检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2025年

作者：张馨月杜心雨胡晓阳崔煜杰刘东雨向东刘永基南开大学光电信息技术科学教育部重点实验室现代光学研究所南开大学眼科学研究院

准确测量人眼像差对近视防控有重要作用。在使用夏克-哈特曼波前传感器测量人眼周边视场像差时，需进行相位解包裹和椭圆瞳孔处理。为探究椭圆瞳孔算法的有效性和适用性，基于软件平台建立了人眼波前像差测量系统、自主编写了大视场波... 详细信息

准确测量人眼像差对近视防控有重要作用。在使用夏克-哈特曼波前传感器测量人眼周边视场像差时，需进行相位解包裹和椭圆瞳孔处理。为探究椭圆瞳孔算法的有效性和适用性，基于软件平台建立了人眼波前像差测量系统、自主编写了大视场波前重构程序，得到三种椭圆瞳孔方法的波前重构结果，并与5模拟人眼出瞳处的真实波前进行比对。系统建模及波前重构算法精度良好，0°视场离焦（Z4）、像散（Z5）、球差(Z12)的Zernike系数偏差分别为0.132μm、0.003μm、0.008μm；对已有的大视场相位解包裹方法做出改进，操作更加简便；绘制并分析了三者的PSF及波前图像；定量分析了三种椭圆瞳孔方法的RMS error、J0与真实波前的区别。从重建精度、视觉影响、临床实施三个角度得出结论：小视场下三种方法无明显差异，为操作简便可以选择内切（SC）法；大视场下，为避免信息缺失，应首选拉伸椭圆（SE）法。

关键词：夏克-哈特曼波前传感器波前像差波前重构周边视场

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少模长周期光纤光栅模式转换器及其应用研究

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中国激光 2024年第18期51卷 92-123页

作者：昌文喆刘艳格冯茂王鑫王攀王志南开大学现代光学研究所天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350

少模长周期光纤光栅(FM-LPFG),作为一种与少模光纤高度集成的模式转换器,具有转换效率高、插入损耗小、鲁棒性强、制作简单以及与光纤系统兼容等优点,在光通信系统、多横模激光器、光场调控和光传感等领域都展现出极广阔的应用前景。本... 详细信息

少模长周期光纤光栅(FM-LPFG),作为一种与少模光纤高度集成的模式转换器,具有转换效率高、插入损耗小、鲁棒性强、制作简单以及与光纤系统兼容等优点,在光通信系统、多横模激光器、光场调控和光传感等领域都展现出极广阔的应用前景。本文旨在综述FM-LPFG模式转换器及其应用的最新研究进展。首先,阐述了少模光纤的模式理论基础及长周期光纤光栅的模式耦合与转换机理;随后,对当前FM-LPFG的主要制造方法和特点进行了介绍,重点从高阶、宽带、多通道FM-LPFG的高效激发原理、制备方法及研究进展三方面进行了详尽的总结;最后,探讨了FM-LPFG在结构光产生、少模光纤激光器、光纤传感等领域的应用。随着现代社会对大容量信息传输和处理需求的逐年增长,新结构、高性能、多功能FM-LPFG的研制有望成为新一代光纤无源器件的重要发展方向。

关键词：少模光纤长周期光纤光栅模式转换器

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基于荧光猝灭原理的比率式光纤溶解氧传感器研究

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光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2445-2449页

作者：孟庆阳张红霞赵永昆贾大功刘铁根天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 光电信息技术科学教育部重点实验室(天津大学) 天津300072 微光机电系统技术教育部重点实验室(天津大学) 天津300072

溶解氧浓度的准确测定在医疗应用、海洋监测、工农业生产等领域中,起到至关重要的作用。本篇论文提出了一种比率式光纤溶解氧传感器,以四乙氧基硅烷(TEOS)和正辛基三乙氧基硅烷(Octyl-triEOS)为前驱体的有机改性硅酸盐(ORMOSILs)作为载... 详细信息

