博览:2021 eLight 大规模相位复原技术背景:获取更多的信息一直是成像领域研究人员的追求目标。更多的信息意味着更大视场,更高的空间分辨率、时间分辨率,更多的空间维度,需要相位信息等。如RUSH(传送门1)、傅里叶叠层成像等都是基于此目的而设计。传统的光学成像是所拍即所需。而计算成像往往是所拍只是所需的输入,还需要经过复杂的后端计算处理才能获得符合人们需要的图像。计算相位成像能够从强度测量重建出复数值,即包含振幅和相位信息,能揭示包含在介质固有的光学属性中的信息(传送门2)。当计算相位成像与获取更多信息的理念相碰撞,则激发出各种各样用于解决大规模(即大数据量)相位重建问题的方法。本文的作 ...
高功率780nm激光冷却和操纵Rb原子对Rb原子的操纵通常使用基于二极管的激光系统,产生几百毫瓦可用的780nm功率。然而,许多原子光学应用倾向于在保持窄线宽和高空间光束质量的同时提供更高的激光功率。一种方法是将 1560nm 光纤激光器倍频,以提供数十瓦的光功率。Covesion MgO:PPLN 晶体已被用于1560nm CW倍频系统中,在 780nm 处产生高达 11W 的功率 [1]。此外,使用两个级联 MgO:PPLN 晶体的准连续波倍频,在 780nm 处实现了 43W 的峰值功率,转换效率为 66% [2]。下面将讨论有关实验装置、倍频晶体和产生这些结果的聚焦条件的详细信息。这些 ...
超薄面板全息视频显示技术背景:全息图自出现后一直被认为可以再现最逼真的三维图像,而不会产生视觉副作用。自1990年,麻省理工学院媒体实验室开发了第一个全息视频系统以来,全息视频已被广泛研究用于商业化。但是,由于存在窄视角、庞大的光学器件和大算力要求的限制,尚未推出商用全息视频显示器(这里的时间点指的是2020年)。静态全息技术通过使用氯化银和光敏聚合物等全息记录材料得以迅速发展。纳米光子学和超表面也被用于重建静态全息图。然而,这些全息介质是不可更新或具有有限的刷新频率,导致动态全息图的生成受限。通过使用直接调制光波前的空间光调制器可以以视频速率更新全息图,但是还不适合应用于移动全息视频。要构建 ...
博览:2021Light Sci Appl 多模非线性内窥显微成像探头利用双芯双包层光纤和聚焦组合微光学概念技术背景:全世界人口中持续增长的恶性肿瘤及生活方式诱导的疾病迫切需求一种新的、无创的、无标记的成像模态用于早期在体疾病检测。这些在体检测包括常规的疾病状态无创检测、手术过程中的术中成像等。目前,许多研究表明,联合相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)、二次谐波生成(second harmonic generation,SHG)、双光子激发荧光(two-photon excited fluorescence,TPEF) ...
椭偏仪与偏振相位(六)- 精确测量波片相位延迟量的原理波片是基于晶体双折射性质的偏振器件,在光线技术、光学测量以及各种偏振光技术等领域具有广泛的应用,其中1/4波片及1/2波片在偏振器件中应用尤其广泛。测量波片相位延迟量的方法主要有:光强探测法、旋光调制法、半阴法、光学补偿法等。这些方法主要基于对光强的测量,容易受光源的不稳定及杂散光的干扰,精度受到一定的限制,测量误差一般在0.5°左右。本文从理论上分析了利用椭偏仪测量波片相位延迟量的可能性,讨论了其测量精度及误差来源,并利用消光式椭偏仪测量了1/4波片以及1/2波片相位延迟量。实验表明:测量过程不受光强波动的影响,方法简单,操作方便,精确度 ...
