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基本信息
哈尔滨工业大学 航天学院 光学工程专业 副教授 硕士生导师


工作经历

标题工作经历

职位,职务,职称副教授，硕士生导师

工作地点,工作单位哈尔滨工业大学科学园B2栋

起讫时间2007.6-现在



主要任职
研究方向
1. 超大口径薄膜衍射成像系统

薄膜衍射主镜成像技术是目前国际最前沿的遥感系统设计与工程化研究内容，美国BALL公司于2014年公布了采用薄膜衍射主镜成像技术的MORIE卫星的部分指标参数，但目前尚未见到具体设计方案报道。本项目追踪MORIE卫星的研究现状，设计10m～20m口径的短结构合成孔径薄膜衍射成像系统。该系统的波段达到了MORIE卫星的设计指标，视场超过了MORIE卫星的设计指标。该研究给出了薄膜衍射主镜成像系统的一种设计方案，可为我国超大口径薄膜衍射成像系统的工程化研究提供指导。

2. 遥感系统全链路信息处理技术

研究遥感系统全链路设计、分析、优化、像质分析的新方法。

3. 基于衍射光学的硬币防伪技术

利用光学衍射原理通过特殊的工艺途径在金属表面加工隐藏图像，通过特殊光反射成像，得到预先设计的防伪图案，提升币章的防伪水平，为大众提供一种新型的、简单快速的一线防伪技术。

4. 光学超材料

超材料又称为超构材料，是一种人为构造的新型结构材料，具有超越自然材料的奇异物理（电磁、声学等）特性。在英文中，超材料被称为metamaterials，其中前缀meta-是从希腊语借用而来，表示“超越”之意。 超材料的基本思想是利用结构单元（称为“超级原子”或“超级分子”）的谐振特性，实现对材料等效参数的控制。光学超材料的实现得益于英国物理学家John Pendry教授在1996年和1999分别提出的电响应和磁响应结构。2000年以来，超材料的诞生为基础光学领域的发展带来了新的契机，吸引了数以万计的研究人员开展相关研究。超材料的颠覆性具体体现在三个方面：首先，超材料的等效折射率可以为负，为超分辨完美成像提供了支点；其次，超材料的折射率可在空间上任意调控，结合变换光学可以构建“隐身衣”等奇异电磁器件；最后，超材料作为一种新的材料设计范式，为光学、声学、热学和力学材料指出了全新的发展方向。超材料相关研究在2000年和2003年被《Science》杂志评为年度重大科技进展。2010年《Science》杂志又将超材料评为过去十年人类最重大的十大科技突破之一。美国国防部ASD（R&E）也把超材料纳入“六大颠覆性基础研究领域” (Six disruptive basic research area)之列。

5. 表面等离子体光学

光波段亚波长结构中光子？电子耦合的学科——表面等离子体光学（plasmonics）。作为金属？介质界面上的一种光子？电子耦合模式，表面等离子体也被称为表面等离子体激元（surface plasmon polariton，SPP）。根据电磁场理论，SPP可看作一种产生于金属和介质界面的表面电磁波，它沿界面传播，但在垂直于界面的方向上呈指数衰减。 表面等离子体的应用可以追溯到古罗马时期的莱克格斯杯以及中世纪欧洲教堂的彩色玻璃，但是对表面等离子体的研究直到近代才真正开始。19世纪末期以来，Sommerfeld, Rayleigh, Fano, Ritchie, Kretschmann, Otto等著名物理学家对其进行了长期研究，初步揭示了表面等离子体的物理本性。1998年，Ebbesen发现亚波长小孔中的异常透射现象，并推测该现象来源于结构中SPP的奇异特性。异常光学透射意味着经典的衍射极限不再是不可逾越的障碍，从而掀起了表面等离子体光学的研究热潮。鉴于其重要性，Ebbesen的工作被《Nature》杂志社评选为现代表面等离子体光学的开端和光子学发展史上的23个里程碑之一。

