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期刊信息/Journal information
激光与光电子学进展
激光与光电子学进展

范滇元

月刊

1006-4125

lop@siom.ac.cn

021-69918222

201800

上海市嘉定区清河路390号（上海市800-211信箱）

激光与光电子学进展/Journal Laser & Optoelectronics ProgressCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中科院上海光学精密机械研究所和国家惯性约束聚变委员会联合主办。旨在关注科技发展热点，报道高新技术前沿，追踪科技研发动态，介绍科学探索历程；展示最新科技产品，汇萃时尚科技讯息。
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    基于V形硅的薄膜铌酸锂波导模式转换器

    张程徐银董越张博...
    443-450页
    查看更多>>摘要：模式转换器承担着波导基模到高阶模的转换任务，是片上多模光传输、模分复用传输的重要器件。基于薄膜铌酸锂平台，提出一种利用V形硅阵列的薄膜铌酸锂波导模式转换器，转换结构主要包括沿光传输方向排布的V形硅阵列，位于薄膜铌酸锂波导顶部。基于上述结构进行详细的设计与优化分析，在中心波长为1550nm、转换长度仅为11 μm的情况下，实现了输入TE0模到输出TE，模的高效转换。模式转换效率为96。8％，串扰为-28。6dB，插入损耗为0。78dB。进一步对转换结构进行横向扩展，实现了输入TE0模到输出TE2模的高效转换。模式转换效率为91。3％，串扰为-14。3dB，插入损耗为1dB。若继续扩展，可获得其他高阶模。本器件及设计方法有望在薄膜铌酸锂波导多模光传输方向发挥优势，推动薄膜铌酸锂光子集成器件及回路的发展。

    集成光学集成光器件光波导铌酸锂微光学器件

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    AlGaN基深紫外LED新型透明电极芯片及阵列器件消毒效率研究

    林泽锋余路成周其程蔡叶杭...
    451-458页
    查看更多>>摘要：2019年新冠疫情席卷全球，给人类社会带来了巨大的影响和经济损失。AlGaN基深紫外发光二极管(DUV-LED)作为新型高效消杀器件，引起了学术界广泛的研究，其中，深紫外透明电极对提升深紫外LED的光电性能至关重要。采用一种新型的高透明度(＞90％)铜基核壳结构金属纳米丝(Cu@metal NSs)电极，实现深紫外LED光输出功率近一倍的提升。基于深紫外LED的阵列排布及配光优化，集成制造了 180 mW深紫外LED消毒灯模组，经生物实验验证，对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的灭活率大于99。99％。更重要的是，高功率消毒器械对新型冠状病毒表现出大于99。9％的灭活性能。本工作有望推动未来新型结构的深紫外发光器件制造及其高效消杀应用。

    深紫外发光二极管透明电极金属纳米丝杀菌消毒效率

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    一种可重构微波光子混频器的设计与研究

    韩一石李贤钟永明曾昶盛...
    459-465页
    查看更多>>摘要：提出一种可重构微波光子混频器的设计与研究方案，该方案仅通过改变驱动信号和直流偏置电压，即可重构生成线性调频信号、变频信号或移相信号。其中，生成的线性调频信号具有三个波段，带宽最高可提高四倍;上、下变频信号可同时生成;获得的移相信号相位可在0～360°连续调谐。仿真结果表明，该方案可生成频率11 GHz和带宽2 GHz、频率18 GH和带宽4 GHz，以及频率29 GHz和带宽2 GHz的线性调频信号，脉冲压缩性能良好;可同时生成频率32 GHz的上变频信号以及8 GHz的下变频信号，电杂散抑制比高于30 dB;亦可生成0～360°相位连续可调的移相信号，且功率波动在0。1 dB以内，系统的无杂散动态范围达到114。1dB·Hz2/3。

    光通信微波光子混频线性调频移相

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    双轴锥镜光束变换分析

    田丽楼宇丽刘思齐
    466-473页
    查看更多>>摘要：基于轴锥镜和瑞利-索末菲矢量衍射理论，对无衍射光的产生及产生后的光场进行详细的理论分析。采用数值模拟对两束无衍射光的空间光场分布和轴上光强分布曲线进行仿真，基于锥镜加工工艺，对锥镜的锥角和第一、第二轴锥镜出射后的光束进行光场分析。结果表明:当第一轴锥镜的锥角小于第二轴锥镜时，出射光束在干涉重合区的光强为两部分光场的耦合叠加，并产生新的无衍射光束;反之，出射后的两束无衍射光不重合，继续保持各自的无衍射特性。其次，出射光束沿垂直于传输方向上的横截面上呈同心圆环分布，且同心圆环的半径随传输距离的改变而改变。从理论和模拟上均实现了两束无衍射光束的强度分布、光束分布及圆环环径的可调，这对无衍射光束应用于大尺度空间精密测量、粒子微操纵等领域具有重要的指导意义。

    矢量衍射理论双轴锥镜无衍射光圆环的半径

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    偏心时空双光涡旋和三光涡旋的数值仿真

    叶东宋华青林百川李俊瑶...
    474-480页
    查看更多>>摘要：时空光涡旋由于其携带横向轨道角动量这一独特的性质引起研究人员的广泛关注，与普通涡旋光束相比，其能提供额外的自由度，这标志着对光场调控的水平能够达到更高的层次。以同时在时空域和空域均携带螺旋相位的时空-空域光涡旋为基础，数值模拟了时空-时空光涡旋和时空-时空-空域光涡旋。通常根据时空光涡旋中不同光涡旋之间共心的情形，通过引入参量来调控时空域光涡旋中心的位置，从而达到不同光涡旋之间不共心的目的，并数值模拟了偏心双光涡旋和偏心三光涡旋这两种物理模型。本研究丰富时空光涡旋的模式，并为其后续研究提供理论基础。

