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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
收录年代

    超低损耗硫系光纤制备与中红外激光传输性能

    许彦涛郭海涛肖旭升李曼...
    116-124页
    查看更多>>摘要：硫系玻璃作为一种优秀的红外材料，具有透过范围广、物化性能稳定、易于成纤等特点，是制备红外传能光纤的理想材料之一。从硫系玻璃吸收损耗抑制和散射损耗抑制两方面入手，采用气(氯气)/气(玻璃蒸汽)、固(铝)/液(玻璃熔液)化学反应除杂方式降低光纤吸收损耗，建立了三维激光显微成像系统，检测玻璃及光纤内部的微米和亚微米量级的缺陷，优化制备工艺降低光纤散射损耗，制备出损耗为0。087 dB/m(@4。778 μm)的硫系玻璃光纤。分别利用光纤激光器(波长为2。0μm)和双波长输出的光学参量振荡器(OPO)激光器(波长为3。8 μm和4。7μm)进行激光传能实验，在单模光纤和多模光纤中分别实现了6。10 W(@2。0 μm)和6。12 W(@3。8μm和4。7 μm)激光传输。

    材料红外光纤硫系玻璃超低损耗激光传输激光损伤

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    端面泵浦渐变浓度Nd∶YAG温度场数值仿真研究

    阮芳芳唐方颖王锦红吕彦飞...
    125-130页
    查看更多>>摘要：采用高功率半导体激光端面泵浦技术，在均一浓度Nd∶YAG中心轴沿泵浦光通光方向可产生温度梯度，引起热透镜效应，降低激光输出功率与光束质量。本文结合静态热场数值仿真，建立Nd∶YAG在方形平顶光泵浦条件下的热源方程，研究渐变浓度Nd∶YAG在高功率激光泵浦下的温度分布。当初始泵浦功率为1000 W、泵浦脉宽时间为46μs、重复频率为1 kHz时，均一浓度Nd∶YAG的吸收系数为5。8 cm-1，其中心轴沿通光方向的温度由185 ℃逐次下降到2、4、6、8 mm处的106、51、29、26 ℃;相应地，每经过2 mm，温度下降率分别为39。5、27。5、11。0、1。5 ℃/mm。与此相对应，本文构建出一款渐变浓度Nd∶YAG整体式结构，每段厚度均为1mm，总长度为4 mm。将4段Nd∶YAG的吸收系数依次调控为1。5、2。1、3。3、9。7cm-1，则沿泵浦光通光方向的中心轴温度基本维持在86。5 ℃，在渐变浓度Nd∶YAG中实现沿泵浦光传输方向的温度均匀分布。

    均一浓度Nd∶YAG渐变浓度Nd∶YAG数值仿真温度分布

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    对抗光学神经网络识别误差的渐进式训练方法

    郭鹏星游正容侯维刚郭磊...
    131-138页
    查看更多>>摘要：提出了一种渐进式训练方案来重新配置马赫-曾德尔干涉仪(MZI)前馈光学神经网络(ONN)的相移，从而对抗MZI的相位误差和分束器误差，提高识别准确率。为了验证所提方案，利用Neuroptica Python仿真平台搭建了3层MZI-ONN结构，并在考虑到MZI相位误差和分束器误差的情况下，利用Iris和MNIST数据集验证了所提方案的有效性。仿真结果表明:在Iris数据集下，对于3层4×4MZI-ONN结构，所提方案的识别准确率能够提升64。15百分点;在MNIST数据集下，对于4×4、6×6、8×8和16×16规模的MZI-ONN，所提方案的识别准确率能够提升2。00～37。00百分点。所提方案极大地提高了MZI-ONN的抗误差性能，有助于未来大规模、高准确率MZI-ONN的实现。

    光计算马赫-曾德尔干涉仪光学神经网络相位误差分束器误差渐进式训练抗误差

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    KrF深紫外光刻投影物镜光机热集成分析与优化

    韩星江伦李延伟李骏驰...
    139-149页
    查看更多>>摘要：提出了一种融合新型支撑方式与灵敏度分析的光机热集成分析与优化方法，用于设计超高精度深紫外光刻投影物镜系统。首先，采用轴向多点与周向三点胶接支撑相结合的新型支撑方式，实现了212。51 mm 口径光学元件的超高精度定位要求。其次，通过对光学元件进行热力耦合分析，验证了光机系统的合理性。然后，在光机热集成分析条件下，分析了单个光学元件的灵敏度，以及全部光学元件表面变形对整体光学系统波像差均方根值和校准F-tanθ(F为焦距，θ为物方视场角)畸变的影响。最后，通过调整部分光学元件的灵敏度进行局部优化，并对整体光学系统的像质进行优化。结果表明:在热力耦合条件(参考温度为22。5 ℃、极限工作温度为±2。5 ℃、重力)下，光学元件的最大表面面型均方根(RMS)值为9。86 nm，能够满足超高精度定位要求。在光机热集成分析条件下(参考温度为22。5 ℃、极限工作温度为±2 ℃、重力)，优化后光学系统的波像差RMS值小于10。50 nm，校准F-tan θ畸变小于6。00nm，相较于优化前，波像差RMS提升了46。98％，校准F-tan θ畸变提升了77。69％，达到了设计要求。

