可调微纳滤波结构的研究进展

传统的光谱成像系统体积较大、工作模式固定,难以满足日益复杂的应用需要。可调微纳滤波结构赋予了微型光谱成像系统轻量、灵活的独特优势,有望实现自适应、智能化的技术目标。本文综述了近些年来国内外已有的可调滤波方法和工作原理;论述了采用液晶及其他相变材料、诱导化学反应等静态式的可调方法,珐珀腔、微纳可调光栅等动态式的滤波结构以及机械拉伸、静电驱动、光驱动等实现手段;介绍了基于微流控芯片、石墨烯实现可调滤波的前沿工作;探讨了可调微纳滤波芯片面临的难题、挑战和未来的发展趋势。

像素级光学滤波-探测集成器件的研究进展

传统光谱成像系统采用探测器与传统分光元件耦合的方式,体积较大、定制化能力不足。微/纳光机电系统的快速发展,为微型化光谱成像系统提供了解决途径。基于表面等离激元学和光学超表面的微纳滤波结构,可实现像素级的光场调控,有望替代传统滤波器件并具有与成像系统片上集成的潜力。近年来,集成了动态或静态滤波结构的光谱成像微系统已崭露头角,逐渐构建起全新的光谱成像方法,但在原理机制、器件性能、制造成本、集成装配工艺等方面还有许多需要攻克的难题。本文综述了国内外在像素级微纳滤波结构、滤波和成像器件的集成制造和装配等方面的研究进展,梳理了光学滤波-探测集成器件的发展脉络,探讨了其局限性并展望了发展趋势。

脉冲YAG激光清洗轮胎模具的实验研究

为了获得激光清洗轮胎模具的工艺参量,采用自主研制的平均功率达250W的脉冲式YAG激光清洗设备开展了轮胎模具激光清洗实验研究。取得了不同激光参量对轮胎模具清洗效果的实验数据,并研究了激光峰值功率、能量密度等参量与轮胎模具清洗速度、清洗效果的关系。结果表明,清洗轮胎模具脉冲YAG激光比CO2激光更高效;轮胎模具清洗的激光能量密度阈值约为250m J/mm^2,提高激光峰值功率和平均功率能提高清洗速度和清洁效果。此结果为激光清洗设备的研究提供了参考。

面向偏振成像的超构表面研究进展

作为一种新型光电探测技术,偏振成像可同时获取场景的空间分布和偏振特征,针对特定应用场景具有优异的材质区分及轮廓辨识能力,广泛应用于目标探测、生命科学、环境监测、三维成像等领域。偏振分光或滤光器件是偏振成像系统的核心元件,然而该类传统器件受限于体积庞大、性能不佳、易受干扰等问题,难以满足高集成、高性能、高可靠性偏振成像系统的要求。超构表面是一种结构单元以亚波长间隔准周期排列而成的二维平面器件,可在不同偏振方向对光场的振幅、相位进行精细操纵。基于超构表面的偏振器件具有体积小、重量轻、维度高等特点,为集成化偏振成像系统提供了新的解决方案。本文针对偏振成像,综述相关超构表面的功能原理、发展脉络和未来趋势,讨论并展望其在成像应用和系统集成方面所面临的挑战与机遇。

基于改进模型的新型对角微偏振阵列设计

作为分焦平面型偏振成像系统的核心光学器件,微偏振阵列(Micropolarizer Array,MPA)对场景目标偏振信息的重构有着重要影响。针对传统2×2 MPA存在的图像分辨率损失和瞬时视场误差等问题,以及现有模型仅能设计2×N系列MPA的局限性,基于傅里叶频域提出了一种可涵盖2×N系列和N×N对角系列MPA排布模式的设计模型,并优化设计了3种新型对角排布的MPA。通过理论分析、外场实验和数值模拟对已有的MPA及新设计的MPA的重构性能进行了定性分析与定量测试。实验结果表明:利用2×2×2 MPA重构的S_(0),S_(1),S_(2)及线偏振度图像在定量测试和视觉效果方面最优,而对于单探测器的快照式成像系统,新型3×3 MPA获得的重构效果最佳。本文改进模型的应用和新型MPA的提出可为多样化和高性能MPA的制备提供理论依据,促进了DoFP偏振成像系统的工程实际应用。

