检索结果-内蒙古大学图书馆

中国激光 2022年第15期49卷 93-100页

作者：黄杰梁贻智仲晓轩金龙关柏鸥暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信技术重点实验室广东广州510632

光纤光声成像技术利用光纤传感器来探测由激光脉冲在生物体内激发出的超声波,从而实现对目标组织成分的高对比度成像。光纤超声传感系统的噪声特性是成像信噪比的决定性因素之一,本研究团队详细分析了超声敏感元件——正交双频光纤激光... 详细信息

光纤光声成像技术利用光纤传感器来探测由激光脉冲在生物体内激发出的超声波,从而实现对目标组织成分的高对比度成像。光纤超声传感系统的噪声特性是成像信噪比的决定性因素之一,本研究团队详细分析了超声敏感元件——正交双频光纤激光器与光放大器、光电探测器及数据采集模块等各环节对噪声的贡献,同时分析了系统噪声、拍频信号功率和频率噪声与光功率(或者光电流)之间的关系。研究结果表明,通过光放大器提升注入光探测器的光功率能够显著提升光纤传感系统的信噪比,当注入光探测器的光功率达到10 mW以上时,拍频信号频率抖动的均方值可由74 kHz降低到44 kHz,在50 MHz带宽内提供的噪声等效声压由32.9 Pa降低到19.5 Pa,信噪比提升4.5 dB。进一步,本研究团队基于光纤超声传感器构造了光纤光声显微镜,并采用该显微镜对小鼠耳部血管进行活体成像,结果发现提升信号光功率能够显著增强图像的信噪比。

关键词：医用光学光声显微成像光纤超声传感器噪声特性

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光纤光声血氧饱和度测量与功能成像

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光学学报 2022年第20期42卷 125-134页

作者：付武兵梁贻智仲晓轩黄杰金龙关柏鸥暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信技术重点实验室广东广州510632

光声功能成像利用动静脉血在光学吸收谱上的差异,通过多波长光声激发与探测来获得生物组织内血氧饱和度的空间分布,为医学研究与疾病诊断提供了重要的功能信息。受限于压电传感器的超声探测灵敏度,小型化光声成像技术的血氧饱和度测量... 详细信息

光声功能成像利用动静脉血在光学吸收谱上的差异,通过多波长光声激发与探测来获得生物组织内血氧饱和度的空间分布,为医学研究与疾病诊断提供了重要的功能信息。受限于压电传感器的超声探测灵敏度,小型化光声成像技术的血氧饱和度测量误差大,功能成像能力难以满足医学需求。针对这一问题,提出利用分布反馈布拉格光纤激光器作为敏感元件对微弱光声信号进行探测,利用两正交激光模式之间的拍频来读取超声引起的扰动。通过光学放大有效克服激光器的频率噪声,从而获得活体脑组织和直肠内壁血管的高空间分辨率的功能成像结果。

关键词：医用光学光声成像血氧饱和度光纤传感器信噪比

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掺铒CaF_(2)、SrF_(2)、PbF_(2)晶体的光谱性能与团簇结构研究

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无机材料学报 2024年第3期39卷 330-336,I0009,I0010页

作者： TAM YU Puy Mang 徐愉高泉浩周海琼张振尹浩李真吕启涛陈振强马凤凯苏良碧暨南大学光电工程系广东省晶体材料与激光技术工程研究中心广州510632 广东省光纤传感与通信重点实验室广州510632 暨南大学分析测试中心广州510632 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海201899 广东省工业超短脉冲激光技术重点实验室深圳518055

3μm波段中红外激光处于大气传输窗口,又可以作为基础光源,是激光技术研究的前沿。目前,铒离子激活的激光晶体材料是产生3μm中红外激光的重要途径之一。然而,Er3+离子4I11/2激光上能级荧光寿命较短,下能级4I13/2的寿命较长,难以实现粒... 详细信息

