光学发展与社会进步

 人从降生开始，光就伴随其一生。宇宙的发展也跟光的发展紧密联系在一起。光学的发展过程是人类认识客观世界进程中的一个重要组成部分，是不断揭露矛盾和解决矛盾，逐渐从不确切认知走向确切认知的过程。光学确实是无处不在的，太阳能的利用，蓝光的发光，激光的焊接和切割，电影的放映，光纤通信，光合作用，X光的应用和显微镜的应用等等。光学仪器已在人们日常生活中起着无可替代的作用。列举一个最熟悉的例子，我们每天都在使用的手机就使用了三十多项光学的技术：光学玻璃、激光切割光滑的玻璃表面、激光打标、OLED和液晶显示、挡光版、背光照明、实现彩色的偏振片和滤光片、增加清晰度的增透膜、照相的镜头、成像的CCD、芯片的制造、光刻技术的应用、通过光纤进行信息的传输、蓝牙无线红外通信、光纤传感和投影等。今天，我们将从光的过去、现在和未来几个方面来探讨光对我们的生活所起到的至关重要的影响。     

第三届国际光电子、光学薄膜、激光技术展览会通知

第三届国际光电子、光学薄膜、激光技术展览会将于 2 0 0 2年 8月 2 72 9日在上海国际会议中心举办 ,本次展会旨在为光电企业提供一个巨大的舞台 ,结识更多的海内外同行和客户。我们热忱欢迎您积极参加展示、洽谈与交流活动 ,共同推动我国光电子、光学薄膜、激光产业的发展。展品范围 :(一 )电子设备1光输入设备和输出设备 ;2光传送设备 ;3光学测试设备 ;4光纤敷设设备 ;5光学传感器。(二 )光学薄膜1制造高精度光学薄膜先进设备 ;2光电产业的光学薄膜产品 ;3未来光学薄膜新的生长点。(三 )激光工业应用机1激光加工机 (用于打孔、焊接、切割…     

光纤传输调Q铥激光微外科手术刀切割生物软组织实验研究

为了评估光纤传输波长为2.013μm的调Q铥激光作为微外科手术刀的可行性,研究200μm芯径的光纤传输频率为1kHz、脉宽为400~1400ns的调Q铥激光在不同能量和不同切割速度条件下切割新鲜猪肾组织的性能。采用专业相机拍摄组织切割后的切割线形貌,光学显微镜拍摄组织切片凹坑形貌,使用科学图像分析软件测量凹坑形貌参数,数据统计分析软件分析实验数据。结果表明相同能量条件下切割速度越大,切割效果越不明显。相同切割速度时,激光脉冲能量越大切割效果越明显。光纤传输高频调Q的铥激光可期望作为微外科手术刀在临床上得到应用。     

激光脉冲整形在微纳光学系统中的应用研究进展

通过对激光脉冲频谱的相位、振幅或偏振进行调制,可以获得不同时域分布的激光脉冲。这些特性不同的激光脉冲在物理过程和光学器件研究中具有重要的应用。随着光发射电子显微镜、超灵敏探测光谱仪、扫描近场显微等技术的发展,激光脉冲整形技术在微纳米光学中的应用日益深入。总结了近年来激光脉冲整形与测量技术的发展,综述了激光脉冲整形在近场光学、光发射电子显微镜、单分子光谱中的应用研究进展。     

高功率掺铥光纤激光器及其在生物组织切割中的应用EI北大核心CSCD

搭建了一个连续波高功率掺铥光纤激光器,并进行了生物组织切割研究。利用自制光纤光栅搭建了线形腔掺铥光纤激光种子源,种子源输出波长为1941.10 nm,光信噪比为75 dB,50 min内的波长抖动和功率抖动分别小于0.04 nm和0.265 dB,斜率效率和最大输出功率分别为5.6%和186 mW。基于主振荡功率放大结构,分别搭建了前置光放大器和主光放大器,两放大器的斜率效率分别为14.3%和35.86%,经过两级放大后得到21.9 W的激光输出。利用经光束整形后的激光光束进行了生物组织切割实验。设计了多组实验观察该激光器在不同功率和移动速度情况下,切割深度的变化情况。实验表明该掺铥光纤激光器具有良好的切割作用,在生物医学领域具有应用潜力。     

高性能反谐振空芯光纤导光机理与实验制作研究进展

传统实芯光纤无法克服材料本身固有的非线性、色散、瑞利散射、光照损伤等缺陷,微结构空芯光纤有望解决这些本征性问题,可以为高功率激光、非线性光学、生物光子学、量子光学、光纤传感、光通信等应用提供一个理想而方便的媒介.在技术实现的道路上存在着光子禁带空芯光纤和反谐振空芯光纤两种选项.后者具有宽带导光和高激光损伤阈值等优点,但是一直受困于较高的传输损耗.这一情况随着最近几年人们对反谐振导光机理和光纤制作技术研究的快速推进正在逐渐发生转变.本文回顾了我们团队五年来开展的系统性的理论和实验工作,介绍了一套直观的可定量计算的反谐振导光机制理论,展示了最新研制的高性能光纤.通过合理利用光纤结构中的局域性和全局性特征,突破了半解析计算反谐振空芯光纤限制损耗的难题;通过对光纤拉制条件的精密控制,制作出了紫外到中红外波段的各型光纤;并对进一步提高光纤性能和在此基础上的更丰富的光学应用研究进行了展望.     

