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摘要

为了解决传统高斯光束片状光照明显微成像技术高轴向分辨率时视场范围(FOV)小的问题, 结合艾里光束片状光照明样本成像与去卷积算法, 实现了光片显微镜对样本的高轴向分辨率大视场成像。数值模拟了高斯光束与艾里光束经过物镜聚焦后的光强分布。搭建实验光路系统, 在液晶空间光调制器上加载三次相位图生成艾里光束, 并扫描光束生成片状光照明荧光微球、染色的斑马鱼肌肉组织进行成像实验。在艾里光束光片显微镜成像结果基础上, 建立去卷积算法进行图像恢复, 克服了艾里光束光片显微镜成像范围大但轴向分辨率不高的问题, 对荧光微球成像, 探测放大倍率为42倍, FOV从高斯光束光片显微镜的25 μm扩大到208 μm;对染色的斑马鱼肌肉组织进行成像, 探测放大倍率为53倍, FOV由20 μm扩大到167 μm。仿真和实验表明, 通过艾里光束光片显微镜与去卷积算法的结合可以在扩展光片显微镜成像视场的同时提高轴向分辨率。

PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318013
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047234

摘要

由于目前监控视频所拍摄的人脸图像目标较小、难以辨识, 图像超分辨处理已成为亟待解决监控视频图像实际应用问题的技术和手段。提出了一种针对室外监控视频人脸图像的超分辨技术,利用先验知识设置图像训练集, 并进行图像空间转化、去噪等预处理操作; 设计八层卷积神经网络并对各层类型及连接方式进行设定, 同时设定激活函数类型及各层间传递方式函数; 初始化参数并根据训练集训练网络; 根据损失函数反向调整卷积核和偏置参数, 完成图像输出。经过大量实际监控视频图像测试, 并将本文方法和现有其他方法做对比, 实验结果表明,本文方法在图像超分辨效果和处理速度上均有一定的优势。

PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318012
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026233

摘要

针对现有的基于卷积神经网络的图像超分辨率算法参数较多、计算量较大、训练时间较长、图像纹理模糊等问题, 结合现有的图像分类网络模型和视觉识别算法对其提出了改进。在原有的三层卷积神经网络中, 调整卷积核大小, 减少参数; 加入池化层, 降低维度, 减少计算复杂度; 提高学习率和输入子块的尺寸, 减少训练消耗的时间; 扩大图像训练库, 使训练库提供的特征更加广泛和全面。实验结果表明, 改进算法生成的网络模型取得了更佳的超分辨率结果, 主观视觉效果和客观评价指标明显改善, 图像清晰度和边缘锐度明显提高。

PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318011
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095260

摘要

多色成像作为超分辨成像技术的重要延伸, 极大地增强了人们研究亚细胞结构定位与交互关系的能力, 从而有助于研究者深入理解细胞内复杂的生命现象与过程。基于单分子定位超分辨显微成像术(SMLM)工作原理的特殊性, 已实现了激发依赖、激活依赖、分光依赖等数种有特点的多色成像方法。介绍6种主要的多色单分子定位超分辨显微成像技术, 从分色能力、光谱窜扰、数据采集效率等角度分析了各方法的优缺点, 并讨论了与多色成像相关的细胞固定方法, 帮助研究人员根据自身实验需求选择合适可靠的多色成像手段研究相应的科学问题。

PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318010
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028161

摘要

受激发射损耗显微技术(STED)作为一种远场超分辨显微成像技术, 具有几十纳米甚至几纳米的空间分辨率, 是细胞生物学等研究领域的重要成像工具。圆环形空心损耗光在物镜焦点附近的光场强度分布对STED空间分辨率起决定性作用。在高数值孔径物镜聚焦下, 光场的偏振态会对聚焦光场的强度分布产生显著的影响, 此外, 显微系统的轴外像差会严重破坏空心损耗光焦斑的中心对称性。基于矢量衍射理论, 理论模拟了在高数值孔径物镜聚焦条件下, 入射涡旋光的偏振态和光学系统中的彗差和像散对空心损耗光焦场强度分布的影响。实验上使用纯相位型空间光调制器来校准光学系统相差, 优化变形的损耗光, 利用纳米探针扫描焦点区域, 测量了其焦场强度分布。测量结果与由矢量稍微理论观测的结果一致。

PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318009
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017169

摘要

超分辨显微成像技术使细胞生物学进入到了一个全新的时代, 但如何进一步提高超分辨显微成像技术的时空分辨率仍是光学领域需要解决的重要问题。目前为止几乎所有的超分辨显微成像技术都依赖于荧光探针, 光调控荧光蛋白作为一类特殊的荧光探针, 可以被不同波长的激发光所激活, 产生随机或者特殊结构样式的信号。利用这些信息, 透镜系统的空间分辨率得到了提高。通过总结光调控荧光蛋白的各类参数, 从荧光探针入手, 寻找进一步提高成像系统空间分辨率的方法与策略, 为选取适当的荧光探针提供建议, 并且阐述了荧光蛋白与超分辨显微成像技术之间的关系。

PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318008
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130220

