摘要：超表面的设计与制造极大地推动了在片上紧凑光学系统中实现光场调控的应用。传统光学系统中的光学透镜、空间光调制器以及偏振光学元件虽具备光场调控的功能,但体积庞大、光场调控功能单一等因素限制了其应用。超表面为光场调控提供了新平台,有望解决传统光学元件和系统向微型化、集成化和多功能化发展的瓶颈。主要围绕超表面的多维度全息混合复用、二维/三维光场变换、矢量光场的产生与操控三方面进行介绍。最后,对超表面的未来发展趋势进行了展望。

摘要：极紫外光刻曝光光学系统是极紫外光刻机的核心部件,其设计直接影响极紫外光刻机的性能。极紫外光刻机曝光系统的设计难度大、研究周期长,国外极紫外光刻机产品已经用于高端芯片的制造,但国外对中国禁运相关产品。国内极紫外光刻机曝光系统的设计和研发始于2002年。国内相关领域的研究主要聚焦在极紫外光刻机曝光光学系统的光学设计、像差检测、公差分析、热变形分析等。结合国内外极紫外光刻机曝光光学系统设计研究的历史和现状,较为系统地综述了极紫外光刻投影物镜和照明系统的设计研究与进展,包括:极紫外光刻机投影物镜系统及其设计方法、极紫外光刻照明系统及其设计方法、极紫外光刻曝光光学系统的公差分析、热变形及其对成像性能的影响研究,这为我国从事极紫外光刻机研制、曝光系统光学设计与加工的学者、工程师等提供了极紫外光刻机曝光系统设计研究的历史、现状和未来趋势的相关信息,助力我国极紫外光刻机的设计和研制。

摘要：四波前横向剪切干涉(QWLSI)是一种精度高、动态范围大、分辨率高、抗干扰能力强的瞬态波前检测技术。本文结合国内外相关研究工作,重点阐述了本课题组在分束器件设计、多方向横向剪切干涉图处理、测量误差校准等QWLSI的关键技术研究方面取得的进展。以关键技术研究为基础,本课题组开发了QWLSI的原理装置,其绝对测量精度(RMS)达到0.0038λ(2.4 nm,λ=635 nm),重复测量精度(RMS)达到0.0004λ(0.25 nm,λ=635 nm)。QWLSI与商品化的夏克-哈特曼波前传感器的对比实验结果表明,两种仪器对含有第4~36项单项Zernike像差入射波前的测量结果基本一致。

摘要：计算成像是集光学、计算科学、信息科学于一体的新兴交叉领域技术。该技术基于多维光场调控与解调的信息传输原理,利用前端光电成像系统与后端数据处理的“一体化设计”,解决光场信息维度与探测维度不匹配的问题,从而有效提升感知能力和探测性能,目前已成为光电成像领域的前沿方向。其中,散斑成像能够通过调控散斑场来实现强散射光成像,打破了光散射妨碍成像的传统观点;空域和时域压缩计算成像通过对光场信号的编码,能够突破半导体工艺、大量数据传递与处理对高分辨率、高速探测器的限制;压缩计算光谱成像结合光学调制、复用探测与计算重构,解决了传统光谱成像中系统复杂、数据采集效率低和分辨率受限的问题。详细介绍这3类计算成像模式的原理方法和最新研究进展,分析当前尚存的问题,并对这类技术的未来发展方向进行了展望。

摘要：基于当前高能同步辐射光源(HEPS)装置的沉降监测需求,课题组设计关键参数和结构,研制了国内首个微米级单极板电容式静力水准器样机。本文重点研究该水准器的标定和精度验证,针对传统的标准量块和位移台标定法存在标定精度低、机械加工要求高等问题,创新性采用单水准器直接标定法和多段拟合参数获取方案,实现10 mm量程的微米级标定;同时提出采用激光反馈干涉仪联合纳米级位移台直接监测液位变化,实现单水准器的全量程精度验证,精度3μm;通过重载位移台进行了7 m距离的两点监测系统的精度验证,在10 mm量程内相对高程监测精度可达到5μm。结果表明样机精度符合设计要求,可为我国大型装置的高精度高程向监测提供可靠手段。

摘要：跨模态行人重识别技术旨在可见光、红外等不同模态图像中识别出同一个人,其在人机协同、万物互联、跨界融合、万物智能的智能系统与装备中具有重要应用。提出一种数据增强的跨模态行人重识别方法,在波长域进行数据增强的同时保留可见图像的结构信息,以弥合不同模态之间的差距。在此基础上,基于瑞芯微的RK3588芯片设计实现了一套边缘智能终端,并部署了跨模态行人重识别算法。在边缘计算部署的硬件设计、软件开发中,通过模块化的设计、层级配置的方案,实现了系统弹性可扩展,降低了数据集中处理的计算压力。实验结果表明,新方法在两个基准数据集SYSU-MM01和RegDB上取得了较好的性能,并能够在实际场景中进行应用部署。

摘要：设计研制了波长为1064 nm的半导体激光器泵浦单频Nd∶YAG激光振荡及功率放大系统。仿真分析了激光晶体的端面温度分布,采用低掺杂浓度激光晶体和端面键合方式有效改善了晶体棒的端面热效应。激光振荡级采用环形腔内插入法拉第旋光器、偏振片、半波片和声光Q开关的方式,在重复频率25 Hz下获得了能量2.18 mJ、脉冲宽度63.2 ns的单向单频脉冲激光输出。经过一级放大后,最终获得了能量15.85 mJ、脉冲宽度62.7 ns的单频脉冲激光输出。

摘要：超透镜作为一种可在亚波长尺度灵活调控光场的人工微结构,近年来在光学成像领域受到了广泛关注。在超透镜成像系统设计中,通常只根据焦距和工作波长设计超透镜,而不考虑成像过程,这往往导致整个系统成像质量不佳。为提升成像质量,文章通过将超透镜参数设计和图像恢复算法两个过程同时纳入成像系统的设计过程,提出了一种联合优化方法来实现基于超透镜的高分辨率成像。方法不仅对超透镜参数进行了相应的优化以获得比较理想的点扩散函数,还实现了2倍于输入图片分辨率的高质量图像重建。

摘要：共形超表面可以打破几何形状与光学功能之间的限制,可以显著改善任意曲面物体的光学特性,进而将超表面功能拓展到具有任意形状的组件中。当前尚未报道将偏振复用技术运用到共形超表面从而实现多偏振通道的多功能设计。文章设计了一种曲面基底的偏振复用超表面,基于传输相位调制原理设计了共形超表面的单元结构,使得超表面对不同偏振状态的入射光实现不同的相位调制,例如实现曲面全息和光学隐身等功能。这种共形超表面设计灵活性强,可以嵌入到各种非平面系统实现多功能,在军事安全、可穿戴电子设备等领域具有广泛应用前景。

摘要：超表面器件的亚波长单元结构能够与光产生强烈的相互作用。通过对超原子的优化设计,能够对光场的各个参量进行多维度调控,为包括全息显示在内的众多应用光学领域带来全新的解决思路与方案。针对全息显示中核心光电调制器件能力有限的问题,发挥超表面器件超强的光场控制能力,利用多维度的复用调控,实现对信息通道数量的扩展,提升显示质量与效果。随着对超表面光场调控机制与复用技术的深入研究,超表面自身与相关应用领域都得到了长足发展。本文围绕超表面进行论述,着重介绍本课题组在多维度超表面的光场调控及全息显示中的研究进展。