激光在基础科学研究上的应用

激光具有一系列自然光和人造光所不具备的优异性能,激光技术是２０世纪发展最快的科技领域之一．将激光技术应用到基础科学研究领域,现已取得了许多重要的研究成果． 一、非线性光学 激光技术出现后,为光学研究提供了具有时间、空间高度相干性的高强度光源,为开展非线性光学的研究创造了条件．非线性光学研究的对象是在强光作用下物质的响应与场强呈现的非线性关系．非线性光学过程已给人们提供了各种器件,它们可用于半导体激光器、光计算机、波导、图像处理、图像识别、集成光学等．许多非线性光学元件已用于光信号的开关和控制．非线…     

远场光钳与近场光钳的发展

以经典光学为基础的光钳技术(又称"光镊")在生物、物理和化学等领域得到了广泛的发展和应用,但是该技术受到高倍显微物镜的尺寸和光学衍射极限等多种因素的制约,从而限制了其进一步发展。而远场光纤光钳和近场光钳技术,从不同方面克服了传统光钳的局限。回顾了传统光钳、远场光纤光钳和近场光钳的发展,着重讨论了各种方法的工作原理、实验方法和技术性能,对这几种光钳技术进行了深入地总结和细致地比较。     

变换物理学——原理与应用

变换光学(Transformation Optics)可以使几何空间上的变化转移到非均匀光学超材料的光学参量的变化上。光学隐身就是其中典型的例子,就在几年前人们还认为这是不可能的。为了制备光频段、宽带、偏振不敏感、三维的光强、相位隐身材料,利用激光直写结合受激辐射耗尽技术,可以突破传统的衍射极限。这种变换的思想同样可以应用到其他领域,如力学(确切地说,弹性动力学)和热力学。还讨论了相关的实验过程和研究结果。     

塑料光学纤维及其最近发展

现在,光学纤维已广泛地用于在工业、农业、国防、科研、医疗卫生等各个领域,作为光和图像极好的传输变换元件。特别在自动控制系统,信号显示以及温度、光照、压力、电磁场、湿度等的检测中作为敏感元件使用,在激光通讯中预计用量更大。随着光纤应用方面的不断扩大,对光纤性能要求更加苛刻,这就进一步促进了光纤本身更加深入的研究。     

“现代几何光学”特点简介及体会

“现代几何光学”特点简介及体会易明（南京大学物理系，南京２１０００８）１《现代几何光学》产生的时代背景自激光出现以及电脑发展以来，激光技术、光纤通讯、集成光学、ＧＲＩＮ光学（ＧｒａｄｉｅｎｔＩｎｄｅｘＯｐｔｉｃｓ──变折射率光学）的发展，各种光声电信...     

光纤白光干涉技术的回顾与展望

光纤白光干涉技术与方法是光纤技术领域中独具特色的一种测量方法和传感技术,是光纤技术多领域交叉应用中较为有代表性的一个分支.该项技术在宽谱光干涉特性研究、绝对形变光纤传感测量、光波导器件的结构及其对光波反射特性参量的检测、光纤陀螺环中光偏振态横向耦合测量与评估以及医学临床诊断的组织结构形态的光学层析技术等方面,都具有广泛...     

基于综合光学调制技术的光纤无线双向通信系统设计

提出并研究了一种使用单光源的光纤无线双向传输系统.该系统只需在中心站配置一个可调谐激光器,以产生频率恒定的激光光源,通过综合光学调制(频率调制、强度调制)技术将基带信号调制到光载波上,最终形成60 GHz毫米波下行信号;同时,相同的光我波在基站被重用,作为上行链路传输光源.系统结合光载波重用技术和综合调制技术特点,合理...     

强光铸利剑 创新育尖兵——国防科技大学光电科学与工程学院简介

学院现有1个博士后流动站(光学工程)、1个一级学科博士点(光学工程)、2个二级学科博士点(物理电子学、声学)、2个本科专业(军用光电工程、光信息科学与技术)。光学工程一级学科是国家重点建设学科,经过几十年的发展积淀,凝炼了在国内具有明显特色的高能激光技术、激光陀螺技术、光纤传感技术、光电仪器与测控技     

