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[发明专利]显微螺旋相衬成像方法及系统-CN202310138919.6在审
发明人：洪煦昊;孙旭辉;吴浩;秦亦强;张超;姚依正;吴淦;陈欢;王童;马艺冰 -专利权人：南京大学
申请日： 2023-02-20 - 公布日： 2023-04-21 - 主分类号： G02B21/02 文献下载
摘要：本发明提供一种显微螺旋相衬成像方法及系统，该方法通过构建螺旋相差物镜，包括依次设置的共轭成像透镜组和螺旋相位片；布置显微螺旋相衬成像系统；调节螺旋相差物镜，使螺旋相位片所在平面为背景光经过聚光镜后的会聚点所在平面的共轭面；将透明样品置于聚光镜与螺旋相差物镜间，调节聚光镜，使光源发出的背景光经过聚光镜后的会聚中心在共轭面的成像与螺旋相位片中心重合，物镜成像面获得具有螺旋相衬效果的实像，再经过目镜第二次放大即可在显微镜成像面观察到边界增强或者浮雕效果的虚像；本发明能够在不引入额外的进行傅里叶变换的透镜前提下，获得浮雕效果或相衬成像中的边界增强的像，可用于观测低衬度差样品的形貌相位差异。
显微螺旋成像方法系统

[发明专利]一种基于多次迭代的光学超晶格优化设计方法-CN202111540533.5有效
发明人：张超;邹谨成;赵瑞智;陈涌创;冯霞;洪煦昊;秦亦强;朱永元 -专利权人：南京大学
申请日： 2021-12-16 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明公开一种基于多次迭代的光学超晶格优化设计方法，具体步骤如下：对非线性过程中的目标图像进行菲涅尔衍射积分的傅里叶变换，得到菲涅尔全息图；将得到的菲涅尔全息图进行菲涅尔衍射积分的逆傅里叶变换，得到物平面像场图；将物平面成像图的振幅设置为目标成像图像的振幅获得改进之后的物平面像场分布；以上步骤为一次迭代过程。通过多次迭代过程，得到连续化相位全息图；将该全息图进行二值化处理，得到二值化相位全息图即光学超晶格结构函数。本发明可应用于多种非线性光学过程，在消除目标图像中的衍射干扰条纹、提高非线性成像质量方面具有重要的应用。
一种基于多次光学晶格优化设计方法

[发明专利]一种用于精细调控二阶非线性光学过程的方法-CN202011266173.X有效
发明人：冯霞;杨波;秦亦强;张超;朱永元;洪煦昊;赵瑞智;陈涌创;邹谨成 -专利权人：南京大学
申请日： 2020-11-13 - 公布日： 2021-06-22 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种通过人工微结构设计精细调控二阶非线性光学过程的方法。传统的准相位匹配（QPM）理论通过设计光学超晶格对非线性过程提供相位匹配，其中光学超晶格的周期由非线性过程中的波矢失配所决定。理论计算表明这种方法无法严格确保非线性过程中能量和相位变换的单向性，在高转换效率的情况会产生显著误差，并且难以在相位匹配的同时对谐波相位进行调控。本发明提出在设计超晶格结构时引入相对相位差角这一参量，通过选取合适的相对相位差角，可以精细调控非线性过程中的倍频波或基波的能量变化和相位变化，在提高非线性过程转换效率方面有重要应用。
一种用于精细调控非线性光学过程方法

[发明专利]一种基于神经网络的多模涡旋光束解复用方法-CN202110028012.5在审
发明人：袁旭东;许亚光;赵瑞智;陈涌创;秦亦强;张超;朱永元;冯霞;邹谨成;洪煦昊;马艺冰 -专利权人：南京大学
申请日： 2021-01-11 - 公布日： 2021-05-28 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明公开一种基于神经网络的多模涡旋光束解复用方法，包括以下步骤：依照多模涡旋光束的表达式进行数据仿真，构建数据集；设计深度卷积神经网络，对输入图像进行卷积操作提取高阶特征并用下采样处理压缩数据量，得到低维向量，对局部特征进行增强和提取；将其代入卷积神经子网络结构进行高阶特征表征，进一步提取其中所保留的振幅与强度分布的联系，得到与振幅相关的高维向量；将高维向量按顺序一维展开，通过全连接层将学习到的特征映射到数据标签空间上，最终得到振幅占比向量；根据训练效果对模型的可调参数进行修改，使模型表现最优。这种解复用方法可以在较复杂的多模式耦合情况上表现更好，可以凭借输入图像解析出每个模式的振幅，改进光通讯的效果。
一种基于神经网络涡旋光束解复用方法