溶解氧浓度的准确测定在医疗应用、海洋监测、工农业生产等领域中,起到至关重要的作用。本篇论文提出了一种比率式光纤溶解氧传感器,以四乙氧基硅烷(TEOS)和正辛基三乙氧基硅烷(Octyl-triEOS)为前驱体的有机改性硅酸盐(ORMOSILs)作为载体基质,选用三(4,7-联苯-1,10-邻菲啰啉)二氯化钌(Ru(dpp)_(3)^(2+))为氧敏感染料,选用7-氨基-4-(三氟甲基)香豆素(AFC)为参比染料。吸收光谱表明,氧敏感染料和参比染料可以被中心波长为405nm的光源激发。发射光谱表明,氧敏感染料和参考染料的发射波长没有光谱重叠,因此可以使用比率法测量溶解氧浓度。通过溶胶-凝胶工艺制备的ORMOSILs将氧敏感染料和参比染料固定在塑料光纤端部,从而形成复合氧敏感薄膜,对传感膜的厚度和疏水性进行了表征,传感膜的厚度为569μm,水接触角为81°。将该传感器在水溶液中进行了测试,在光源激发下,氧敏感染料和参考染料在605和490nm处有明显的发射峰,随着溶解氧浓度的增加,氧敏感染料的荧光强度降低,而参比染料的荧光强度稳定在某一数值,通过测量氧敏感染料与参比染料的比率,达到检测氧浓度的目的。采用Stern-Volmer方程对溶解氧浓度和荧光强度比进行线性拟合,该传感器在0~20.05mg·L^(-1)溶解氧范围内,Stern-Volmer拟合度可达98.22%,灵敏度可达0.4334/[O_(2)],从饱和氮溶液到饱和氧溶液传感器的响应时间为12s,从饱和氧溶液到饱和氮溶液传感器的恢复时间为144s,引入非对称因子ASY表明传感时间的不对称性。对传感器的光稳定性和重复性进行了测试,比率式光纤传感器可以克服光源波动,相对单荧光强度传感有更强的稳定性。

关键词：荧光猝灭原理钌络合物激发光谱比率式光纤传感器溶解氧有机改性硅酸盐

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基于电控光学采样的飞秒激光距离测量系统

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光学学报 2023年第3期43卷 78-85页

作者：薛睿武子铃董佳琦胡明列宋有建天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室天津300072

基于电控光学采样原理开展了飞秒激光飞行时间绝对距离测量的实验研究。电控光学采样技术使用两台重复频率锁相的飞秒激光器,分别作为信号激光器和本地振荡器。在本地振荡器的谐振腔内插入电光调制器并施加方波调制,实现了可控、高效的... 详细信息

基于电控光学采样原理开展了飞秒激光飞行时间绝对距离测量的实验研究。电控光学采样技术使用两台重复频率锁相的飞秒激光器,分别作为信号激光器和本地振荡器。在本地振荡器的谐振腔内插入电光调制器并施加方波调制,实现了可控、高效的等效时间采样,采样速度由电光调制器的调制频率决定。基于这一采样原理开展脉冲飞行时间绝对距离测量实验。选用一对重复频率约为158 MHz的被动锁模光纤激光器作为光源,对固定目标进行单次测量的最大更新速率可达到200 kHz,经过4100次单次测量平均后,测距精度可达到16.7 nm。在此基础上,测量了硅基微机械器件中深度约为67.6µm的微槽。

关键词：测量飞秒脉冲电控光学采样飞行时间绝对距离测量

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电离辐射调控二维材料物性的机理与应用(特邀)

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光子学报 2024年第10期53卷 22-40页

作者：高腾腾钱文启刘海毅王雪盈刘芳汛林思涵齐鹏飞南开大学现代光学研究所天津300350 天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350

在后摩尔时代,二维材料因其在高性能光电集成器件中的潜力而成为研究的焦点。尽管这些材料展现出优异的物理性能,但其在极端环境下的稳定性和可靠性,尤其是电离辐射对其性能的影响,仍是一个未被充分解决的问题。深入探讨了电离辐射对二... 详细信息