    超快激光轨道角动量时空涡旋空间涡旋螺旋相位

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    自发辐射放大的量子随机数快速后处理方法

    童启夏胡莹莹何德勇韩正甫...
    481-485页
    查看更多>>摘要：在实用化的高速量子随机数产生器的应用中，使用Toeplitz矩阵作为后处理方法提取量子随机数随机性已成为一种主要的技术路线。然而，Toeplitz矩阵更适合于硬件计算而不适合软件运算，通常需要搭建专门的现场可编程门阵列(FPGA)电路才能进行快速运算。基于自发辐射放大(ASE)的量子随机产生器，提出一种基于简单哈希函数的快速后处理方式。这种方式的时间复杂度仅为O(N)，小于Toeplitz矩阵的O(MogN)，并且相对另一种常用的后处理方法，最低有效位(LSBs)后处理，具有更高的随机数提取效率。实验中由所提后处理方法计算得到的随机数已通过美国国家标准与技术研究所(NIST)随机性检测。

    量子随机数自发辐射放大哈希函数后处理方法随机性检测

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    量子行走波-粒相干叠加

    李硕张融
    486-495页
    查看更多>>摘要：通过理论计算与量子计算模拟机模拟两种方法研究了波-粒量子行走的演化过程与性质。通过量子控制操作使量子行走中的行走者处于相对相位的波-粒相干叠加态。利用后选择操作实现了量子行走以相干和混合两种不同方式，从多路径相干的波的状态到无相干的粒子的状态的连续调控。由于量子的干涉性，相干和混合两种方式存在本质的区别，通过位置方差对两种方式的具体特征进行刻画。最后通过量子计算模拟机模拟了波-粒量子行走的演化过程。当行走者处于波-粒相干态时，通过一次测量能够同时观测到两个完全不同的性质。通过调节波-粒相干态的相对相位，可以实现对行走者扩散速率的控制。

    量子行走相干叠加态量子调控量子模拟

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    大相对孔径激光测距接收光学系统及杂散光抑制

    周星宇孙亮潘俏吴绍龙...
    496-504页
    查看更多>>摘要：为解决目前激光测距接收光学系统存在的难点，即系统在具有充足进光量的同时又要保证其低制造成本和轻小型化，基于拉格朗日不变量理论分析设计了一种大相对孔径接收光学系统。系统采用6片式伽利略型标准球面镜，使用光敏面直径为0。5 mm的雪崩光电二极管(APD)探测回波光信号，优化后的系统入瞳直径为50 mm，相对孔径为1∶0。9，系统总长为114。9 mm，拉格朗日不变量为125 mrad·mm，获得了较为充足的进光量的同时满足低成本小型化要求。为降低杂散光的影响，进一步设计了遮光罩及镜筒栅栏结构。杂散光模拟追迹结果表明，系统在20°～85°离轴角视场外的杂散光抑制可以达到激光测距系统要求。在接收光学系统拉格朗日不变量为125 mrad·mm的前提下，激光测距系统的测距量程在加入光学系统后综合提升了 21倍，表明该接收光学系统具有较大应用价值。

    激光测距光学设计拉格朗日不变量大相对孔径杂散光分析

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    基于运动预测的改进激光里程计

    秦正高向川陈政康录一凡...
    505-513页
    查看更多>>摘要：针对室外大范围建图场景中激光里程计输出的运动轨迹漂移问题，在仅使用激光雷达构建里程计条件下，基于正态分布变换提出一种连续运动预测算法来提高点云匹配初始值估计精度，然后在点云匹配时使用帧与局部地图匹配代替帧间匹配，有效抑制了运动轨迹的漂移。仿真中采用Kitti数据集的2个不同场景进行验证，结果表明:所提的激光里程计改进算法，分别使运动轨迹的全局平均误差降低了 27。93％、36。66％，其中三维运动轨迹竖直方向(Z轴)上的偏移最大值分别降低了 70。29％、82。52％。所提的改进激光里程计有效抑制了运动轨迹漂移。

    激光里程计正态分布变换点云匹配运动预测

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    核壳结构粒子与群粒子光学散射特性研究

    毛前军杨开雁
    514-521页
    查看更多>>摘要：为探究近红外波段下气溶胶粒子的散射特性，基于离散偶极子近似法，对黑碳和硫酸盐气溶胶内混合核壳结构粒子及同种气溶胶粒子的2种假设结构的光学散射特性进行研究。编译构建以黑碳为核、硫酸铵为壳的核壳结构粒子模型，模拟计算特定入射方向的入射波长(875、1020、1640、2000 nm)下粒子的消光效率因子、散射效率因子、吸收效率因子、不对称因子及单次散射反照率随有效粒径的变化。数值计算结果表明:在同一入射波长下，随着有效粒径的增大，单核核壳粒子、二核团簇粒子、三核团簇粒子的消光、散射、吸收效率因子主要呈先增后减趋势，且3种粒子的散射、消光效率因子相差不超过10％。随着核粒子数增加，粒子结构半径增大，效率因子峰值后移。在4个波长下，多核团簇粒子的不对称因子平均比单核核壳粒子大0。1777、0。1960、0。2900和0。3131，而2种多核粒子的不对称因子平均仅相差0。096。在有效粒径相同的情况下，单核核壳粒子的单次散射反照率基本高于多核粒子，波长越大差异越明显。该研究结果可对复杂大气环境下气溶胶粒子的光学散射特性、污染物及气候效应监测等领域的分析提供一定的参考价值。

    红外波段气溶胶粒子核壳粒子离散偶极子近似法散射与吸收

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