Według magazynu Optica firma HUST dokonała przełomu w dziedzinie swobodnej modulacji wiązki.
Firma Optica opublikowała w Internecie artykuł badawczy „Rzeźbienie pól optycznych w wzory kaustyczne w oparciu o optykę swobodną” autorstwa grupy profesora nadzwyczajnego Ma Donglina w Szkole Informacji Optoelektronicznej Uniwersytetu Nauki i Technologii w Huazhong (HUST). „praca naukowa.
Manipulowanie transferem energii pól optycznych jest ważnym tematem w badaniach optyki i ma szeroki zakres zastosowań w mikroobróbce laserowej, pęsecie optycznej, mikroobrazowaniu optycznym, inżynierii oświetlenia i innych dziedzinach. Zjawisko rozpraszania to naturalny proces regulacji transferu energii świetlnej występujący w przyrodzie i życiu codziennym, taki jak napromieniowanie słoneczne płynącej wody tworzy na dnie wody wzór przypominający zmarszczki (ryc. 1a) oraz tworzenie kolczastej plamka świetlna w szklance wody pod lampą (ryc. 1b) i tak dalej. Zjawiska te pokazują, że typowe powierzchnie optyczne i media w życiu skupiają światło, tworząc ostre i stabilne wzory punktowe.
Ryc. (a) Projekt optyki swobodnej opartej na mapowaniu bijektywnym. (b) Projektowanie wzorów żrących umożliwiających nowe funkcje elementów optycznych o dowolnym kształcie (FOE).
Rys. 1. Modulacja transmisji energii optycznej w oparciu o zjawisko rozogniskowania
W ostatnich latach nastąpił dynamiczny rozwój badań w dziedzinie projektowania optycznego nad elementami optycznymi o dowolnym kształcie, które mają zalety w postaci wysokiej dokładności modulacji i wysokiej efektywności energetycznej oraz nadają się do rozwiązywania problemu modulacji wiązki w rozmiarach makroskopowych. Jednakże istniejące mechanizmy projektowe opierają się głównie na cząstkowych równaniach różniczkowych w celu rozwiązania współrzędnych położenia celu świetlnego lub chmury punktów o dowolnym kształcie powierzchni, które nie są w stanie poradzić sobie z pojawieniem się astygmatyzmu i problemem modulacji strumienia światła transfer w przestrzeni trójwymiarowej nie jest dobrze zbadany.
Zespół Ma Donglin zaproponował schemat projektowania optyki swobodnej (optyki swobodnej), przełamujący tradycyjne ograniczenia projektowe regulacji światła swobodnego, nie wymaga już pojedynczej płaszczyzny wykorzystującej pełną wiązkę światła do osiągnięcia zalecanego rozsyłu światła i przebija się przez przecięcie światła padającego i celu pomiędzy relacją mapowania podwójnego strzału, poprzez energię światła padającego w celu dokładnego skupienia i regulacji oraz uzyskania dowolnej formy ostrej astygmatycznej plamki świetlnej (ryc. 1c). Metoda umożliwia także propagację szczytowego natężenia pola świetlnego wzdłuż określonej trajektorii przestrzennej poprzez skupienie światła na prostej trójwymiarowej krzywej, co ma umożliwić zastosowanie elementów powierzchniowych o dowolnym kształcie w szerszym zakresie zastosowań modulacji światła.
Aby sprawdzić skuteczność takich elementów powierzchniowych o dowolnym kształcie, zespół przeprowadził porównanie z metodą projektowania opartą na mapowaniu bijekcji. Projektując na przestrzenny modulator światła, wygenerowano odpowiednio cztery różne rozmiary rozkładów punktowych. Wyniki pokazały, że konstrukcja oparta na rozpraszaniu umożliwiła utworzenie ostrzejszych wzorów w porównaniu z konstrukcją konwencjonalną.
Rysunek 2. Porównanie wyników obliczeń metodami tradycyjnymi
Zespół badawczy zweryfikował także inne możliwości projektu opartego na rozogniskowaniu, takie jak modulacja luminescencji punktowego źródła światła Lamberta i kształtowanie wiązki w przestrzeni trójwymiarowej, a niektóre wyniki projektu pokazano na rysunkach 3 i 4.