胶体晶体自组装常用方法的研究进展

胶体自组装是制造大面积胶体晶体的高效方法,对制备各种功能胶体晶体材料具有十分重要的意义,在微纳制造、新材料、能源、医学等领域有巨大的应用潜力。对胶体自组装过程中涉及的各种作用力进行了详细分析,归纳了胶体晶体自组装的基本方法。面向制造大面积胶体晶体,阐述了几类代表性的新型胶体晶体自组装方法,包括温度辅助、模板辅助、表面活性剂辅助、旋涂法与界面转移相结合等,分析了不同方法的影响因素、优缺点和未来的改良方向,并介绍了在完整单层膜基础上制造三维胶体晶体的工艺方法。为提高胶体晶体制造质量和效率、拓宽胶体自组装技术的应用提供必要参考。

中国特色高考制度的改革创新之路

普通高等学校招生全国统一考试（简称高考）制度，是我国的一项基本教育制度，是选拔高校新生的唯一途径，与无数人的命运息息相关，历来受到政府、学校、家庭、社会各个方面的高度关注。

教育,全社会没有“旁观者和局外人”

习近平总书记在北京市八一学校考察时指出：“办好基础教育是全社会的事业。”这既充分揭示了教育发展的历史经验，又深刻反映了现实要求。

中国高考改革的昨天、今天和明天

高考制度在中国教育体系中具有"牵一发而动全身"的作用,历来受到政府、学校和家庭的高度关注,也是中国教育改革的"牛鼻子"。1977年恢复高考制度以来,围绕"科学选才""公平选才""高效选才"和"发挥高考对基础教育的积极导向作用",持续地进行着制度设计和技术手段的改革创新,不断取得进展。但是,随着高考积极作用的愈益凸显,高考的负面作用也愈益加剧。为了改变"一考定终身"和标准化考试的弊端,2014年以来,我国开启了新一轮高考综合改革。此次改革旨在从以下五个方面取得突破:第一,通过学业水平考试科目"6选3"的选考制度,增加学生的选择权,促进学生有个性、有特色地发展;第二,通过参考综合素质评价成绩,引导素质教育,增强学生的社会责任感、创新精神和实践能力;第三,通过外语一年两考,减轻"一考定终身"的压力;第四,通过取消文理分科考试,提高学生基础素养,培养学生综合能力;第五,学业水平考试由百分制转为等级制,避免"分分计较",提高学生整体素质。改革在上海和浙江先行先试,取得了很大的成功和重要的经验,同时在制度设计、操作过程、技术方法和条件支持等方面,也发现了一些需要不断改进、完善的地方。文章第三、第四两个部分,重点讨论了深化改革,完善中国特色考试制度的理论、政策和方法。

片上光谱成像系统研究进展及应用综述

片上光谱成像系统具有结构紧凑、轻量便携等诸多优点,可灵活搭载于无人机、立方星等平台,具有广阔的应用前景。本文综述了近年来片上光谱成像系统的研究进展及应用情况,梳理了片上光谱成像系统的分光原理、集成方式,展示了片上光谱成像系统在生物医疗、环境监测、军事装备和智能消费电子等领域的应用前景,揭示了片上光谱成像系统目前所面临的挑战和未来发展方向。

自组装胶体晶体在微纳光学领域的研究进展

胶体晶体是指由分散的微米级或亚微米级的胶体颗粒形成的具有有序结构的一类物质。自组装技术是胶体晶体制备工艺中一种常用的方法。概述了胶体晶体的基本概念及自组装的相关工艺,针对其在微纳光学领域的应用展开了详细的分析,介绍了不同的研究团队如何将自组装胶体晶体用于彩色打印、全息图、抗反射涂层、光学器件制造中,并对胶体晶体发挥的作用进行了归纳总结。胶体晶体独特的周期性结构赋予了它广阔的应用前景,通过不同的自组装技术提升胶体晶体的质量具有重要的意义。