6. 亚波长电磁学

亚波长电磁学是现代光学和电磁学的主要发展方向之一，其内涵包括超构材料、表面等离子体、光子晶体等。作为超构材料和表面等离子体光学融合的产物，二维超构表面（简称超表面）在近年来取得了极大的进步。超表面可看作一种平面化的超构材料，其通过亚波长金属或介质结构在二维平面内调控电磁波的振幅、相位、偏振等参量，能突破传统电磁定律的限制，并用于新型平面电磁学和光学器件的设计。与三维块体超构材料相比，二维的超表面结构在能量损耗和加工难度上都表现出了明显的优势，被认为是超构材料实用化的关键。最近，超表面领域的原理和技术研究取得显著进展，各种新型超表面器件不断涌现，为解决现代光学系统体积重量较大、集成度较低等难题提供了全新的技术途径。2016年，基于超表面构造的显微物镜被《Science》杂志评为年度十大科技突破。


科研项目

项目名称围绕上述6个方向，主持、完成了国家重大专项、863、973、总装备部预研项目、国家自然科学基金、企业横向课题等多个科研项目

担任角色 参与

项目类别 纵向项目

项目状态 进行中


招生信息
招收硕士生，根据每个学生的实际情况制定指导方案，在尊重学生个人兴趣的基础上因材施教。

导师鼓励学生个人能力的发挥，鼓励开拓创新，奖金丰厚！

奖励政策：发表SCI论文的研究生拿到的奖金 = 影响因子×2000（元人民币）

最近2年指导的研究生人均发表SCI检索论文3篇（每篇影响因子平均 = 1.6），连续2年指导的硕士生获得国家奖学金（每人2万元）。

讲授课程
《光电信号探测》 本科生课

《信息光学》研究生课

《现代光学技术》研究生课

论文期刊

论文标题Wide wavelength range tunable guided-mode resonance filters based on incident angle rotation for all telecommunication bands

作者Zhibin Ren, Yahui Sun, Shuqing Zhang, Kaipeng Zhang, Zihao Lin,Songli Wang.

期刊名称Infrared Physics & Technology

期卷93



论文标题Active optical switches based on polarization-tuned guided-mode resonance filters for optical communication

作者Zhibin Ren, Yahui Sun, Shuqing Zhang, Kaipeng Zhang, Jiasheng Hu, Zihao Lin

期刊名称Optics Communications

期卷426

简单介绍An active optical switch based on polarization-tuned guided-mode resonance filter (GMRF) for the optical communication wave band is experimentally demonstrated. The proposed active optical switch consists of a linear polarizer, a twisted nematic liquid crystal (TN-LC) polarization rotator and a GMRF from top to bottom. Two fabricated optical switches exhibit high resonance peaks with wavelengths around 1310 and 1550 nm in the voltage-off status. In the voltage-on status, weak light signals without resonance peaks pass through the optical switches. Thus light signal can be tuned by controlling the applied voltage on the TN-LC of the optical switch.


论文标题Light polarization and color from guided-mode resonance filter

作者Zhibin Ren, Yahui Sun, Jiasheng Hu, Mengsi Li, Kaipeng Zhang

期刊名称Opto-Electronic Engineering

期卷44(11): 1052-1055.

简单介绍The characteristics of reflected light of a 1-D guided-mode resonance filter (GMRF) are studied in this paper. A triple-layer GMRF is designed by using the finite difference time domain method under non-polarized light illumination. Numerical results show that the reflectance spectra of TE and TM polarizations can be changed by altering the fill factor f of the GMRF. Moreover, by calculating the color of the reflected light with the chromaticity theory, we find that the color of reflected light becomes pure when f is 0.9. The results show that the color and polarization degree of the reflected light of a GMRF are tunable by altering the fill factor.


论文标题10米大口径薄膜衍射主镜的色差校正技术研究

作者任智斌，胡佳盛，唐洪浪，金鑫.

期刊名称光子学报

期卷46卷4期

简单介绍薄膜衍射主镜成像技术是目前国际最前沿的遥感系统与工程化研究内容，美国BALL公司于2014年公布了采用薄膜衍射主镜成像技术的MORIE卫星的部分指标参数，但目前尚未见到具体设计方案报道。本项目追踪MORIE卫星的研究现状，设计10m～20m口径的短结构合成孔径薄膜衍射成像系统。该系统的波段达到了MORIE卫星的设计指标，视场超过了MORIE卫星的设计指标。该研究给出了薄膜衍射主镜成像系统的一种设计方案，可为我国超大口径薄膜衍射成像系统的工程化研究提供指导。


论文标题基于信息失真的光电成像系统优化方法

作者任智斌, 胡佳盛, 唐洪浪, 孙雅会.

