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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。
正式出版
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    基于硫铟锌纳米花的被动调Q激光

    朱宜璇仝鲁阳蔡阳健赵丽娜...
    247-253页
    查看更多>>摘要：采用溶液法合成了二维硫铟锌纳米花，并测量了其可饱和吸收参数，其中，饱和强度为675 MW/cm2，调制深度为7。8%。通过搭建 1 μm 全固态激光器，获得最大输出功率为 240 mW、最大重复频率为 629。08 kHz、最小脉冲宽度为388 ns、相应的单脉冲能量为0。38 μJ、峰值功率为0。98 W的脉冲激光。结果表明，由于硫空位的存在，硫铟锌纳米花能够吸收能量低于其带宽的光子，在近红外区域，表现出良好的可饱和吸收特性，且在激光器中，能够获得高重复频率和短脉冲宽度的激光输出。因此，基于硫铟锌纳米材料的可饱和吸收体在调Q脉冲激光器中具有广阔的应用前景。

    非线性光学脉冲激光可饱和吸收体二维材料硫空位硫铟锌

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    基于毫米级Au红外辐射抑制超材料的设计与制备

    李晨曦李享成陈平安朱颖丽...
    254-260页
    查看更多>>摘要：基于时域有限差分法仿真模拟了毫米级超材料的中远红外光谱响应，并结合电场散射效应分析了毫米方形图案的边缘电场分布对红外反射率的影响。通过参数扫描法优化得到了方形单元的最优厚度。将边缘区域离散化为独立单元，并将x、y方向分别设置为完美匹配层(PML)、periodic边界条件，通过迭代计算及加权叠加获得了毫米方形超材料的红外光谱响应及电场分布。结果表明，该超材料在2～16 μm内的红外反射率保持在81。9%以上，最高可达87。05%。当图案占空比相同时，单元周期的减小增强了超材料边缘区域的电场散射效应，导致其在8～10 μm远红外波段内的反射率保持在84。25%以上。实测结果与仿真结果较好地吻合，这为毫米级红外辐射抑制超材料的设计提供了新的思路。

    光学设计毫米级超材料电场散射效应时域有限差分法中远红外高反射

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    SLM增材高强铝的DED连接工艺及超声辅助性能优化

    尚晓峰董建舟张英伟王志国...
    261-272页
    查看更多>>摘要：针对目前激光选区熔化难以直接成形大尺寸、高强度铝合金构件的问题，对定向能量沉积(DED)连接激光选区熔化成形Al-Mg-Sc-Zr合金的工艺进行研究，分析缺陷分布的位置、形貌以及对力学性能的影响，对比分析定向能量沉积参数以及超声外场辅助下连接试样的微观组织、元素分布和力学性能，并通过热等静压进一步提升力学性能。结果表明:缺陷主要分布在基材与连接区交界的熔合区，密集气孔聚集导致熔合区硬度远低于连接区和基材的硬度，并使整体拉伸性能弱化。在75～150 J/mm2 激光能量密度范围内，随能量密度增大，致密度和抗拉强度均提升。采用3000 W激光功率、5 mm/s扫描速率、3。7 g/min送粉速率，得到最高的熔合区硬度、连接区致密度以及抗拉强度，分别为 90 HV、90。83%、203。38 MPa。超声外场辅助会促进Al3(Sc，Zr)强化相的析出并细化晶粒，且能够有效减少气孔的数量和缩小气孔的尺寸。超声后试样的综合力学性能得到显著提升，熔合区硬度为 95 HV，致密度为 93。06%，抗拉强度为292 MPa，较未加超声时分别提高了5%、2。4%和44%。超声后采用热等静压的后处理方法，可使综合力学性能得到进一步提升，熔合区硬度为 160 HV，致密度为 99。99%，抗拉强度为 405。71 MPa，较未热等静压时分别提高了 68。4%、7。4%和38。9%。

    光学设计定向能量沉积连接Al-Mg-Sc-Zr合金超声外场辅助力学性能热等静压

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    用于刑侦检测的日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计

    宋逸辰唐玉凤赖涛袁沛琦...
    273-282页
    查看更多>>摘要：基于ARTCAM-407UV-WOM型紫外探测器，结合光学系统成像性能要求和光学元件成像特性，提出一种基于Qcon非球面和衍射表面的日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计方法。所设计的系统仅由5块透镜组成，采用氟化钙和熔融石英两种材料，工作波段为0。24～0。27 μm，连续变焦范围为40～100 mm。分析结果显示，该系统在整个变焦范围内，奈奎斯特空间频率在11 lp/mm处的调制传递函数值均高于0。7，全视场畸变小于0。06%，表明该设计方法能够满足日盲紫外连续变焦系统结构简单、体积小、像质优良、像面稳定等设计和刑侦检测使用要求，对此类光学系统的设计具有一定借鉴意义。

    光学设计混合光学系统Q型非球面日盲紫外光变焦光学系统

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    基于圆锥镜组的空心光束整形器

    赵媛媛叶一东杨钧兰王锋...
    283-292页
    查看更多>>摘要：采用一对圆锥镜作为整形器来产生准直平行的空心光束，并根据能量守恒定律得到了整形后空心光束的光强表达式，然后基于菲涅耳衍射积分公式仿真了该空心光束在自由空间不同传播距离处的衍射光斑及截面光强分布图，并计算得到了光束质量因子随截断直径与高斯光束半径的比值和遮拦比变化的关系曲线，为实际获得良好光束质量和整形器的设计提供依据。其次，对该系统进行了锥顶角一致性、偏心及倾斜误差对波面误差的影响分析，结果表明，对于同样大小的误差，设计锥顶角较大时得到的整形光束的波面误差较小，有利于增加加工和装调的容差范围，且装调中的偏心误差和倾斜误差具有一定的等效性，通过调整装调过程中的偏心方向和大小，可以在一定程度上抵消倾斜误差的影响，实现综合误差的互相抵消，为实际应用中的圆锥镜组整形器加工和装调提供有益参考。最后，对整形出的空心光束进行近、远场测量，结果表明实际所得到的光束质量因子符合理论计算结果。

