【摘 要】
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通过在感知层中加入定制化的微型光谱感知节点,近红外(NIR)光谱传感物联网(IoT)实现了NIR光谱分析技术和IoT技术的集成应用,进而可以满足IoT感知层中对物质成分传感的应用需求。近年来,中国科学院上海技术物理研究所依托成熟的InGaAs焦平面探测器技术,与山东大学联合,在NIR光谱传感IoT的研究和应用上取得了良好进展。首先,介绍了NIR光谱传感IoT的系统架构和关键技术。接着,为了实现光谱
【机 构】
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中国科学院上海技术物理研究所传感技术联合国家重点实验室,上海200083;中国科学院大学,北京100049;山东大学光学高等研究中心,山东青岛266237;中国科学院上海技术物理研究所传感技术联合国家
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通过在感知层中加入定制化的微型光谱感知节点,近红外(NIR)光谱传感物联网(IoT)实现了NIR光谱分析技术和IoT技术的集成应用,进而可以满足IoT感知层中对物质成分传感的应用需求。近年来,中国科学院上海技术物理研究所依托成熟的InGaAs焦平面探测器技术,与山东大学联合,在NIR光谱传感IoT的研究和应用上取得了良好进展。首先,介绍了NIR光谱传感IoT的系统架构和关键技术。接着,为了实现光谱感知节点的微型化设计,重点介绍了集成多通道滤光片和集成线性渐变滤光片的两种微型光谱组件结构及其波长定标方
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时至今日,非线性光学材料在光电子、通信、信息处理等领域的重要作用日益突出,发展新型、优良的非线性光学材料迫在眉睫.与传统的无机非线性光学材料相比,有机非线性光学材料在损伤阈值、响应时间和非线性光学系数上具有决定性优势.沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIFs)是一类以咪唑或其衍生物为配体的特殊金属有机骨架结构材料,其以结构多样性、高度的热学和化学稳定性,近年来受到了国内外研究者的关注.本文总结了沸石咪唑酯骨架结构材料制备方法以及非线性光学特性的研究进展,并就沸石咪唑酯骨架结构材料在非线性光学领域的应用前景进行了展
由于现有空间光调制器(SLM)的调制特性,连续取值的复振幅型计算全息图(CGH)通常需要被转换为离散取值的纯振幅型或纯相位型CGH.将连续值近似为离散值的量化过程会对CGH的全息重建质量产生显著的影响.选择峰值信噪比(PSNR)作为重建质量的评价依据,采用参数空间遍历法,定量评估了CGH振幅和相位的量化取值对重建质量的影响.评估过程充分考虑了分辨率、补零范围、重建距离、重建波长、随机相位、像素间距、位深度及相位调制偏差等关键参数对全息重建的作用.在此基础上,提出了针对现有和未来SLM的最佳量化方案.
基于金属谐振环-介质-金属底板三层异质结构,设计了一种在太赫兹范围内工作的可发生双频电磁诱导透明效应的反射型超表面结构,并通过在金属谐振环的内外环间平铺光敏硅实现对电磁诱导透明效应的主动调控.研究结果表明,所设计的超表面结构在2.89～3 THz以及4.03～4.44 THz处分别有两处透明窗口,对电磁波具有较高的反射率.通过增加光强提高内嵌光敏硅的电导率,使得透明窗口的调制深度大幅减小,实现对透明窗口的主动调控.所设计的超表面具有主动可调、双频电磁诱导透明响应等优点,在光开关、多频点慢光效应及光集成中都
