《Optics Express》近期论文导读

美体   2024-12-29 10:52   美国  

1. 高压充气空心波导中高阶波导模式的强驱动激光增强谐波产生
Enhancement of harmonic generation by an intense driving laser with high-order waveguide modes in a high-pressure gas-filled hollow waveguide
Authors: Baochang Li, Kan Wang, Xiangyu Tang, Bincheng Wang, C. D. Lin, and Cheng Jin
Date: December 24, 2024
Abstract: 高阶谐波是有效的桌面相干辐射源,但其使用受到脉冲能量限制的限制。我们证明,在长波导中使用过驱动强激光和高压气体可以在三个不同的范围内实现相位匹配,从而提高谐波产量。研究结果表明将驱动激光与高阶波导模式耦合可实现稳健的相位匹配,并推导出波导和气体参数的缩放关系,以便立即进行实验室测试。
Keywords: 高阶谐波、相干辐射源、相位匹配、谐波产额、波导模式
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-48972

2. 多瓦皮秒 1.7 µm Tm 掺杂光纤激光放大系统
Multi-watt picosecond 1.7 µm Tm-doped fiber laser amplification system
Authors: Ze-Yu Zhan, Can-Ying Lian, Ji-Xiang Chen, Meng Liu, Can Li, Ai-Ping Luo, Wen-Cheng Xu, Pu Zhou, and Zhi-Chao Luo
Date: December 24, 2024
Abstract: 研制了多瓦级高重复频率皮秒掺Tm光纤激光放大系统,在10W泵浦功率下实现了5.2W的输出功率,斜率效率为52.1%。种子振荡器为9字形被动锁模TDF激光器,可产生中心波长为1738nm的脉冲串,基本重复频率约为85MHz。输出脉冲持续时间为33.87ps,脉冲能量为61nJ,展示了其在聚合物焊接、生物成像、中红外激光生成和医疗领域的应用潜力。
Keywords: TDF激光器、脉冲宽度、输出功率、斜率效率、超快光纤激光器
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-48987

3. 基于 OCMI 的低交叉敏感性和灵敏度增强型 FBG 传感器,具有三个级联 FBG
Low cross-sensitivity and sensitivity enhanced FBG sensor based on OCMI with three cascaded FBGs
Authors: Shitong Zhong, Daofu Han, Fangming Lai, Haitao Yan, and Zhanwu Xie
Date: December 24, 2024
Abstract: 本文介绍了一种温度不敏感的光载波微波干涉仪(OCMI)系统,该系统利用级联的三光纤布拉格光栅(FBG)结构来增强游标效应,以用于传感应用。该系统实现了-4.642 MHz/µε的应变灵敏度,分别是基于单个干涉仪的传统应变传感器的66.3倍和61.4倍。此外,经过补偿,温度灵敏度从-38.318 MHz/°C提高到-71.384 kHz/°C,表现出检测微小物理变化的高分辨率和低交叉敏感性。
Keywords: 光载波微波干涉法、光纤布拉格光栅、增强游标效应、应变传感、温度补偿
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-48995

4. 基于深度学习的低采样率 OAM 水下单像素成像
OAM-basis underwater single-pixel imaging based on deep learning at a low sampling rate
Authors: Jing Hu, Xudong Chen, Yujie Cui, Shuo Liu, and Zhili Lin
Date: December 24, 2024
Abstract: 本研究提出了一种创新的水下单像素成像方法,利用轨道角动量(OAM)基进行采样,利用双注意残差 U-Net 生成对抗网络(DARU-GAN)进行图像重建。该方法有效解决了低采样率和高浊度的问题,在3.125%的采样率和128 NTU的浊度下成功实现了图像恢复。OAM 光束的抗湍流能力与 DARU-GAN 的重建能力相结合,显著提高了具有挑战性的条件下水下成像的质量和泛化能力。
Keywords: 水下单像素成像、轨道角动量(OAM)、双注意残差 U-Net 生成对抗网络(DARU-GAN)、采样率、浊度
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-49006

