Според списание Optica, HUST е направил пробив в областта на модулацията на лъча в свободна форма.
Optica публикува онлайн изследователската статия „Скулптуриране на оптични полета в каустични модели, базирани на оптика на свободна форма“ от групата на доцент Ма Донглин в Училището по оптоелектронна информация към Университета за наука и технологии Хуажонг (HUST). "научна статия.
Манипулирането на енергийния трансфер на оптичните полета е важна тема в оптичните изследвания и има широк спектър от приложения в лазерната микрообработка, оптичните пинсети, оптичните микроизображения, осветителното инженерство и други области. Феноменът на разсейване е естествен процес на регулиране на преноса на светлинна енергия, който съществува в природата и ежедневието, като например облъчването на слънчева светлина от течаща вода образува вълнообразна шарка на дъното на водата (фиг. 1а) и образуването на шипове светлинно петно в чаша вода под светлината (фиг. 1b) и т.н. Тези явления показват, че обичайните оптични повърхности и медии в живота имат фокусиращ ефект върху светлината, образувайки остри и стабилни петна.
Фигура (а) Оптичен дизайн на свободна форма, базиран на биективно картографиране. (b) Проектиране на каустични модели, позволяващи нови функции на оптични елементи със свободна форма (FOE).
Фиг. 1. Модулация на предаване на оптична енергия въз основа на феномена на дефокусиране
През последните години се наблюдава процъфтяващо изследване в областта на оптичния дизайн на оптични елементи със свободна форма, които имат предимствата на висока точност на модулация и висока енергийна ефективност и са подходящи за проблема с модулацията на лъча при макроскопични размери. Съществуващите механизми за проектиране обаче се основават главно на частични диференциални уравнения за решаване на координатите на позицията на светлинната цел или повърхностния облак от точки в свободна форма, които не са в състояние да се справят с появата на астигматизъм и проблема с модулацията на светлинния поток трансферът в триизмерното пространство не е добре проучен.
Екипът на Ma Donglin предложи схема за проектиране на оптика със свободна форма (оптика със свободна форма), нарушаваща традиционните ограничения на дизайна за регулиране на светлината със свободна форма, вече не изисква една равнина, използваща пълен светлинен лъч, за да се постигне предписаното разпределение на светлината, и пробиване през падащата светлина и пресичането на целта между връзката на картографиране на двоен изстрел, чрез светлинната енергия на падащата светлина за точно фокусиране и регулиране и за постигане на каквато и да е форма на остро астигматично светлинно петно (фиг. 1в). Методът може също така да разпространи пиковия интензитет на светлинното поле по предписана пространствена траектория чрез фокусиране на светлината върху проста триизмерна крива, която се очаква да приложи повърхностни елементи със свободна форма към по-широк спектър от приложения за модулиране на светлината.
За да потвърди производителността на такива повърхностни елементи със свободна форма, екипът извърши сравнение с метод на проектиране, базиран на биекционно картографиране. Чрез проектиране към модулатор на пространствена светлина бяха генерирани съответно четири различни размера на разпределение на петна. Резултатите показаха, че дизайнът, базиран на разсейване, е в състояние да формира по-остри модели в сравнение с конвенционалния дизайн.
Фигура 2. Сравнение на резултатите от дизайна с традиционните методи
Изследователският екип провери и други потенциали на дизайна, базиран на дефокусиране, като модулацията на луминесценцията на ламбертов точков източник на светлина и оформянето на лъча в триизмерно пространство, а някои от резултатите от дизайна са показани на фигури 3 и 4.
Фигура 3. Повърхностен осветителен елемент със свободна форма, реализиращ модел на дифузен фокус
Фигура 4. Разширяване на дълбочината на рязкост на разпределението на светлината
Shili Wei, докторант в Училището по оптоелектронна информация на Huazhong University of Science and Technology, е първият автор на статията, доцент Donglin Ma е съответният автор, а докторантът Yitong Li е съавтор. Работата е финансирана от Националната фондация за природни науки на Китай и Фондацията за природни науки в Шенжен.
Според секретариата на G60 Laser Alliance на делтата на река Яндзъ, Донглин Ма е получил финансиране от Китайския съвет за стипендии (CSC) през 2010 г., за да получи магистърска степен по оптично инженерство и докторска степен в Колежа по оптични науки към университета на Аризона, един от трите големи оптични центъра в Съединените щати. По време на своята докторска степен период, той се посвещава на изследването на осветителното инженерство, оптичния дизайн в свободна форма, свързаната с това разработка на оптични системи и оптични тестове и постига ползотворни резултати, изпълнява редица изследователски проекти, публикува или представя няколко академични статии и доклади за конференции и неговата свързана работа е публично докладвана от Laser Focus World и други медии и той е разработил CGH интерферометрия, панорамна ендоскопска система, микроскоп и оптична тестова система. ендоскопска система, микроскоп, 3D измервателен уред и много други оптични системи. След получаване на докторска степен. степен, той се завръща в Китай на пълен работен ден през 2016 г. и в момента работи като доцент в Училището по оптика и електронна информация на Университета за наука и технологии Huazhong. През този период той служи като технически съветник на Научния комитет на „Голям (12- метър) оптичен инфрачервен телескоп“, голям проект в 13-ия петгодишен план на Китай, където отговаряше за оценката на оптичните дизайна на телескопа в предварителната работа на проекта, от една страна, и беше главният отговорник за концептуалния дизайн на телескопа в конкурса на Huazhong University of Science and Technology (HUST), от друга страна. Дизайнът на телескопа, базиран на голям оптичен инфрачервен телескоп, беше докладван от Science, известно американско списание за наука и технологии, и също така привлече голямо внимание от местните медии, включително интелектуалци. Моята академична изследователска работа, придържаща се към изискванията за академичен стил на Университета за наука и технологии Huazhong, сериозно пиша две „статии“, една в академичните списания, публикува повече от 30 академични статии, кандидатства за редица патенти за изобретения; другият е написан в родината, предприел редица вертикални проекти на национално и провинциално ниво, военно вертикално и гражданско пристанище. Той е предприел редица национални и провинциални вертикални проекти, военни вертикални и граждански хоризонтални проекти и т.н., които са постигнали важни социално въздействие.
В момента той е отговорен основно за три аспекта на научноизследователската работа: първо, за насърчаване на създаването и изграждането на голямото научно устройство „Nantian Spectroscopic Survey Telescope“, както и основната ключова технологична изследователска работа, общия бюджет за изграждане на проектът се очаква да достигне около 1,2 милиарда; второ, да поеме водеща роля в предприемането на изследователската работа на военния 863 проект на лазерните специални подтеми, включително стабилност на мембранната система, нови видове лазери и изследователската работа на лазерния проект. Второ, той е основно отговорен за изследването на поредица от подтеми на проекта 863 за лазер, включително стабилност на мембранната система, нова система за лазерно осветление, лазерен предавател на натриева звезда и др. Трето, той е главно отговарящ за изследването и развитието на телескопа Tianqin, който е основното устройство на проекта Tianqin.
