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[发明专利]输出偏振态分布可控的偏振光栅-CN202111083369.X有效
发明人：付时尧;高春清 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-09-15 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种输出偏振态分布可控的偏振光栅及其设计方法。本发明的输出偏振态分布可控的偏振光栅基于几何相位调制原理，通过设计光栅平面各个像素单元的子半波片快轴排布方向控制衍射场的偏振态分布，与常见的偏振光栅不同，本发明的偏振光栅的各个衍射级次上的光束的偏振态不局限于左旋及右旋圆偏振态，可通过本发明公开的偏振光栅设计方法控制。本发明可广泛应用于激光加工、显微成像等多种需要偏振调控的场景。
输出偏振分布可控光栅

[发明专利]一种基于VMD与HBA结合的测风激光雷达探测距离提升方法-CN202210004092.5在审
发明人：周逸伦;李浪;高春清 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-01-05 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： G01S17/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于VMD与HBA结合的测风激光雷达探测距离提升方法，首先提出频谱适应度函数作为迭代目标函数，通过HBA(蜜獾算法)获取VMD(变分模态分解)的最优参数，而后利用最优参数对含噪激光雷达回波信号进行VMD分解；之后应用提出的相关欧式距离区分相关模态与非相关模态，取相关模态进行重构得到降噪后的回波信号。本发明能有效避免模态混叠情况，具有自适应强、抗噪声干扰能力强等优点。利用其频谱适应度函数能实现在远距离低信噪比情况下获得优秀的频谱信息，从而有效地提升测风激光雷达的探测距离。
一种基于 vmd hba 结合激光雷达探测距离提升方法

[发明专利]一种全固态相干激光测风雷达中频纠正方法及装置-CN202111634816.6在审
发明人： 高春清;王凯鑫;林志锋;王庆;陈朝勇;张旭 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-12-27 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： H01S3/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种全固态远程相干激光测风雷达中对信号中心频率进行实时纠正的方法及实现装置，以消除由于激光脉冲中心频率抖动对回波信号识别探测的不利影响。本发明在全固态远程相干激光测风雷达的基础上，优化探测装置及信号处理流程，从而对每个单频脉冲回波信号的中心频率进行实时纠正，实现信噪比的提升，从而提高探测距离。
一种固态相干激光风雷中频纠正方法装置

[发明专利]用于扫描探测的激光雷达回波探测系统-CN202310121113.6在审
发明人： 高春清;张旭;王凯鑫;林志锋;余洋 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-02-06 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01S17/95 文献下载
摘要：本发明涉及激光测风雷达技术领域，具体而言，涉及一种用于扫描探测的激光雷达回波探测系统。用于扫描探测的激光雷达回波探测系统包括回波探测光路和探测采集模块；回波探测光路包括光纤耦合器和光纤模场适配器，光纤耦合器的输入端用于输入后向散射光，输出端与光纤模场适配器的大模场光纤端通过光纤连接；光纤模场适配器的单模光纤端和光源分别通过光纤连接所述探测采集模块的两个输入端。本发明提供的用于扫描探测的激光雷达回波探测系统，通过应用光纤模场适配器作为回波探测的核心器件，在激光雷达扫描引入视场偏移时，可保证较高的回波耦合效率，增强探测信号信噪比，可有效提高激光雷达的探测距离和扫描速度，提升激光雷达的工作性能。
用于扫描探测激光雷达回波系统

[发明专利]全固态四通结构涡旋光束功率放大器-CN202310217365.9在审
发明人：付时尧;海澜;张智超;高春清 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-03-08 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： H01S3/067 文献下载
摘要：本发明公开了一种全固态四通结构涡旋光束放大器。本发明通过泵浦整形和四通结构主振荡功率放大光路的设计，使种子涡旋光束四次通过增益晶体，并与整形后的环形泵浦光束模式匹配，实现了不同阶次涡旋光束的功率放大。本发明系统结构简单，稳定性强，功率放大倍率相比于直通结构涡旋光束主振荡功率放大系统显著提升，为远程激光雷达、激光加工等对涡旋光束功率有较高要求的技术领域提供了新的光源方案。
固态四通结构涡旋光束功率放大器

