系统.通过已知长度的双折射晶体提取干涉信号的直流分量,实现对外界环境等无关因素影响的补偿,从而达到高稳定性的目的.实验中对0.02～20.00 kHz的单频率声信号进行检测,该系统的信噪比均保持在50 dB以上;同时进行了不同性别的语音检测,并与参考麦克风进行对比;在传感器初始腔长漂移1.631 μm和系统输入功率衰减60％这两种情况下的输出语音,与系统未发生变化时输出语音的累积距离分别为0.29073和0.28154,证明该光纤麦克风具有良好的语音探测稳定性.该系统在灾难预警和矿难救援等领域中有较大的应用潜力.

    光纤光学光纤麦克风低相干干涉光纤传感语音传感

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    一种可支持66种轨道角动量模式高质量传输的扭曲光子晶体光纤

    赵丽娟梁智徐志钮
    38-46页
    查看更多>>摘要：为了进一步提升光子晶体光纤(PCF)在轨道角动量(OAM)生成方面的设计自由度,本文将螺旋扭曲结构引入PCF,设计了一种可用于OAM传输的扭曲PCF.该扭曲PCF具有多层圆形空气孔和一个圆环结构.通过仿真分析可知,该扭曲PCF可得到最高为17的拓扑荷数,即支持66种OAM模式的稳定传输.在C波段内,该扭曲PCF相邻模式之间的有效模式折射率差均满足Δneff＞10-4,所有的模式纯度均高于99.4％,且所有模式的有效模场面积和非线性系数都足够小,色散系数均低于35 ps/(km·nm),使得该扭曲PCF具有更好的传输性能和在模分复用中具有应用价值.该光纤的限制性损耗值始终保持在10-10～10-9 dB/m数量级之间,因此可以实现OAM的长距离稳定传输,从而为光通信系统容量的提高也提供了一种可能的方案.

    轨道角动量扭曲光子晶体光纤高拓扑荷数有效模式折射率差

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    基于五芯光子晶体光纤的超大带宽低损耗新型模分复用器/解复用器

    惠战强李泽林韩冬冬李田甜...
    47-58页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于五芯光子晶体光纤的新型模分复用器/解复用器(MUX/DMUX).采用本征模有限差分法和本征模展开法对MUX/DMUX的结构参数进行了优化.数值模拟结果表明,该器件能够以超低的插入损耗(IL)在主芯中同时复用/解复用LP01、LP11、LP21、LP31和LP12 5种模式.当输入光中心波长为1.55 µm时,器件的模式转换效率大于96.7％,IL小于0.15 dB.所提出的MUX/DMUX结构紧凑,长度仅为1.84 mm.此外,该器件可以在620 nm(1.33～1.95 µm,覆盖E、S、C、L、U波段)的超宽带内以小于-11.34 dB的串扰高效工作,在未来的模分复用系统中具有巨大应用潜力.

    模分复用器/解复用器多芯光子晶体光纤模式耦合效率插入损耗

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    高灵敏度游标增敏型光纤法珀应变传感器

    芮菲葛益娴苏蕊倪海彬...
    59-67页
    查看更多>>摘要：提出并制备一种游标增敏型光纤法布里-珀罗(法珀)应变传感器,实现高灵敏度应变测量.该传感器由两个单模光纤-空芯光纤-单模光纤结构的法布里-珀罗干涉仪(FPI)并联组成,分别作为传感腔和参考腔.保持传感腔不变,选择不同的参考腔,利用游标效应解调,追踪并联后反射谱包络的漂移,可实现不同的放大倍数.实验结果表明:在0～900 µε的应变范围内,单个传感腔的应变灵敏度为1.31 pm/με,并联之后传感器的应变灵敏度分别达到-11.50 pm/µε和-12.76 pm/με,放大了 8.70倍和9.74倍,传感器的应变灵敏度显著提升,同时,传感器具备制作简单、高灵敏度、易操作和低成本等特点,具有广阔的应用前景.

    光纤光学光纤传感法布里-珀罗干涉仪并联游标增敏应变

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    三步无混叠采样菲涅耳衍射实现大视场全息显示

    张可孙秀辉蔡子涵吕咏墨...
    68-75页
    查看更多>>摘要：提出一种大视场全息显示方法,在空间光调制器前方引入一个短焦凸透镜,并根据光经过凸透镜时先聚焦再发散的性质执行三步菲涅耳衍射,通过调控凸透镜所在平面、凸透镜焦平面、观察平面3个平面的位置,扩大观察平面的显示范围.同时针对此结构,提出相匹配的三步无混叠采样菲涅耳衍射算法,避免了传统菲涅耳衍射算法中由欠采样造成的混叠误差,最终实现高质量的大视场全息显示.通过仿真和光学实验验证了所提方法的可行性和有效性,其可用于大视场全息投影、大衍射图案的光束整形等领域.

    全息大尺寸菲涅耳衍射采样定理纯相位全息图

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    基于像素暗噪声估计的EBAPS图像自适应小波阈值降噪

    刘璇李炳臻李力金伟其...
    76-87页
    查看更多>>摘要：电子轰击有源像素传感器(EBAPS)是一种真空-固体混合的高性能微光视频成像器件,国产EBAPS尚处于研究初期,其成像环节会引入各种噪声,而经典常见的降噪算法大多针对高斯噪声,且需要已知噪声方差水平,因此需要研究特定的图像降噪算法.首先,分析EBAPS的噪声特性,包含与信号强度无关的高斯噪声、随信号强度变化的泊松噪声,以及固定噪声.然后,利用EBAPS的暗像素结构特性,提出一种单帧图像的噪声强度估计方法.最后,根据估计出的噪声强度对传统的小波阈值降噪进行改进,根据单帧图像的噪声强度分布提出一种自适应可变阈值.实验结果表明,所提出的方法有效降低了 EBAPS图像的随机噪声.

    图像处理EBAPS像素暗噪声自适应小波阈值噪声强度估计图像降噪

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    融合先验式图卷积与Transformer的儿童肺炎CT图像分割网络

    梁浩城吕佳于明楷陈欣...
    88-102页
    查看更多>>摘要：提出了一种融合先验式图卷积与Transformer的U型网络(GTU-Net).该网络通过将图卷积和Transformer有机结合,从像素到块逐级建立网络所需的局部-全局信息.在此过程中,为应对低特异性导致背景无关组织干扰性强的客观挑战,在图卷积前设计了一种新型的图邻接矩阵构造方法,即先验图学习.该方法通过监督学习的方式学习标签中潜藏的像素级类别及位置先验信息,从而更精确地刻画出不同特征的类间及类内关系,进一步增强图卷积网络的局部推理能力.实验结果表明,GTU-Net在私有儿童肺炎计算机断层扫描(CT)数据集上的Dice相似系数、杰卡德系数、敏感性、马修斯相关系数和平均表面距离指标相较性能最优的Transformer对比网络分别提升了 1.82％、2.91％、1.33％、1.85％和0.0268 pixel,同时也在2个公有新型冠状病毒感染CT数据集上取得了较好的表现,这有效验证了其良好的泛化性.

    图像处理儿童肺炎CT图像分割U-Net图卷积网络Transformer先验图学习

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