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关键词： 锁模光纤激光器   光纤光栅   非线性偏振旋转   光纤激光频率梳  

摘要： 利用45°倾斜光纤光栅(45°-TFG)作为光纤型起偏器,搭建了一台高可靠性高稳定性的掺铒锁模光纤激光器,并以此为基础实现了重复频率f_(rep)和载波包络偏移频率f_(ceo)的精确锁定。当泵浦功率为228 mW时,基于45°-TFG的锁模激光振荡器可实现3 dB光谱带宽为60.4 nm、脉冲宽度为68 fs的超短脉冲输出,在12 h内功率的均方根稳定性达到0.033%,且在较大的泵浦范围内均能维持较好的展宽锁模状态。经过自主搭建的非线性脉冲放大、超连续谱产生以及f-2f自参考拍频干涉光路,获得了信噪比为32 dB的f_(ceo)信号。最后通过搭建基于锁相环的主动反馈控制电路,将f_(rep)和f_(ceo)信号溯源至一台GPS时频系统,最终测得f_(rep)和f_(ceo)信号归一化后在1 s门时间内频率稳定度为2.38×10^(-12)和6.41×10^(-16)。这是首次实现基于45°-TFG的光纤激光频率梳,表明了基于45°-TFG的锁模光纤激光器在实际应用中的潜力。

关键词： 全息   两重体全息光栅波导   二维扩瞳   视场扩展  

摘要： 为扩大体全息光栅波导的出瞳直径和视场,提出了二维扩瞳和视场扩展的两重体全息光栅波导设计方法。该波导结构的出耦合光栅由两个两重体全息光栅构成,用于实现二维扩瞳。将入射视场分为两条路径传播,每条路径负责一半的视场,最后将两部分视场拼接形成完整视场。该方法不仅扩大了出瞳直径,还有利于增大全息波导系统的视场角。介绍了二维扩瞳视场扩展的光学原理和设计方法,最终实现的系统水平视场为48°,垂直视场为27°,出瞳尺寸为16 mm×13 mm。实验结果验证了所提方法的可行性。该方法在扩瞳的同时有助于扩展视场角,为头戴近眼显示设备提供了具有前景的有效方案。

关键词： 孤独症谱系障碍   针刺   磁共振成像   弥散张量成像   基于纤维束示踪的空间统计   神经纤维束  

摘要： 目的 采用磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)观察针刺治疗前后孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)患儿脑白质微观结构的变化,以探索针刺在ASD中应用价值及DTI在评估针刺效果中作用。材料与方法 前瞻性纳入2021年11月至2022年10月在我院确诊的ASD患儿,按照随机数字表法分为针刺组和假针刺组,进行12周的干预治疗,于治疗前(第0周)及治疗后(第12周)行儿童孤独症评定量表(Child Autism Rating Scale, CARS)、孤独症儿童行为量表(Autism Behavior Checklist, ABC)、孤独症疗效评价量表(Autism Treatment Evaluation Checklist, ATEC)及DTI检查。比较两组间各项量表评分变化,采用基于纤维束示踪的空间统计方法(tract-based spatial statistics, TBSS)分析两组间脑白质各向异性分数(fractional anisotropy, FA)的差异,继而比较FA有差异脑区的平均弥散率(mean diffusivity, MD)、径向弥散系数(radial diffusivity, RD)和轴向弥散系数(axial diffusivity, AD)的不同及量表评分与DTI参数相关性。结果 与假针刺组相比,治疗后针刺组各项量表评分较治疗前显著降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。治疗后两组间FA值差异具有统计学意义(P<0.05),RD值差异无统计学意义(P>0.05),AD值两组间在左下纵束差异有统计学意义(P<0.05)。相关性分析发现:ASD患儿ATEC评分与右扣带回的FA值呈负相关,与右额枕下束、右下纵束、右扣带回的RD值呈正相关,与右扣带回的AD值呈正相关;CARS评分与右扣带回的AD值呈正相关(P<0.05)。右下纵束的FA值与ASD患儿的语言问题、感知觉异常呈负相关,RD值与社交障碍、感知觉异常呈正相关;右扣带回的FA值与语言问题、社交障碍、感知觉异常呈负相关,而RD值与上述临床症状呈正相关,AD值与社交障碍、健康问题呈正相关;双侧额枕下束FA值与感知觉异常存在负相关,右额枕下束RD值与其社交障碍、感知觉异常呈正相关;右上纵束的RD值与感知觉异常呈正相关;左丘脑前辐射束的AD值与感知觉异常呈正相关(P<0.05)。结论 针刺可能通过促进脑白质纤维束完整性增强,从而改善ASD患儿临床症状,尤其在言语、社交、感知觉、健康问题等方面,进而说明DTI在评估针刺治疗效果中具有重要价值。

关键词： 太赫兹(THz)   超透镜   超光栅   3D打印技术  

摘要： 超透镜是基于超表面和超光栅的器件,可实现对入射光振幅、相位、偏振等的灵活调控,具有轻薄、易集成的特点。但超透镜的制作周期时间长、成本高,寻找一种易加工、低成本、高效的方法制造超透镜是非常有必要的。本文设计了一种高效波前控制电磁波的太赫兹(Terahertz,THz)全介质超光栅,当电磁波垂直入射时,超光栅将电磁波束弯曲至T-1衍射级。通过仿真模拟可知,当P偏振光入射时,可将83.44%的透射能量集中在T-1衍射级,S偏振光入射时可达到82.73%。基于设计的超光栅,当0.14THz电磁波入射时,设计了数值孔径为0.39的超透镜,利用3D打印技术加工工艺制备,并搭建扫描测量系统验证该设计。测量结果表明,超透镜焦距为114.5mm,与仿真设计相一致,同时测得了光斑的大小,最后搭建的THz透射成像系统表征了超透镜的成像能力。这项工作在光学传感、通信和超分辨率成像中具有潜在的应用价值。

