Samkvæmt tímaritinu Optica hefur HUST slegið í gegn á sviði geislamótunar í frjálsu formi.
Optica birti á netinu rannsóknarritgerðina „Sculpting Optical Fields into Caustic Patterns based on Freeform Optics“ eftir hóp dósent Ma Donglin við School of Optoelectronic Information Huazhong University of Science and Technology (HUST). " rannsóknar skýrsla.
Meðhöndlun á orkuflutningi sjónsviða er mikilvægt viðfangsefni í ljósfræðirannsóknum og hefur fjölbreytt notkunarmöguleika í leysir örvinnslu, sjóntengdu, sjón örmyndagerð, lýsingarverkfræði og öðrum sviðum. Dreifingarfyrirbæri er náttúrulegt ferli til að stjórna ljósorkuflutningi sem er til staðar í náttúrunni og daglegu lífi, eins og sólargeislun á rennandi vatni myndar gáralíkt mynstur á botni vatnsins (mynd 1a), og myndun gadda ljósblettur inni í vatnsglasi undir ljósinu (mynd 1b) og svo framvegis. Þessi fyrirbæri sýna að algengir sjónfletir og miðlar í lífinu hafa fókusáhrif á ljós og mynda skarpt og stöðugt blettamynstur.
Mynd. (a) Hönnun með frjálsri mynd sem byggir á myndrænu kortlagningu. (b) Hönnun á ætandi mynstrum sem gerir nýjar aðgerðir ljósfræðilegra hluta (FOEs) með frjálsum myndum kleift.
Mynd 1. Mótun sjónorkuflutnings sem byggist á affókus fyrirbæri
Á undanförnum árum hefur verið mikill uppgangur í rannsóknum á sviði sjónhönnunar á optískum þáttum í frjálsu formi, sem hafa kosti mikillar mótunarnákvæmni og mikillar orkunýtni, og henta fyrir vandamálið við geislamótun í stórsæjum stærðum. Hins vegar eru núverandi hönnunaraðferðir aðallega byggðar á hluta mismunadrifjöfnum til að leysa hnit ljósmarksstöðunnar eða yfirborðspunktskýsins í frjálsu formi, sem geta ekki tekist á við tilkomu astigmatisma og mótunarvandamál ljósflæðisins. flutningur í þrívíðu rými er ekki vel rannsakaður.
Ma Donglin teymið lagði til hönnunarkerfi fyrir frjálsa ljósfræði (frjálst ljósleiðara), sem brýtur hefðbundnar takmarkanir á hönnun ljósareglunnar í frjálsu formi, þarf ekki lengur eina flugvél sem notar heilan ljósgeisla til að ná tilskildri ljósdreifingu og brjótast í gegnum innfallsljósið og miðamótin. á milli tvöfalda skotkortlagningarsambandsins, í gegnum innfallsljós ljósorku til að fókusa nákvæmlega og stilla, og til að ná hvers kyns skörpum astigmatic ljósbletti (Mynd 1c). Aðferðin getur einnig dreift hámarks ljóssviðsstyrknum meðfram tilskildum staðbundnum feril með því að einbeita ljósinu á einfaldan þrívíddarferil, sem búist er við að beiti yfirborðsþáttum í frjálsu formi fyrir fjölbreyttari ljósmótunarnotkun.
Til að sannreyna frammistöðu slíkra yfirborðsþátta í frjálsu formi, gerði teymið samanburð við hönnunaraðferð sem byggist á kortlagningu við úthlutun. Með því að varpa fram á staðbundinn ljósmótara, voru fjórar mismunandi stærðir af blettadreifingum framleiddar, í sömu röð. Niðurstöðurnar sýndu að hönnun sem byggir á dreifingu gat myndað skarpari mynstur miðað við hefðbundna hönnun.
Mynd 2. Samanburður á hönnunarniðurstöðum við hefðbundnar aðferðir
Rannsóknarteymið sannreyndi einnig aðra möguleika hönnunar sem byggir á fókusleysi, svo sem mótun Lambertian punktljósgjafa og geislamótun í þrívíðu rými, og sumar hönnunarniðurstöðurnar eru sýndar á myndum 3 og 4.
