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  • Vol. 32  期 9, 2024 2024年 32卷 第9期
    • 现代应用光学

      最新研究显示,科研团队在大视场光学成像系统方面取得重要突破。他们设计了离轴反射光学系统,实现了纳米级加工精度,并通过计算全息元件实现了高精度形位检测。集成后的系统视场角达30°×5°,光学性能接近衍射极限,像元精度和元件面形精度均达到领先水平。这一成果为大视场高分辨率成像提供了稳定可靠的技术支持。

      熊玉朋,陈适宇,黄铖,路文文,彭小强,陈善勇,赖涛,欧洋

      DOI:10.37188/OPE.20243209.1261
      摘要:面向机载探测系统大视场光学成像的需求,开展了大视场光学成像系统光学设计、自由曲面光学元件超精密加工、形位误差同步检测以及系统集成与成像实验研究。首先,采用视场扩展法进行大视场自由曲面离轴反射光学系统的设计;其次,进行铝合金自由曲面反射镜纳米精度加工和高频抑制工艺探索,并实现了基于计算全息元件的自由曲面形位高精度检测;最后,进行了光学系统的装调集成与成像实验。结果表明,系统的视场角为30°×5°,全视场光学传递函数值大于0.7,接近衍射极限,最大像元均方根半径为2.075 μm,自由曲面光学元件的面形精度均方根(Root Mean Square, RMS)值优于20 nm,位置精度优于1 μm,装配集成后能够满足大视场高分辨的场景使用要求,同时具备稳定可靠和快响制造等特点。  
      关键词:光学超精密加工;自由曲面;计算全息补偿检测;成像系统   
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      更新时间:2024-05-18
    • 在头戴式显示装置小型化领域,专家提出基于非对称光纤悬臂梁的李萨如轨迹扫描近眼显示系统。该系统实现了高分辨率、高帧速率的显示性能,并验证了其应用潜力。通过搭建光纤扫描式近眼显示系统,实验结果显示,该系统具备出色的图像重建能力,为头戴式显示装置的未来发展提供了有力支持。

      吴彤,杨翔宇,邹谨聪,刘友文,王玲,王吉明,路元刚,赫崇君

      DOI:10.37188/OPE.20243209.1273
      摘要:为了进一步小型化头戴式显示装置(Head-worn Display, HWD),提出一种基于非对称光纤悬臂梁(Asymmetrical Fiber Cantilever, AFC)的李萨如轨迹扫描近眼显示系统,以及李萨如轨迹上的像素划分准则。研究了该系统的扫描轨迹、图像重建能力、显示分辨率和显示帧速率的影响因素。根据高分辨率、高帧速率指标设计了正交谐振频率组成,确定了非对称光纤悬臂梁的结构参数。研制的显示单元实物直径为2 mm,长度为19 mm。谐振频率下的分辨率为160×120 pixel,帧速率为10 Hz,图像重建误差率为0.002%,最高分辨率能够达到290×220 pixel,最高帧速率为95 Hz。基于显示单元实物搭建了光纤扫描式近眼显示系统,使用相机模拟人眼观察记录了该显示系统的实验结果,验证了基于非对称光纤悬臂梁的HWD显示性能及其未来应用潜力。  
      关键词:近眼显示;头戴式显示装置;李萨如轨迹;非对称光纤悬臂梁;像素划分   
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      更新时间:2024-05-18
    • 科技记者报道,光纤微腔盐度传感器领域取得新突破。研究人员设计了一种开放式盐水腔,利用氧化锆的热膨胀系数补偿温度对盐度测量的影响。同时,并联双腔结构实现盐度灵敏度放大,提高了传感器的性能。实验表明,该传感器具有易于制造、灵敏度高、性能稳定等优点,理论上可实现温度的完全补偿,为盐度检测领域的发展开辟了新方向。

      李依潼,杨玉强,牟小光,王骥,高佳乐

      DOI:10.37188/OPE.20243209.1283
      摘要:针对光纤微腔盐度传感器的温度交叉敏感问题,设计了一种基于陶瓷插芯和氧化锆套筒相结合的开放式盐水腔,利用氧化锆的正热膨胀系数抵消盐水的负热光系数,补偿温度对盐度测量的影响。为进一步提高盐度检测灵敏度,将开放盐水腔和封闭空气腔并联,通过精确控制两腔的自由光谱范围,使干涉谱产生游标效应,利用游标现象实现盐度灵敏度放大。实验结果表明:盐水腔的温度灵敏度仅为0.025 nm/℃,远低于盐水热光系数导致的温度灵敏度(-0.35 nm/℃);在0~3%的盐度内,并联双腔的盐度灵敏度达到了0.180 8 nm/%,比单个盐水腔的盐度灵敏度提高了10.5倍。该传感器具有易于制造、灵敏度高、性能稳定等优点,理论上可实现温度的完全补偿。  
      关键词:法布里-珀罗干涉仪;光纤传感器;盐度;温度补偿   
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      更新时间:2024-05-18
    • 科技新闻播报:极紫外多层膜反射镜在多个科学技术领域如光刻、天体物理等领域发挥关键作用。专家深入研究了40~90nm波段多层膜,探索了Mg基、Sc基等材料的最佳反射率和带宽,验证了多层膜的时间稳定性,为多层膜制备提供了技术指导,为相关科学研究与应用提供了有力支撑。

      来搏,蒋励,齐润泽,王占山

      DOI:10.37188/OPE.20243209.1293
      摘要:极紫外多层膜反射镜在许多科学与技术领域,如极紫外光刻、天体物理学、等离子体诊断、阿秒物理和自由电子激光等方面有重要应用。多层膜使极紫外波段反射镜在正入射条件下具有高反射率和窄带宽成为可能。多层膜反射镜是极紫外成像和光谱应用的重要器件,多层膜构成的极紫外成像系统已成功完成多个太阳单一谱线的成像观测。本文综述了40~90 nm波段最有前景的多层膜的研究进展。首先简要介绍了多层膜的基本原理,叙述了40~90 nm波段材料光学常数的测量,总结了Mg基、Sc基和镧系材料以及其他材料组成多层膜的进展,给出了目前达到的最佳反射率和带宽,阐明了多层膜的时间稳定性,从而为40~90 nm波段多层膜制备提供了技术指导。  
      关键词:光学薄膜;极紫外;多层膜;窄带;高反射   
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      更新时间:2024-05-18
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