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oe1(光电查) - 科学论文

9 条数据
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  • 与脑活检针集成的拉曼光谱引导系统的开发及首次人体应用

    摘要： 导航引导的脑部活检是诊断多种脑部病变的标准方法。然而，定位不精确和组织异质性常导致难以获取高质量组织样本，从而影响诊断率。我们报道了一种导航引导光纤拉曼探针的研发及首次临床测试，该探针可在切除组织前，让外科医生在活检针尖端原位检测脑组织。直径900微米的探针能在指纹区和高波数光谱区域检测到高光谱质量的拉曼信号，且对神经外科手术流程干扰极小。该探针在3例脑肿瘤患者中进行了测试，所获取的正常脑组织和肿瘤组织光谱均显示出预期的光谱特征，表明数据质量可靠。作为概念验证，我们还展示了不同系统和实验设置下所获拉曼信号的一致性。计划开展进一步临床开发，以评估系统性能并建立活检过程中实时组织分类的统计模型。

    关键词： 活检、癌症、神经外科、光学系统、拉曼光谱、医学成像

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 线性和二次非线性光学系统的直接表征

    摘要： 量子信息处理中的一个核心任务是表征量子过程。在光学量子信息处理领域，这相当于对模式产生算符和湮灭算符的变换进行表征。对于线性光学系统，这种变换是幺正的；而对于哈密顿量与模式算符呈二次关系的系统，则会产生著名的博戈留波夫变换。本文提出一种采用改进型马赫-曾德尔干涉仪的散粒噪声极限方案，用于表征这两类演化过程。要表征一个N模器件，我们需要O(N2)次测量。虽然线性光学系统的表征只需使用相干态，但要表征二次非线性光学系统还需额外引入单光子。

    关键词： 博戈留波夫变换、马赫-曾德尔干涉仪、光学系统、量子信息处理、相干态、单光子

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 用于横向阵列多结微型聚光光伏的微棱镜分光光学系统

    摘要： 展示了一种基于微棱镜阵列的低剖面分光光学组件。通过低成本塑料模塑实现的精确物理轮廓控制，有助于提高光学透射率。共轭棱镜设计与材料匹配设计能在引入最小光束偏转的同时实现高效分光。该光学组件提供了一种高性价比的?？樽樽胺桨福视糜诟咝阅艿暮嵯蚺帕卸嘟嵛⑿途酃夤夥？?。

    关键词： 多结电池、光谱分光、横向结构、光学系统、微型聚光光伏

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于波导-纳米分布式布拉格反射镜一维光子晶体微结构的高灵敏度传感系统理论研究基础

    摘要： 本文提出一种新型波长调制系统，专门用于提升集成硅微传感器的性能。该系统包含光源、波导、分布式布拉格反射镜（DBR）和光谱分析仪。其中硅波导与两个纳米级DBR被设计为一维光子晶体结构，可在光子带隙中实现更宽的调制范围。采用严格耦合波分析法（RCWA）定量计算各波长光子的透射率，进而获取不同位移下的光谱数据。通过分析光谱中的缺陷模态，该调制系统的典型性能指标如下：波长缺陷模态可在1.2μm至2.7μm范围内调制，对应位移为0至1.5μm；系统灵敏度高达1.23-1.41，一阶缺陷模态的线性度介于0.99至0.9999之间；基于1pm波长计算步长，缺陷模态的最小峰值透射率大于0.68。与同类报道系统相比，这些性能指标具有显著优势，预计通过与现有微机械结构结合可直接提升传感器性能。

    关键词： 光学仪器，光谱分析，光学系统，仪器光学设计

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [美国激光学会ICALEO? 2017：第36届国际激光与电光应用大会 - 美国佐治亚州亚特兰大市（2017年10月22-26日）] 国际激光与电光应用大会 - 厚KDP晶体激光多焦点分离技术研究

    摘要： 磷酸二氢钾（KDP）晶体是各类激光系统中的重要电光材料，属于极难加工材料，尤其是厚晶体。本研究通过巧妙结合飞秒激光与多焦点分离技术（LMFS）光学系统，开发出适用于厚KDP晶体的激光多焦点分离技术。该方法显著提升了晶体厚度方向上温度与热应力分布的均匀性及激光能量利用效率，可形成沿晶体厚度的穿透裂纹并控制其扩展方向，从而实现安全高质量的分离。LMFS技术的可分离厚度（50毫米）至少是现有激光分离技术的4倍，分离效率（200毫米/秒）至少是传统机械方法的20倍。通过光学分析与设计阐明了多焦点生成机理，并利用建立的LMFS光学系统进行验证。成功运用LMFS技术分离了厚度为50毫米的厚KDP晶体，分离侧壁表面质量洁净平整（粗糙度10.857纳米，平面度3.5389毫米），无任何污染、亚表面损伤及边缘崩裂。实验结果验证了LMFS技术的可行性，且与理论分析高度吻合。

    关键词： 飞秒激光、KDP晶体、光学系统、激光多焦点分离技术、热应力

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 一种远程集成萨格纳克干涉仪的设计，该干涉仪通过使用激光和有效光学元件产生窄带导波，以检测板材中出现的缺陷