Rysunek 3. Element oświetlenia powierzchniowego o dowolnym kształcie realizujący rozproszony wzór skupienia
Rysunek 4. Rozszerzanie głębi pola rozsyłu światła
Shili Wei, doktorantka w Szkole Informacji Optoelektronicznej Uniwersytetu Nauki i Technologii w Huazhong, jest pierwszym autorem artykułu, profesor nadzwyczajny Donglin Ma jest autorem korespondencyjnym, a doktorant Yitong Li jest współautorem. Prace zostały sfinansowane przez Chińską Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych i Fundację Nauk Przyrodniczych w Shenzhen.
Według sekretariatu Sojuszu Laserowego G60 Rzeki Jangcy Donglin Ma otrzymał w 2010 r. fundusze od Chińskiej Rady Stypendialnej (CSC) na studia magisterskie w dziedzinie inżynierii optycznej i doktorat w Kolegium Nauk Optycznych na uniwersytecie w Arizonie, jednym z trzech głównych ośrodków optycznych w Stanach Zjednoczonych. Podczas doktoratu w tym okresie poświęcił się badaniom z zakresu inżynierii oświetlenia, swobodnego projektowania optyki, powiązanemu rozwojowi systemów optycznych i testowaniu optyki, uzyskując owocne wyniki, zrealizował szereg projektów badawczych, opublikował lub wygłosił kilka artykułów naukowych i referatów konferencyjnych oraz jego prace zostały opublikowane w Laser Focus World i innych mediach, a on opracował interferometrię CGH, panoramiczny system endoskopowy, mikroskop i system testów optycznych. system endoskopowy, mikroskop, przyrząd pomiarowy 3D i wiele innych systemów optycznych. Po uzyskaniu stopnia doktora. stopnia, w 2016 r. wrócił do Chin na pełny etat, a obecnie pracuje jako profesor nadzwyczajny w Szkole Optyki i Informacji Elektronicznej Uniwersytetu Naukowo-Technologicznego w Huazhong. W tym okresie pełnił funkcję doradcy technicznego Komitetu Naukowego „Dużego (12- metrowego) optycznego teleskopu na podczerwień”, głównego projektu w ramach 13. planu pięcioletniego Chin, gdzie był odpowiedzialny za ocenę właściwości optycznych projekt teleskopu w pracach wstępnych projektu z jednej strony, a z drugiej był główną osobą odpowiedzialną za projekt koncepcyjny teleskopu w konkursie Uniwersytetu Naukowo-Technologicznego Huazhong (HUST). Projekt teleskopu opartego na dużym optycznym teleskopie na podczerwień został ogłoszony przez słynny amerykański magazyn naukowo-technologiczny Science, a także wzbudził duże zainteresowanie krajowych mediów, w tym intelektualistów. Moja akademicka praca badawcza zgodna z wymogami stylu akademickiego Uniwersytetu Nauki i Technologii w Huazhong, poważnie napisała dwie „artykuły”, jedną w czasopismach akademickich, opublikowała ponad 30 prac akademickich, złożyła wnioski o szereg patentów na wynalazki; drugi jest napisany w ojczyźnie, podjął szereg projektów pionowych na poziomie krajowym i prowincjonalnym, port wojskowy i port cywilny. Podjął szereg projektów pionowych na poziomie krajowym i wojewódzkim, wojskowych projektów pionowych i cywilnych projektów horyzontalnych itp., które osiągnęły ważne wpływ społeczny.
Obecnie jest głównie odpowiedzialny za trzy aspekty prac naukowo-badawczych: po pierwsze, promowanie ustanowienia i budowy głównego urządzenia naukowego „Nantian Spectrscopic Survey Telescope”, a także podstawowe prace badawcze w zakresie kluczowych technologii, całkowity budżet budowy oczekuje się, że projekt osiągnie około 1,2 miliarda; po drugie, przejąć przewodnictwo w podjęciu prac badawczych w ramach projektu wojskowego 863 dotyczącego specjalnych tematów podrzędnych związanych z laserami, w tym stabilności systemu membranowego, nowych typów laserów oraz prac badawczych w ramach projektu laserowego. Po drugie, jest głównie odpowiedzialny za badania nad szeregiem podtematów projektu 863 dotyczących lasera, w tym stabilnością systemu membranowego, nowym systemem oświetlenia laserowego, nadajnikiem lasera z gwiazdą prowadzącą sodową itp. Po trzecie, zajmuje się głównie odpowiedzialny za badania i rozwój teleskopu Tianqin, który jest głównym urządzeniem Projektu Tianqin.
