По мнению журнала Optica, HUST совершила прорыв в области модуляции луча произвольной формы.
Optica опубликовала в Интернете исследовательскую работу «Преобразование оптических полей в каустические узоры на основе оптики произвольной формы», подготовленную группой доцента Ма Дунлиня из Школы оптоэлектронной информации Университета науки и технологий Хуачжун (HUST). " Научно-исследовательская работа.
Управление переносом энергии оптических полей является важной темой исследований в области оптики и имеет широкий спектр применений в лазерной микрообработке, оптических пинцетах, оптической микровизуализации, светотехнике и других областях. Явление рассеяния — это естественный процесс регулирования переноса световой энергии, который существует в природе и повседневной жизни, например, при солнечном облучении текущей воды образуется рябь на дне воды (рис. 1а), а также образование колючей светлое пятно внутри стакана с водой под светом (рис. 1б) и т.д. Эти явления показывают, что обычные оптические поверхности и среды в жизни оказывают фокусирующее воздействие на свет, образуя четкие и стабильные пятна.
Рис. (а) Проект оптики произвольной формы на основе биективного отображения. (б) Разработка каустических структур, обеспечивающих новые функции оптических элементов произвольной формы (ФОЭ).
Рис. 1. Модуляция передачи оптической энергии на основе явления дефокусировки
В последние годы наблюдается бурный рост исследований в области оптического проектирования оптических элементов произвольной формы, которые обладают преимуществами высокой точности модуляции и высокой энергоэффективности и подходят для решения задач модуляции луча макроскопических размеров. Однако существующие механизмы проектирования в основном основаны на уравнениях в частных производных для решения координат положения световой цели или облака точек поверхности свободной формы, которые не могут справиться с возникновением астигматизма и проблемой модуляции светового потока. перенос в трехмерном пространстве изучен недостаточно.
Команда Ма Дунлина предложила схему конструкции оптики произвольной формы (оптика произвольной формы), нарушая традиционные ограничения конструкции регулирования света произвольной формы, больше не требуя единой плоскости с использованием полного светового луча для достижения предписанного распределения света и преодолевая падающий свет и пересечение цели. между соотношением картирования двойного выстрела, посредством энергии падающего света, чтобы точно фокусировать и регулировать, и достигать любой формы острого астигматического светового пятна (рис. 1c). Этот метод также может распространять пиковую интенсивность светового поля вдоль заданной пространственной траектории, фокусируя свет на простой трехмерной кривой, которая, как ожидается, позволит применять элементы поверхности произвольной формы для более широкого спектра применений модуляции света.
Чтобы проверить эффективность таких элементов поверхности произвольной формы, команда провела сравнение с методом проектирования, основанным на биекционном отображении. Путем проецирования на пространственный модулятор света были созданы соответственно четыре разных размера распределения пятен. Результаты показали, что дизайн, основанный на рассеянии, способен формировать более четкие узоры по сравнению с традиционным дизайном.
Рисунок 2. Сравнение результатов проектирования с традиционными методами
Исследовательская группа также проверила другие возможности конструкции, основанной на дефокусировке, такие как модуляция люминесценции ламбертовского точечного источника света и формирование луча в трехмерном пространстве, а некоторые результаты разработки показаны на рисунках 3 и 4.
Рис. 3. Элемент поверхностного освещения произвольной формы, реализующий картину диффузного фокуса.
Рисунок 4. Увеличение глубины резкости распределения света
Шили Вэй, аспирант Школы оптоэлектронной информации Университета науки и технологий Хуачжун, является первым автором статьи, доцент Ма Дунлин — автором-корреспондентом, а аспирант Итун Ли — соавтором. Работа финансировалась Национальным фондом естественных наук Китая и Шэньчжэньским фондом естественных наук.
По данным секретариата Лазерного альянса Delta G60 реки Янцзы, Дунлин Ма получил финансирование от Китайского стипендиального совета (CSC) в 2010 году для получения степени магистра наук в области оптической инженерии и доктора наук в колледже оптических наук университета. Аризоны, одного из трех крупнейших оптических центров США. Во время его докторской степени. В этот период он посвятил себя исследованиям в области светотехники, оптического проектирования произвольной формы, разработки соответствующих оптических систем и оптических испытаний, добился плодотворных результатов, выполнил ряд исследовательских проектов, опубликовал или представил несколько научных статей и докладов на конференциях, а также о его работах публично сообщалось в журнале Laser Focus World и других средствах массовой информации, и он разработал интерферометрию CGH, панорамную эндоскопическую систему, микроскоп и систему оптических испытаний. эндоскопическая система, микроскоп, 3D-измерительный прибор и многие другие оптические системы. После получения докторской степени. В 2016 году он вернулся в Китай на полный рабочий день и в настоящее время работает доцентом в Школе оптики и электронной информации Хуачжунского университета науки и технологий. В этот период он работал техническим советником Научного комитета «Большого (12-метрового) оптического инфракрасного телескопа», крупного проекта 13-й пятилетки Китая, где он отвечал за оценку оптического инфракрасного телескопа. проектирование телескопа в предварительной работе над проектом, с одной стороны, и был главным лицом, ответственным за концептуальный проект телескопа в конкурсе Хуачжунского университета науки и технологий (HUST), с другой стороны. О конструкции телескопа на основе большого оптического инфракрасного телескопа сообщил известный американский научно-технический журнал Science, а также он привлек большое внимание отечественных СМИ, в том числе интеллектуалов. Моя академическая исследовательская работа в соответствии с требованиями академического стиля Университета науки и технологий Хуачжун серьезно написала две «статьи», одну в академических журналах, опубликовала более 30 научных статей, подавших заявки на ряд патентов на изобретения; другой написан на родине, предпринял ряд вертикальных проектов национального и провинциального уровня, военных вертикальных и гражданских портов. Он предпринял ряд национальных и провинциальных вертикальных проектов, военных вертикальных и гражданских горизонтальных проектов и т. д., которые достигли важных результатов. общественное влияние.
В настоящее время он в основном отвечает за три аспекта научно-исследовательской работы: во-первых, за содействие созданию и строительству главного научного устройства «Наньтянский спектроскопический обзорный телескоп», а также за основные ключевые технологические исследования, общий бюджет строительства ожидается, что проект достигнет около 1,2 миллиарда человек; во-вторых, возглавить исследовательскую работу по военному проекту 863 по специальным подтемам лазеров, включая стабильность мембранной системы, новые типы лазеров, а также исследовательскую работу по лазерному проекту. Во-вторых, он в основном отвечает за исследование ряда подтем проекта 863 по лазерам, включая стабильность мембранной системы, новую систему лазерного освещения, лазерный передатчик натриевой направляющей звезды и т. д. В-третьих, он в основном отвечает за исследования и разработку телескопа Тяньцинь, который является основным устройством проекта Тяньцинь.