3μm波段中红外激光处于大气传输窗口,又可以作为基础光源,是激光技术研究的前沿。目前,铒离子激活的激光晶体材料是产生3μm中红外激光的重要途径之一。然而,Er3+离子4I11/2激光上能级荧光寿命较短,下能级4I13/2的寿命较长,难以实现粒子数反转,导致自终止现象。为了解决这一难题,往往需要高浓度掺杂,通过能量传递降低4I13/2能级的寿命。然而高浓度掺杂又会造成晶体热性能变差,限制了掺Er3+激光晶体效率和功率。三阶铒离子容易在氟化物晶体中形成团簇,导致稀土离子间距缩短,即使在低掺杂浓度下稀土离子之间的能量传递作用仍较为显著。同时,低浓度掺杂还可以减轻激光运转下晶体的热堆积效应。掺铒氟化物晶体已成为一类重要的高功率、高效率中红外激光材料。然而,掺铒氟化物晶体的光谱性能与铒离子团簇结构之间的相互联系尚不明确,制约了掺铒氟化物晶体光谱和激光性能的进一步发展。本文采用第一性原理计算模拟了铒离子在CaF_(2)、SrF_(2)和PbF_(2)晶体中的团簇结构。结果显示,铒离子团簇结构随基质晶体变化逐渐演变。结合模拟计算和实验表征定性揭示了不同晶体离子团簇与光谱性能的联系,为掺铒氟化物中红外激光晶体材料的调控与设计提供参考。

关键词：铒掺杂氟化物晶体铒离子团簇光谱性能

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基于单像素成像原理的多模式显微成像技术

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光学学报 2023年第21期43卷 90-102页

作者：李东哲周维帅黄素仪姚曼虹李仕萍彭军政钟金钢暨南大学理工学院光电工程系广东广州510632 广东技术师范大学光电工程学院广东广州510665 暨南大学广东省光纤传感与通信技术重点实验室广东广州510632

半导体芯片等微纳器件制造过程中,对其形貌进行表征有助于制造工艺评估和缺陷检测。为了获得待测样品完整的信息,通常需要使用明场显微镜、暗场显微镜等进行多种成像模式的联合表征。但目前实现多模式成像常须更改实验装置或使用不同的... 详细信息

半导体芯片等微纳器件制造过程中,对其形貌进行表征有助于制造工艺评估和缺陷检测。为了获得待测样品完整的信息,通常需要使用明场显微镜、暗场显微镜等进行多种成像模式的联合表征。但目前实现多模式成像常须更改实验装置或使用不同的成像系统,导致获取的多模式图像的视场不同,不利于将多模式成像结果综合起来对待测样品进行全面分析。针对以上问题,提出基于单像素成像原理的多模式显微成像技术。该技术将宽场照明显微镜中的光源替换成结构照明光源,然后将相机每个像素点作为单像素探测器,并利用单像素重建算法得到艾里斑图像。艾里斑图像中不同位置的值代表不同物点发出的不同级次的衍射信号。通过从艾里斑图像中提取不同位置的值,按照相机像素坐标排列,可以重建不同模式的图像。与传统的多模式显微成像方法相比,所提基于单像素成像原理的多模式显微成像技术采用同一套装置和相同的实验数据,重建的多模式图像的视场相同。所提方法为显微成像技术的发展提供了一种全新的思路,有望在微纳器件的离线形貌表征中得到应用。

关键词：多模式显微成像单像素成像明场成像偏置成像暗场成像

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基于新型Nd∶Gd_(0.1)Y_(0.9)AlO_(3)晶体的540 nm倍频绿光激光器

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发光学报 2023年第8期44卷 1463-1470页

作者：陈邱笛郑为比张沛雄李真陈振强广东省晶体与激光技术工程研究中心广东广州510632 广东省光纤传感与通信重点实验室广东广州510632 暨南大学光电工程系广东广州510632

本工作首次在新型Nd∶Gd_(0.1)Y_(0.9)AlO_(3)(Nd∶GYAP)晶体上实现了540 nm倍频绿光激光器。Nd∶GYAP晶体产生在1μm波段的基频激光中心波长为1079.4 nm,在此基础上利用LBO晶体产生的倍频绿色激光的中心波长为539.4 nm,阈值为46 mW,最... 详细信息