摘要

在过去的20年, 激光扫描共聚焦显微镜一直是在细胞水平和亚细胞水平上观察生命活动的标准工具, 但是基于针孔的共聚焦显微镜的光学层切是以牺牲焦平面以外的被激发的荧光色团和较大的光毒性为代价的。作为一种新型的荧光显微镜, 光片荧光显微镜采用侧向照明的方式, 对样品直接进行面成像。相对于点扫描的成像方式, 光片显微镜成像速度远远高于激光扫描共聚焦显微镜, 使得研究一些高速的精细生命活动过程成为了可能。光片荧光显微镜的另外一个优点是只有光片处的样品才会被激发, 处于光片以外的样品则不会被激发, 因此光毒性较小, 使得人们能够在更长的时间尺度下观察样品。正是由于光片荧光显微镜特殊的照明和成像方式, 才使其在大样本的三维高速成像中起到不可替代的作用。本文简要回顾了光片荧光显微镜发展的历史及研究现状, 旨在为该领域的科研人员对光片荧光显微镜的现状及未来发展方向提供个人理解。

PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318007
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036126

摘要

单幅图像超分辨率(SR)复原是一个病态逆问题, 需要利用图像的先验知识进行正则化约束。提出了一种同时考虑外在样例和内在自相似性的单幅图像SR复原算法, 其中外在先验知识是通过卷积神经网络从外在低分辨率-高分辨率图像对学习得到的, 而内在先验约束由聚类和低秩近似实现。实验结果表明, 本方法在复原效果和稳健性方面优于已有方法。

PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318006
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033101

摘要

光学显微成像技术在生命科学、生物医学、临床医学诊断和材料科学等领域有着非常广泛的应用。但由于光学衍射极限的存在, 传统光学显微镜无法观察到纳米尺度的物质及生命活动, 极大地限制科学研究和医学的发展。近年来, 随着突破光学衍射极限的超分辨成像技术的不断发展, 显微成像分辨率得到不同程度的提高。目前在基于不同原理的各种超高分辨率显微镜中, 随机光学重构显微镜 (STORM) 分辨率最高, 可达几十纳米, 真正实现了单分子水平检测。着重介绍了STORM超分辨显微成像技术的原理、实验方法及其应用。

PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318005
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098162

摘要

超分辨定位成像技术凭借对数千甚至数万张采集的原始图像进行单分子定位及重建, 可以获得几十纳米的超高分辨率, 观察到之前看不到的细胞结构以及生物现象。然而, 在实际的成像过程中, 采集到的图像会受到像差(来源于光学系统的不完美或样品本身的不均匀性)的影响而导致分辨率下降, 甚至会造成错误结果。为此, 定量表征了几种典型像差对超分辨定位成像的影响, 并提出了一种基于样品图像本身的像差校正方法。仿真和实验结果表明, 像差会造成系统点扩展函数的变形以及成像分辨率的下降, 使用基于图像本身的像差校正方法可以恢复图像的成像质量。

PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318004
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058133

摘要

结构光照明荧光显微术(SIM)是一种可突破阿贝衍射极限的宽场显微成像技术, 因其非侵入、成像速度快及光损伤小等优点在生物医学研究中具有广泛的应用前景。从结构光照明显微成像系统基本原理出发, 分析了超分辨图像重构算法原理、重构图像中伪影来源及优化方法; 结合研制的线性/非线性结构光照明显微镜, 详细讨论了基于激光干涉的SIM成像系统光机结构。重点讨论了系统的同步时序设计和光路中的几个关键技术问题。设计对比实验验证了自主开发的SIM重构算法的可靠性, 并基于研制的线性SIM系统开展细胞骨架的成像实验。最后, 对SIM技术在生物上的发展和应用提出展望。

PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318003
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0172171

摘要

近几年, 可逆光激活荧光蛋白的研制越来越受到人们的重视, 这类荧光蛋白极大地促进了活细胞超高分辨显微成像技术的发展及应用。可逆光激活荧光蛋白可被不同波长的光多次可逆地进行调制, 因而被广泛地应用于高密度数据的光存储、光致变色荧光共振能量转移的测量以及基于可逆饱和线性荧光跃迁原理的超高分辨率显微成像中。从研制这类荧光蛋白所涉及的关键氨基酸位点出发, 本文综述了近几年可逆光激活绿色荧光蛋白的研制进展, 并简要地讨论荧光蛋白结构与光学特性的关系, 从而为后续结构导向的可逆光激活荧光蛋白的研制提供参考。

PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318002
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033140

摘要

近年来, 随着各种新型荧光探针的出现和成像方法的改进, 远场光学成像的分辨率已经突破了衍射极限的限制。基于结构光照明的荧光显微技术凭借成像速度快、光毒性弱等优点, 已成为目前主流的超分辨成像技术之一。实现结构光照明超分辨显微成像的关键在于照明光场的精准调控和后期的超分辨图像重建算法, 否则将会在重建的超分辨图像中产生不可预估的伪影, 混淆对观测结构真实形态的判断。详细对比了几种典型的结构光照明显微超分辨重建算法, 证明基于图像重组变换的结构光照明超分辨图像重建算法可以有效解决极低结构光场调制度下的超分辨图像重建问题, 降低结构光照明显微中的激发光功率。

PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318001
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0229225

摘要

众所周知,光学成像技术具有成像速度快、可实现无损观察等优点,在人类探索和发现未知世界奥秘的活动中一直扮演着重要的角色。随着现代科学的发展,对微观结构的研究迫切希望能够从分子水平揭示生命过程和材料性能的物理本质,但受限于光的衍射特性,光学成像系统的空间分辨率不可能无限小,存在瑞利\|阿贝物理极限。传统光学显微镜的空间分辨率最高只能达到波长的1/2,故而对低于200 nm的细节信息无能为力。能否突破这个极限成为当今光学领域公认的一个重大研究课题和挑战。

    PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318000
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    074186