在后摩尔时代,二维材料因其在高性能光电集成器件中的潜力而成为研究的焦点。尽管这些材料展现出优异的物理性能,但其在极端环境下的稳定性和可靠性,尤其是电离辐射对其性能的影响,仍是一个未被充分解决的问题。深入探讨了电离辐射对二维材料微观结构和物性的影响,揭示了辐射引起的缺陷和掺杂如何改变材料的电学、光学和机械特性。强调了辐射类型和能量在决定二维材料器件性能中的重要性,指出适当的辐射参数可以提升材料性能,而过量辐射则可能导致性能下降。通过精确控制辐射参数,可以实现对二维材料性能的有效调控。还详细讨论了辐射处理后的二维材料在光刻和光传感等技术领域的应用,并对未来在空间探索、能源和国防等领域的应用前景和挑战进行了展望。

关键词：二维材料电离辐射微观结构调控光学性能调控

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基于太赫兹光谱的物质检测研究进展(特邀)

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光子学报 2024年第10期53卷 41-50页

作者：王佳辰刘凯迪孙陆南开大学现代光学研究所天津300350 天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350

近年来,太赫兹光谱因其独特的生物安全性、指纹光谱性和良好的穿透性等特性而受到广泛关注。介绍了近几年太赫兹光谱技术在物质检测方面的研究进展,首先介绍了太赫兹光谱技术的基本原理,然后概述了太赫兹光谱技术在气体物质、固体物质... 详细信息

近年来,太赫兹光谱因其独特的生物安全性、指纹光谱性和良好的穿透性等特性而受到广泛关注。介绍了近几年太赫兹光谱技术在物质检测方面的研究进展,首先介绍了太赫兹光谱技术的基本原理,然后概述了太赫兹光谱技术在气体物质、固体物质和液体物质中的检测应用。最后,对太赫兹光谱技术在物质检测中的发展趋势进行了展望。

关键词：太赫兹光谱物质检测气体传感生物医学氢键

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二维TMDs激子光电特性的主动调控研究进展

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中国激光 2024年第18期51卷 4-20页

作者：钱文启刘海毅高腾腾王雪盈刘芳汛林思涵齐鹏飞南开大学现代光学研究所天津300350 天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350

二维过渡金属硫化物(TMDs)作为后摩尔时代战略性新材料,以其激子偶极矩强度大、线宽窄、无序性低和束缚能高等特性,在克服处理速度与集成度瓶颈的光电信息融合领域中展现出巨大潜力,因此室温低维激子物理与器件被广泛关注。深入探讨多... 详细信息

二维过渡金属硫化物(TMDs)作为后摩尔时代战略性新材料,以其激子偶极矩强度大、线宽窄、无序性低和束缚能高等特性,在克服处理速度与集成度瓶颈的光电信息融合领域中展现出巨大潜力,因此室温低维激子物理与器件被广泛关注。深入探讨多种主动调控TMDs激子光致发光的方法,研究表明:通过声表面波(SAW)、粒子辐照、探针诱导及相变调控等技术优化激子动力学,可以显著提升器件光电性能。同时讨论二维激子主动调控在光电子学和光传感等领域中的应用,展望激子器件未来发展方向及挑战。

关键词：二维材料激子过渡金属硫化物主动调控

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太赫兹超分辨近场成像方法研究综述

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光学学报 2023年第6期43卷 1-15页

作者：张泽亮齐鹏飞郭兰军张楠林列刘伟伟南开大学现代光学研究所天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350

受衍射极限的限制,传统太赫兹成像分辨率在毫米量级,无法满足目前前沿研究向微纳米尺度发展的主要趋势。高时空分辨率太赫兹成像技术成为当下太赫兹领域最重要的研究热点之一。近场太赫兹成像技术是实验中将太赫兹成像分辨率提升至微纳... 详细信息

