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空间相干性:光场调控的神奇之手

2020年第5期《中国激光》出版“纪念激光器诞生60周年”专题。苏州大学赵承良教授和蔡阳健教授受邀撰写《部分相干照明下的相位恢复方法及应用研究进展》长篇综述论文。论文从空间相干性退化的原因、在成像中的问题解决和在复杂光场波前重构等方面,对部分相干照明下的相位恢复方法及应用进行了综述。全文下载链接: http://www.opticsjournal.net/Articles/abstract?aid=OJe9582f967251870c 今年是激光器诞生60周年,激光发明之所以伟大,与其高空间相干特性密不可分。这样接近完全相干的光源可以用一个纯粹的电场来充分描述,在计算传输、成像、散射等多种物理过程时,极具优势。 但是不可避免地会出现相干性退化情况,例如本就属于部分相干光的X射线、电子束,以及系统组件的振动、传输介质的湍流都会等效于光源相干性的退化。 光源的空间相干性一旦发生退化,情况就复杂很多。对于理想的高斯谢尔模部分相干光,尚可用有限厄密高斯模的非相干叠加表征其波前分布;对于更复杂的相干性退化,则要引入更冗长的叠加,甚至需要摒弃二维复振幅表达,采用四维互相关函数描述其波前。然而,一旦引入四个维度的坐标体系,计算量会立即上升好几个数量级。这么看来,光源空间相干性的退化给研究者带来了大麻烦。 图1 相干性退化可能发生的场景[1]。a 光源为混合态;b 样品或传输介质为混合态;c 探测器为混合态 在相位恢复问题中,单一模式的完全相干照明给计算模拟的简化和恢复程序的编写带来了极大的便利。对于相干衍射成像,相干性的退化意味着必须在原本就复杂耗时的迭代程序中再引入混合态模型同步更新,否则只能得到混乱无序的恢复结果,甚至导致计算无法收敛;对于全息干涉成像,光源相干结构的相位信息也会杂糅在最终恢复的相位中;对于光强传输方程算法,复杂关联结构引入的未知卷积效应直接影响计算所得的相位。...

电光调制光频梳

封面图:光频梳 图片来源: Image courtesy of Second Bay Studios/Harvard SEAS 撰稿 | 戴茂林 光学频率梳是指在频谱上由一系列均匀间隔的频率分量组成的光谱,这种光谱可以由锁模激光器,谐振腔或电光调制器等方式产生。其中由电光调制器产生的光频梳拥有高重复频率、内在互相干以及较高功率等特点,其在基础物理、光谱学或仪器校准中应用广泛,近年来引起越来越多研究人员的兴趣。 近日,法国勃根第大学的Alexandre Parriaux等人在Advances in Optics and Photonics 期刊上发表综述论文,系统介绍了电光调制产生光频梳的最新研究进展以及应用:包括光频梳的介绍,电光调制产生光频梳的方法以及特点,最后详细的列举了电光调制光频梳的应用场景,包括精密光谱、双光梳干涉、仪器校准和任意波形发生等方面的应用,讨论了不同应用其背后的原理。最后,作者给出了对电光调制光频梳技术的展望。 01 背景 在60年前的5月份,Maiman博士发明了第一台红宝石激光器。四年之后,美国贝尔实验室的哈格罗夫、福克和波拉克率先报导了在氦氖激光器中实现的主动锁模,这种锁模激光在的光谱在时域上表现为脉冲发射,在频域上则是表现出一系列离散且等距的短线,很类似我们日常使用的梳子,于是我们把这种光谱称之为“光学频率梳”,简称“光频梳”。 在光频梳中,每一根梳齿的频率表达式为,其中是光梳纵模相对于零点频率的偏移量,n是整数,是光梳纵模的频率间隔,即重复频率。由于光频梳的良好应用前景,2005年的诺贝尔物理学奖颁给了对光频梳技术作出开创性工作的Hänsch...

世界第1台“超手性光”激光器诞生!

