相位在光場調(diào)控、測量與成像中 的作用及應用

4月23日上午十點,現(xiàn)代工學光電論壇在南京大學成功舉辦,此次講座是晶萃光學JCOPTIX追光者講壇2024年第一講,特邀請西北工業(yè)大學物理科學與技術(shù)學院趙建林教授精彩開講“相位在光場調(diào)控、測量與成像中的作用及應用”。
現(xiàn)代工學光電論壇采取線下講座與線上直播相結(jié)合的形式,旨在全面提升學術(shù)研究的開放性與互動性,討論關(guān)鍵科學問題與技術(shù)瓶頸,尋找學科與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢,為增進學術(shù)和技術(shù)合作、學科建設、培養(yǎng)人才提供優(yōu)質(zhì)的交流平臺。
論壇由南京大學現(xiàn)代工程與應用科學學院光學系主任張勇教授主持,參會人員對趙建林教授的到來表示熱烈歡迎,南京大學陸延青副校長為趙建林教授頒發(fā)獎杯和證書,南京晶萃光學科技有限公司總經(jīng)理葛士軍為其頒發(fā)活動紀念品。
趙建林教授的報告從光場的時空周期性講起,展開介紹了相位在光場調(diào)控、測量與成像中的作用及應用。首先提到的便是基于相位的光場空間結(jié)構(gòu)調(diào)控,他談到了幾種實現(xiàn)矢量光場產(chǎn)生和調(diào)控的方法。隨后進一步探討了基于數(shù)字全息術(shù)的光場測量與重建,介紹了如何對光場信息進行調(diào)解和提取,以及幾種利用數(shù)字全息術(shù)對光場的信息進行測量的方法。此外,報告還闡述了基于光場相位測量的復雜物場測量,其中趙建林教授介紹了幾個相關(guān)工作:基于全內(nèi)反射的棱鏡表面近場區(qū)域電介質(zhì)折射率測量;表面等離子體共振全息顯微術(shù)(SPRHM)及近場測量等。最后,對于光學成像問題的物理機制,趙建林教授通過幾個案例做了探討,他認為,光學成像的實質(zhì)就是原物光場在空間的重現(xiàn),這里的重現(xiàn),主要是指光場的分布特征的重現(xiàn),不包括幾何比例、強度大小等。在報告的結(jié)尾,趙建林教授還指出,相位作為光場最重要的參量之一,在光場研究中扮演著極其重要的角色。許多關(guān)于復雜光場的調(diào)控、表征及成像問題,最終都歸結(jié)為光場相位的調(diào)控、測量及成像問題。深入理解光場的相位特性,探索和發(fā)展光場相位調(diào)控與測量新技術(shù),有助于拓展光場信息處理研究的思路并優(yōu)化實現(xiàn)途徑。
趙建林教授的精彩報告引起了在場觀眾的濃厚興趣,為光學工程領(lǐng)域的發(fā)展提供了新的思路和方向。交流環(huán)節(jié)中,趙建林教授認真聆聽并逐一解答了同學們提出的問題。精彩的報告贏得了全場經(jīng)久不息的熱烈掌聲。
報告過程中,很多不能親臨現(xiàn)場的小伙伴在線上踴躍提問,這里趙建林教授也一一做了回答。
問1:趙老師您好,請問利用離軸全息術(shù)如何實現(xiàn)光場縱向結(jié)構(gòu)的單次測量?
答1:利用菲涅耳衍射積分,讓重建的記錄平面的光場復振幅通過數(shù)字菲涅耳衍射(計算)到每一個縱向不同位置的錘軸平面上即可。
問2:趙老師您好,您在講到矢量光生成時,介紹了各種光路,提到了那個輸出效率,想知道這個輸出效率是怎樣的計算的,是測輸出的矢量光與激光器出來的光的功率之比嗎?
答2:應該叫轉(zhuǎn)換效率。簡單講就是輸出輸入功率之比。
問3:趙老師您好,您講到表面等離子體相位測量中,相位靈敏度達到了亞納米級,我想請問利用表面等離子體共振進行相位測量會受到激光散斑噪聲的干擾嗎?
答3:我講的亞微米測量精度是指測量二維材料厚度時的測量精度。散斑噪聲是激光的相干性引起的,只要是相干光,就一定存在散斑噪聲。
問4:趙老師,想請教基爾霍夫衍射公式中的常數(shù)因子,常數(shù)因子是1/iλ,書上解釋的這個常數(shù)表面子波源的振動相位超前入射波90度,想知道在物理意義上具體怎么理解?
答4:這個問題不好回答。這個虛數(shù)i是根據(jù)基爾霍夫邊界條件導出來的,隱含了一個-π/2的相位。但因為是一個常數(shù)因子,通常在討論衍射問題時都忽略了。
本期論壇活動的成功舉辦,為南京大學現(xiàn)代工學光電論壇注入了新的活力。晶萃光學JCOPTIX作為南京大學的校友企業(yè),同時也是本次論壇的主要承辦單位,致力于打造中國光學科研人自己的產(chǎn)品平臺,“追光計劃”系列活動展示了晶萃光學JCOPTIX為中國光學工程領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新提供支持的決心。
讓我們一起期待未來能有更多的機會與海內(nèi)外專家學者進行深度交流與合作,共同推進光電子學科的發(fā)展邁向新的高度。