期刊名称《应用光学》

期卷38卷5期

简单介绍本文提出了一种利用信息失真参数研究光电成像系统优化匹配的新方法。通过对光电成像系统频谱混叠问题的分析，将物光强函数分解为一系列非负谐波函数，并对谐波的成像结果进行了求解。在此基础上，建立了物、像与光电系统的信息模型，进而对不同光学系统截止频率下的信息失真度进行了数值计算，阐述了基于信息失真的光学系统与探测器的匹配关系，从而为光电成像系统的优化设计提供参考。


论文标题基于成像矩阵的物数据求解方法

作者任智斌，胡佳盛，唐洪浪，金 鑫

期刊名称《应用光学》

期卷39卷1期

简单介绍提出了一种利用成像矩阵求解物数据的方法。通过对物、像矩阵的一维化处理，构建了二维成像矩阵，从而将物矩阵卷积点扩散函数矩阵得到像矩阵的卷积运算关系转变为物向量乘以成像矩阵得到像向量的乘积运算关系。最后将像向量乘以成像逆矩阵便可得到求解物向量，实现了从光学系统像数据中对物数据的精确求解。


论文标题光学系统频域信息传递性能分析方法

作者任智斌，胡佳盛，智喜洋，岳 帅，唐洪浪，李明亮

期刊名称《光电工程》

期卷43卷10期

简单介绍本文提出了一种利用信息论研究光学成像系统的新方法。通过改进傅里叶变换，光强函数被分解成一系列非负谐波的线性组合。物的归一化谐波系数集合可看作信源，像的归一化谐波系数集合可看作信宿。利用成像积分方程的特征值可得到光学信道矩阵。进而通过计算平均互信息和信道容量来评估光学系统的信息传递能力。


论文标题红外干扰模拟器的微光学扩束技术

作者任智斌, 马驰, 金传广

期刊名称《光子学报》

期卷43卷8期

简单介绍基于双干扰光路红外干扰模拟器的光束扩束技术, 设计了微透镜阵列扩束系统, 利用光刻胶热熔技术对微透镜阵列进行加工并对干扰模拟系统的能量收集效率进行测试.实验结果表明两干扰光路的能量收集效率分别为27.3%和26.9%, 与设计结果30.8%基本符合；验证了微透镜阵列作为扩束元件在红外干扰模拟器中的应用价值, 为红外成像仿真技术及多干扰光路红外成像目标模拟器的工程化研究提供了参考.


论文标题连续扫描成像光学系统MTF的数值分析

作者任智斌, 马驰, 金传广

期刊名称《光电工程》

期卷41卷9期

简单介绍为了实现高分辨力，在地球静止轨道上工作的遥感系统通常装备大口径光学系统，但光学系统的视场通常很小。扫描成像技术可使地球静止轨道上的高分辨力遥感光学系统获得更大的观测范围。但在扫描镜转动时像点一直在移动，所以在CCD 曝光时间内会出现像点混叠。因此，扫描成像光学系统的调制传递函数将变差。本文采用动态光学传递函数分析方法研究了连续扫描成像光学系统成像性能。结果表明，在曝光时间范围0.5～1.5 ms，扫描镜的旋转角度应小于(7×10-6)度 以保持较高的MTF。最后，给出了连续扫描镜的驱动方法并分析了扫描镜驱动不稳定性对MTF 的影响。本文的研究结果可为连续扫描成像光学系统的深入研究和制作提供参考。


论文标题基于衍射光学的大视场卡塞格林光学系统设计

作者任智斌, 王治乐, 张伟.

期刊名称光电子.激光

期卷18卷9期



论文标题半球结构亚波长光栅抗反射性质的研究

作者任智斌, 姜会林, 刘国军, 孙强.