关键词： 超浅光栅耦合器   高侧壁垂直度   聚焦离子束(FIB)   铌酸锂(LN)   非晶硅(α-Si)  

摘要： 利用聚焦离子束(FIB)在铌酸锂(LN)表面形成100 nm及以下深度的超浅光栅耦合器结构。为了提高刻蚀侧壁垂直度、避免开口展宽效应对光栅形貌的影响,在LN表面覆盖非晶硅(α-Si)作为掩膜层,实际刻蚀深度为α-Si层厚度和LN表面目标刻蚀深度之和,且刻蚀过程中产生的开口效应仅存在于α-Si层。通过氢氧化钾(KOH)溶液选择性地去除α-Si层,留下的LN表面结构侧壁陡直且无开口展宽效应。制备了刻蚀深度108 nm的超浅光栅耦合器,在924 nm波长处,其耦合效率为23.3%。制备了刻蚀深度70 nm的超浅光栅耦合器,在935 nm波长处,其耦合效率为14.4%。该研究为LN光栅耦合器的发展与应用提供了有益指导。

关键词： 联合盲源分离   张量列分解   CP分解   高阶累积量  

摘要： 提出一种基于高阶累积量张量分解的联合盲源分离(JBSS)算法,该算法可以从多组数据集的观测信号中恢复出源信号.首先通过计算多组数据集观测信号的高阶互累积量张量,利用累积量张量潜在的对角结构,将JBSS问题转化为高阶张量CP分解(CPD)问题.接下来,通过张量列分解(TTD)将高阶张量分解为由不高于3阶的多个互连的核张量组成的简单张量网络,由此将高阶CPD问题转化为多个3阶CPD问题.最后,根据TTD与CPD之间的关系,在多次3阶CPD之后,通过依次对因子矩阵进行重新排序与缩放得到多数据集的混合矩阵,进而实现对源信号的分离.实验结果表明,该算法具有较快的运行速度.

关键词： 过程性评价   纸笔测试   标准化测试   日常学习   情感态度和价值观   自主成长   期末考试   行为习惯  

摘要： 对于教育改革,质量评价是关键环节。“在大规模的标准化测试中,纸笔测试的作用不可替代,但也有其局限性。它倾向于对学习结果的检测,往往忽视了学生的思维过程,忽视了学生在学习过程中的行为习惯、情感态度和价值观。”(易际亮《项目学评:将过程性评价融入学生日常学习》,《未来教育家》2016年第4期。)笔者所在的学校于2008年首次取消一、二年级期末考试,代之以非纸笔测评为主的过程性评价。

关键词： 感冒发热   期末考试   反复头痛   颈椎   头晕  

摘要： 颈椎“搞事情”症状社区里有位妈妈带着孩子过来,说孩子最近一段时间反复头痛、头晕,没多种多样。有感冒发热等情况,抽血化验检查也没发现问题,咨询还需要再进一步检查些什么。我仔细打量了一下孩子,模样乖乖的,戴着眼镜,脑袋低垂着,通过了解知道马上要期末考试了,每天大多数时间都是伏案学习,最近下午容易出现头痛、头晕的症状,现在身体还有点不适呢。

关键词： 微应力装夹   干涉条纹畸变   低温光机结构优化   光-机-热耦合   面形拟合  

摘要： 长波红外差分干涉仪在低温工况下会因光学元件受到非均匀应力作用产生干涉条纹的畸变,从而降低干涉仪系统性能。本文为解决低温工况干涉条纹弯曲畸变问题,基于长波红外差分干涉仪光机系统进行了干涉条纹畸变影响因素分析,结合光-机-热耦合分析方法,对干涉仪系统低温工作状态进行仿真。随后设计了针对影响条纹畸变的关键元件——光栅元件的低温微应力动态稳定支撑安装结构,结构优化后的光栅表面面形均方根(Root Mean Square,RMS)值为3.89×10^(-2) nm,面形峰谷值(Peak to Valley,PV)值为2.21×10^(-1) nm,分别较优化前初始系统的分析结果减小了5个数量级,系统仿真干涉条纹畸变小于1个探测器像元。全系统低温验证试验表明,优化结构可有效抑制干涉条纹畸变,畸变量小于2个探测器像元,试验与仿真计算结果一致性较好,验证了优化分析方法的有效性。该优化方案对提升反射式光学系统结构低温稳定性,提高系统工作能力有较大意义和价值。

关键词： 光栅   光纤布拉格光栅   飞秒激光   小孔径光阑   插入损耗   短波损耗  

摘要： 针对飞秒激光逐点法制备的光纤布拉格光栅(FBG)损耗较大的问题,提出了一种基于小孔径光阑整形的低损耗飞秒光纤光栅制备方法。首先分析了孔径光阑限制下聚焦高斯光束焦场的能量分布,利用小孔径光阑整形获得了丝状焦场的孔径条件。利用小孔径光阑整形的飞秒激光刻写装置制备FBG,在光阑孔径由10 mm逐步降低至1 mm的过程中,光栅条纹形态由圆形过渡到丝状,丝状光栅条纹对入射光的散射更弱、耦合效率更高,使插入损耗由0.90 dB降低至0.11 dB,短波损耗由4.01 dB降低至0.35 dB。受包层模与纤芯模耦合的影响,短波损耗以振荡形式存在,实验验证了涂覆层和低反射率对振荡的抑制作用。