    摘要

    探讨光敏剂锌酞菁体外光动力疗法(ZnPc-PDT)抗肿瘤细胞的量效关系,为合理使用ZnPc提供参考。采用人脑胶质瘤细胞(U87 MG细胞)作为研究对象,用噻唑蓝(MTT)实验考察细胞存活率。采用单一变量的研究方法,分别考察了ZnPc浓度、激光功率密度、光照时间、体系氧含量和组织厚度等参量与U87 MG细胞存活率的关系。利用1,3-二苯基苯并呋喃(DPBF)和DCFH-DA活性氧探针分别检测了ZnPc-PDT过程中单线态氧的产量,并通过倒置显微镜观察经ZnPc-PDT治疗后的细胞形态和死亡细胞比例。结果表明,随着参量设置的变化,ZnPc-PDT对U87 MG细胞的杀伤力具有差异,通过调节参量,可达到较好的ZnPc-PDT治疗效果。

    PDF全文中国激光 | 2017,44(03):0307001
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    07152

    摘要

    为提高分布式光纤拉曼测温系统的测量速度和测量准确度,提出了一种自补偿光纤损耗及光纤色散的温度解调方法,并进行了实验验证。该方法对斯托克斯与反斯托克斯后向散射信号进行了损耗修正,避免了测温前对整条传感光纤进行定标处理的过程,减小了系统的运行时间;采用色散补偿平移算法对斯托克斯后向散射信号的位置进行修正,获得了与反斯托克斯后向散射信号相同位置处的斯托克斯后向散射信号的强度,降低了光纤色散对温度解调的影响,提高了系统的测温准确度。实验结果表明,当光纤传感距离为5.8 km时,温度波动由9.01 ℃下降到0.57 ℃,测温准确度由5.50 ℃优化至0.87 ℃。

    PDF全文中国激光 | 2017,44(03):0306002
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    029287

    摘要

    大气湍流参数是评价大气信道对空间激光通信系统性能影响的重要依据。根据机载平台的运动特点,采用差分像运动法并利用夏克-哈特曼传感器与指向、捕获、跟踪伺服单元等设备,在加格达奇地区开展了不同海拔高度下大气湍流参数的分层测量实验。结果表明,在Kolmogorov湍流条件下,该地区日间大气湍流强度随海拔高度的增加而减弱,并在该变化趋势上叠加了大气湍流强度的随机起伏;大气覆盖逆温层顶层海拔高度范围为2.2~2.8 km,海拔高度为3.5 km的大气相干长度的变化范围为10~26 cm。该研究为机载激光通信系统的性能分析提供了重要的参考。

    PDF全文中国激光 | 2017,44(03):0304002
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    08137

    摘要

    系统研究了双光束焊接过程中能量比对焊缝成形以及能量利用率的影响,采用高速摄像技术实时观察了不同能量比下的熔池行为,分析了能量比对双光束焊接特性的影响机制。结果表明,随着能量比增大,双光束焊缝熔深先减小后增大,熔宽变化规律与之相反,并在能量比为50/50时获得最小熔深和最大熔宽。不同能量比下能量利用率差别较大,能量比为20/80和50/50时分别获得最大值32.7%和最小值27.8%。熔池尺寸同样受能量比的影响,随着能量比增大,熔池长度先增大后减小,而宽度一直减小。能量比对双光束焊接特性的影响主要归因于焊接过程中匙孔状态以及熔池流动方式的改变。

    PDF全文中国激光 | 2017,44(03):0302003
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    015107

    摘要

    针对中红外固体激光器结构紧凑、抽运源模块温度要求严苛等引起的激光器散热难题,采用强制对流冷却、半导体制冷与热管导热等多种方法相结合建立了激光器的散热系统。应用COMSOL有限元软件建立了紧凑型中红外固体激光器散热系统有限元模型,利用温度传感器采集激光器侧壁和内部温度数据,对比有限元计算结果验证了模型的有效性。基于此模型计算了在不同环境温度条件下如风扇转速、热管等参数对激光器散热结果的影响,提高风扇转速、增加热管等方式可提高激光器散热效果,并且随着环境温度升高,散热效果改善明显。

    PDF全文中国激光 | 2017,44(03):0301002
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    030182

    摘要

    到2018年,普通发光二极管(LED)的普及率将达到80%。基于LED的可见光通信(VLC)技术有望为高速VLC的实现提供新方案。国内外研究者们分别对先进调制、编码/均衡、复用技术及材料/芯片等进行了研究,以扩展调制带宽、提高传输速率和增加传输距离。对载波幅相调制、自适应比特功率加载的正交频分复用调制、硬件/软件预均衡、后均衡等技术以及新型光学材料的原理和性能等国际研究热点进行了分析与讨论,对最新的研究进展进行了总结,从而为未来VLC的研究提供一定的参考。

    PDF全文中国激光 | 2017,44(03):0300001
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    0206272

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    摘要

    A new configuration of the confinement structure is utilized to improve optoelectronic performance, including threshold current, ac current gain, optical bandwidth, and optical output power of a single quantum well transistor laser. Considering the drift component in addition to the diffusion term in electron current density, a new continuity equation is developed to analyze the proposed structures. Physical parameters, including electron mobility, recombination lifetime, optical confinement factor, electron capture time, and photon lifetime, are calculated for new structures. Based on solving the continuity equation in separate confinement heterostructures, the threshold current reduces 67%, the optical output power increases 37%, and the ?3 dB optical bandwidth increases to 21 GHz (compared to 19.5 GHz in the original structure) when the graded index layers of AlξGa1?ξAs (ξ:0.05→0 in the left side of quantum well, ξ:0→0.02 in the right side of quantum well) are used instead of uniform GaAs in the base region.<录用日期>2017-02-24<上网时间>2017-03-21

      PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(06):062501
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      01073

      摘要

      In this Letter, we present a novel design method of image-side telecentric freeform imaging systems. The freeform surfaces in the system can be generated using a point-by-point design approach starting from an initial system consisting of simple planes. The proposed method considers both the desired object–image relationships and the telecentricity at the image-side during the design process. The system generated by this method can be taken as a good starting point for further optimization. To demonstrate the benefit and feasibility of our method, we design two freeform off-axis three-mirror image-side telecentric imaging systems in the visible band. The systems operate at F/1.9 with a 30 mm entrance pupil diameter and 5° diagonal field-of-view. The modulation-transfer-function curves are above 0.69 at 100 lps/mm.<录用日期>2017-03-03<上网时间>2017-03-21

        PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(06):062202
        分享:
        01769

        摘要

        在高功率激光参数测量中, 高倍率衰减方案设计是空间分布测量的关键。分析了远场测量光学系统, 将95%环围能量直径作为评价远场测量系统的重要指标, 明确了高倍率衰减对远场测量结果的影响, 确立了高倍率衰减方案的设计原则。利用Virtual Lab软件, 针对单个平板、成对平板、成对楔板三种常见的高倍率衰减方案, 分析了衰减片摆放角度、位置、厚度、成对衰减片间距等因素对于远场测量系统的影响。针对焦距3 000 mm, F数为10的缩束系统, 考虑杂散光对于远场测量的影响, 优化得出最佳高倍率衰减方案。该方案下, 远场像面处95%环围能量直径为45.5 ?滋m, 即3.54倍衍射极限。

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        0080

        摘要

        对高功率激光多程放大系统中脉冲强度的三维时空变化特性进行了详细的数值分析,理论计算表明具有一定时空分布的光束在放大过程中会产生复杂的时空演化畸变,给脉冲功率的整形预测带来了一定的难度。提出了输入输出积分能量曲线拟合的方法,实现对多程放大系统输入脉冲波形的高精度反演预测,对于方波和复杂多台阶波形输出都能得到很好的预测结果,方波预测相对功率偏差低于0.032%,三台阶脉冲相对功率偏差为0.78%,另外还实现了更为复杂Haan脉冲的反演预测,相对功率偏差为0.13%。该方法不仅精度高,而且计算快速、适用性很强。

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        0075

        摘要

        片状放大器腔内钕玻璃表面的洁净度是保证放大器高工作性能和长寿命的关键指标,而合理的腔内流场分布是放大器保持腔内洁净的前提条件。运用计算流体力学方法,利用Fluent软件对纯氮气冲洗片状放大器过程中的腔内流场进行模拟,并在样机上验证了模型的有效性;通过调整放大器的进出气口结构及位置排布,获得了最佳的流场分布。实验结果表明,相比未优化放大器,优化后的放大器仅使用一半时间就可以达到相同的腔内洁净度等级,且钕玻璃表面洁净度更高。

        分享:
        0071

        摘要

        为了解决双通单平行光栅对压缩器构型里光栅失调问题,设计了一套结构简单的监测系统方案,根据系统结构进行数值模拟,通过模拟分析提出了一种新的光栅在线调节方法。考虑两块光栅不同维度的失调量,结合模拟得出监测量与失调量的关系,根据监测量变化将失调量一一分离调节,最后将真空室中的失调光栅调回理想位置。对该方法进行了误差和可行性分析,根据压缩器构型参数,得到调节精度范围为0.30~2.78 μrad。

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        0038

        摘要

        A fiber-based,high precision long-term stable time synchronization system for multi-channel laser pulses is presented,using fiber pulse stacker combined with high-speed optical-electrical conversion and electronics processing technology. This scheme is used to synchronize two individual lasers including a mode-lock laser and a time shaping pulse laser system. The relative timing jitter between two laser pulses achieved with this system is 970 fs (rms) in five minutes and 3.5 ps (rms) in five hours. The synchronization system is low cost and can work at over several tens of MHz repetition rate.

          分享:
          0034

          摘要

          Laser beam alignment is very important for high-power laser facility. Long laser path and large-aperture lens for alignment are generally used, while the proposed alignment system with a wedge by far-field sampling technique reduces both space and cost requirements. General alignment system for large-aperture laser beam is long in distance and large in volum because of taking near-field sampling technique. With the development of laser fusion facilities, the space for alignment system is limited. A new alignment system for large-aperture laser beam is designed to save space and reduce operating costs. The new alignment for large-aperture laser beam with a wedge is based on far-field sampling technique. The wedge is placed behind the spatial filter to reflect some laser beam as signal light for alignment. Therefore, laser beam diameter in alignment system is small, which can save space for the laser facility. Comparing to general alignment system for large-aperture laser beam, large-aperture lenses for near-field and far-field sampling, long distance laser path are unnecessary for proposed alignment system, which saves cost and space greatly. This alignment system for large-aperture laser beam has been demonstrated well on the Muliti-PW Facility which uses the 7th beam of the SG-Ⅱ Facility as pump source. The experimental results indicate that the average near-field alignment error is less than 1% of reference, and the average far-filed alignment error is less than 5% of spatial filter pinhole diameter, which meet the alignment system requirements for laser beam of Multi-PW Facility.

