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新型光学显微镜
叠层成像（Ptychography）是一种新型的“无透镜”成像方法。这一方法的重要意义在于能够克服由于透镜不完美而带来的像差，从而提高显微镜的分辨率，实现对样品更好的观察与检测。项目组在过去的几年中，一直持续地进行着叠层成像的方法学研究。我们用六硼化镧警惕作为样品，研究了叠层成像方法在轻元素成像方面的优势，并在碳纳米管上首次结合电子叠层成像和多层法，实现了碳纳米管的三维成像。相关的结果发表在 Nature Communications, P
南京大学
2021-04-14
衍射光学光束整形技术
1.痛点问题
激光广泛应用在制造、传感、医疗、科研、军事等诸多领域。对不同应用，除功率、波长、模式等有不同要求外，对激光光斑形状也逐渐提出整形要求，以适应性能不断提高的制造、传感等需求。例如在激光焊接、激光退火、激光剥离等需要圆形、矩形（方形）、线形且平顶分布的光斑；在激光打孔、激光切割等需要轴向多焦点、长焦深分布的光斑；在激光热负荷模拟或激光热处理中，需要特定形状和光强分布的光斑以匹配复杂零件并模拟实际工况等。
衍射光学是实现光束整形的重要技术手段，但在国内尚未广泛应用，例如在激光制造领域，大多系统直接利用激光聚焦光斑，少部分利用微透镜阵列、微柱镜阵列等折反射器件进行光束整形，但这种方案所能实现的光束整形通常是产生圆形、方形或矩形光斑，不能实现任意形状的光斑。此外，整形光斑边缘较为平缓不够陡峭，平顶性能不够好，存在较大的光强起伏；受限于设计与制造，按照传统方法设计，衍射光学整形光斑尺寸受限，通常包含大量散斑，且存在明显的中心零级等，或者减小线宽至数个波长以产生大角度光束整形光斑，但数个波长的线宽无法利用国产设备进行制造。
2.解决方案
本成果的衍射光学器件（DOE），是基于光的标量衍射理论，利用计算机辅助设计、并用大规模集成电路制作工艺，在基片上(或传统光学器件表面)刻蚀产生两个或多个台阶深度的浮雕结构，形成纯位相、同轴再现、具有高衍射效率的一类光学器件。利用衍射光学器件已实现了诸多功能，包括光束整形、点阵产生（包括大角度、超分辨等）、长焦深（包括中空、轴上多焦点）等，为激光制造、三维测量、超分辨显微成像、流式细胞仪等系统提供新颖解决方案。创新性地采用球面波入射（或折衍混合）、特定振幅相位约束等方法，扩大了有效衍射场，对入射波前畸变、加工误差不敏感；抑制了散斑，提高了光束整形性能，提升了数字全息显示的分辨率；实现了大角度任意点阵、白光点阵等；实现了不同排列形状的超分辨点阵；实现了多种长焦深、中空长焦深、轴上多焦点等轴向光场分布。
3.合作需求
以专利许可、技术转让、技术入股等方式进行合作，特别是具有国内高端激光制造设备公司相关资源的优先考虑，确定应用场景，研制衍射光学光束整形器件、模组和系统。
清华大学
2023-01-06
一种偏振无关空间光调制方法和装置
本发明公开了一种偏振无关空间光调制方法和装置，该方法利 用偏振分束、偏振旋转、偏振相关空间光调制器件、偏振合束实现偏 振无关空间光调制。装置包括偏振分束镜，反射镜、半波片和反射式 偏振相关空间光调制器件，其中偏振分束镜、偏振相关空间光调制器 件和反射镜构成直角三角形回路或者多边形回路，半波片位于回路中。 装置还可以进行多种改进。本发明可以适用于多种空间光束，如轨道 角动量光束、多路广播的轨道角动量光束、任意空间相位调
华中科技大学
2021-04-14
基于偏振成像的水下考察勘探成像观察仪
Ø 成果简介：对于自然光照明的水下场景，不同距离上目标场景的偏振信息不同。当采用线/圆偏振光照明时，目标场景的退偏度一般均大于水体散射光的退偏度，利用该特性来滤除传输路径上的水体后向散射光。本成果研究了自然光在水下传输的偏振变化规律，提出一种利用目标和背景偏振差异进行水下低对比度图像复原的方法，利用偏振成像及其图像处理技术，研制水下考察勘探成像观察仪(照相机或摄像机)，实现在日光照明或全色主动照明条件下对海洋、湖泊、水库等的水下观察、勘探和救援等。其观察距离较裸眼远3~5倍，较
北京理工大学
2021-04-14
