【光学资讯】基于高次谐波产生的紫外-中红外双梳光谱
光学频率梳以其卓越的频率精度和长期稳定性，在光谱学领域展现出广泛的应用潜力。双梳光谱技术作为一种新兴的测量工具，已被证实为一种强大的光谱测量技术，广泛应用于材料表征和精密计量领域。该技术具备高频率分辨率、快速测量速度以及宽广的光谱覆盖范围，能够实现多个吸收带的同时检测、复杂化学动态系统中的中间监测以及高分辨率和高灵敏度的测量。特别是在分子指纹的中红外光谱区域，大多数分子表现出强烈的基本振动跃迁和一定数量的离子吸收线，宽带双梳光谱技术能够并行检测痕量分子，灵敏度高达十亿分之一。
在近红外波段，双梳光谱技术依托商业上先进的高功率掺铒光纤激光器和钛宝石激光器等激光加工设备，结合先进的光学元器件和成熟的光子学技术，为各种非线性光谱学应用做出了贡献。此外，与泵浦探测光谱技术相结合，双梳光谱技术能够在飞秒时间尺度上实现高时间分辨率，并在兆赫频率尺度上实现高光谱分辨率，为复杂催化过程的反应机理研究提供了有力工具。
尽管在紫外区域，双梳光谱技术的影响力不及红外区域，但其高分辨率基准仍保持其主导地位。例如，大气痕量气体检测已在紫外区域中成功应用双梳光谱技术，实现了对一氧化二氮等空气污染物的高效检测。因此，获得具有简单且鲁棒性能好的宽带相干梳源对于推动双梳光谱技术的发展至关重要。
中红外波长的获得通常通过差频产生和光学参量振荡的下变频过程实现，而紫外和可见光区域则通过多步频率上转换过程实现。目前，光学频率梳在各个光谱区域独立发展，同时实现中红外和紫外波段的频率转换是一项具有挑战性的任务，特别是保持相干性方面。近年来，随着周期性极化铌酸锂波导的发展，其优异的空间限制特性显著提高了频率转换效率，为光学频率梳的相干性保持提供了新的可能性。
实验研究表明，基于光-光调制技术的中红外光学频率梳作为高次谐波过程的泵浦源，能够产生覆盖中红外到紫外区域的多个光学频率梳输出。通过精心设计的非周期极化铌酸锂波导，实现了高达九阶谐波的产生，且在实验过程中保持了良好的相干性。此外，通过双梳光谱技术在每个产生的光谱区域进行了相干性研究，验证了系统的光谱测量能力，并展示了双梳光源的光谱扩展能力。
光学频率梳及其衍生技术在光谱学领域的应用前景广阔，特别是在高分辨率和高灵敏度的测量方面展现出显著优势。未来的研究应继续探索提高转换效率和高功率宽带泵浦源的实现，以进一步提升系统性能，推动光学频率梳技术在更广泛领域的应用。
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多基准轴透射式离轴光学系统高精度定心装调方法
星载光谱仪可获取空间连续分布的光谱数据，是陆地植被监测、海洋环境探测等领域的核心载荷。为校正分光系统引入的畸变，星载光谱仪成像透镜多采用离轴透射式设计，由此形成的多光轴结构存在大倾角、大偏心特征，超出了传统同轴系统定心装调方法的适用范围。本文提出一种多基准轴定心装调方法（Multi-referenceAxisAlignment,MAA），通过镜筒结构一体化加工预置各光轴的偏心与倾斜参数，结合光学平板实现基准轴的高精度引出，将复杂多光轴系统的装调拆解为多个单光轴子系统的独立装调，突破了传统定心仪的测量范围限制。针对某星载光谱仪3光轴离轴透射系统开展装调验证，实测结果表明，透镜最大偏心误差小于25.4μm，最大倾斜误差小于17.7″，系统实际畸变与理论值平均偏差小于0.32μm，全面满足设计指标要求。该方法为离轴折射类光学系统的高精度装调提供了可行的技术路径，拓展了透射式光学系统装调的适用边界。
2026-05-22
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平凸透镜朝向对光束会聚效果及像差特性的影响分析
平凸透镜是各类光学系统中应用最为广泛的基础折射元件之一，属于典型的无限共轭透镜，核心光学功能分为两类：一是将点光源出射的发散光束准直为平行光束，二是将入射的准直平行光束会聚至单点。在激光光学、显微成像、光电检测等领域的光路设计与装调中，平凸透镜的安装朝向是直接影响系统性能的核心参数，其选择直接决定了像差水平与最终会聚效果。
2026-05-21
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光机系统设计：镜头装配轴向预紧力计算（一）——通用设计原则与基础方法
本文基于光机系统设计领域的经典工程理论，系统阐述镜头装配中透镜面接触安装技术的核心原理，明确轴向预紧力在透镜固定、精度保持与环境适应性中的关键作用，详细介绍标称轴向预紧力的基础计算方法、参数定义与适用边界，同时解析轴向预载对透镜自动定心、抗径向偏心的力学效应，为光学镜头的装调设计提供标准化的工程参考。
2026-05-21
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高精度轴对称非球面反射镜面形轮廓非接触式测量方法
非球面光学元件是高端光学系统的核心器件，其面形轮廓的高精度、可溯源测量是保障加工质量与系统性能的关键。本文针对轴对称非球面反射镜的测量需求，建立了通用化的非球面扫描轨迹数学模型，提出一种基于独立计量回路的非接触式坐标扫描测量方法。该方法采用运动与计量分离的框架结构，有效隔离运动误差对测量结果的影响；测头采用集成阵列式波片的四象限干涉测量系统，实现1nm级测量分辨率；通过扫描执行机构与多路激光干涉系统共基准设计，实现测量值可溯源至“米”定义。试验验证表明，该方法测量误差小于0.2μm，重复性精度达70nm，整体测量精度达到亚微米级，为非球面测量的量值统一与溯源提供了成熟的技术方案。
2026-05-21
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麻省理工学院固态激光雷达硅光子芯片核心突破解读
麻省理工学院研究团队攻克了硅光子集成光学相控阵（OPA）固态激光雷达的长期核心瓶颈，通过创新的低串扰集成天线阵列设计，首次实现了宽视野扫描+低噪声高精度的无活动部件激光雷达芯片，为下一代紧凑、高耐用性固态激光雷达的落地奠定了技术基础。
2026-05-20
