摘要：基于新型光源的显示设备以大色域、高亮度、高解析度等优点成为了市场主流.蓝光作为三基色之一,是显示系统不可或缺的部分,它的波长、光谱宽度、亮度等参数影响着显示系统的方方面面.同时,过强的蓝光会损害人眼的视网膜细胞并影响生物节律.如何减少蓝光危害是设计显示系统时需要考虑的重要问题.以手机、电视屏幕为代表的显示设备是人机交互的重要媒介,为了减少其中的蓝光危害,在设备中通常都设有防蓝光模式.这种模式会影响到显示设备的色域.基于此,测量显示系统中色域和蓝光危害随着防蓝光模式的变化过程是有必要的.我们提出了一种测量显示设备特征点获得立体色域的理论.以目前市面上几种主流手机作为实验样本测量立体色域,结合光谱获得蓝光危害值,提出色域和蓝光危害的兑换比例这一测量标准,以评估防蓝光模式的质量.

摘要：提出了一种基于双透镜系统的衍射光学元件(DOE)设计方法。在双透镜系统中,光束的传输和聚焦需要用两次菲涅耳衍射来表示,为了加快计算速度,将菲涅耳公式转化为包含快速傅里叶变换的形式来使传统的迭代算法满足不同的设计环境需求。用此设计方法,在理论上得到了超过90%的衍射效率,并对由此方法设计出的元件进行了加工制作和实验测试,测试结果显示,达到了预期的光束整形效果,对于更加复杂系统的DOE设计有一定的参考价值,对高功率激光系统可能存在潜在功用。

摘要：设计一种支持多模式的金属-介质-金属纳米天线阵列结构,分析结构中的模式特性及其调控的发光过程。利用时域有限差分的方法模拟该结构的透射谱和电场分布,分析结构中局域表面等离激元模式和磁等离激元共振模式的特性以及激发光偏振调控的模式变化。将偶极子光源放在介质层中,模拟该天线阵列结构调控荧光分子的发光过程。结果表明:荧光分子的辐射和非辐射衰减速率增强因子、量子效率以及偏振特性受到了所提结构模式的有效调控;在一定波长范围内改变激发光的偏振方向可以对发光谱进行调谐。

摘要：设计了一种角向分布的相位片,利用离子束刻蚀技术加工成0和π二级的相位片.利用角向衍射理论对相位片的衍射场分析表明,衍射场为拓扑指数相反的两束拉盖尔-高斯光束的叠加场.用直径为4mm的近平行光照射相位片,获得径向指数为零,拓扑荷相反的叠加拉盖尔-高斯光场.采用较大孔径的光束入射时,仍为拓扑荷相反的两束光的叠加,但径向指数会发生变化.

摘要：针对天文光谱观测系统使用的传光光纤在布放和观测过程中因弯曲和入射中心未对准光纤中心而导致的焦比退化效应,采用光学追迹方法进行了分析计算。根据我国大天区面积多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)工程中实际使用的光纤光缆的参数,分析并计算了所用传光光纤的使用条件,为工程应用提供参考。根据分析计算的结果,在LAMOST工程中光纤对准误差设计值为不大于32μm的条件下,LAMOST工程中光纤光缆施工安装及观测使用过程中最小弯曲半径应限制在不小于300mm。

摘要：利用倾斜放置于光镊光路中的旋转玻片对激光束进行斩波可以实现分时复用多光阱。详细讨论了光镊光路中引入玻片后,光阱位置的变化随玻片位置、厚度以及倾斜角度等因素的变化关系。设计了可以加载不同厚度玻片的8孔转盘,通过直流电机带动转盘旋转实现玻片对激光束的机械斩波,进而获得分时复用多光阱。利用分时复用多光阱实现了两个、三个不同大小聚苯乙烯小球的稳定捕获,通过改变玻片倾角可以改变光阱之间的距离,实现对捕获小球距离的控制。给出了分时复用多光阱的初步结果,从实验上证实了方法的可行性。

摘要：研究了基于光纤放大网络的激光惯性约束核聚变靶面光场的均匀特性,采用透镜阵列匀滑多束多模光纤激光器集束后的光场,设计了合适的透镜阵列并进行相应的实验,获得聚焦后靶面处的极小光斑,其靶面光场顶部区域均方根(RMS)低于5%。同时实验上研究了靶面位置和集束激光器数目对匀滑效果的影响,合适的靶面位置和增加集束激光器数目能明显改善匀滑效果。

摘要：基于亚波长纳米单元(超原子)的超表面结构革新并极大丰富了光场调控技术,从理论上研究并设计具有独特性质和功能的超表面结构在光场调控研究中具有重要价值。利用极化率张量理论计算了对称和非对称金属-介质-金属(MDM)正三棱柱超原子的诱导电响应、磁响应、磁电响应和电磁响应,设计出偏振无关的周期性MDM正三棱柱超表面,分别通过时域有限差分(FDTD)仿真模拟和理论计算的方法得到MDM超表面的透射谱和反射谱,两者能符合得很好。并发现对称超表面结构的反射谱对入射光传播方向不敏感,而非对称超表面结构的反射谱在共振频率附近对入射光传播方向有依赖。研究结果对利用不对称超原子设计具有任意反射系数的超表面具有指导作用。

摘要：通过数值模拟研究了基模高斯光场(HG00)和高阶厄米-高斯光场(HG10)与亚波长单金属狭缝之间的相互作用。发现在相同的错位耦合下,HG10光场可以获得明显的表面等离子体(SPP)非对称激发。在此基础上提出了亚波长金属狭缝对结构。数值模拟显示,HG10模场与亚波长金属狭缝对在适当的错位耦合下可以获得更加显著的SPP非对称激发效应.通过优化双狭缝间距和入射光波长,最大分束比达到2.6。设计优化过程中采用时域有限差分法进行数值模拟。金属狭缝结构简单易制备,且SPP的非对称激发具有动态可调的特性,在微纳光子集成和纳米测量方面具有潜在的应用价值。

摘要：作为光镊技术近年来最重要的发展之一,二维阵列光镊在纳米制造和生物芯片制作中具有广泛的应用前景。衍射光学元件是构成阵列光镊的关键器件之一,而Gerchberg-Saxton(G-S)算法是设计相位型衍射光学元件的一种常用方法。实现了伪随机编码的G-S算法,并将计算得到的相位分布图输入到液晶空间光调制器上,在透镜的后焦面上得到阵列分布的光点,提出并实验验证了通过振幅调制能够有效减少远场衍射的背景噪声,为将来设计阵列光镊衍射元件提供了可能。