[发明专利]一种用于多点聚焦倍频过程的局域准相位匹配改进方法-CN201910042551.7有效
发明人：王真臻;谢莹莹;秦亦强;张超;朱永元;洪煦昊;陆蓉儿;赵瑞智;冯霞;袁旭东;许亚光 -专利权人：南京大学
申请日： 2019-01-17 - 公布日： 2020-06-30 - 主分类号： G02F1/35 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于多点聚焦倍频过程的局域准相位匹配改进方法，在局域准相位匹配(LQPM)的基础上改进得到，可以对多点聚焦过程提供更好的相位匹配。改进的具体方法是考虑相邻匹配点之间的相位关系，通过加入耦合相位项对原始LQPM超晶格结构设计函数进行修正，抑制二次谐波传播方向上邻近匹配点的相互干扰，同时提升非线性过程的谐波转换效率。这种LQPM的改进方法同时可被视为一种产生非线性光束整形的方法，通过超晶格畴结构的设计能够同时实现频率转换和二次谐波的波前调制，其中二次谐波的传播轨迹可以任意设计，而不局限于艾瑞光束等常见光束。本发明提高了倍频密集聚焦的聚焦准确度和倍频转换效率，在改善非线性光学成像质量和光束质量方面有重要应用。
一种用于多点聚焦倍频过程局域相位匹配改进方法

[发明专利]一种在光学超晶格中同时实现激光倍频和线聚集的方法-CN201510613792.4在审
发明人：朱鼎;秦亦强;章晓波 -专利权人：南京工程学院
申请日： 2015-09-23 - 公布日： 2015-12-02 - 主分类号： G02F1/35 文献下载
摘要：本发明公开了一种在光学超晶格中同时实现激光倍频和线聚集的方法，包括以下步骤：(1)在超晶格中设计上下两部分周期相同的倾斜畴结构，且以晶体通光方向为轴成对称分布；(2)当基波垂直入射超晶格中，超晶格的上半部分会产生向下弯折的激光倍频波，下半部分会产生向上弯折的激光倍频波，且上半部分产生的激光倍频波和下半部分产生的激光倍频波的弯折角度相同，强度相同；这样在上半部分和下半部分的交叠区域就会产生类似于轴棱锥的线聚焦干涉图样；(3)激光进入超晶格后，超晶格的畴结构提供的倒格矢可以补偿基波和激光倍频波之间的波矢失配，形成波矢匹配的三角形。通过光学超晶格中周期性对称倾斜的畴结构，同时实现激光的倍频和线聚焦。
一种光学晶格同时实现激光倍频聚集方法

[发明专利]切换基波、二倍频与三倍频激光的超晶格结构设置方法-CN201410220517.1无效
发明人：朱鼎;张超;秦亦强;巴志新 -专利权人：南京工程学院
申请日： 2014-05-22 - 公布日： 2014-08-27 - 主分类号： H01S3/10 文献下载
摘要：本发明公开了切换基波、二倍频与三倍频激光的超晶格结构设置方法，在级联周期结构的光学超晶格中，利用谐波非线性相互作用的偏振特性，针对倍频与和频过程分别设计不同的偏振组合，使得通过调控入射基波偏振角，即可在光学超晶格中实现基波、二倍频与三倍频三波长激光的高效选择性输出。本发明具有谐波产生效率高，切换速度快的优点，通过对光学超晶格进行特别的设计，只要利用基波偏振片即可以进行切换调节。由于不需要利用电光效应或者温度调谐，既避免了使用高压设备，也避免了温度调谐的缓慢低效，具有一定的实用性与优越性。
切换基波倍频激光晶格结构设置方法

[发明专利]一种基于超晶格器件的二阶非线性带宽调谐和拓宽方法-CN201010611208.9无效
发明人：吕新杰;陆俊;刘艳花;凌文;赵刚;秦亦强;祝世宁 -专利权人：南京大学
申请日： 2010-12-29 - 公布日： 2011-06-08 - 主分类号： G02F1/35 文献下载
摘要：一种基于超晶格器件的二阶非线性带宽调谐和拓宽方法，利用扇形极化的光学超晶格作为非线性晶体，采用位置和角度调整的方式，使得非线性频率转换过程的波长和带宽得到连续调谐，实现宽带的倍频、和频、差频和光参量放大等过程。本发明可以获得更宽的温度和波长带宽，从而可以支持得到较大稳区范围的频率转换，带宽和稳定性都得到提高。
一种基于晶格器件非线性带宽调谐拓宽方法