            分享:
            0020

            摘要

            在单光束照明3PIE(Ptychographic Iterative Engine)方法中,照明光垂直照射在待测样品表面,没有考虑照明光倾斜对重构结果的影响。在单光束照明3PIE方法的基础上提出了双光束照明3PIE方法,同时模拟分析了初始猜测照明光中相位倾斜因子对成像质量的影响。双光束照明3PIE方法在迭代恢复样品的过程中,两束照明光均用于更新同一样品的复振幅分布,理论分析和实验结果均表明,双光束照明3PIE方法能够提高算法的收敛速度,有效减弱恢复样品不同层次之间的串扰,适用于三维层析成像。

            分享:
            0030

            摘要

            Amplified spontaneous emission (ASE) causes the decrease of the inverted population density and the nonuniformity of gain in slab amplifier for high power laser systems. In this paper, a three dimension model, based on the data in SG-II, in which the residual reflection in the cladding and the ASE process are taken into consideration, is built to analyze the space distribution and time evolution of small signal gain coefficient using Monte Carlo algorithm and ray tracing. This model has been verified by comparing with the experimental data. The traverse size of slab is 68.2cm×36.3cm, which is usually decided by the clear aperture and the manufacture. By means of the model, the impact of thickness, residual reflectivity and the stimulated cross section of neodymium glass to the ASE are analyzed in detail.

              分享:
              0018

              摘要

              We observe the third-harmonic generation and second-harmonic generation together with element fluorescence from the interaction of a femtosecond laser filament with a rough surface sample (sandy soil) in non-phase-matched directions. The harmonics prove to originate from the phase-matched surface harmonics and air filament, then scatter in non-phase-matched directions due to the rough surface. These harmonics occurr when the sample is in the region before and after the laser filament, where the laser intensity is not high enough to excite the element fluorescence. The observed harmonics are related to the element spectroscopy, which will benefit the understanding of the interaction of the laser filament with a solid and be helpful for the application on filament induced breakdown spectroscopy.<录用日期>2017-3-3<上网时间>2017-3-22

                PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(06):061902
                分享:
                0533

                摘要

                We investigate the spin dynamics, starting from the initial band-insulating state, of fermionic high-spin atoms in optical superlattices. Through numerical simulations and analytical calculations, we determine the time evolution behavior of the system. When the spin-changing strength and tunneling strength are comparable, the spin dynamics feature a spin-changing oscillation with the amplitude modulated by the superexchange interaction. When the double-well potential is very shallow, the spin dynamics feature a simple harmonic oscillation with the oscillation frequencies related only to the spin-changing strength, which can be properly explained with the perturbation model.<录用日期>2017-3-3<上网时间>2017-3-22

                  PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(06):060202
                  分享:
                  01336

                  摘要

                  We propose a lens-free coherent modulation imaging (CMI) method for reconstructing a general complex-valued wave field from a single frame of a diffraction pattern. A numerical Fourier transform is introduced in the iterative reconstruction process to replace the lens or zone plate used in the current CMI technique to adopt the constraint on the Fourier components of the exit wave field of the sample. While the complexity of the experimental setup is remarkably reduced by replacing the zone plate and additional accessories with the numerical processing, the energy fluence loss induced by the undesired diffraction orders of the zone plate can be also avoided. The feasibility of the proposed technique is verified experimentally with visible light.

                    分享:
                    0020

                    摘要

                    近年来,在800 nm 波段进行光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)的实验受到了极大的关注,这得益于大口径高能钕玻璃激光装置及其倍频技术(SHG)的逐渐成熟,非线性晶体生长技术的发展,以及钛宝石锁模飞秒激光器的商业化。理论分析了基于氘化磷酸二氢钾(DKDP)的808 nm波段宽带光参量啁啾脉冲放大现象。具体分析了DKDP晶体的氘化率从0提高至99%时的相位失配情况,并且在考虑光吸收情况下,数值模拟了几种高氘化率DKDP晶体的大能量光参量放大(OPA)过程。结果表明,大于90%氘化率的DKDP晶体在800 nm波段可实现宽带OPCPA。

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                    0030

                    摘要

                    报道了自研的光寻址空间光调制器的最新进展, 介绍了器件工作原理与结构, 并对其光敏响应特性曲线、静态位相波前畸变、透射时间波形畸变的离线测试结果进行了报道, 同时也利用该器件在高功率激光装置上进行了在线测试。结果表明, 该调制器可以根据需求实现所需的强度透过率分布, 而且对高功率激光系统没有引入附加的影响。最后, 结合该调制器的实际使用环境, 分析了激光系统空间滤波器对整形效果的影响, 说明在高功率激光系统中使用该调制器时, 空间滤波器尺寸也是决定光束整形精度的重要因素。

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                    0019

                    摘要

                    为了监测高功率激光驱动器中有机污染物的挥发特性以及其在光学元件表面的沉积特性, 研究了基于石英晶体微量天平和微纳光纤传感器的真空腔体内有机物在线监测技术.首先测试了不同分子态污染物浓度时石英晶体天平的响应性能, 然后采用视角因子等分法对微纳光纤传感器和石英晶体天平进行对比实验, 模拟有机污染物在光学表面沉积的特性.实验结果表明, 石英晶体天平和微纳光纤测试有机物在光学表面沉积时响应一致, 均可用于高功率激光驱动器有机污染物的在线监测; 当污染物面密度大于0.5×10-5g/cm2时, 微纳光纤传感器有较高精度和响应速度; 有机污染物浓度越高, 其更容易吸附沉积在光学元件表面.