鬼成像是一种具有双臂结构的新型成像技术,一路利用无空间分辨能力的探测器接收与物体相互作用的光束,另一路用于记录原始光场的空间分布。鬼成像通过多次测量对二者进行关联运算,即可重构出目标物体的空间强度信息,因此受到了研究人员的广泛关注。最近,基于光的时空二元性,鬼成像从空域扩展到时域,时域鬼成像被提出并得以验证。由于使用低速探测器可以探测到高速信号,时域鬼成像逐步发展为一种高速光信号探测方法。此外,许
基于自主研制的24通薄片泵浦模块,开展了高重复频率、窄脉宽、高光束质量的腔倒空激光技术研究.首先,基于朗伯-比尔定律,计算了不同厚度的薄片晶体的吸收效率和泵浦多通数之间的关系;其次,基于准三能级速率方程,计算了阈值泵浦功率、连续输出功率与输出镜透过率的关系,并对腔倒空谐振腔中光子数密度随时间的变化规律进行了研究.最后,采用该多通泵浦模块进行了连续出光实验,获得了输出功率为94.1W的1030 nm连续p偏振激光输出,其光-光转化效率为52.28％,斜率效率为60％,光束质量为M2=2.05,M2y=1.9
1064 nm半导体激光器在光纤通信系统方面有重大应用,但随着脊波导宽度增加,出现输出模式增加,近场光斑“多瓣”现象,导致其光束质量降低,影响其光纤耦合效率.为此提出一种侧向微结构宽脊波导半导体激光器,根据其腔内各阶侧模光场分布特点,在宽脊两侧引入微结构,以此增大高阶侧模衍射损耗,提高高阶侧模阈值增益,增大基侧模与高阶侧模的阈值增益差,消除近场光斑“多瓣”现象,改善侧向光束质量.在条宽120 μm、腔长1 mm的结构参数下,制作了宽脊波导半导体激光器和具有侧向微结构的激光器件.测试结果表明,在输入电流为0
针对1.06 μm单光子探测应用,研制了基于InGaAsP/InP单光子雪崩二极管(SPAD)的集成型快速主动淬灭近红外单光子探测器.在制冷封装中集成关键淬灭元件并优化SPAD驱动电路,使得所研制的探测器具有极短的淬灭延迟,同时实现了较低的功耗和紧凑的设计.探测器具有良好的综合性能,在-30℃、10％探测效率、100 ns死时间条件下,后脉冲概率约为10％,暗计数率约为1 kHz;最短死时间低至50 ns,最大可用探测效率达30％.所研制的探测器采用105 μm/125 μm多模光纤耦合,尺寸仅为63 m
针对基于航空和航天平台的激光雷达对2μm波段激光源的特殊需求,设计一种声光调Q、传导冷却(Tm,Ho)∶YLF晶体和波长为2051 nm的激光器.在4腔镜8字形环形谐振腔结构中,采用自主设计的侧面抽运楔形镜波导光学耦合系统实现均匀抽运(Tm,Ho)∶YLF晶体,从而实现高光束质量、百纳秒脉宽和2051 nm波长的调Q脉冲激光的稳定输出.当激光器的输出重复频率为1 Hz时,最高单脉冲能量达到141 mJ,脉冲宽度约为103 ns,此时光-光转换效率达到4.3％,实验测得光束质量因子在x和y方向上分别为1.2
报道了基于a切Er,Yb∶YAl3 (BO3)4晶体的被动调Q微片激光器的性能.使用波长为976 nm的光纤耦合半导体二极管作为端面抽运光源,使用初始透过率为96％的Co2+∶MgAl2O4晶体作为可饱和吸收体,耦合输出镜在1500～1600 nm波段范围的透过率为2.5％,整个微片激光器的腔长为2.7 mm.在注入功率为7.2W时,激光器成功得到了发射波长为1530 nm、重复频率为127 kHz的稳定线性偏振的脉冲输出,对应的脉冲能量和脉冲宽度分别为1.8 μJ和12 ns.
提出了一种基于正常色散薄膜铌酸锂集成非线性波导产生高重复频率平坦光学频率梳的方案,并进行了数值仿真研究.采用3.6m长正常色散薄膜铌酸锂集成非线性波导,通过色散调控优化设计,基于正常色散,利用自相位调制和光波分裂作用,在1550 nm附近仿真得到了3 dB带宽约为32 nm的平坦光学频率梳.利用X-Frog技术分析了双曲正割、高斯和超高斯三种不同输入脉冲在传播过程中的时频演化情况.研究了各种参数对光学频率梳带宽和平坦度的影响,并研究了光学频率梳的相干性.仿真结果表明,薄膜铌酸锂集成非线性波导在1550 n