封面图:“超手性光”激光器示意图 封面图来源:School of Physics, University of the Witwatersrand 撰稿 | 杨大海 01 导读   利用激光器产生高纯度的“扭曲光”以及产生相当高的角动量(AM),这在之前所有报道过激光器的文献中还未曾有过。 近日,来自南非金山大学(University of the Witwatersrand)的 Andrew Forbes 等研究人员在 Nature Photonics 发表了这一突破性的研究成果。 在这篇论文中,研究人员展示了一种新的激光器,它可以产生任意理想的手性光状态,并可以用来完全控制光的角动量(AM)、光的自旋角动量(SAM)和轨道角动量(OAM)。 02 背景介绍   图1. 多彩斑斓的结构光场 对光进行结构定制,使其能够高效的产生特定的光场分布以及其它有特殊用途的属性,已被科研工作者们广泛研究。如图1所示,展示了多彩斑斓的结构光场图样。而对于结构光的应用,也已经在高宽带光通信、高维量子通信、显微成像和光操作等各个领域中得到了实际的推广。 在多彩斑斓的结构光中,其中有一种非常重要的属性就是光的手性。光具有手性特征,并且具有两种形式:自旋角动量(SAM)和轨道角动量(OAM)。 自旋SAM类似于行星围绕自转轴旋转,例如:地球的自转;而轨道OAM类似于行星围绕太阳旋转,例如:地球的公转。手性光携带有自旋角动量(SAM)和轨道角动量(OAM),而轨道角动量的存在是由于具有螺旋形相位波前而特有的属性。因此,这样的光我们也称之为轨道角动量光。而且通常可以通过动态几何相位转化的方式,将自旋和轨道角动量进行有效耦合,产生具有更多手性控制的矢量轨道角动量光。但是,怎样能够有效的控制光的手性仍然是一个巨大的挑战。...

专项再+1,国家重点研发计划专项已达68个

2020年国家重点研发计划重点专项项目指南已陆续公布。据动源君初步统计,截至6月2日,已发布指南(征求意见)的专项(含定向)43个,其中6月1日新征求意见的“引力波探测”重点专项 为2020年新增专项,至此,2015年启动专项试点以来的重点专项数达到68个。↓↓↓ 国家重点研发计划68个重点专项概览 2015年启动的6个试点专项 干细胞及转化研究、七大农作物育种、化学肥料和农药减施增效综合技术开发、新能源汽车、数字诊疗装备研发、大气污染成因与控制技术研究 2016年启动的38个试点专项 量子调控与量子信息、纳米科技、全球变化及应对、蛋白质机器与生命过程调控、大科学装置前沿研究、国家质量基础的共性技术研究与应用、林业资源培育及高效利用技术、智能农机装备、畜禽重大疫病防控与高效安全养殖综合技术研发、粮食丰产增效科技创新、现代食品加工及粮食收储运技术与装备、农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发、战略性先进电子材料、高性能计算、重点基础材料技术提升与产业化、地球观测与导航、煤炭清洁高效利用和新型节能技术、材料基因工程关键技术与支撑平台、云计算和大数据、 增材制造与激光制造、典型脆弱生态修复与保护研究、先进轨道交通、重大科学仪器设备开发、智能电网技术与装备、网络空间安全、海洋环境安全保障、重大慢性非传染性疾病防控研究、深海关键技术与装备、水资源高效开发利用、公共安全风险防控与应急技术装备、绿色建筑及建筑工业化、深地资源勘查开采、生物医用材料研发与组织器官修复替代、精准医学研究、生物安全关键技术研发、生殖健康及重大出生缺陷防控研究、政府间国际科技合作专项、战略性国际科技合作专项 2017年启动的6个试点专项 变革性技术关键科学问题、智能机器人、现代服务业共性关键技术研发及应用示范、食品安全关键技术研发、中医药现代化研究、重大自然灾害监测预警与防范...

带“旋”光束不简单

背景介绍 涡旋光是一种携带轨道角动量、相位面呈螺旋状分布的新型结构光场,在量子纠缠、量子通信、光学微操控、3D光束整形和微纳光机械驱动等领域已经获得了广泛应用。相比传统单奇点涡旋光,复杂涡旋光具有更复杂的相位结构、OAM和偏振分布光场,例如厄米-拉盖尔高斯模式、涡旋恩斯-高斯模式、SU(2)几何模、分数阶OAM模式以及自旋-轨道角动量耦合的矢量涡旋光束等。随着光场相位奇点和轨道角动量(OAM)操控技术的发展,探索新型结构光场已成为研究的重要部分。 关键技术进展 01 腔内直接激发结构光场 1) 基于离轴泵浦和像散转换产生涡旋结构光场 我们课题组通过对泵浦的离轴控制来改变泵浦和不同模式分布的重叠率,从而控制增益损耗,产生所需的高阶模式,而后经过腔外的模式像散转换器得到带轨道角动量的光场,如拉盖尔-高斯模式(LG)的光场、厄米-拉盖尔-高斯模式的光场和SU(2)几何模式,如图1(a)所示。 台湾交通大学Chen课题组基于此方法得到了三维李萨如光场,如图1(b)所示。该课题组在横纵模锁定的状态下,在菲涅耳数更大的激光系统中得到了余摆线光场,以及自发横向锁模的稳定涡旋晶格模式,如图1(c)所示。 图1 几种典型的复杂涡旋结构光场。(a)SU(2)几何模光场相位控制;(b) 李萨如光场及其传输;(c) 余摆线光场及其传输 2) 基于腔内调制器件产生涡旋结构光 为了在腔内获得涡旋结构光,研究人员初期在谐振腔内插入金属细丝,获得高纯度的一阶厄米-高斯光束,此后将各种调制器件插入谐振腔内,例如螺旋相位板、光阑、声光调制器、液晶q平板和液晶空间光调制器等。 南非CSIR国家激光中心Naidoo所在课题组通过调控腔内q平板和1/4波片的角度实现了整个高阶庞加莱球上光束的产生,以及光子自旋和轨道角动量间的可控转换。...