5. 532 nm 高反射率涂层在暴露于伽马射线后,结节缺陷导致其抗激光损伤能力下降
Nodular-defect induced degradation of laser damage resistance of 532 nm high reflectivity coating after exposure to gamma rays
Authors: Yunqi Peng, Xusheng Xia, Zhilin Xia, Xuyi Liu, Weili Zhang, Yun Cui, Humbet Nasibli, Yuyang Qin, Jianda Shao, and Yuan’an Zhao
Date: December 24, 2024
Abstract: 研究了伽马射线辐射和532 nm 纳秒激光辐射对光学涂层的耦合作用,使用熔融石英和S-BSL7玻璃,用60Co伽马射线源以1 Gy/s的剂量率辐照1-500 kGy。S-BSL7玻璃在伽马射线辐照后明显变暗,而熔融石英在500 kGy时没有颜色变化但出现了E'色心;所有涂层样品均保持较高的反射率。高反射率薄膜的激光诱导损伤阈值(LIDT)在500 kGy辐照后明显降低,损伤由结节缺陷开始,表明伽马射线影响了结节结构。
Keywords: 伽马射线辐射、532 nm 激光、激光诱导损伤阈值 (LIDT)、结节缺陷、蒙特卡罗模拟
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-49021

6. 基于遗传算法的宽带线-圆偏振转换超表面小型化方法研究
Research on the miniaturization method of the broadband linear-to-circular polarization conversion metasurface based on genetic algorithm
Authors: Yaodong Ma, Yanwen Hu, Wen-Ying Zhou, and Tingrong Zhang
Date: December 24, 2024
Abstract: 针对超表面晶胞尺寸随中心工作频率(CF)减小而增大的问题,提出了一种基于遗传算法(GA)的超表面晶胞小型化设计方法。设计的透射型线圆偏振转换超表面(LTCPCM)在3.86 GHz中心工作频率下晶胞尺寸仅为0.18λ,分数带宽为71%,角度稳定性为45°。实验验证与仿真结果一致,证明了所提方法对超表面晶胞小型化设计的有效性。
Keywords: 超表面,遗传算法,偏振转换,分数带宽,角度稳定性
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-49038

7. 由于连续体中双带束缚态的耦合而产生的可调集体电磁感应透明效应
Tunable collective electromagnetic induced transparency-like effect due to coupling of dual-band bound states in the continuum
Authors: Jian Chen, Rixing Huang, Xueqian Zhao, Qingxi Fan, Kan Chang, Zhenrong Zhang, and Guangyuan Li
Date: December 24, 2024
Abstract: 本研究探讨了全电介质超表面中双波段电偶极子和磁四极子准束缚态在连续体 (q-BIC) 中的耦合引起的可调集体电磁感应透明类 (EIT-like) 现象。可以通过改变纳米盘直径或倾斜角度来调整透明窗口波长、品质因数和群指数,纳米盘尺寸越小,慢光效应越强。折射率传感灵敏度随纳米盘尺寸减小而呈指数增加,最终随群指数增加而趋于稳定,这表明其在慢光增强生化传感方面具有潜在的应用价值。
Keywords: q-BIC、类EIT现象、全电介质超表面、慢光效应、折射率传感
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-49053

8. DF-TSOM检测光学元件亚表面缺陷的方法研究
Research on the DF-TSOM method for detecting subsurface defects of optical components
Authors: Na Wang, Weihu Zhou, Xiaojiao Song, Dezhao Wang, and Lituo Liu
Date: December 24, 2024
Abstract: 本研究介绍了一种新型暗场通焦扫描光学显微镜 (DF-TSOM) 技术,用于检测透明材料中百纳米级的亚表面缺陷。制备了深度为 100 µm、直径为 1 µm、0.4 µm、0.2 µm 和 0.1 µm 的亚表面缺陷样品,DF-TSOM 成功检测到了小至 0.1 µm 的缺陷。与传统 TSOM 相比,DF-TSOM 的对比度提高了约 10 倍,传统 TSOM 无法检测到直径为 0.4 µm 的缺陷,凸显了其高灵敏度和在线检测潜力。
Keywords: 暗场聚焦扫描光学显微镜、亚表面缺陷、检测、对比度、透明材料
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-49065