本工作首次在新型Nd∶Gd_(0.1)Y_(0.9)AlO_(3)(Nd∶GYAP)晶体上实现了540 nm倍频绿光激光器。Nd∶GYAP晶体产生在1μm波段的基频激光中心波长为1079.4 nm,在此基础上利用LBO晶体产生的倍频绿色激光的中心波长为539.4 nm,阈值为46 mW,最大输出功率为65 mW。这一激光系统产生的约为540 nm的绿色激光相较于传统Nd离子掺杂的晶体1064 nm激光倍频而来的532 nm绿色激光,可以有效地避开Nd^(3+)位于530 nm附近的吸收峰。因此,具有更长波长、发射峰位于约540 nm处的绿色激光器可以使激光输出更有效,并扩展绿色激光器的应用。

关键词： LBO Nd∶GYAP 倍频 540 nm激光绿色激光器

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原子层厚度菲涅尔波带片及其宽谱聚焦特性

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光电工程 2022年第4期49卷 74-82页

作者：吴瑾秦飞李向平暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信重点实验室广东广州511443

基于菲涅尔波带片构型的平面衍射透镜在现代光学系统中发挥着重要的作用,是高端光学成像系统等应用的关键元器件之一。现有菲涅尔波带片结构多基于金属薄膜或高折射率电介质材料来制备,难以满足集成光电子系统可集成化的核心需求。本文... 详细信息

基于菲涅尔波带片构型的平面衍射透镜在现代光学系统中发挥着重要的作用,是高端光学成像系统等应用的关键元器件之一。现有菲涅尔波带片结构多基于金属薄膜或高折射率电介质材料来制备,难以满足集成光电子系统可集成化的核心需求。本文提出一种基于原子层厚度二维材料的菲涅尔波带片结构,基于损耗辅助的相位调控机制,在原子层厚度的MoS_(2)二维半导体材料上实现了对整个可见光波段显著的相位调制能力。利用飞秒激光加工技术,制备了二元相位型菲涅尔波带片,理论和实验验证了宽谱衍射受限的聚焦特性。与单层过渡金属硫化物材料的直接带隙特性相结合,该工作为实现光子集成系统提供了一种可行的路径。

关键词：二维材料相位奇点损耗辅助菲涅尔波带片可集成化

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激光超衍射光刻原理与技术

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激光与光电子学进展 2022年第9期59卷 470-492页

作者：梁紫鑫赵圆圆段宣明暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信技术重点实验室广东广州511443

现有主流光刻技术与设备变得越来越复杂的原因之一在于其仍然囿于线性光学光刻范畴,未能突破光学衍射极限,是衍射极限附近的光刻技术。采用紫外、可见或近红外等长波长光源进行纳米光刻,必须突破光学衍射极限,实现超衍射光刻,研究和发... 详细信息

现有主流光刻技术与设备变得越来越复杂的原因之一在于其仍然囿于线性光学光刻范畴,未能突破光学衍射极限,是衍射极限附近的光刻技术。采用紫外、可见或近红外等长波长光源进行纳米光刻,必须突破光学衍射极限,实现超衍射光刻,研究和发展激光超衍射纳米光刻技术具有十分重要的科学意义和应用价值。本文从光学衍射极限的基本概念出发,系统阐述各类超衍射光刻原理与方法,重点回顾激光远场超衍射光刻相关研究成果与最新进展,并对其现存的问题和发展方向进行评述。

关键词：光刻超衍射激光直写投影光刻非线性光学光刻分辨率光刻效率

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磁流体型光纤磁场传感研究进展:从标量到矢量

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半导体光电 2022年第4期43卷 655-665页

作者：陈耀飞黄欢欢陈嘉尧罗云瀚陈哲暨南大学理工学院光电工程系广州510632 暨南大学光电信息与传感技术广东普通高校重点实验室广州510632 暨南大学广东省光纤传感与通信技术重点实验室广州510632