姚保利:活体样品的长时间三维成像——光片荧光显微术

中科院西安光机所姚保利研究员团队在《激光与光电子学进展》发表题为“光片荧光显微及应用进展”的特邀综述文章,系统介绍了光片荧光显微成像技术的基本原理,主要技术问题及解决方案,列举了其在生物医学中的应用,讨论了该技术的发展趋势及前景。 封面文章|于湘华,刘超,柏晨,杨延龙,彭彤,但旦,闵俊伟,姚保利. 光片荧光显微成像技术及应用进展[J]. 激光与光电子学进展, 2020, 57(10): 100001   撰稿人|于湘华   背景介绍   相比经典的宽场荧光显微成像和激光扫描共聚焦显微成像,光片荧光显微能够克服光毒性、光漂白性等缺点,是活体样品长时间三维成像的理想工具。   光片荧光显微原理如动画1所示。采用正交光路设计,用一层薄光片从侧面激发样品,并在垂直于光片的方向上利用显微物镜和数字相机拍摄样品的二维荧光图像,通过轴向扫描光片或移动样品逐面成像,即可获取不同深度处的层析图像并实现样品的三维信息重构。   动画1 光片荧光显微工作原理动画   论文详解   01   光片荧光显微简介   第一部分,作者对光片显微基础理论做了介绍,主要从光片荧光显微的特点和光片生成的方法两方面进行了解释。   1.1   光片荧光显微的特点   文中将光片荧光显微成像与传统落射式荧光显微成像、激光扫描共聚焦显微成像做对比。   与传统落射式荧光显微构架不同(如图1b所示),光片荧光显微正交独立的激发和探测光路(如图1a所示),从侧面用一层薄的光片照明样品,仅激发成像物镜焦面薄层区域的样品,在正交方向上进行探测成像,这样能有效避免离焦背景对成像质量的影响,具有成像对比度高和天然光学层析的优点。 图1 两种显微成像方式对比。(a)...

双Science!《科学》报道芯片集成可调控涡旋激光器和涡旋光探测器

不同于自旋角动量(Spin Angular Momentum)只有两个状态,涡旋光的轨道角动量 (Orbital Angular Momentum)理论上具有无限的状态范围。特别是其可以作为载波进行多路复用。因此在光通信,数据中心链接等有着广泛的应用前景。然而,现有的可集成涡旋激光器缺乏可调控性;与此同时,对应的片上涡旋光电探测器尚属空白。因此,涡旋光尚未在实际集成光学器件(如多路复用器、光开关、光调制器等)中得到广泛应用。近日,宾夕法尼亚大学冯亮教授课题组和Ritesh Agarwal教授课题组合作并分别主导完成了可调控涡旋激光器和涡旋光探测器,首次在光子芯片上实现了可调控涡旋激光的产生和探测。近日,两项研究成果同时在国际权威学术期刊《科学》上发表。 原文地址见文末 创新研究 在光源方面,不同于固定荷值的涡旋激光器,作者们通过设计和控制非厄米(non-Hermitian)对称性的方式动态调控结构材料的损耗和增益来达成对涡旋光荷值的控制(图一)。具体来说,通过设计微腔和波导间的可控非厄米耦合使得微腔中两个自旋-轨道锁定的涡旋态能进行单向耦合,从而选取激发一个特定的涡旋态。基于总角动量守恒的原理,他们将自旋角动量转换为轨道角动量从而进一步增加了荷值的可调控范围。 第一作者张智峰说,实验上,他们使用InGaAsP量子阱半导体材料制造微腔和波导结构。该材料在没有光学泵浦的情况下呈现高损耗状态,而在光学泵浦下呈现增益状态,满足非厄米控制所需的特性。因此通过改变光泵浦在非厄米波导上的位置就可以达到改变单向耦合方向的目的,从而选取激发特定手性的涡旋光。随后,作者们通过控制自旋角动量和轨道角动量的转换, 实现了五个不同涡旋光模式之间的动态调制(图二)。更进一步,通过构建非厄米诱导的纯虚部调制的规范场,作者们实现了可调控涡旋激光阵列,展示了高度集成的涡旋光芯片的前景。...

