Menurut majalah Optica, HUST telah membuat terobosan dalam bidang modulasi sinar bentuk bebas.
Optica menerbitkan secara online makalah penelitian "Memahat Bidang Optik menjadi Pola Caustic berdasarkan Optik Bentuk Bebas" oleh kelompok Associate Professor Ma Donglin di Sekolah Informasi Optoelektronik Universitas Sains dan Teknologi Huazhong (HUST). " makalah penelitian.
Memanipulasi transfer energi bidang optik merupakan topik penting dalam penelitian optik, dan memiliki beragam aplikasi dalam mesin mikro laser, pinset optik, pencitraan mikro optik, teknik iluminasi, dan bidang lainnya. Fenomena hamburan merupakan suatu proses alami pengaturan perpindahan energi cahaya yang terdapat di alam dan kehidupan sehari-hari, seperti penyinaran sinar matahari terhadap air yang mengalir membentuk pola seperti riak di dasar air (Gbr. 1a), dan terbentuknya gelombang runcing. titik cahaya di dalam segelas air di bawah cahaya (Gbr. 1b), dan seterusnya. Fenomena ini menunjukkan bahwa permukaan dan media optik yang umum dalam kehidupan mempunyai efek pemfokusan pada cahaya, membentuk pola titik yang tajam dan stabil.
Gambar (a) Desain optik bentuk bebas berbasis pemetaan bijektif. (b) Desain pola kaustik memungkinkan fungsi baru elemen optik bentuk bebas (FOE).
Gambar 1. Modulasi transmisi energi optik berdasarkan fenomena pengaburan
Dalam beberapa tahun terakhir, telah terjadi penelitian yang berkembang pesat di bidang desain optik pada elemen optik bentuk bebas, yang memiliki keunggulan akurasi modulasi tinggi dan efisiensi energi tinggi, serta cocok untuk masalah modulasi berkas pada ukuran makroskopis. Namun, mekanisme desain yang ada terutama didasarkan pada persamaan diferensial parsial untuk menyelesaikan koordinat posisi target cahaya atau awan titik permukaan bentuk bebas, yang tidak mampu mengatasi munculnya astigmatisme, dan masalah modulasi fluks cahaya. transfer dalam ruang tiga dimensi belum dipelajari dengan baik.
Tim Ma Donglin mengusulkan skema desain optik bentuk bebas (optik bentuk bebas), yang mendobrak batasan desain regulasi cahaya bentuk bebas tradisional, tidak lagi memerlukan satu bidang yang menggunakan berkas cahaya lengkap untuk mencapai distribusi cahaya yang ditentukan, dan menerobos cahaya datang dan persimpangan target antara hubungan pemetaan tembakan ganda, melalui energi cahaya cahaya yang datang untuk memfokuskan dan mengatur secara akurat, dan untuk mencapai segala bentuk titik cahaya astigmatik tajam (Gbr. 1c). Metode ini juga dapat menyebarkan intensitas medan cahaya puncak sepanjang lintasan spasial yang ditentukan dengan memfokuskan cahaya pada kurva tiga dimensi sederhana, yang diharapkan dapat menerapkan elemen permukaan bentuk bebas ke aplikasi modulasi cahaya yang lebih luas.
Untuk memvalidasi kinerja elemen permukaan bentuk bebas tersebut, tim melakukan perbandingan dengan metode desain berdasarkan pemetaan bijection. Dengan memproyeksikan ke modulator cahaya spasial, masing-masing dihasilkan empat ukuran distribusi titik yang berbeda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa desain berbasis hamburan mampu membentuk pola yang lebih tajam dibandingkan desain konvensional.
Gambar 2. Perbandingan hasil desain dengan metode tradisional
Tim peneliti juga memverifikasi potensi lain dari desain berbasis pengaburan, seperti modulasi pendaran sumber cahaya titik Lambertian dan pembentukan sinar dalam ruang tiga dimensi, dan beberapa hasil desain ditunjukkan pada Gambar 3 dan 4.