椭偏仪与偏振相位(八)- 利用消光式椭偏仪测量波片相位延迟量实验1消光式椭偏仪使用上海昊量光电设备有限公司的智能消光式椭偏仪,该椭偏仪主要由光源、光机系统、旋转样品台、电路控制系统及数据采集与处理软件组成。光源则采用的波长为632.8nm的氦氖激光器,适用于反射及透射样品测量。使用仪器测量(,Δ)时精度分别是0.O1°和0.02°。2实验过程调节椭偏仪处于直通测量状态,使标准1/4波片的快轴位于+45°,起偏器P位于+45°,检偏器A位于135°,这时系统达到了消光的状态。把待测波片安装在有刻度盘的旋转支架上,然后置于样品台,调节波片使其表面与入射光线垂直,转动待测波片,使得系统重新达到消光状 ...
椭偏仪与偏振相位(十)- 仪器矩阵的非线性zui小二乘拟合定标原理图1为斯托克斯椭偏仪仪器矩阵的定标光路示意图。光源发出的光束经过定标单元(起偏器和1/4波片组合)后,由斯托克斯椭偏仪探测得到4个光强,记为设定入射光的归一化斯托克斯矢量为根据偏振光传输理论,探测光强Iout。与入射光的斯托克斯参数Sin有如下关系:其中:为系统透射率,X为被测斯托克斯椭偏仪的仪器矩阵,Mwp和MP分别为定标单元中波片和起偏器的Mueller矩阵,和分别是偏振片和波片的方位角,为波片的相位延迟。图1 斯托克斯椭偏仪仪器矩阵定标光路示意图非线性zui小二乘拟合方法中被拟合参数的选择如下:(1)选用消光比大于1000 ...
非偏振分光镜对椭偏仪的影响(一)-系统原理Hazebroek等人于1973年首次提出了干涉式椭偏测量的概念,针对其中存在的问题,有人提出了使用塞曼激光和声光调制器的系统设计,还有人提出采用电光调制和波长调制半导体激光器的方案。Watkins采用压电晶体振荡的方法产生拍频,实验测量了SiO2膜,zui佳测量不确定度可达360pm。以上理论研究和实验表明,干涉式椭偏测量技术对于实时、快速薄膜测量有很好的应用价值与市场潜力,但外差干涉测量中存在的非线性误差是阻碍该技术实际应用的主要原因。外差干涉测量系统中的非线性误差一直是国内外研究热点,研究人员对激光源、偏振分光镜、波片、反射镜等误差源开展了很多研 ...
非偏振分光镜对椭偏仪的影响(二)-NPBS引入的椭偏参数误差NPBS引入的椭偏参数误差式(6)是假设所有器件均为理想状态下得到的结果。如果考虑到多层介质膜的退偏效应,NPBS的琼斯矩阵可以表示为:其中:和分别代表NPBS的透射率和反射率,下标p,s表示平行分量和垂直分量。式(8)可以归一化为:其中:K分别是p,s分量的透射比和反射比;分别是NPBS的反射相移和透射相移,如式(10)所示。如果NPBS的p,s轴方向与图1中的Y,X轴不完全重合,而是存在一个方位角误差θ,则NPBS的琼斯矩阵转换为:为简化分析过程,首先假设NPBS2为理想状态,只将NPBS1的琼斯矩阵用式(11)表示。根据上述分析 ...
非偏振分光镜对椭偏仪的影响(三)-NPBS1与NPBS1引入的误差分析NPBS1引入的误差分析根据式(14),用图2描述了NPBS1的方位角θ对椭偏参数测量误差的影响。(a)幅值比误差(b)相位差误差图2 NPBS1方位角对椭偏参数误差的影响由图2可知,NPBS1的对准误差对相位差测量的影响很小。当一0.1。时,椭偏参数误差约为:假设经过充分调节,NPBS1不存在方位角误差,即θ=0°,根据式(14)标定之后,NPBS1的退偏效应对椭偏参数误差的影响可以表示为:由上式可知,通过标定可以消除退偏效应对测量的影响;但是退偏效应的不稳定,即NPBS的p,s分量透射比、反射比K、反射相移、透射相移的波 ...
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