超宽带全息技术:应用于高安全性能加密的轨道角动量全息技术

撰稿人 | 方心远   论文题目 | 超宽带全息技术:应用于高安全性能加密的轨道角动量全息技术 作者 | 方心远,任浩然,顾敏 完成单位 | 上海理工大学 概述        近日,上海理工大学光电学院人工智能纳米光子学研究中心顾敏院士领导的研究团队,首次将轨道角动量(OAM)维度用作全息过程的信息载体,提出了超宽带轨道角动量全息理论。实验中实现了高阶轨道角动量的操控,由此大大提升了信息光学领域的安全性能。该研究成果于2019年12月在线发表于光学顶尖期刊《自然-光子学》上,论文题目为“应用于高安全性能加密的轨道角动量全息技术"(Orbital angular momentum holography for high-security encryption)。   研究背景        伴随着信息社会的飞速发展,信息光学已成为现代光学的重要分支,为了满足人们对光学设备的信息容量需求,光的偏振、波长等物理属性通常被用作信息载体进行编码、传输和解码。光的多维度特性也是其相较电而言作为信息载体的重大优势。虽然OAM已经在光通信领域展示出对于提升带宽的重要价值。然而,在应用更为广泛的全息领域,OAM的高维特性始终无法发挥作用。   技术突破        本研究创造性地将布拉格衍射定律延伸到了傅立叶空间。如图1所示,在傅立叶空间中,具有不同螺旋阶数的OAM光束表现出不同的空间频率分布,螺旋阶数越大则空间频率越大。顾敏团队利用这一特性,根据入射OAM光束的空间频率分布设计出相应的采样阵列,对数字图像进行重新编码,由此计算出能够保存螺旋相位的全息图。为了实现全息图的OAM选择性,研究者在全息图中叠加螺旋相位分布,根据轨道角动量守恒定律,只有当再现光拥有对应的反向螺旋相位时才能复原出像素为拥有高斯频率分布的图像。...

长春光机所液晶光学团队成果集锦:聚焦液晶材料、器件与系统应用

图片来源:长春光机所-Light学术出版中心 撰稿 | 穆全全 01 团队介绍 中科院长春光机所液晶光学与自适应光学研究团队(以下简称团队)由长春光机所液晶光学与自适应光学学科带头人宣丽研究员于2000年创立,是应用光学国家重点实验室重要研究团队之一。 团队由应用光学国家重点实验室副主任、吉林省中青年科技创新领军人才穆全全研究员领衔,现有研究人员11人,其中博导5人,硕导2人,中科院青年创新促进会会员2人、长春光机所旭光人才计划入选者1人。 团队一直致力于液晶材料、液晶物理、光调控器件及其应用的研究,涵盖从基础到工程领域的全链条,在高速及高折射率液晶材料、液晶光控取向技术、特种液晶光调控器件、自适应光学技术、光学相控阵技术等方面取得了一系列重要研究成果。 团队已在Optics Express,Optics Letters,Liquid Crystals等期刊发表SCI论文百余篇,申请发明专利数十项; 相关研究成果于2013年获得吉林省技术发明一等奖,2017年获得中国物理学会胡刚复物理奖,培养毕业博士60余人,硕士10余人,博士后4人,其中博士论文获得全国百篇优博论文提名奖1人次、中科院院长特别奖2人次、中科院百篇优秀博士学位论文奖2人次、国家奖学金和各类冠名奖学金10余人次。 目前,团队正在承担的国家及省部级研究课题10余项。 02 人物介绍 穆全全 研究员 长春光机所研究员,博导,吉林省中青年科技创新领军人才及团队项目获得者。 2003年毕业于南开大学物理科学学院,获得学士学位,同年就职于长春光机所; 2010年于长春光机所获得光学工程博士学位;历任长春光机所研究实习员、助理研究员、副研究员、研究员。 目前担任应用光学国家重点实验室副主任、中国物理学会液晶分会第八届委员会副主任、《液晶与显示》编委。...