Gambar 3. Elemen iluminasi permukaan bentuk bebas mewujudkan pola fokus menyebar
Gambar 4. Memperluas kedalaman bidang distribusi cahaya
Shili Wei, seorang mahasiswa PhD di Sekolah Informasi Optoelektronik Universitas Sains dan Teknologi Huazhong, adalah penulis pertama makalah ini, Associate Professor Donglin Ma adalah penulis koresponden, dan mahasiswa PhD Yitong Li adalah rekan penulis. Pekerjaan ini didanai oleh National Natural Science Foundation of China dan Shenzhen Natural Science Foundation.
Menurut sekretariat Aliansi Laser G60 Delta Sungai Yangtze, Donglin Ma menerima dana dari China Scholarship Council (CSC) pada tahun 2010 untuk mengejar gelar Master of Science di bidang Teknik Optik dan Doctor of Science di Fakultas Ilmu Optik di Universitas Arizona, salah satu dari tiga pusat optik utama di Amerika Serikat. Selama gelar Ph.D. periode, ia mengabdikan dirinya pada penelitian teknik iluminasi, desain optik bentuk bebas, pengembangan sistem optik terkait, dan pengujian optik, dan mencapai hasil yang bermanfaat, menyelesaikan sejumlah proyek penelitian, menerbitkan atau mempresentasikan beberapa makalah akademis dan makalah konferensi, dan karyanya yang terkait telah dilaporkan secara publik oleh Laser Focus World dan media lainnya, dan dia telah mengembangkan interferometri CGH, sistem endoskopi panorama, mikroskop, dan sistem pengujian optik. sistem endoskopi, mikroskop, alat ukur 3D dan banyak sistem optik lainnya. Setelah memperoleh gelar Ph.D. gelar, ia kembali ke Tiongkok penuh waktu pada tahun 2016, dan saat ini bekerja sebagai profesor madya di Sekolah Optik dan Informasi Elektronik Universitas Sains dan Teknologi Huazhong. Selama periode ini, ia menjabat sebagai penasihat teknis pada Komite Ilmiah "Teleskop Inframerah Optik Besar (12-meter)", sebuah proyek besar dalam Rencana Lima Tahun ke-13 Tiongkok, di mana ia bertanggung jawab untuk mengevaluasi teleskop optik. desain teleskop dalam pekerjaan awal proyek di satu sisi, dan merupakan orang utama yang bertanggung jawab atas desain konseptual teleskop dalam kompetisi Universitas Sains dan Teknologi Huazhong (HUST) di sisi lain. Desain teleskop berbasis teleskop inframerah optik besar telah diberitakan oleh Science, majalah sains dan teknologi terkenal Amerika, dan juga menarik perhatian besar dari media dalam negeri, termasuk para intelektual. Pekerjaan penelitian akademis saya mengikuti persyaratan gaya akademik Universitas Sains dan Teknologi Huazhong, dengan serius menulis dua "makalah", satu di jurnal akademik, telah menerbitkan lebih dari 30 makalah akademis, mengajukan sejumlah paten penemuan; yang lainnya ditulis di tanah air, melakukan sejumlah proyek vertikal tingkat nasional dan provinsi, vertikal militer dan pelabuhan sipil. Dia telah melakukan sejumlah proyek vertikal nasional dan provinsi, proyek vertikal militer dan horizontal sipil, dll., yang telah mencapai pencapaian penting dampak sosial.
Saat ini, ia terutama bertanggung jawab atas tiga aspek pekerjaan penelitian ilmiah: pertama, untuk mempromosikan pendirian dan konstruksi perangkat ilmiah utama "Teleskop Survei Spektroskopi Nantian", serta pekerjaan penelitian teknologi utama, total anggaran konstruksi sebesar proyek ini diperkirakan akan mencapai sekitar 1,2 miliar; kedua, memimpin pekerjaan penelitian proyek 863 militer tentang sub-topik khusus laser, termasuk stabilitas sistem membran, laser jenis baru, dan pekerjaan penelitian proyek laser. Kedua, dia terutama bertanggung jawab atas penelitian serangkaian sub-topik proyek 863 tentang laser, termasuk stabilitas sistem membran, sistem pencahayaan laser baru, pemancar laser bintang pemandu natrium, dll. Ketiga, dia terutama bertanggung jawab bertanggung jawab atas penelitian dan pengembangan teleskop Tianqin, yang merupakan perangkat inti Proyek Tianqin.