    光学设计结构设计光机热集成分析Zemike多项式有限元分析

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    非制冷长波红外连续变焦光学系统的一种无热化设计

    唐玉凤毛珊宋逸辰赖涛...
    150-158页
    查看更多>>摘要：为了满足长波红外(LWIR)热像仪在宽温度范围下连续变焦的需求，基于LWIR 320 pixel×320 pixel型红外探测器，设计了一款非制冷长波红外连续变焦光学系统。该系统可在宽温度范围下实现无热化，采用常见的硫系玻璃，工作波段为8～12 μm，总长为200 mm，仅由7片透镜组成。通过引入偶次非球面，可以使系统色差和轴外像差得到良好的校正，同时选用后固定组的最后一片透镜充当温度补偿组来调节焦距实现无热化。分析结果表明，该系统结构紧凑，可以在-40～60 ℃温度范围内和60～180 mm焦距范围内连续平滑变焦，并且全程成像质量良好(调制传递函数在20 lp/mm处均大于0。3)，变焦和公差也具有良好的可实现性。

    光学设计红外变焦系统长波红外像质评价

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    基于速度比的光楔扫描轨迹选取方法

    段霖森谢洪波马骏杨磊...
    159-169页
    查看更多>>摘要：基于非近轴光线追迹算法对光楔扫描系统的正向问题进行求解，得到不同速度比下的花瓣形扫描轨迹。根据光楔转速和取样间隔计算轨迹点数，根据轨迹点与坐标原点的距离曲线的极小值点个数计算花瓣数，进而建立由速度比计算花瓣数的关系式。通过轨迹点数和花瓣数评估不同速度比对应的扫描轨迹的扫描时间和覆盖率，总结扫描轨迹与速度比之间的规律，提出三光楔扫描系统获取规则、对称且不存在大片扫描盲区的扫描轨迹时速度比需要满足的条件。所得规律和结论可在光楔扫描系统的应用中合理确定速度比，从而选取满足扫描效率要求的扫描轨迹。

    光学设计光楔非近轴光线追迹花瓣形扫描轨迹速度比

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    超高形状因子的硅基光学平顶滤波器

    廖莎莎吴俊贤
    170-180页
    查看更多>>摘要：提出一种基于绝缘体上硅的具有超高形状因子的光学平顶滤波器方案。该方案采用跑道型微环谐振器(RMRR)辅助非对称马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构，可实现的3 dB带宽为1。94 nm，相应的形状因子1(3 dB带宽与通带内功率下降10 dB时的通带宽度之比)和形状因子2(3 dB带宽与通带内功率下降15 dB时的通带宽度之比)分别为0。96和0。94，纹波因数(通带中最大功率与最小功率的比值)为2。40 dB。此外，分析了由RMRR引入的相移对该平顶滤波器性能的影响，并实验验证了通过调节施加在RMRR上的电压可以有效地调控其输出谱。该方案具有形状因子高、工艺复杂度低、体积小、质量轻、功耗低等优点，可广泛应用于高速光通信网络中。

    光学器件平顶滤波器集成光学跑道型微环谐振器硅光子学

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    基于远场光分布测量微透镜面形误差峰谷值的方法

    唐乐夏良平张满张为国...
    181-187页
    查看更多>>摘要：针对传统微透镜面形测试光路复杂和效率不高的问题，提出了一种基于微透镜远场光斑高效提取环带状面形误差峰谷(PV)值的方法。基于几何光学原理，计算了不同环带误差形成的光斑的分界线位置;建立了环带误差的三维模型，通过仿真不同误差模型下的远场光斑，获得了分界线内外光强比值和环带误差值的对应关系;最后利用微纳加工技术制备出不同环带误差的微透镜阵列，搭建测试光路，通过测试获得了不同环带误差下的光斑能量分布，通过模型计算获得的微透镜环带状面形误差PV值与干涉仪测试结果一致。

    光学器件微透镜远场光斑环带状面形误差光斑能量比

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    基于空芯反谐振光纤的三芯结构宽带耦合器设计

    陈乐陈明阳
    188-195页
    查看更多>>摘要：提出一种基于三芯结构空芯反谐振光纤的太赫兹耦合器。采用有限元分析法对太赫兹光纤的模式特性进行分析，并基于耦合理论得到其耦合特性曲线。仿真结果表明，三芯结构模式具有比单芯结构更低的传输损耗，其耦合长度可通过改变纤芯间隔和隔离包层管的间隙进行调节。采用长度为223。2 mm的三芯结构空芯光纤可以实现插入损耗小于3。5 dB、带宽达到0。52 THz的宽带、均匀分束。

    光学器件空芯太赫兹光纤反谐振模式耦合损耗特性带宽分析

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    基于高阶准离散汉克尔变换的光束整形算法

    余惠丁新辉李大为周琼...
    196-204页
    查看更多>>摘要：针对具有圆对称结构特征的光束，提出了一种基于高阶准离散汉克尔变换的光束整形算法。与传统Gerchberg-Saxton算法相比，相同条件下，该算法能够在较少的迭代次数内实现快速收敛，并大幅节省计算时间(约100倍)，利用该算法设计的衍射光学元件呈圆对称分布，结构简单、更易于加工;此外，设计实验对目标光束整形，验证了该算法的可行性，实验结果光强分布较好，为衍射光学元件的设计和加工提供了重要的指导意义。

    物理光学汉克尔变换光束整形算法Gerchberg-Saxton算法衍射光学元件

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