    光学设计高斯光束空心光束圆锥镜光束整形衍射传输误差分析

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    基于网格梯度和形状因子的自由曲面透镜设计

    陆建东陈嘉文刘锐马佩服...
    293-299页
    查看更多>>摘要：采用基于梯度和形状因子的网格优化方法适配能量分布并提升映射关系的可积性，在光源投影单位圆和目标面内分别进行等量初始四边形网格划分，使节点一一对应，并构建网格面积和映射关系可积性的权重评价函数。在保证所有节点位置拓扑关系不变的条件下，通过面积差场梯度和形状因子迭代调整网格分布，使映射关系满足能量分布要求同时优化可积性。基于网格优化的映射关系求解自由曲面并生成透镜，仿真所得非均匀光斑满足设计要求。该方法简化了平滑映射关系的求解过程，可以作为一种高效设计方法用于非均匀自由曲面透镜设计。

    光学设计非成像光学可积映射关系拓扑守恒等面保形

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    多频点多波束可调的全空间太赫兹编码超表面

    杨志雄汪静丽孙文俊尹亮...
    300-309页
    查看更多>>摘要：提出了一种通过改变二氧化钒的相变状态，实现太赫兹波在透射、反射之间灵活切换且多频点多波束可调的全空间太赫兹编码超表面。仿真结果表明:当二氧化钒处于绝缘态时，在频率f1=0。6 THz的左旋圆极化波(LCP)垂直入射下，设计的编码超表面可以视为3-bit Pancharatnam-Berry(PB)几何相位编码超表面，产生透射的拓扑荷数为1的涡旋波;当二氧化钒处于金属态时，设计的编码超表面可以视为双频点独立可调的1-bit各向异性反射型编码超表面。频率f2= 0。5 THz的正交线极化波(x与y极化波)垂直入射时，该编码超表面可以产生两种不同形式的对称波束;频率f3= 0。85 THz的正交线极化波垂直入射时，可以实现雷达散射缩减和对称波束。这对设计多功能的太赫兹波束调控器件有一定的借鉴意义。

    表面光学太赫兹全空间可调编码超表面多波束

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    金属光栅表面等离激元与二硫化钨激子的强耦合特性

    苏盈文陆华石首浩李頔琨...
    310-318页
    查看更多>>摘要：本文研究了金属光栅表面等离激元与单层二硫化钨激子的耦合共振特性。利用时域有限差分法模拟了一维金光栅/单层二硫化钨混合结构的光谱响应及电场强度分布。结果表明，金光栅表面等离激元与单层二硫化钨激子耦合可产生光谱劈裂。当改变金光栅的结构参数时，混合结构的反射光谱出现了明显的反交叉现象。采用时域耦合模理论拟合了混合结构不同参数时的反射光谱，拟合结果与数值模拟符合较好。金光栅表面等离激元与单层二硫化钨激子的耦合作用满足强耦合判据。耦合振荡器模型分析结果表明，当金光栅周期为400 nm、宽度为300 nm时，混合结构强耦合光谱的拉比劈裂为54。6 meV，其与时域耦合模理论结果一致。该工作将为表面等离激元与激子强耦合作用的深入研究与器件开发开辟新途径。

    表面等离激元一维金光栅二硫化钨激子强耦合

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    基于悬空槽波导的高灵敏度折射率传感器

    廖莎莎赵帅张伍浩张艺达...
    319-328页
    查看更多>>摘要：介绍了一种基于绝缘体上硅(SOI)的马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型高灵敏度折射率传感器。在该传感器中采用悬空槽(SSlot)波导作为传感臂，条形波导作为参考臂，利用两臂不同模式之间的干涉提高传感器的灵敏度。分析了MZI型传感器的工作原理，推导了灵敏度公式，通过灵活调节两臂长度和合理设计SSlot波导，实现了9。824×104 nm/RIU的高灵敏度。该传感器还具有尺寸小、制造简单等优势，可广泛应用于生物医疗、环境监测等领域。

    光谱学硅光子学折射率传感器马赫-曾德尔干涉仪灵敏度

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    谷胱甘肽的类氧化酶Au@MnO2粒子刻蚀荧光检测方法

    肖传豪梁慧丽
    329-335页
    查看更多>>摘要：设计合成了一种UFO状的具有类氧化酶性质的Au@MnO2纳米粒子。Au@MnO2可催化邻苯二胺(OPD)和氧气反应，生成具有荧光的2，3-二氨基吩嗪(DAP)。加入谷胱甘肽(GSH)后，GSH对MnO2的蚀刻导致纳米粒子的催化能力降低，从而使DAP的荧光强度减弱，可实现对GSH的荧光灵敏检测。在 560 nm处的荧光强度与GSH浓度(0。01～10 μmol/L和50～1000 μmol/L)呈良好的线性关系，检测限为0。003 μmol/L。此外，该体系对GSH具有很好的选择性，不受其他离子和氨基酸的干扰。重要的是，该传感器不仅可检测水溶液中的GSH，而且可成功检测血清中的GSH。所提方法具有灵敏度高、抗干扰能力强、操作简单等优点，在生物分析和疾病诊断中具有一定的潜力。

    荧光Au@MnO2纳米粒子类氧化酶谷胱甘肽

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