DiPOLE100项目建设进展

英国STFC阿普尔顿实验室中央激光设施(Central Laser Facility-CLF)的研究人员在高功率、高能、高强度激光器技术国际会议上介绍了CLF正在为HiLASE项目建造的DiPOLE100项目,低温气体冷却DPSSL系统基于Yb:YAG多板条放大器技术,设计有效输出100J脉冲、脉冲持续时间2-10ns、重复频率高达10Hz。    介绍    最近,一个缩小比例的原型放大器已经超过设计规范输出波长1030nm、能量10.8J、重复频率达10Hz、光-光转换效率22.5%的脉冲。紧随这一大型激光器取得的成功,正在开发的DiPOLE100将证实低温冷却放大器概念的可扩展性,目前的激光器系统是为捷克共和国的HiLASE项目建设的,在完全集成的控制系统中,输出100J时域整形纳秒脉冲、频率10Hz。第二个正在建设的系统是欧洲XFEL项目的高能量密度光束,由英国STFC和EPSRC联合主办。    表1  DiPOLE100的靶性能参数        DiPOLE100的靶性能参数如表1所示,系统包括三大主要器件:第一部分称为前端,提供脉宽为2ns-10ns精确的时间和空间整形脉冲,能量级别100mJ,输出波长在1030nm范围可调谐,随后作为10J低温放大器的种子光源,放大器的设计类似于原型DiPOLE系统。10J放大级输出经调制后被100J低温功率主放大器放大,DiPOLE100的流程示意图如图1所示,整个系统占据18 m x 2.5 m的光学平台,整个自由空间光学路径长度大约是100米。图2所示为将要安装在布拉格郊外的HiLASE设施的DiPOLE100系统想象图。         图1  DiPOLE100激光系统流程图         图2  DiPOLE100激光系统安装在HiLASE基础设施上的想象图    前端 ...

Nature-光子学:超表面实现图像边缘提取

图片来源:IEEE 撰稿 | 靳淳淇 01 导读   近日,范德堡大学Jason Valentine教授团队采用新型超薄超表面图像差分器件,实现了图像边缘的直接提取。 这项技术可以用来检测自动驾驶车道的边缘,检测肿瘤的边缘,或者在癌症检测中对细胞的大小和类型进行分类,为生物成像、三维重建和计算机视觉等应用创造新的机遇。   02 背景介绍   边缘提取是目标识别中常见的预处理步骤,主要通过电或光学结构的空间差分来实现。大多数数字图像处理方法也能够处理复杂大量的数据,但受限于计算机的计算速度和功耗。 光学处理方法能够直接处理光信号,具有低功耗和高速的优点,以最小的功耗执行大量和实时的数据处理。传统的光学图像差分方法需要多个透镜配合,使整个成像系统体积大且难以集成。 采用纳米光子材料(如超表面和光子晶体)进行光学图像处理能够显著减小光学系统的尺寸,但已有的实验方法仅限于一维目标,且需要附加折射元件用于等离子体耦合或傅立叶变换,这就抵消了其超薄和平面化的优势。 为了解决这一问题,Jason Valentine团队研发了一种新型超表面器件,可以对边缘进行选择性成像。 超表面(Metasurface)是指一种厚度小于波长的人工层状材料。可实现对电磁波偏振、振幅、相位、极化方式、传播模式等特性的灵活有效调控。 拉普拉斯算子(Laplace Operator)是n维欧几里德空间中的一个二阶微分算子,定义为梯度(▽f)的散度(▽·f)。 通过设计硅纳米棒组成的超表面,使其表现为拉普拉斯算子的传递函数,就能够将目标图像直接转换为其二阶导数,从而直接区分图像中的边缘信息。 图1. 超表面示意图,可以对图像进行转换   03 创新研究  ...

光镊 — 世界上最精密的镊子

作者简介 姚保利,中国科学院西安光学精密机械研究所二级研究员,博士生导师,瞬态光学与光子技术国家重点实验室主任。主要从事超分辨光学成像、光学微操纵、三维显微成像等方面的研究。 现代光学显微技术发展迅速,超分辨光学显微成像技术分辨率已达到了纳米级别,为生物医学等领域的发展提供了强有力的工具。但是对于微观尺度的研究来说,除了“看得清”,还需要“摸得着”,而光镊就是那只“摸得着”微观粒子的“手”。迄今为止,与光镊技术相关的工作已获得三次诺贝尔物理奖:1997年激光原子冷却技术、2001年玻色爱因斯坦凝聚以及2018年光镊技术。 1 什么是光镊? 一束平行激光被显微物镜聚焦后会得到一个微米尺度的光斑。物镜数值孔径越大,聚焦的光斑越小(可以达到几百纳米),其电场强度梯度越大。对于电介质微粒来说,强聚焦光斑就是一个三维光学势阱,微粒会被束缚在其势能最低处。若微粒偏离势能最低点,就会受到指向势能最低点的恢复力的作用。由激光束强聚焦形成的光斑对于电介质微粒来说就像是一个“陷阱”,粒子被捕获在其中,如果移动聚焦光斑,微粒就会跟着光斑移动。这样一个强聚焦光斑可以对微粒实施捕获、移动和旋转等微操控,就像一把“镊子”,因而被称为光镊(Optical Tweezers)。 光镊的原理 2 光镊技术的诞生...

