关于“光矢量用电矢量表示”问题的探讨

讨论了光学教材中"在通常情况下光矢量可用电矢量表示"表述的由来.分析表明旋光现象和人工负折射率介质中的光矢量不能用电矢量完全表示,并指出基本概念的内涵应随学科的发展而发展.

超高分辨率光矢量分析技术

新一代光信息系统(光通信、光传感、光处理等)迫切要求光子器件能够对光信号进行多维度(幅度、相位、偏振等)和高精细操控,对这些光子器件的多维光谱响应进行精确测量已成为相关领域创新和取得突破的前提。然而,目前国内外尚无光矢量分析仪表能测量具有飞米级别频谱操控精度光器件的频谱响应。一种实现超高分辨率光矢量分析的有效途径是:采用微波光子技术将粗粒度的光域波长扫描转换成超高分辨率的微波频率扫描,辅以高精度电幅相检测,进而实现光器件多维光谱响应的超高分辨率测量。然而,该光矢量分析技术仍面临测量范围较窄、动态范围较小和测量误差较大这三个关键挑战。深入分析了这三个关键挑战,并讨论相关的测量范围拓展技术、动态范围增强技术和测量误差消除技术。此外,探讨了该技术的未来发展趋势。

光矢量调制技术的单波长实现方法

首次提出了利用单个波长实现光矢量调制技术的方法.在提出的方案中,通过直接控制双驱动马赫曾德尔调制器(DD-MZM)的射频驱动电压初始相位来获得正交条件,并在接受机端用一个纠正电路对接收信号进行调整.这种调制方式由于仅采用一个波长,不仅提高了光载波的频谱利用率,而且使正交条件不受光纤长度的影响,从而增加了整个系统的灵活性.仿真结果论证了QPSK和16-QAM两种调制格式下速率分别为2Gbit/s和4Gbit/s的42GHz毫米波信号生成.

椭圆偏振光光矢量旋转方向的几种判断方法

探讨了椭圆偏振光光矢量的旋转方向问题。

光的偏振与光矢量的相位及其方向的关系研究

研究光在介质中传播时,相位和偏振方向的关系及相位对光矢量指向的影响,表明相位与偏振方向无关,相位的变化对光矢量指向的影响能用相关公式进行处理.

我国首台超高精度光矢量分析仪问世

近日从南京航空航天大学获悉,该校研发的我国首台超高精度光矢量分析仪问世。超高精度光矢量分析仪就像＂火眼金睛＂,从家用光纤路由器到航天飞船等大量应用的光学器件领域都需用到,

我国首台超高精度光矢量分析仪问世

目前，南京航空航天大学研发的我国首台超高精度光矢量分析仪问世，可在几百米的光纤中测出小至0．1mm的误差，较国外垄断产品，测量分辨率提高了1600倍，相位精度提高了10倍。超高精度光矢量分析仪家用光纤路由器到航天飞船等大量应用的光学器件领域都需要用到它。

我国首台超高精度光矢量分析仪问世

可在几百米光纤中测出0．1毫米误差 超高精度光矢量分析仪就像“火眼金睛”，从家用光纤路由器到航天飞船等大量应用的光学器件领域都需要用到它。它可以对光器件的两个最关键指标——幅度响应和相位响应进行精确测量，从而在研发和应用中掌握其性能。第一代仪器仅能测量幅度响应，第二代仪器可以同时测量幅度响应和相位响应，但目前全球仅有美国纳斯达克上市公司LUNA的OVA5000一款产品，并且其高精度版不对我国销售。

我国首台超高精度光矢量分析仪问世

超高精度光矢量分析仪就像“火眼金睛”,从家用光纤路由器到航天飞船等大量应用的光学器件领域都需要用到它。它可以对光器件的两个最关键指标——幅度响应和相位响应进行精确测量,从而在研发和应用中掌握其性能。第一代仪器仅能测量幅度响应,第二代仪器可以同时测量幅度响应和相位响应,

首台超高精度光矢量分析仪问世打破国外垄断

江苏省南京航空航天大学研发的我国首台超高精度光矢量分析仪问世，该仪器可在几百米的光纤中测出小至0．1mm的误差，较国外垄断产品，测量分辨率提高了1600倍，相位精度提高了10倍……

我国首台超高精度光矢量分析仪问世

南京航空航天大学成功研制出了我国首台超高精度光矢量分析仪，其可在几百米的光纤中检测出小至0．1mm的误差，较国外垄断产品的测量分辨率提高了1600倍，相位精度提高了10倍。

超构表面赋能的矢量光场调控、检测与应用

携带角动量的矢量光场在微粒操控、光通信与显示、光学信息加密、高维量子信息处理等领域具有广阔应用。然而,传统的方法实现矢量光场调控通常需要使用多个级联的光学元件,如螺旋相位板、偏振片、四分之一波片、涡旋波片、空间光调制器等,导致器件体积庞大,不符合未来光子器件集成化的需求。超构表面的快速发展为集成化矢量光场调控器件的实现提供变革性解决方案。本文概述了国内外基于超构表面的矢量光场调控和检测的相关研究进展。在此基础上,系统总结了现阶段超构表面矢量光场在微粒操控、边缘增强成像、全息显示以及机器视觉等领域的应用。最后,我们对全文进行了总结和讨论,并提出超构表面矢量光场所面临的挑战和未来发展方向。