9. 利用金(核)-银(壳)三角纳米棱柱进行超灵敏硫化物检测
Ultrasensitive sulphide detecting by using Au (core)-Ag (shell) triangular nanoprisms
Authors: Shihao Feng, Zhixiang Liu, Mei Liu, Peijia Chen, Xinyi Fan, Ting Luo, JinDong Ai, Li Jiang, and Renming Liu
Date: December 24, 2024
Abstract: 本研究介绍了一种利用金(核)-银(壳)三角纳米棱柱(Au@Ag TNPs)检测硫化氢(H2S)的超灵敏方法,检测限达到1 fM。该方法依赖于在 Au@Ag TNPs 尖角处优先形成 Ag2S,从而导致纳米探针发生灵敏的光谱偏移。该检测限比 Au@Ag 纳米棒的检测限低三个数量级,是迄今为止报道的硫化物检测的最低值。
Keywords: 硫化氢,生物化学,硫化物检测,Au@Ag TNPs,等离子体纳米探针
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-49082

10. 用于近中红外片上光隔离器的铁石榴石磁光材料离子切片研究
Study on ion slicing of iron garnet magneto-optic materials for near and mid-infrared on-chip optical isolators
Authors: Renjie Jiang, Xuan Yang, Jie Chen, Shiji Shen, Shengming Zhou, Yanna Tian, and Jun Wang
Date: December 24, 2024
Abstract: 本研究探讨了在钇铁石榴石 (YIG) 晶体、掺铋铁石榴石 (BIG) 和 YIG 陶瓷上进行离子切片,以在硅衬底上为非互易器件制造高质量的磁光薄膜。BIG 薄膜成功制备,但其厚度和晶相不如预期,而 YIG 单晶和陶瓷在退火过程中出现起泡,表明它们适用于离子切片。随着波长从 1.55 µm 增加到 2.1 µm,BIG 和 YIG 薄膜之间的非互易相移间隙从 399% 减小到 26%,对于硅基隔离器,模拟插入损耗从 2.78 dB 改善到 0.35 dB。
Keywords: 高结晶质量、铁石榴石、离子切片、非互易相移 (NRPS)、CMOS 兼容
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-49093

11. 随机光场中的空间反聚束关联
Spatial anti-bunching correlation in random light fields
Authors: Shao-wen Yu, Yang Zhang, Gang-kun Fu, Yi-han Zhang, Jia-min Zhong, Yu-xiang Huang, and Jun Chen
Date: December 24, 2024
Abstract: 本研究探讨了随机光场中的空间反聚束现象,表明光子之间相互避让,导致二阶相干度低于1,这与传统的高斯谢尔模型光不同。研究预测,由于游走光中刚体和流体状旋转的差异,将产生两种不同的轨道角动量状态,实验证据支持了这一预测。研究结果表明,利用反聚束相关光可以实现分辨率增强的无透镜重影成像系统,实现精密应用的超分辨率成像能力。
Keywords: 空间反聚束、非经典光、二阶相干性、轨道角动量、超分辨率成像
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-49106

12. 使用相干和压缩真空状态的非线性和非线性-线性混合干涉仪
Nonlinear and nonlinear-linear hybrid interferometers using coherent and squeezed vacuum states
Authors: Jian-Dong Zhang, Fan Jia, Lili Hou, and Shuai Wang
Date: December 24, 2024
Abstract: 本研究探讨了经典态和量子态在高精度干涉测量中的作用,重点研究了相干态和压缩真空态,并利用零差检测比较了非线性和非线性-线性混合干涉仪。两种干涉仪均可在高光子相干态下实现接近量子克拉美-罗界限的相位灵敏度,而非线性干涉仪的性能优于非线性-线性混合干涉仪。研究表明,随着光子数的增加,在散粒噪声极限之外保持相位灵敏度的最大可容忍损耗率接近50%。
Keywords: 相干态、压缩真空态、非线性干涉仪、量子克拉美-罗界限、相位灵敏度
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-49121