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                    0021

                    摘要

                    针对传统测量技术对入射光入射方向敏感的缺点,提出了一种基于积分球的高功率激光多参数测量的分光技术。采用蒙特卡罗法对衰减率、出射光时间波形特性、入射光时间波形恢复这三个方面进行了数值分析和仿真,验证了积分球作为激光测量系统中的分光元件的可行性。利用积分球对纳秒激光的能量和时间波形进行测量,实验结果与理论分析相符。实验与仿真均表明在激光参数测量中采用该分光技术,通过测量出射光各项参数可以恢复入射光的光谱参数、能量参数、时间参数,克服传统技术中入射光的入射方向对于出射光的各项参数有较大影响的问题。该技术方案占用空间小、易于集成,可用于多路高功率激光参数测量系统的模块化设计。

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                    0017

                    摘要

                    作为一种新近发展的无透镜成像技术,PIE(ptychographical iterative engine)不但保持了传统相干衍射成像方法装置简单、使用方便等优点,克服了视场受限和收敛速度慢等缺点,还具有成像范围可扩展、收敛速度快、抗噪声能力强等优势,在光学、X射线和电子束等领域得到了广泛关注并开展了大量研究,是一种有可能在大范围内替代现有相位成像技术的新方法。主要介绍了PIE方法的技术背景、技术现状、相关应用及面临的问题和可能的发展方向。

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                    0017

                    摘要

                    基于相位调制的迭代算法被用于高功率激光驱动器的波前在线测量和大口径光学元件的离线检测,该算法只需要单幅衍射光斑和一块分布已知的随机相位板,利用图形处理器(GPU)硬件加速后可在30 s 以内完成迭代计算,并且集成后结构紧凑,基本可放置于高功率激光驱动器的任意位置。基于该方法完成了焦斑预测和对比实验,在现有高功率激光驱动器中对种子光的波前分布进行了在线测量,同时实现连续相位板(CPP)的离线检测。相关实验表明,该算法能够用于解决高功率激光驱动器中焦斑预测、波前在线恢复和大口径光学元器件检测的问题,具有广泛的适用性,适用于高功率激光驱动器的波前测控系统以及作为元件检测的新方法,对于激光驱动器的发展具有十分重要的实际意义。

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                    0013

                    摘要

                    建立理论模型, 讨论了非线性偏振旋转全光纤锁模激光器的锁模过程、谐波过程以及导致激光器锁模运行难以稳定的影响因素. 讨论了采用啁啾脉冲光谱滤波产生脉冲自振幅调制、增加激光器锁模稳定性和自启动能力的机理以及非线性偏振旋转与啁啾脉冲光谱滤波相结合实现锁模的物理过程和脉冲演化过程. 研制出全光纤结构的超短脉冲掺Yb3+ 光纤环形激光器, 采用非线性偏振旋转和啁啾脉冲光谱滤波相结合的锁模技术, 实现了激光器锁模的开机自启动和高稳定运行. 对激光器进行了长期运行稳定性、锁模开机自启动能力、锁模输出参数可重复性监测. 锁模脉冲中心波长1052.9 nm, 谱宽9.1 nm, 脉冲能量4.25 nJ, 脉冲宽度17.8 ps. 运行期间, 各参数波动均小于0.3%. 开机自启动能力和可重复性测试显示, 激光器可实现一键自启动, 启动后各参数可重复精度在0.55% 以内.

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                    0016

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                    摘要

                    静脉穿刺是医疗行业中最基本的、临床应用最广泛的护理技术操作之一,静脉注射也成为临床治疗、抢救病人的重要给药途径。但是,由于有些特殊人群的血管并不容易找到,比如儿童、胖人、老人、长期静脉注射的人、肤色较深的人等一次注射成功的情况甚少,因此会增加病人的痛苦和加大护士的心理压力,并容易产生医疗纠纷。

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                      016301390

                      摘要

                        分享:
                        011781588

                        摘要

                        变化的光照环境能够改变图像分割算法的结果,并最终降低智能识别的识别率。本文提出了一种新颖的对光照变化鲁棒性强的彩色图像分割方法,并将这种方法用于皮肤检测。该方法基于色调保护法则,将RGB彩色空间降维为一维空间的同时,保证图像中同一像素在空间转换前后的色调不变。在新的彩色空间中,用高斯模型来建立皮肤模型。实验结果证明,本文提出的方法对光照变化的鲁棒性强,计算复杂性低。

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                        03402617

                        摘要

                        近年来,高功率拉曼光纤激光器技术发展迅速,输出波长范围覆盖可见光至中红外波段,最大输出功率超过千瓦。在功率提升方面,拉曼光纤激光器技术的发展脉络可概括为:激光振荡器、主振功率放大器和抽运/信号集成放大器。在重要科研应用的驱动下,高功率窄线宽拉曼光纤放大器技术得到显著发展。另外,高功率拉曼光纤激光器技术还有一些新的扩展,包括包层抽运、二极管直接抽运以及拉曼光纤激光合束等,未来发展潜力巨大。

                        PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201005
                        分享:
                        1272435

                        摘要

                        近年来, 随着各种新型荧光探针的出现和成像方法的改进, 远场光学成像的分辨率已经突破了衍射极限的限制。基于结构光照明的荧光显微技术凭借成像速度快、光毒性弱等优点, 已成为目前主流的超分辨成像技术之一。实现结构光照明超分辨显微成像的关键在于照明光场的精准调控和后期的超分辨图像重建算法, 否则将会在重建的超分辨图像中产生不可预估的伪影, 混淆对观测结构真实形态的判断。详细对比了几种典型的结构光照明显微超分辨重建算法, 证明基于图像重组变换的结构光照明超分辨图像重建算法可以有效解决极低结构光场调制度下的超分辨图像重建问题, 降低结构光照明显微中的激发光功率。

                        PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318001
                        分享:
                        0229225