上海光机所在大口径干涉仪绝对面形检测技术研究中取得新进展

近期,中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心研究团队在Φ600mm口径干涉仪绝对检测技术研究方向取得新进展,提出一种基于多表面干涉原理的原位绝对面形检测技术,实现Φ600mm口径干涉仪标准平晶绝对面形误差的原位测量,相关成果于2月26日发表在[Optics and Lasers in Engineering, 129, 106054 (2020)]。 受天文及空间光学、高功率激光装置、超强超短激光装置,以及自由电子激光装置等重大项目驱动,大口径高精度光学元件的需求日益增加,传统的大口径光学元件干涉检测方法主要采用相对测量法,该方法检测精度受干涉仪自身标准平晶面形精度的制约,特别是当待测大口径光学元件面形PV值(Peak to Valley, PV,峰值与谷值的差值)要求优于0.1λ(波长λ=632.8nm)时,干涉仪参考平晶引入的系统误差便不能再忽略。绝对面形检测法是一种能够实现将参考平晶面形误差从测量结果中分离出去,从而得到被测元件绝对面形的方法,可实现亚纳米量级精度的面形测量。 研究人员提出一种基于多表面干涉原理的原位绝对面形检测方法,通过一个辅助透射平晶和四组测量即可完成绝对面形测量,设计大口径平晶旋转机构,通过三个Φ600mm口径平晶两两组合及辅助平晶的旋转测量,实现Φ600mm口径干涉仪标准透射及反射平晶面形误差的原位绝对测量。与现有的大口径光学元件绝对面形误差检测方法相比,该方法无需移动置换干涉仪自身的标准透射平晶,无需旋转标准反射平晶,这极大地提高了测量稳定性,并降低了拆卸大口径干涉仪标准平晶的风险,并且该方法在获得低频波面误差的同时也不会损失中频波面误差信息。研究人员在Zygo公司生产的24吋激光平面干涉仪上开展了测量实验研究,实验表明该方法的测量重复性精度RMS (Root Mean Square,...

飞秒激光器客户福音,APE公司的飞秒OPO可以单独销售了!

飞秒激光器客户福音,APE公司的飞秒OPO可以单独销售了!

钛宝石飞秒振荡器(Ti:Sapphie fs Oscillator)和由他泵浦的钛宝石飞秒光参量振荡器(fs OPO)一直是飞秒激光领域的主流产品,在飞秒双光子成像等大应用的支持下,每年有数百台的销量。长期以来,fs OPO都由钛宝石飞秒激光器领域传统老大美国Coherent公司和美国Spectra-Physics垄断销售。但普通买家不知道的是,Cohenert公司的fs OPO全部都是德国APE公司给贴牌(OEM)生产的,Spectra-Physics公司的fs OPO则全部是由西班牙的另一个公司贴牌生产。APE公司的fs OPO过去也是唯一通过Coherent公司的渠道销售。 现在德国APE公司改变策略,开放了fs OPO的销售渠道,APE公司的现有代理商也可以销售fs OPO. 这样对于大量的已经购买了钛宝石飞秒振荡器的客户如果想升级fs OPO, 就多了一个渠道选择,可以享受市场竞争带来的好处! Ti:Sa pump OPO-X 德国APE公司的钛宝石飞秒振荡器泵浦的飞秒OPO取名为Ti:Sa Pump OPO-X,(以后简称OPO-X),适合于以下飞秒激光器作为泵浦源: 1、Cohernet公司: Chameleon,Ultra II, Vison II,Visoon S(fs only,80MHz) Mira900, Mira HP(fs and ps, 70MHz) 2、Spectra-Physics公司: MaiTai(fs only), Tsunam(fs and ps) 3、其他满足如下技术指标的飞秒激光器:       波长范围:740-880nm 脉宽:100fs—2ps 重复频率:76—80MHz 功率:1—4W OPO-X的光路图 OPO X信号光:1000-1600nm(泵浦光波长不同略有不同) 闲频光:1750-4999nm...