超表面的矢量光场调控

矢量光场由于其独特的光场分布特性,在许多领域都得到了广泛且深入的研究与应用。传统光场调控手段受限于材料的光学特性及物理尺寸,难以实现灵活高效的动态操控功能。超表面凭借其亚波长结构设计所带来的额外自由度,突破了上述局限,使得对矢量光场的振幅、相位、偏振态乃至传播方向等的独立调控成为可能。本文结合国内外矢量光场领域的基础理论及最新进展,系统地阐述了矢量光场的基本原理及其数学模型,重点介绍了目前超表面生成矢量光场的方法,以及这种矢量光场在聚焦、轨道角动量检测、高精度定位等方面应用的具体案例与创新成果。

矢量涡旋光场在激光微纳加工中的应用

矢量光场领域在过去20年出现了众多重要进展。考虑到多篇综述介绍了矢量光场产生方法以及调控技术,作者仅以矢量涡旋光场为线索总结了其在激光减材、改性以及增材等微纳加工领域的典型应用,回顾了矢量涡旋光在材料表面和内部的微纳结构加工、光存储以及立体微结构光刻等应用中的部分关键进展。详细介绍了基于定制光场的图案化光致表面周期结构以及立体微结构快速双光子光刻的原理与技术。最后,总结了矢量涡旋光场在激光微纳加工中的优势与挑战,展望了其在未来将赋能更多复杂应用。

矢量光场调控专题导读

矢量光场,即具有可任意设计的波前和偏振态分布的光场,因其具有复用维度高、紧聚焦能力强、光场操控自由度大、手性筛选等特点,相较于均匀标量场具有更大的调控自由度和更广阔的应用前景,而引起了国内外科学家的广泛关注。如今,微纳光学的快速发展更为拓宽矢量光场调控的自由度、维度、尺度等方面提供全新契机。《光电工程》于2024年组织的“矢量光场调控”专题共收到10篇来稿,包括7篇综述和3篇原创论文,旨在展现近年来矢量光场调控的国内外重要研究进展和成果,让读者对矢量光场的研究现状、趋势和应用前景有更深刻的认识,也能为相关领域研究人员提供有益的帮助。

基于对称双模耦合器的波长可切换柱矢量光纤激光器

为了实现高纯度脉冲柱矢量光的输出,提出并搭建基于对称双模耦合器的波长可切换的被动锁模柱矢量全光纤激光器。根据光纤传输原理得到基模向高阶模转换的折射率匹配直径,运用模式耦合模理论及光束传播法模拟分析了对称双模耦合器的结构参数对模式选择及耦合特性的影响,采用熔融拉锥法并免去传统的模式选择耦合器制作上的预拉锥工艺制作了对称双模耦合器,通过搭建一套被动锁模柱矢量全光纤激光器实现了中心波长1039 nm和1068 nm可切换、脉冲时间间隔为113.8 ns、重频为8.78 MHz、脉宽660 ps/656 ps、最大输出平均功率为5.25 mW/5.2 mW、模式纯度大于97%的柱矢量光输出。实验验证了对称双模耦合器的可行性,为后续高纯度柱矢量光的获得提供一种可行的方案。

基于矢量光场空间调制的光波偏振方向解算方法研究

基于矢量光场调制与图像处理的偏振测量技术是一种新型的空间调制型偏振检测技术,快速高精度的偏振解算方法是该技术走向实用的关键.为探索快速高精度的偏振方向解算方法,在简要介绍基于矢量光场空间调制的偏振方向检测技术原理的基础上,分析了空间偏振调制型光强分布图像的基本特征,设计并实现了Radon变换、光强调制曲线检测、径向积分和图像相关检测四种偏振方向解算方法,详细阐述了他们的工作原理和物理思想.为进行算法性能对比,搭建实验系统并采集图像进行了实验验证,分别对四种解算方法的稳定性、速度和精度等进行了对比研究,结果表明,四种方法均可实现稳定可靠的偏振方向检测,光强调制曲线检测、径向积分和图像相关检测三种方法可获得优于0.01度的角度检测精度,光强调制曲线检测和径向积分法的检测速度较快,综合性能最优,是最有潜力实现实时高精度偏振方向检测的两种方法.

基于4π聚焦系统的电磁矢量光学斯格明子的产生

光学斯格明子为实现结构光场以及时空光场的拓扑属性提供了新的研究方法与研究思路。本文在4π聚焦系统中,通过对两对入射柱矢量光束进行偏振与相位调控,实现了聚焦光场纵向分量与横向分量的独立控制,在焦平面上得到了Néel型与Bloch型的电磁矢量光学斯格明子。在4π聚焦系统内调控两对反向传播的径向偏振光时,焦平面处将产生Néel型的电场矢量斯格明子。将其中一对替换为角向偏振光时,焦平面处将同时产生Bloch型的电场矢量斯格明子与相位超前π/2的磁场矢量斯格明子。本工作为进一步研究自由空间中微纳尺度电磁矢量光学斯格明子与物质的相互作用提供了理论基础。

复杂结构光场的多自由度协同调控技术研究进展

对光场各自由度的单一或协同调控获得的结构光场由于具有新颖的物理性质,展现了重要的研究意义和应用价值。例如,轨道角动量作为一种全新的调控自由度直接影响光场相位与空间分布,常通过单独作用或共同作用构造高维空间,调控生成的涡旋光场及矢量光场已广泛应用于超大容量光通信、遥感探测、量子通信等领域。在此基础上,针对日益发展的前沿应用需求,引入新的光场调控自由度与传统自由度结合,进一步拓展高维和多维的结构光场研究成为了亟待解决的问题。本文首先从双自由度调控技术出发,以矢量涡旋光场为重点介绍了两种典型内癝自由度的耦合以及作用方式;在此基础上,结合本课题组的相关工作,系统综述了超越传统自由度并打破双自由度数目限制的复杂结构光场调控技术。