                        摘要

                        到2018年,普通发光二极管(LED)的普及率将达到80%。基于LED的可见光通信(VLC)技术有望为高速VLC的实现提供新方案。国内外研究者们分别对先进调制、编码/均衡、复用技术及材料/芯片等进行了研究,以扩展调制带宽、提高传输速率和增加传输距离。对载波幅相调制、自适应比特功率加载的正交频分复用调制、硬件/软件预均衡、后均衡等技术以及新型光学材料的原理和性能等国际研究热点进行了分析与讨论,对最新的研究进展进行了总结,从而为未来VLC的研究提供一定的参考。

                        PDF全文中国激光 | 2017,44(03):0300001
                        分享:
                        0206272

                        摘要

                        结构光照明荧光显微术(SIM)是一种可突破阿贝衍射极限的宽场显微成像技术, 因其非侵入、成像速度快及光损伤小等优点在生物医学研究中具有广泛的应用前景。从结构光照明显微成像系统基本原理出发, 分析了超分辨图像重构算法原理、重构图像中伪影来源及优化方法; 结合研制的线性/非线性结构光照明显微镜, 详细讨论了基于激光干涉的SIM成像系统光机结构。重点讨论了系统的同步时序设计和光路中的几个关键技术问题。设计对比实验验证了自主开发的SIM重构算法的可靠性, 并基于研制的线性SIM系统开展细胞骨架的成像实验。最后, 对SIM技术在生物上的发展和应用提出展望。

                        PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318003
                        分享:
                        0172171

                        摘要

                        针对现有边发射半导体激光器远场发散角大、光束质量差等问题,引入光子晶体人工微结构实现模式扩展和模场分离,改善了单芯片半导体激光器的性能,实现了高亮度高光束质量的激光输出。理论分析并模拟了光子晶体半导体激光器对光场的调控机制,并介绍了几种典型的光子晶体半导体激光器。在光子晶体激光器实现低垂直发散角的基础上,设计了不同的结构实现了大功率、单模、高亮度等特性的输出。实验验证了光子晶体能带效应在提高半导体激光光束质量、提高亮度等方面的调控作用,其能够突破普通半导体激光器面临的限制,有助于半导体激光更有效地应用在光纤激光器抽运和激光加工等领域,为半导体激光的直接应用奠定了基础。

                        PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201010
                        分享:
                        0141372

                        摘要

                        Recently there is an increasing interest in tailored optical fields with complex amplitude, phase and polarization spatial distributions, as well as specifically designed temporal waveforms. Scalar optical vortices carrying orbital angular momentum and vectorial vortices such as radially and azimuthally polarized beams are among the most intensively studied examples. Comprehensive summaries of earlier developments can be found in several recent articles and edited books, e.g., by Zhan (Adv. Opt. Photon. 1, 1, 2009), Padgett (Adv. Opt. Photon. 3, 161, 2011 ), Forbes (Adv. Opt. Photon. 8, 200, 2016), Zhan (Vectorial Optical Fields, World Scientific Publishing, 2013), and Forbes (Laser Beam Propagation, CRC Press, 2014), while applications of these complex optical fields in promising areas continue to emerge.To capture the latest developments in this important emerging field of optics, it is our pleasure to introduce the Chinese Optics Letters Special Issue on the Complex Optical Fields with contributions from scientists around the world who are active in this field.

                          PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(03):030001
                          分享:
                          0137193

                          摘要

                          光学显微成像技术在生命科学、生物医学、临床医学诊断和材料科学等领域有着非常广泛的应用。但由于光学衍射极限的存在, 传统光学显微镜无法观察到纳米尺度的物质及生命活动, 极大地限制科学研究和医学的发展。近年来, 随着突破光学衍射极限的超分辨成像技术的不断发展, 显微成像分辨率得到不同程度的提高。目前在基于不同原理的各种超高分辨率显微镜中, 随机光学重构显微镜 (STORM) 分辨率最高, 可达几十纳米, 真正实现了单分子水平检测。着重介绍了STORM超分辨显微成像技术的原理、实验方法及其应用。

                          PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318005
                          分享:
                          098162

                          摘要

                          A dual optical time domain reflectometry (OTDR) system, which employs two different continuous waves at the optical line terminal and a pair of fiber Bragg gratings at the end of each optical network unit, is proposed in a time-division multiplexing passive optical network (PON). The proposed scheme accomplishes the fiber fault monitoring by comparing the different wavelength’s testing curves. Complete complementary code is utilized to measure multiple wavelength signals simultaneously with only one receiver and to improve the dynamic range of this system. The PON system consisting of 20 km feeding fiber and a 1:16 splitter is investigated by the experiments. The experimental results show that the faulty branch can be successfully identified by using our scheme. What is more, we also demonstrate that our scheme can be applied to the multi-stage PON.