    摘要： 对于无法在表面安装传感器或试件处于运动状态的检测场景，激光导波（GW）成为唯一可行的检测手段。然而常规激光激发的导波具有宽频特性，导致在激发目标导波模式的同时，也会同步产生大量非目标导波模式。这些杂散导波与缺陷反射信号相互叠加，使得反射导波信号呈现混沌状态，极大增加了缺陷反射信号识别的难度。为此学界投入大量研究，通过空间调制激光光斑来发射窄带导波以抑制非目标模式。现有窄带导波生成技术包括狭缝掩模法、衍射光栅法、柱面透镜阵列法以及激光干涉法，但各方法均存在固有缺陷。最新研究成果——集成光学马赫-曾德尔系统（IOMZ）（J. Chen等，《光学快报》42卷4255页，2017年）通过脉冲激光与光学系统设计，成功在铝板中激发了目标兰姆波窄带模式。虽然证实了该系统生成窄带导波的能力，但伴随产生的显著噪声导致接收信号信噪比（SNR）偏低。本研究提出新型集成萨格纳克干涉仪光学系统（SIOS），能有效抑制非目标噪声并显著提升反射导波信噪比。对比实验表明SIOS性能优于IOMZ，实验证实该系统在远程无损检测领域具有重要应用前景。

    关键词： 无损检测、激光、光学系统、窄带激光超声、导波、光学萨格纳克干涉仪

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 耦合量子级联激光器中的PT对称横向模式分裂

    摘要： 波导中通过调控模式有效折射率实现横模分离的方法在集成光学领域备受关注，目前已有多种设计方案被提出。近年来，基于宇称-时间（PT）对称性的非厄米光学体系催生出一类新型器件——通过引入增益与损耗介质实现远超传统方案的功能。将PT对称性引入非厄米系统时会产生实数解，而对称性破缺则会导致虚数本征值。不过PT对称性在红外器件中的应用仍十分有限。本研究展示了一种可在实际量子级联激光器（QC激光器）中实现横模分离的耦合PT对称模式分束器，通过分析耦合PT对称QC激光器波导的增益损耗效应，证实通过合理设置增益损耗参数能够有效分离TE0与TE1模式。

    关键词： 量子级联激光器、宇称-时间对称性、光子器件、光波导、光学系统、模式分束器

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [2019年IEEE欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019年6月23日-27日）] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 自脉动光纤激光器中级联受激布里渊散射产生极端事件

    摘要： 十多年来，在各类光学系统中观测到了极端振幅事件和罕见不稳定性。特别是在拉曼光纤激光器、激光二极管或锁模激光器等耗散系统中，已观察到长尾统计特性和高度局域化的时间结构[1,2]。最新研究表明，受激布里渊散射(SBS)能在多种构型中触发极端事件产生——从自脉动光纤激光器[3,4]到Q开关随机光纤激光器[5]。众所周知，SBS的随机特性会促进随机分布巨脉冲的出现，这些脉冲可能导致光纤激光系统不可逆损伤。为理解和驾驭此类极端事件，必须建立并完善数值模型。 在自脉动光纤激光器领域，现有研究多仅考虑一两个基本斯托克斯阶数[6]。这类模型虽能良好描述掺铒光纤激光器通过SBS实现Q开关时的大幅脉冲间强度涨落，但未能预测任何极端事件[6]。本文在文献[3]模型基础上进行扩展，通过推广至更高斯托克斯阶数来研究其对自脉动激光器极端动力学的影响。该模型基于耦合振幅方程组，描述了激光波与布里渊波及其对应声场的时空动力学特性，以及各波增益的时间变化。我们还引入物质方程以表征有源光纤未泵浦段可能出现的饱和吸收效应。 研究表明：增加与增益介质相互作用的SBS阶数会呈现新动力学行为，从而产生单SBS阶数模型未能预测的极端事件。如图1所示，我们预测会出现振幅达到所谓显著波高27倍的脉冲，这证实了极端振幅事件的存在——此类巨脉冲可能达到光纤不可逆损伤阈值。我们还全面研究了影响动力学行为的不同参数（包括对激光器动态特性具有强影响并能调控激光不稳定性最高强度的斯托克斯阶数），并讨论了输入噪声等其他参数对系统动力学的影响，证明该简化模型能为理解SBS影响下的复杂随机动力学奠定基础。

    关键词： 受激布里渊散射、随机动力学、极端事件、光学系统、自脉动光纤激光器

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 量子极限损耗传感：多参数估计与损耗通道间的Bures距离

    摘要： 在能量约束条件下，利用最通用的辅助并行策略解决了光学系统多损耗参数估计问题。推导出量子费舍尔信息矩阵的上界（假设可获取损耗相互作用涉及的环境模式）。研究表明：即使环境模式不可获?。ㄊ导食＜榭觯?，只要纯态探针在与损耗元件相互作用的模式中呈数对角分布，就能精确达到该上界。我们解释了这一反常现象，并证明测量探针的施密特基是参数无关的最优测量方案。结果表明：多个具有任意微小非零压缩度的双模压缩真空探针副本，或通过单光子态与线性光学元件制备的探针，结合开关检测即可实现量子最优性能。我们还明确计算了任意两个乘积损耗通道在能量约束下的Bures距离。这些成果适用于远程图像传感、生物成像、吸收光谱分析及光电探测器校准领域。

    关键词： 布雷斯距离、损耗传感、量子费希尔信息、光学系统、量子计量学

    更新于2025-09-09 09:28:46