13. 具有最佳环形照明的彩色多路复用 3D 差分相差显微镜
Color-multiplexed 3D differential phase contrast microscopy with optimal annular illumination
Authors: Jingfan Wang, Xing Zhao, Yan Wang, and Da Li
Date: December 24, 2024
Abstract: 定量相位成像 (QPI) 量化活细胞和组织中的折射率变化,所提出的 3D DPC 显微镜使用最佳环形照明来增强相位对比度并降低噪音。最佳环形照明最大限度地减少了 3D 傅里叶空间中缺失的频率分量,通过 1/2 环形多路复用照明将数据采集量减少了 75%。该方法展示了模拟 3D 相位物体、未染色的舌头切片和口腔上皮细胞的精确 3D 折射率断层扫描,展示了其在生物医学应用中的潜力。
Keywords: 定量相位成像、三维微分相位对比、折射率、最佳环形照明、抗噪性
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-49135

14. 50.1 W 窄线宽 Nd:YVO4 Innoslab 纳秒放大器,效率高,1064 nm
50.1 W narrow linewidth Nd:YVO4 Innoslab nanosecond amplifier at 1064 nm with high efficiency
Authors: Chao Ma, Fangxin Yue, Mingjian Wang, Zhenzhen Yu, Yue Song, Jiqiao Liu, Xia Hou, and Weibiao Chen
Date: December 24, 2024
Abstract: 演示了一种 1064 nm 窄线宽纳秒部分端面泵浦板条激光放大器,将 6 W 种子光放大至 50.1 W,吸收泵浦功率为 163 W。该系统在 10 分钟内实现了 0.49% 的功率稳定性,在吸收泵浦功率为 144 W 时实现了 28.3% 的最大提取效率。水平和垂直方向上的光束质量因子 M2 分别为 1.31 和 1.26,这是首次报道使用楔形双通 Nd:YVO4 Innoslab 放大器实现高效放大。
Keywords: Innoslab 激光放大器,1064 nm,吸收泵浦功率,提取效率,光束质量因子
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-49153

Fig. 1. (a) experimental setup, L1: pump collimating mirror, L2: pump coupling lens, M0: 0° mirror, VBG: volume Bragg grating, M1: 45° mirror, I: isolator, HWP: half-wave plate, P: right angle prism mirror, L3/L6: plano concave lens, L4/L5/L7: plano convex lens, VCL: vertical cylindrical lenses, VCL1/VCL3/VCL4: plano convex cylinder lens, VCL2/VCL5: plano concave cylinder lens, PBS: polarization beam splitter, M2: 52° mirror, M3/M4: 0° mirror, HCL: horizontal cylindrical lens, HCL1/HCL2/HCL3: biconvex cylindrical lens, W: waveguide; LD1/LD2/LD3: laser diode; (b) schematic diagram of of Nd:YVO4 slab 3D direction; (c) Innoslab amplifier top view.

15. 利用光载流子太赫兹频率梳的倍频能力提高折射率传感光频率梳的灵敏度并进行快速测量
Enhanced sensitivity of refractive-index-sensing optical frequency comb using frequency multiplication capability of photocarrier terahertz frequency comb for rapid measurement
Authors: Masayuki Higaki, Shogo Miyamura, Shuji Taue, Yoshiaki Nakajima, Yu Tokizane, Eiji Hase, Takeo Minamikawa, and Takeshi Yasui
Date: December 24, 2024
Abstract: 我们提出了一种使用光载流子太赫兹梳的折射率传感方法,通过放大 RI 相关的模式间隔偏移,实现了 3100 倍的灵敏度提高。我们的方法可以准确测量不同浓度的乙醇-水溶液,并且在拍频测量中表现出比直接测量更优异的性能,尤其是在高速场景中。该技术可以在毫秒时间尺度上实现高分辨率 RI 测量,克服了 RF 频率计数器的限制,并提高了动态传感应用的灵敏度和速度。
Keywords: 折射率传感、光载流子太赫兹梳、频率倍增、模式间距偏移、高分辨率测量
Link: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-32-27-49164

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