期刊名称科学通报

期卷 50(10): 941-946

简单介绍SCI


论文标题 含衍射透镜的4度视场卡塞格林光学系统

作者任智斌, 朱丽思, 曾皓. 姜会林

期刊名称长春理工大学学报自然科学版



论文标题微球体与微椭球体光散射特性的研究

作者任智斌, 姜会林, 付跃刚, 张磊, 刘智颖

期刊名称长春理工大学学报自然科学版

期卷 2006, 29(1): 28-31



论文标题微透镜阵列的光刻胶热熔制作技术

作者任智斌, 朱丽思, 曾皓. 姜会林

期刊名称长春理工大学学报自然科学版

期卷2006, 29(4): 12-15



论文标题微柱透镜阵列的全息-光刻胶热熔制作技术

作者任智斌, 姜会林, 付跃刚, 张磊, 田继文

期刊名称微细加工技术

期卷2006(4): 17-20



论文标题采用缩短显影时间法提高折射型微透镜阵列的填充因子与相对孔径

作者任智斌, 卢振武, 孙强, 李凤有, 赵晶丽

期刊名称光电子.激光.

期卷16(2): 150-154



论文标题微球体光散射的研究

作者任智斌, 卢振武, 朱海东, 孙强

期刊名称红外与激光工程



论文标题Mie理论归一化散射光强的研究

作者任智斌, 卢振武, 刘玉玲, 李凤有, 曹召良, 孙强

期刊名称光电子？激光



论文标题 旋转微椭球体光散射的研究.

作者任智斌, 卢振武, 孙强

期刊名称光电子.激光



论文标题利用光刻胶热熔法制作微透镜阵列

作者任智斌, 卢振武, 刘玉玲, 朱海东, 康福增

期刊名称光学精密工程



论文标题以图像为载体的最大意义位（MSB）信息隐藏技术的研究

作者任智斌, 隋永新, 杨英慧, 杨怀江

期刊名称光学精密工程



论文标题在均匀颜色空间中实现彩色图像的颜色量化

作者任智斌, 隋永新, 杨英慧, 杨怀江

期刊名称光学精密工程



任智斌，马驰，金传广，刘月，采用微透镜阵列作为扩束元件的四个干扰光路红外干扰模拟系统，2016年1月20日，中国，ZL**9.8
2.任智斌，马驰，金传广，刘月，大口径长焦距连续扫描成像光学系统，2015年12月9 日，中国，ZL **2.6
3.任智斌，马驰，郑烁，曲荣召，基于改进傅里叶变换的光学系统频域信息传递性能分析方法，2016 年 3 月 30 日，中国，ZL**7.9
4.任智斌，曲荣召，郑烁，马驰，刘月，智喜洋，光学系统空域信息传递分析方法， 2016 年 8 月 31 日，中国，ZL**3.6
5.任智斌，曲荣召，郑烁，马驰，丰恒，智喜洋，基于光强传输矩阵的光学系统成像复原方法，2017 年 3 月 22 日，中国，ZL**0.4
6.任智斌，胡佳盛，孙雅会，唐洪浪，岳帅，李明亮，一种具有表面微浮雕结构的硬币及其压制模具的全息防伪方法，2017 年 6 月 20 日，中国，ZL**3.6
7.任智斌，胡佳盛，智喜洋，岳帅，李明亮，唐洪浪，曲荣召，郑烁，光子筛主镜双色成像光学系统及其应用，2017年12月8日，中国，ZL**0.2
8.任智斌，胡佳盛，智喜洋，岳帅，李明亮，唐洪浪，曲荣召，郑烁，大口径二元光学薄膜主镜成像系统及其应用，2018 年 2 月 6 日，中国，ZL**4.3
9.任智斌，胡佳盛，智喜洋，岳帅，李明亮，唐洪浪，曲荣召，郑烁，大口径谐衍射主镜成像系统及其应用，2017 年 11 月 7 日，中国，ZL**2.4
10.任智斌，胡佳盛，智喜洋，岳帅，李明亮，唐洪浪，曲荣召，郑烁，一种基于矩阵运算的光电成像系统点扩散函数的成像测量方法，2017年11月10日，中国，ZL**9.X