受衍射极限的限制,传统太赫兹成像分辨率在毫米量级,无法满足目前前沿研究向微纳米尺度发展的主要趋势。高时空分辨率太赫兹成像技术成为当下太赫兹领域最重要的研究热点之一。近场太赫兹成像技术是实验中将太赫兹成像分辨率提升至微纳米量级的重要方法。介绍了近场太赫兹成像技术的基本原理,详述了多种近场太赫兹成像技术的发展历程与技术路线,从时空分辨能力、频谱分辨能力、成像质量、成像信噪比和适用场景等多个角度分析并总结了各种近场太赫兹成像技术的优势和不足。最后,讨论并展望了太赫兹超分辨成像未来的发展趋势。

关键词：成像系统太赫兹技术超分辨太赫兹成像太赫兹近场成像

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超短脉冲激光精细加工纤维增强树脂基复合材料的研究进展

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复合材料学报 2023年第5期40卷 2465-2479页

作者：李遥遥侯新富何光宇王明伟南开大学现代光学研究所天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350

纤维增强树脂基复合材料具有轻质量、高强度、耐腐蚀和抗疲劳等优点,被广泛地应用在航空航天、风电及汽车等领域。然而纤维树脂复合材料是各向异性的非均质材料,属于典型的难加工材料,现有的加工技术存在热影响区过大、分层、起毛等问题... 详细信息

纤维增强树脂基复合材料具有轻质量、高强度、耐腐蚀和抗疲劳等优点,被广泛地应用在航空航天、风电及汽车等领域。然而纤维树脂复合材料是各向异性的非均质材料,属于典型的难加工材料,现有的加工技术存在热影响区过大、分层、起毛等问题,成为航空航天工业领域的精密加工技术瓶颈。超短脉冲激光加工作为一种新型加工技术,具有无热传递、不受物质种类限制、微小尺度、可控性强、非接触等优点,有望实现纤维复合材料的精细加工。本文在介绍目前激光加工纤维复合材料研究工作的基础上,讨论了超短脉冲激光加工以碳纤维增强树脂基复合材料为主的纤维复合材料的作用机制和提高加工质量的几种方法,指出了以突破航天工业高精度加工技术瓶颈为目的的超短脉冲激光精细加工纤维增强树脂基复合材料的研究方向、内容和科学问题,为后续实现符合航天工业高精度及大尺度要求的精密加工提供了技术路线和可能的解决方案。

关键词：超短脉冲激光纤维增强树脂基复合材料热影响区微加工冷切削

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基于深度学习的视网膜OCT图像无监督去噪方法

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光学学报 2023年第20期43卷 115-125页

作者：吴广义袁卓群梁艳梅南开大学现代光学研究所天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350

以散斑噪声为主的噪声干扰严重影响视网膜光学相干层析(OCT)图像质量。深度学习是一种有效的去噪方法。但对活体成像而言,其很难获取多帧配准的真值图像,这影响了监督学习方法的效果。提出一种无监督深度残差稀疏注意力网络用于视网膜OC... 详细信息

以散斑噪声为主的噪声干扰严重影响视网膜光学相干层析(OCT)图像质量。深度学习是一种有效的去噪方法。但对活体成像而言,其很难获取多帧配准的真值图像,这影响了监督学习方法的效果。提出一种无监督深度残差稀疏注意力网络用于视网膜OCT图像去噪,并分别从视觉评价和数值评价两方面与传统的三维块匹配滤波去噪算法和经典的深度学习去噪网络进行对比。研究了监督学习与无监督学习策略下3种卷积神经网络的去噪性能,并利用公开的视网膜OCT图像数据集进行泛化能力测试。实验结果表明:所提算法的视觉评价和数值评价均具有良好的降噪效果,可以实现视网膜OCT图像高质量降噪,具有较强的泛化性,而且与监督学习相比,无监督学习在数据集不充分时仍能获得较好的降噪性能,可以有效地辅助医生进行准确高效的临床诊断。

关键词：光学相干层析技术视网膜图像去噪深度学习无监督学习

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