[发明专利]基于超晶格的偏振不敏感激光频率变换方法及其器件-CN201010611332.5无效
发明人：吕新杰;谢臻达;袁烨;凌文;赵刚;秦亦强;祝世宁 -专利权人：南京大学
申请日： 2010-12-29 - 公布日： 2011-06-08 - 主分类号： G02F1/35 文献下载
摘要：基于超晶格的偏振不敏感激光频率变换方法及其器件，利用超晶格多重位相匹配原理，采用双周期或啁啾双周期结构，使两个偏振正交过程同时实现，两个非线性频率转换的效率相等，实现频率转换的偏振不敏感特性。本发明可用于和频、差频、光参量放大和纠缠态双光子产生等。
基于晶格偏振敏感激光频率变换方法及其器件

[发明专利]针对耦合非线性光学过程的光学超晶格最优化结构设置方法-CN200910028318.X无效
发明人：张超;秦亦强;朱永元 -专利权人：南京大学
申请日： 2009-01-13 - 公布日： 2009-07-08 - 主分类号： G02F1/35 文献下载
摘要：针对耦合非线性光学过程的光学超晶格结构设置方法，采用窗口傅立叶变换代替普通整体傅立叶变换，引入光学超晶格的倒格矢局域有效非线性系数及倒格矢空间加权函数，考虑各倒格矢的傅立叶系数之间的竞争关系，对倒格矢空间加权函数实行优化配比；对于耦合三倍频过程，让倒格矢空间加权函数在耦合过程的起始阶段偏向于倍频过程的倒格矢而在后面的阶段逐渐偏向于和频过程的倒格矢；通过优化两个倒格矢的局域傅立叶系数空间分布，实现耦合过程的非线性转换效率实现最大化；并在此基础上进行光学超晶格结构设置。
针对耦合非线性光学过程晶格优化结构设置方法

[发明专利]基于局域相位补偿原理的二维光学超晶格设计方法-CN200810124172.4无效
发明人：张超;秦亦强;朱永元 -专利权人：南京大学
申请日： 2008-06-13 - 公布日： 2008-12-10 - 主分类号： C30B29/68 文献下载
摘要：一种基于局域相位补偿原理的二维光学超晶格设计方法：先根据光程叠加原理计算超晶格不同位置的局域相位失配量，然后根据各点的局域相位失配量来直接设计超晶格结构；所需的超晶格结构由公式(1)获得；其中F(x,y)见公式(2)。本方法匹配能力更为强大，可以实现对复杂波非线性相互作用的完全匹配。
基于局域相位补偿原理二维光学晶格设计方法

[发明专利]准周期结构的介电体超晶格材料及制备方法-CN00119007.5无效
发明人：朱永元;祝世宁;秦亦强;张超;陈延彬;王惠田;何京良;闵乃本 -专利权人：南京大学
申请日： 2000-10-11 - 公布日： 2004-03-31 - 主分类号： H01S3/109 文献下载
摘要：准周期介电体超晶格材料及设置方法，用铁电单晶材料制成准周期电畴，其参数的选择是使其倒空间中倒格矢满足耦合光参量过程中准位相匹配条件：该准周期结构是由A、B两个基元按准周期序列排列构成，该序列可以用投影的方法得到，即在一个二维正方点阵中做一条斜率为tanθ的直线，投影区域宽度为sinθ+cosθ，区域内格点向该直线的投影点构成了投影角为θ的二组元准周期序列。本发明将准周期结构材料来实现耦合参量过程的多重准位相匹配。
周期结构介电体超晶格材料制备方法

[发明专利]双周期超晶格及其在激光变频中的应用-CN00119006.7无效
发明人：朱永元;祝世宁;秦亦强;刘照伟;刘辉;王惠田;何京良;闵乃本 -专利权人：南京大学
申请日： 2000-10-11 - 公布日： 2001-03-21 - 主分类号： H01S3/10 文献下载
摘要：本发明涉及双周期超晶格及其在激光变频中的应用,这种超晶格以铁电晶体为基质,通过一种特定双调制结构的设置,能够同时提供用来匹配倍频和和频波矢失配的二个倒格矢,从而使三倍频能够持续的增长,从而实现高效三倍频,或实现倍频、三倍频的同时输出。具有这种结构的钽酸钾(LiTaO3)超晶格可用于对NdYVO4和NdYAG激光器的1064纳米激光实行三倍频,输出355纳米的紫外激光。
双周晶格及其激光变频中的应用

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