基于偏振成像的水下考察勘探成像观察仪（产品）
成果简介：对于自然光照明的水下场景，不同距离上目标场景的偏振信息不 同。当采用线/圆偏振光照明时，目标场景的退偏度一般均大于水体散射光 的退偏度，利用该特性来滤除传输路径上的水体后向散射光。本成果研究了自然光在水下传输的偏振变化规律，提出一种利用目标和背景偏振差异进行 水下低对比度图像复原的方法，利用偏振成像及其图像处理技术，研制水下 考察勘探成像观察仪(照相机或摄像机)，实现在日光照明或全色主动照明条 件下对海洋、湖泊、水库等的水下观察、勘探和救
北京理工大学
2021-04-14
一种基于偏振态控制的双档变焦透镜
本发明提供一种基于偏振态控制的双档变焦透镜，在光的前进方向上，依次设有起偏器、1/4 波片、 透镜 1 和透镜 2，透镜 1 和透镜 2 采用由纳米砖阵列构造的平面纳米砖透镜，纳米砖阵列中各纳米砖的 尺寸相同，相邻纳米砖的中心间隔相同，纳米砖的转角根据距离透镜中心距离确定。这种双档变焦透镜 的特点在于，仅需要将照射纳米砖超材料结构透镜的圆偏光的旋向改变(即 1/4 波片转动 90°)，两片纳米 砖超材料结构透镜的焦距值均会变成原来焦距值的相反数
武汉大学
2021-04-14
中国科大实现光子偏振态的可集成固态量子存储
郭光灿院士团队在固态量子存储领域取得重要进展。该团队李传锋、周宗权研究组基于自主加工的激光直写波导，实现了光子偏振态的可集成固态量子存储，存储保真度高达99.4±0.6%，该工作显著推进了可集成量子存储器在量子网络中的应用。
中国科学技术大学
2022-06-02
大口径光学加工平台
已有样品/n该项目采用自主设计装置和编写的软件，实现嵌入式控制，能够对超短脉冲的脉冲宽度和相位做出精确的测量：波长范围：400nm-2000nm，脉冲宽度15fs-20000fs，重复频率：同步测量-100MHz。目前国内相应的相应设备均需尽快美国和德国产品，单机价格在15万元左右，且计算程序运行电脑需要另配。该仪器与其他产品在性能相比接近的同时，实现直接的控制与显示。
华中科技大学
2021-01-12
非线性光学超构表面
光学超构材料（Metamaterials）的快速发展为人类提供了在亚波长尺度下调控光的传播的丰富手段。很多新奇的光物理现象，例如负折射、超分辨透镜和隐身斗篷等都可以通过设计功能基元的有效介电常数来实现。在光波段，三维纳米加工的困难和金属结构的光损耗不利于超构材料的广泛应用。自二维超构表面（Metasurface）概念提出以来，超构表面在降低三维超构材料加工难度、提高光学效率方面，特别是控制光的功能基元的几何位相等方面取得了众多突破性进展。近来，超构表面在高效率全息成像、超薄光学波片、高数值孔径的平面透镜等领域已经表现出极高的应用潜力。超构表面的研究进展极大丰富了利用超构功能基元实现对电磁场 (可见光、近红外光，太赫兹、微波等波段) 进行调控的手段，为设计新型光学元件提供了新技术。 当前，超构表面的研究主要集中在线性光学的范畴。但毫无疑问，非线性光学响应例如倍频、三倍频、光致折射率变化等过程，将为光学超构表面的功能基元赋予新的可调控自由度。此综述文章从非线性光学超构表面的材料选择、对称性，非线性手性光学超构表面，非线性光学相位调控，非线性光光束调控，光开关与调制五个方面详细介绍了非线性光学超构表面的最新进展。文章最后对非线性光学超构表面在太赫兹非线性光学、量子信息处理等领域的潜在应用的前景作了展望。
南方科技大学
2021-04-13
一种光学调制模块
本发明公开了一种光学调制模块，可产生 FSK/ASK 正交调制信 号，用于传输信号和标签；包括激光器、双平行调制器、90°相位调 制器、余弦信号发生器、乘法器和两个信号发生器；其中，一个信号 发生器产生曼彻斯特信号，另一个信号发生器产生双极性 NRZ 码；余 弦信号发生器产生两路余弦信号，一路余弦信号受曼彻斯特信号调制 90°相位后生成第一控制信号，另一路余弦信号作为第二控制信号； 双极性 NRZ 码与曼彻斯特信号相乘生成第三控制信号；双平行调制器 在三路控制信号的调制下，对激光器输出的激光进行调制
华中科技大学
2021-04-14