Mynd 3. Free-form yfirborðslýsingu sem gerir dreifðu fókusmynstur
Mynd 4. Útvíkkun dýptarsviðs ljósdreifingar
Shili Wei, doktorsnemi við Optoelectronic Information School of Huazhong University of Science and Technology, er fyrsti höfundur greinarinnar, dósent Donglin Ma er samsvarandi höfundur og doktorsneminn Yitong Li er meðhöfundur. Verkið var styrkt af National Natural Science Foundation of China og Shenzhen Natural Science Foundation.
Samkvæmt skrifstofu Yangtze River Delta G60 Laser Alliance, fékk Donglin Ma styrk frá China Scholarship Council (CSC) árið 2010 til að stunda meistaragráðu í sjónverkfræði og doktorsgráðu í sjónvísindaháskólanum við háskólann. frá Arizona, ein af þremur helstu sjónstöðvum í Bandaríkjunum. Á meðan á doktorsnámi stóð. tímabil helgaði hann sig rannsóknum á ljósaverkfræði, ljóshönnun í frjálsu formi, tengdri sjónkerfisþróun og sjónprófunum, og náði frjóum árangri, vann fjölda rannsóknarverkefna, gaf út eða kynnti nokkrar fræðilegar greinar og ráðstefnurit, og Tengt verk hans hefur verið tilkynnt opinberlega af Laser Focus World og öðrum fjölmiðlum, og hann hefur þróað CGH truflun, panorama endoscopic kerfi, smásjá og sjónprófunarkerfi. speglakerfi, smásjá, 3D mælitæki og mörg önnur sjónkerfi. Eftir að hafa fengið Ph.D. gráðu, sneri hann aftur til Kína í fullu starfi árið 2016 og starfar nú sem dósent við ljósfræði- og rafeindaupplýsingadeild Huazhong vísinda- og tækniháskólans. Á þessu tímabili starfaði hann sem tæknilegur ráðgjafi vísindanefndar „Large (12-metra) Optical Infrared Telescope“, stórt verkefni í 13. fimm ára áætlun Kína, þar sem hann var ábyrgur fyrir mati á ljósleiðara. hönnun sjónaukans í forvinnu verkefnisins annars vegar og var aðalmaður í umsjón með hugmyndahönnun sjónaukans í samkeppni Huazhong vísinda- og tækniháskólans (HUST) hins vegar. Hönnun sjónaukans sem byggir á stórum optískum innrauðum sjónauka hefur verið greint frá af Science, frægu bandarísku vísinda- og tæknitímariti, og hefur einnig vakið mikla athygli innlendra fjölmiðla, þar á meðal menntamanna. Akademísk rannsóknarvinna mín sem fylgir fræðilegum stílkröfum Huazhong háskólans í vísindum og tækni, skrifaði alvarlega tvær "pappírar", einn í fræðilegum tímaritum, hefur birt meira en 30 fræðilegar greinar, sótt um fjölda einkaleyfis á uppfinningum; hitt er skrifað í móðurlandinu, tók að sér fjölda lóðréttra verkefna á lands- og héraðsstigi, hernaðarlega lóðrétta og borgaralega höfn. félagsleg áhrif.
Sem stendur er hann aðallega ábyrgur fyrir þremur þáttum vísindarannsókna: Í fyrsta lagi að stuðla að stofnun og smíði helstu vísindatækjanna "Nantian Spectroscopic Survey Telescope", sem og kjarna lykiltæknirannsóknavinnu, heildarbyggingarfjárveitingu á Gert er ráð fyrir að verkefnið verði um 1,2 milljarðar; í öðru lagi að taka að sér að taka að sér rannsóknarvinnu hernaðarverkefnisins 863 á sérstökum undirviðfangsefnum leysisins, þar á meðal himnukerfisstöðugleika, nýjar gerðir leysigeisla og rannsóknarvinnu leysiverkefnisins. Í öðru lagi er hann aðallega ábyrgur fyrir rannsóknum á röð undirviðfangsefna 863 verkefnisins um leysir, þar á meðal himnukerfisstöðugleika, nýtt leysiljósakerfi, natríum leiðarstjörnu leysisendi osfrv. Í þriðja lagi er hann aðallega ábyrgur fyrir rannsóknum og þróun Tianqin sjónauka, sem er kjarnabúnaður Tianqin verkefnisins.