王占国院士:中远红外量子级联激光器历经从概念到主流

王占国院士:中远红外量子级联激光器历经从概念到主流

量子级联激光器(Quantum Cascade Lasers,QCLs)作为一种新颖的半导体相干光源,是“能带工程”与高精度低维材料外延技术相结合的光辉典范。区别于依赖导带电子-价带空穴复合的传统双极性带间半导体激光器,其利用单极性的电子在导带内分立的子带量子能级间辐射跃迁实现光增益,这些能级由基于分子束外延(MBE)或金属有机化学气相沉积(MOCVD)等先进低维材料生长技术制得的纳米尺度异质结构材料——量子阱和垒形成。 QCLs以其强大的波长剪裁能力闻名,由于子带形成于导带内,可以在不改变材料体系的情况下仅通过对量子阱/垒的厚度剪裁来调节子带能级差,理论上能级差可以无限小而与体材料带隙没有直接关系,因此可实现器件激射波长的大范围尤其是向中远红外方向的调节。目前QCLs已覆盖了2.65 μm ~ 300 μm 波长范围、并在3至20 μm 波段可室温工作,而InP 基的QCLs在4-10 μm 波段已有瓦级输出功率水平,并已应用开发、商品化。 自1994年第一只QCL问世以来,理论、材料和器件研究日趋深入全面,性能逐年提高,耦合量子阱增益区是级联材料的核心,基本上每一次材料、器件性能的重要突破,都和巧妙设计的新型增益区结构密不可分,其中以InP 基QCLs表现尤为突出,但仍一些问题一直没有得到很好地解决,包括器件比较低的功率转化效率(目前也仅是在低温下获得最高约为 50%的效率,因为此时声子散射的效应相对要弱一些),比较高的阈值电流密度(一般在 kA/cm2 量级),尤其是当工作波长向长波长甚至太赫兹方向扩展时,器件性能退化明显。 图(a)典型中红外QCL结构;图(b)外加电场下增益区域的子带图解。...

16项光学领域项目荣获2019年度国家科学技术奖励!

16项光学领域项目荣获2019年度国家科学技术奖励!

今天上午,2019年度国家科学技术奖励大会在人民大会堂举行。经学科专业评审组、评审委员会和奖励委员会三级评审,2019年度国家科学技术奖共评选出296个项目和12名科技专家。其中,国家自然科学奖46项,光学相关5项;国家技术发明奖65项,光学相关3项;国家科学技术进步奖185项,光学相关8项。 2019年度国家自然科学奖 2019年度国家科学技术发明奖 2019年度国家科学技术进步奖 2019年度中华人民共和国国际科学技术合作奖获奖人 弗拉季斯拉夫·潘琴科 (俄罗斯) 潘琴科V.Y.,1947年9月15日生于布列斯特州巴拉诺维奇市。1971年毕业于莫斯科国立大学(M.V.罗蒙诺索夫)物理系。俄罗斯科学院激光与信息技术研究所所长,俄罗斯科学中心库尔恰托夫研究院分子物理研究所所长;俄罗斯科学院科学出版理事会主席团成员。 潘琴科V.Y.是医学-物理学领域专家,长期从事光信息技术及微型-纳米光电子学结构分析等领域的研究。研究成果已应用于航天工业、光电学、心脏外科、肿瘤科和眼科等医学领域的智能激光系统。 信息来源:科技日报...

突破 | 超分辨显微镜研究获进展

中国科学院上海高等研究院宏观量子中心研究员王中阳课题组和中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学实验室研究员韩申生课题组合作,首次提出利用鬼成像方法加快超分辨率荧光光学显微镜的成像速度。新方法有望捕获细胞内以亚毫秒速度发生的生物过程。相关研究成果以Single-frame wide-field nanoscopy based on ghost imaging viasparsity constraints 为题发表在美国光学学会刊物OPTICA上,并被美国光学学会(TheOptical Society, OSA)作为高影响研究工作在发表的同时同步向媒体进行宣传推广。 超分辨光学显微技术通过克服光的衍射极限来实现纳米级的分辨率。尽管传统超分辨显微镜可以定位细胞内单个分子,并构建超分辨图像,但在活细胞中却很难使用,因为重建图像需要成百上千帧——这个过程太慢,无法捕捉快速变化的动力学过程。为了解决这个问题,该研究团队将随机相位调制器加入到荧光显微镜中实现荧光信号的编码,并结合鬼成像技术与随机测量压缩感知方法,大幅度提高图像信息获取效率,数量级地减少重构超分辨图像所需的采样帧数。研究结果表明,在高标记密度下只需要通过单帧荧光图像的采样就可实现80nm分辨率的超分辨光学成像。...