[发明专利]一种同时产生多路多轨道角动量态复用光束的方法与系统-CN202210376982.9有效
发明人：付时尧;尚紫君;高春清 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-04-11 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： G02B27/09 文献下载
摘要：本发明公开了一种同时生成多路多轨道角动量态复用光束的方法与系统。本发明设计了可同时生成多路多轨道角动量态复用光束的纯相位光栅，当基模高斯光束入射时，衍射场为多路多轨道角动量态复用光束。通过调整光栅的相关参数可以实现衍射场中多轨道角动量态复用光束的光束数量、各路光束的传输方向及轨道角动量模式分布等自由度的任意调控。此外，光栅的计算无需迭代，生成速度快。本发明的一种同时生成多路多轨道角动量态的系统，结构简单，体积较小，易于控制，可广泛应用于光网络、光互连等前沿领域。
一种同时产生多路多轨道角动量用光方法系统

[发明专利]可双端输出不同模式分布矢量涡旋光束的固体激光器-CN202110425674.6有效
发明人：付时尧;海澜;宋睿;高春清 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-04-20 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： H01S3/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种可双端同时输出不同模式分布矢量涡旋光束的固体激光器系统。本发明通过腔内偏振分束使得一个激光谐振腔中包含两个子谐振腔，两个子谐振腔分别置入不同的光子自旋‑轨道耦合器件并同时谐振，进而在两个输出耦合端镜处同时输出两束不同模式分布的矢量涡旋光束。本发明系统结构简单，操作方便，相比于现有的矢量涡旋光束腔内生成技术具有较大进步，在超大容量光通信、光镊、高分辨率成像、激光加工、量子技术等领域具有广泛的应用。
可双端输出不同模式分布矢量涡旋光束固体激光器

[发明专利]一种用于三自由度经典不可分离态的态层析方法与系统-CN202211545506.1在审
发明人：付时尧;张智超;海澜;李浪;高春清 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-12-01 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G01J1/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于路径‑自旋角动量‑轨道角动量经典不可分离态的态层析方法与系统。本发明的方法与系统包括振幅测量部分与相位识别部分。振幅测量部分采用光阑、圆偏检偏器、螺旋相位等投影至希尔伯特空间的各正交基底，结合面阵探测器接收远场衍射光场分布，通过灰阶算法计算出相对振幅；相位测量部分则采用聚焦透镜使待测光场中不同路径光束干涉，将干涉面光场二维分布输入本发明搭建的卷积神经网络，直接得到各路径自由度间的相位差。至此，可测得待测光场各正交基底的复系数，完成密度矩阵重建，得到态层析结果。本发明的工作原理完全依照类量子态的经典不可分态光场定义展开，系统结构简单，操作简单，测量精度高。
一种用于自由度经典不可分离层析方法系统

[发明专利]单频涡旋激光器-CN202211201753.X在审
发明人： 高春清;王凯鑫;张旭;付时尧;王庆 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-09-29 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： H01S3/083 文献下载
摘要：本发明涉及激光器技术领域，具体而言，涉及一种单频涡旋激光器。单频涡旋激光器包括泵浦源、轴锥镜和单块非平面环形腔；泵浦源用于输出高斯光束，轴锥镜和单块非平面环形腔沿光束传播方向依次设置，轴锥镜能够将高斯光束转换为环形光束，单块非平面环形腔能够在环形光束泵浦下，生成单频涡旋激光。本发明提供的单频涡旋激光器，能够生成单频涡旋激光，满足部分特殊场景的需求；此外，本发明提供的单频涡旋激光器对激光的转化效率较高、输出功率较高，还具有结构紧凑、集成度高的优点，且生成的单频涡旋激光噪声低、线宽窄、稳定性好。
涡旋激光器

[发明专利]一种基于角向二次相位分布的光束轨道角动量模式分束器-CN202210376983.3在审
发明人：付时尧;吕燕来;高春清 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-04-11 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： G01J1/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于角向二次相位分布的光束轨道角动量模式分束器，通过相位元件具有的角向二次相位分布，实现将入射光束所包含的不同轨道角动量模式分离到不同的空间位置，在保证一定分束间隔的基础上极大增加了可分束的轨道角动量模式范围。本发明基于单一相位元件，结构紧凑、操作简单，可适用于多种轨道角动量光束，在实际应用中具有很高的实用性。
一种基于二次相位分布光束轨道角动量模式分束器