生物医学领域中超连续激光光谱技术的研究进展

超连续谱激光指的是当泵浦激光穿过特殊光波导时,一系列的非线性效应引起入射激光束的光谱展宽,从而输出宽光谱激光束。随着超快激光和光子晶体光纤技术的发展,利用超短脉冲在光子晶体光纤中的传播链产生相干的且亮度高的超连续谱激光成为了一种理想的白光源。自从超连续谱激光源投入应用以来,其应用领域越来越广。尤其在生物医学的细胞、血液等样品分析当中,荧光光谱学、流式细胞仪、共焦显微、光学相干层析等技术都是强有力的分析工具,在采用这些先进技术的科学仪器中,超连续谱激光源成为了一种主要光学部件。首先对超连续谱激光源的国际研究进展作了详细介绍,然后对超连续激光光谱技术在显微成像、流式细胞仪、荧光寿命成像显微、荧光共振能量转移、光学相干层析、共焦显微生物医学分析等生物医学领域中的发展及应用作了综合阐述。对超连续激光光谱技术在非接触式血液制品鉴别的需求、方案及研究进展进行了重点论述,包括覆盖400～2 000 nm光谱范围的光纤化轻型超连续谱激光光源研究;采用超连续谱激光光谱方法探索不同物种血液的种属特征;根据大数据的血液样品光谱特征元数据库分析建立数学模型,利用数学模型实现对血液样品种属光谱学判定;血液鉴别光谱分析便携式整机系统研发等。对超连续激光光谱技术在生物医学领域的应用前景作了展望。     

影响近场光纤探针传输效率的若干因素

近场光学技术在高分辨率成像、光谱探测和纳米加工等领域有广泛应用,而光纤探针是其中一个关键部件.如何提高光纤探针的传输效率是近场光学技术应用中的一个重要问题.本文采用三维时域有限差分方法,计算了锥形有孔探针的传输效率,分析了锥角、针尖孔径、波长和金属层厚度等因素对光纤探针传输效率的影响,并比较了裸光纤探针和有金属涂层的光...     

一个新兴的近代光学分支——集成光学

集成光学是六十年代末期,在集成电子学和激光技术的基础上发展起来的一门新兴学科,是一门与光学、电子学和固体物理有关的交叉学科．集成光学主要是研究有关集成光路的理论、制造和应用．集成光路就是采用类似半导体集成电路那样的技术把一些光学元件（如激光器、光波导、耦合器、调制器、光开关、探测器等）以薄膜的形式集中在同一衬底上,构成一个具有独立功能的微型光学系统,如图１所示．为理解上图中各部件的作用,我们?...     

运用泵浦耦合器和飞秒刻蚀光栅制作的全光纤化掺铥光纤激光器(英文)

全光纤化掺铥光纤激光器作为光学参量振荡器的泵浦源,可以实现3～5μm激光输出,在激光雷达和光电对抗领域有着极为重要的应用前景.本文运用全国产化的泵浦光耦合器和双包层掺铥光纤实现了全光纤化掺铥光纤激光器.该光纤激光器采用自制的光纤布喇格光栅作为反射腔镜,增益光纤采用水冷的方式.光纤布喇格光栅通过45fs、800nm的飞秒脉冲光和相位掩模板直接在双包层掺铥光纤上刻蚀得到,泵浦光通过泵浦光耦合器的一端耦合进入增益光纤,产生的激光由泵浦光耦合器的另一端输出.输出激光的最高功率达到22.2W,激光波长为1.96μm,斜率效率约为37%,激光线宽为72.4pm.     

级联掺Yb增益光纤提高拍频信号信噪比的实验研究

飞秒光学频率梳的出现使对未知激光的绝对频率测量成为可能,极大地简化了激光绝对频率的量值溯源和比对工作.为了保证测量数值的准确性,飞秒光学频率梳与未知激光的拍频信号fb的信噪比要求大于30 d B.针对碘稳频532 nm激光绝对频率测量的特定需求,以532 nm激光的基频光1064 nm激光的绝对频率测量为着眼点,本文采用303 MHz重复频率的掺Er光纤光学频率梳,首先通过激光放大和光谱展宽技术使光谱覆盖到1μm波段,然后采用级联掺Yb增益光纤技术,将扩谱后1μm波段的激光功率进行放大,提高了掺Er光纤光学频率梳扩谱后1μm波长附近的激光强度.采用碘稳频532 nm激光的基频光作为待测光源与飞秒光学频率梳进行拍频.实验表明,与未经过光谱增强的激光相比,光谱增强后的激光与1064 nm激光拍频信号的信噪比提高了5 d B,保持在35 d B附近.该技术有效地缓解了采用掺Er光纤光梳测量1064 nm激光绝对频率时对直接扩谱所获得的1μm波长激光的强度要求.     

基于深度学习的光纤超短脉冲啁啾放大研究

全光纤超短脉冲啁啾放大技术在激光技术和超快光学领域备受关注。针对传统数值方法分析光纤中超短脉冲啁啾放大过程存在计算量大、效率低等问题,采用深度学习方法开展全光纤超短脉冲啁啾放大过程建模研究。首先分析脉冲啁啾参量等参数对超短光脉冲传输过程的影响。预训练设计的深度神经网络模型,分析网络对不同初始脉冲啁啾参量的预测精度,进一步探索了不同初始脉冲半峰全宽、峰值功率和啁啾参量等复杂情况下网络的泛化性及预测精度。本研究拓宽了数据驱动方法在激光行为预测方面的应用,为光纤中超短脉冲的特性研究提供了新思路。