盘点2019年十大最有影响力的激光企业

激光技术经过几十年的发展,早已从实验室走向人们的日常生活。不论是衣食住行,还是工业领域加工制造,再到医疗美容,激光的身影无处不在,影响着大众生活的方方面面。从一个国家激光产业的发展状况,可以在一定程度上透视出整体的工业制造水平。 2019年,激光产业增速进一步放缓,尽管一些企业保持了较高的增长,但更多企业却面临业绩下滑甚至是亏损的情况。接下来,OFweek激光网小编根据根据这一年的表现(营收规模及市场占有率),选取出10家对激光行业最有影响力的企业,看看他们在2019年过得怎么样。 通快集团 通快集团创立于1923年,是全球工业生产机床和激光领域的市场及技术领导者之一。经过九十余年的发展历程,通快从一个机械制造小作坊成长为激光行业的巨头企业,目前通快集团收入中与激光相关的产品占比近八成。 截止到2019年6月30日的2018/19财年,通快集团业绩再创新高,销售额达37.8亿欧元,同比增长6.1%。其中德国市场实现了近7.3亿欧元的销量与去年基本持平,中国市场则下降了9.2%达到4.15亿欧元,而美国市场则从4.44亿欧元猛增23.2%达到5.47亿欧元,取代中国成为通快集团的第二大市场。OFweek激光网在《深度解读通快财报》一文中对通快的经营情况进行过深入分析。 通快参加上海工博会 图片来源:OFweek激光网 2019年4月,通快完成了对飞利浦光子学业务的收购并将成立一个名为通快光学元件(TRUMPF Photonic...

干货 | 光电机构知多少?中科院光电相关科研机构汇总整理(下)

在上周,小编为大家整理了一部分中科院光电相关科研机构基本信息(光电机构知多少?中科院光电相关科研机构汇总整理(上)),今天又为大家带来了中科院光电相关科研机构汇总整理的下半部分。 1.中国科学院物理研究所 1.1机构概况 前身是成立于1928年的国立中央研究院物理研究所和成立于1929年的北平研究院物理研究所,1950年在两所合并的基础上成立了中国科学院应用物理研究所,1958年9月30日启用现名。 2017年,物理所取得了多项被国际同行广泛认可的重要进展。“固体中发现外尔费米子”工作入选“物理评论”系列期刊诞生125周年纪念论文集。首次预言并观测到非传统的具有三重简并的费米子态,为固体材料中电子拓扑态研究开辟了新方向。此外,北京凝聚态物理国家研究中心正式获批,中国科学院凝聚态物理卓越创新中心筹建工作顺利通过验收,进入正式运行阶段。 1.2研究方向 以凝聚态物理为主,包括凝聚态物理、光学物理、原子分子物理、等离子体物理、软物质物理、凝聚态理论和计算物理等。 1.3科研部门 1.3.1 国家重点实验室 超导国家重点实验室 磁学国家重点实验室 表面物理国家重点实验室 1.3.2  中科院重点实验室 光学物理 先进材料与结构分析 纳米物理与器件 极端条件物理 软物质物理 清洁能源前沿研究 凝聚态理论与计算 1.3.3 其他部门(实验室) 固态量子信息与计算 微加工实验室 散裂中子源 量子结构中心 超导技术应用中心 清洁能源中心 功能晶体研究与应用中心 1.4两院院士 2.中国科学院理化技术研究所 2.1机构概况 组建于1999年6月,以原中国科学院感光化学研究所、低温技术实验中心为主体,联合北京人工晶体研究发展中心和化学研究所的相关部分整合而成。...

干货 | 光电机构知多少?中科院光电相关科研机构汇总整理(上)

2019已经过去,2020悄然开始。在这辞旧迎新的日子里,光电科技情报网对中科院光电相关科研机构情况进行了部分汇总整理,不妨看看您熟悉的有哪些? 1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 1.1机构概况 始建于1952年,1999年由中科院长春光机所(前身为始建于1952年的仪器馆和始建于1953年的机电研究所)与中科院长春物理所(前身为始建于1958年的吉林分院技术物理所)整合成中国科学院长春光学精密机械与物理研究所。 建所60余年来,长春光机所在以王大珩院士、徐叙瑢院士等为代表的一批科学家的带领下,研制出中国第一台红宝石激光器、第一台大型电影经纬仪等多种先进仪器设备,创造了十几项“中国第一”;组建、援建了10余家科研机构、大专院校和企业单位,并为其输送了2200多名各类专业人才;有23位在本所工作过的优秀科学家当选为两院院士,并涌现出“知识分子的优秀代表”蒋筑英等众多英模人物;先后参加了“两弹一星”、“载人航天工程”等多项国家重大工程项目,为我国国防建设、经济发展和社会进步做出了突出贡献。 1.2研究方向 发光学、应用光学、光学工程、精密机械与仪器的研发生产。 1.3科研部门 1.3.1 国家重点实验室 应用光学国家重点实验室 发光学及应用国家重点实验室 激光与物质相互作用国家重点实验室 1.3.2 国家工程技术研究中心 国家光栅制造与应用工程技术研究中心 小卫星技术国家地方联合工程研究中心 1.3.3 中科院重点实验室 光学系统先进制造技术重点实验室 航空光学成像与测量重点实验室 1.4两院院士 2.中国科学院西安光学精密机械研究所 2.1机构概况 创建于1962年,是中国科学院在西北地区最大的研究所之一。...