[发明专利]基于卷积神经网络的光束轨道角动量谱测量方法与系统-CN202110608514.5有效
发明人：付时尧;王佳琦;高春清 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-06-01 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： G01J1/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于深度学习的测量光束轨道角动量谱方法与系统。将待测光束沿系统光轴方向入射，经过特殊设计的纯相位轨道角动量谱测量光栅衍射后，采用面阵探测器接收远场衍射光场分布，然后输入进本发明搭建并训练好的卷积神经网络即可直接得到待测光束的轨道角动量谱。本发明方法系统结构简单，易于操作，只需要接收远场衍射光斑即可，其余工作可交给主机完成。与现有的轨道角动量谱测量技术相比，本发明操作简单，测量精度高，具有较大的进步。
基于卷积神经网络光束轨道角动量测量方法系统

[发明专利]基于角向二值化相位的轨道角动量光梳生成方法与系统-CN202110877868.X有效
发明人：付时尧;尚紫君;高春清 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-07-28 - 公布日： 2022-05-24 - 主分类号： G02F1/13 文献下载
摘要：本发明公开了基于角向二值化相位的轨道角动量光梳生成方法与系统。本发明沿角向坐标为纯相位光栅引入相位转折点，转折点处将出现0至π或π至0的相位跃变，进而生成0‑π角向二值化相位光栅。设定合适的相位转折点数目及其角向位置坐标，可将入射基模高斯光束调制为包含一系列等模式间隔、等模式强度的轨道角动量模式的结构光束，即轨道角动量光梳。生成的轨道角动量光梳的轨道角动量模式范围及模式间隔仅与角向相位转折点数目与角向位置坐标有关。本发明基于角向二值化相位的轨道角动量光梳生成系统，采用基模高斯光束直接照射本发明的角向二值化相位光栅，结构简单，稳定性强，在全息信息加密、多态轨道角动量键控通信等领域应用前景广阔。
基于二值化相位轨道角动量生成方法系统

[发明专利]一种基于单块环形腔的波长宽调谐单纵模激光器-CN202210083124.5有效
发明人：王庆;高春清;李岩;王润雨 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-01-25 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： H01S3/08 文献下载
摘要：本发明公开的一种基于单块环形腔的波长宽调谐单纵模激光器，属于激光技术领域。本发明包括泵浦激光器、泵浦准直系统、聚焦透镜、双色镜、单块环形腔、半波片、偏振分光器、光束准直系统、狭缝、反射式衍射光栅。所述反射式衍射光栅用于实现激光波长可调谐输出和线宽的压窄。本发明在单块环形腔的基础采用反射式闪耀光栅实现自种子注入，在不添加磁场的情况下实现高质量的单纵模输出，并大幅拓展单频激光器波长调谐范围，且能够压窄线宽，提高激光器输出光束的稳定性，输出的光束具有频率及功率噪声小的优点。本发明采用反射式衍射光栅反射的衍射级实现波长筛选，通过改变Littrow角度并调整狭缝大小实现单纵模激光输出的波长可调谐输出。
一种基于环形波长调谐单纵模激光器

[发明专利]光束角动量滤波器-CN202111266886.0在审
发明人：付时尧;黄磊;吕燕来;尚紫君;高春清 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-10-28 - 公布日： 2022-01-28 - 主分类号： G02B27/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种光束角动量滤波器。本发明基于光场的坐标变换、光波前复制及几何相位调制技术，设计并制作了坐标变换衍射光学器件和相位补偿衍射光学器件，并通过该光学器件与透镜等的组合实现了光束携带的各个角动量模式的分束与滤波，可任意保留或滤除光束携带的任意角动量成分。本发明的光束角动量滤波器精度较高，且结构简单、稳定性强，在新一代全光信息传输、激光雷达、全息信息加密、光存储等前沿领域具有广阔的应用前景。
光束角动量滤波器

[发明专利]激光测风雷达信号去噪方法及装置-CN202111067340.2在审
发明人： 高春清;戴会星;林志锋;王凯鑫;张旭 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-09-13 - 公布日： 2022-01-11 - 主分类号： G01S17/95 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于奇异值分解和变分模态分解的激光雷达回波信号去噪方法及装置，首先将带噪信号利用变分模态分解进行分解，通过各模态分量之间的互相关系数找出噪声所在的模态并去除，从而保留大部分的有效信息，再将剩余模态利用SVD进一步去噪，提高输出信号的信噪比，最后将经过SVD去噪后的模态进行重构，获得去噪信号。本发明能够有效提高远程相干测风激光雷达的探测距离，并保证其风速估计精度，以更低的脉冲累加数实现相同的探测距离从而提高相干测风激光雷达的时间分辨率。
激光风雷信号方法装置

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