磁流体具有优异的磁光特性,为光纤磁场传感器的实现提供了一种新途径,经过十多年发展,已经成为光纤磁传感领域的一个重要研究方向。目前,已有大量的基于不同结构和原理的磁流体型光纤磁场传感器被相继提出,且总体上经历了从标量到矢量... 详细信息

磁流体具有优异的磁光特性,为光纤磁场传感器的实现提供了一种新途径,经过十多年发展,已经成为光纤磁传感领域的一个重要研究方向。目前,已有大量的基于不同结构和原理的磁流体型光纤磁场传感器被相继提出,且总体上经历了从标量到矢量磁场传感的发展,文章以该发展脉络为主线,对磁流体的磁光特性、传感器的实现方法进行梳理和总结,最后指出当前仍存在的一些问题并进行展望。

关键词：光纤传感磁场测量磁流体

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基于差分进化和数字微扰的微环波长锁定系统

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激光与光电子学进展 2023年第23期60卷 266-272页

作者：田华麟张嘉杰邱辞源冯元华暨南大学信息科学技术学院广东广州510632 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

硅基微环谐振器由于其优异的光谱选择性、紧凑的占地面积和低功耗特性,被大量应用于光子集成领域。但是,由制造误差和硅基器件高热敏性引起的微环谐振波长偏移会导致工作状态不稳定,在实际应用中需要实现相应的波长锁定方案。提出了一... 详细信息

硅基微环谐振器由于其优异的光谱选择性、紧凑的占地面积和低功耗特性,被大量应用于光子集成领域。但是,由制造误差和硅基器件高热敏性引起的微环谐振波长偏移会导致工作状态不稳定,在实际应用中需要实现相应的波长锁定方案。提出了一种基于差分进化和数字微扰的微环波长锁定系统,以输出光功率为监测变量,在全局搜索阶段基于差分进化算法搜索最佳加热功率来定位目标信号波长,在局部锁定阶段基于数字微扰算法解调出误差信号,据此来增减加热功率以消除环境温度波动干扰。经过理论推导和实验验证,发现提出的差分进化算法搜索最佳加热功率的速度比传统的逐步扫描方式快4倍左右,实验验证了在400 s内、在环境温度变化5℃条件下微环谐振波长的稳定锁定。

关键词：硅基微环波长锁定差分进化数字微扰

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大视场光纤光声功能显微成像技术研究(特邀)

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光子学报 2024年第10期53卷 3-10页

作者：程欢仲晓轩曾生许毓楷梁贻智白雪麦聪金龙暨南大学物理与光电工程学院广东省光纤传感与通信技术重点实验室广州510632 广东省人民医院(广东省医学科学院)广东省心血管病研究所广州510080

为满足对动物模型血管结构与氧合功能进行高分辨率、大视场的成像监测需求,提出一种基于光纤超声传感器的光声显微成像技术。该技术采用振镜与电机组合扫描的方式,实现了对动物模型血管结构的高分辨率成像。通过利用不同血氧饱和度下血... 详细信息

为满足对动物模型血管结构与氧合功能进行高分辨率、大视场的成像监测需求,提出一种基于光纤超声传感器的光声显微成像技术。该技术采用振镜与电机组合扫描的方式,实现了对动物模型血管结构的高分辨率成像。通过利用不同血氧饱和度下血红蛋白吸收谱的差异,采用双波长激发方式获取血氧饱和度信息。应用该技术对麻醉状态下小鼠脑皮层进行了大范围光声功能成像,观察到麻醉剂对活体血流动力学的差异性影响。此外,对过敏性休克大鼠肠道表面的微循环状态变化进行了成像研究,观察到了过敏性休克状态下血液循环功能的异常变化。实验结果表明,该系统能够在厘米量级范围内,以单血管级空间分辨率对活体动物微循环功能异常进行可视化。该技术为研究疾病过程中血液循环状态的变化提供了新的技术手段。

关键词：光声显微光纤超声传感器血流动力学功能成像

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