                            PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(03):031201
                            分享:
                            098203

                            摘要

                            针对现有的基于卷积神经网络的图像超分辨率算法参数较多、计算量较大、训练时间较长、图像纹理模糊等问题, 结合现有的图像分类网络模型和视觉识别算法对其提出了改进。在原有的三层卷积神经网络中, 调整卷积核大小, 减少参数; 加入池化层, 降低维度, 减少计算复杂度; 提高学习率和输入子块的尺寸, 减少训练消耗的时间; 扩大图像训练库, 使训练库提供的特征更加广泛和全面。实验结果表明, 改进算法生成的网络模型取得了更佳的超分辨率结果, 主观视觉效果和客观评价指标明显改善, 图像清晰度和边缘锐度明显提高。

                            PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318011
                            分享:
                            095260

                            摘要

                            光子晶体是介质介电常数呈周期性排布的结构,具有光子带隙,处于光子带隙中的电磁波无法在其中传播。二维平板光子晶体是通过在衬底上刻蚀周期性排列的空气孔柱而形成的结构,由于其具有优良的控制光传播的特性而得到广泛的研究和应用。介绍了在二维平板光子晶体中引入缺陷形成的光子晶体微腔和波导的方法和性质。通过调整几何参数控制微腔与波导之间的耦合,实现基于二维平板光子晶体的全光开关、光存储、单光子源等光学器件并讨论其在量子光学网络中的应用。

                            分享:
                            091173

                            摘要

                            众所周知,光学成像技术具有成像速度快、可实现无损观察等优点,在人类探索和发现未知世界奥秘的活动中一直扮演着重要的角色。随着现代科学的发展,对微观结构的研究迫切希望能够从分子水平揭示生命过程和材料性能的物理本质,但受限于光的衍射特性,光学成像系统的空间分辨率不可能无限小,存在瑞利\|阿贝物理极限。传统光学显微镜的空间分辨率最高只能达到波长的1/2,故而对低于200 nm的细节信息无能为力。能否突破这个极限成为当今光学领域公认的一个重大研究课题和挑战。

                              PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318000
                              分享:
                              074186

                              摘要

                              综述了单光纤成像技术的研究现状和动态。单光纤成像技术采用单根多模光纤进行成像,光纤既是成像器件又是传像器件,无需增加扫描器件和成像透镜便可将光纤一端视场范围内的场景一次性传输到另一端,因此又称为宽场光纤成像技术。该技术可减小成像光纤探头的直径,实现超细内窥成像。单光纤成像技术是一种计算成像方法,是在全息光学和傅里叶光学的基础上发展起来的,包括传输矩阵法和相位补偿法两种成像方法。对于多模光纤,如果可以预先得到频域(或空间域)的传输矩阵,则可以从光纤输出端光场中恢复目标图像,也可以预先测量光束通过光纤后的波前畸变。在成像系统中增加该波前畸变的共轭相位场,可以消除相应的波前畸变,从而在输出端获得不失真的目标图像。

                              分享:
                              069254

                              摘要

                              超分辨定位成像技术凭借对数千甚至数万张采集的原始图像进行单分子定位及重建, 可以获得几十纳米的超高分辨率, 观察到之前看不到的细胞结构以及生物现象。然而, 在实际的成像过程中, 采集到的图像会受到像差(来源于光学系统的不完美或样品本身的不均匀性)的影响而导致分辨率下降, 甚至会造成错误结果。为此, 定量表征了几种典型像差对超分辨定位成像的影响, 并提出了一种基于样品图像本身的像差校正方法。仿真和实验结果表明, 像差会造成系统点扩展函数的变形以及成像分辨率的下降, 使用基于图像本身的像差校正方法可以恢复图像的成像质量。

                              PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318004
                              分享:
                              058133

                              摘要

                              表面等离激元因具有能突破光学衍射极限、表面局域性和近场增强等奇特的光学性质,被广泛应用于光伏、光催化和光电探测等研究领域。将具有高效光捕获特性的表面等离激元与传统半导体器件相结合,可以极大地提高传统半导体器件的效率,具有重要的应用价值。由局域表面等离激元弛豫产生的热电子是将太阳能转化为电能或化学能的关键,因此从微观上研究表面等离激元热电子的产生及弛豫过程对于设计高效率表面等离激元纳米光电器件具有重要意义。综述了表面等离激元热电子的激发及其在金属-半导体材料界面处的超快动力学过程的研究进展,分析了目前存在的主要问题并对其未来的发展前景进行了展望。

                              分享:
                              048195

                              摘要

                              为了解决传统高斯光束片状光照明显微成像技术高轴向分辨率时视场范围(FOV)小的问题, 结合艾里光束片状光照明样本成像与去卷积算法, 实现了光片显微镜对样本的高轴向分辨率大视场成像。数值模拟了高斯光束与艾里光束经过物镜聚焦后的光强分布。搭建实验光路系统, 在液晶空间光调制器上加载三次相位图生成艾里光束, 并扫描光束生成片状光照明荧光微球、染色的斑马鱼肌肉组织进行成像实验。在艾里光束光片显微镜成像结果基础上, 建立去卷积算法进行图像恢复, 克服了艾里光束光片显微镜成像范围大但轴向分辨率不高的问题, 对荧光微球成像, 探测放大倍率为42倍, FOV从高斯光束光片显微镜的25 μm扩大到208 μm;对染色的斑马鱼肌肉组织进行成像, 探测放大倍率为53倍, FOV由20 μm扩大到167 μm。仿真和实验表明, 通过艾里光束光片显微镜与去卷积算法的结合可以在扩展光片显微镜成像视场的同时提高轴向分辨率。

                              PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318013
                              分享:
                              047234

                              摘要

                              在过去的20年, 激光扫描共聚焦显微镜一直是在细胞水平和亚细胞水平上观察生命活动的标准工具, 但是基于针孔的共聚焦显微镜的光学层切是以牺牲焦平面以外的被激发的荧光色团和较大的光毒性为代价的。作为一种新型的荧光显微镜, 光片荧光显微镜采用侧向照明的方式, 对样品直接进行面成像。相对于点扫描的成像方式, 光片显微镜成像速度远远高于激光扫描共聚焦显微镜, 使得研究一些高速的精细生命活动过程成为了可能。光片荧光显微镜的另外一个优点是只有光片处的样品才会被激发, 处于光片以外的样品则不会被激发, 因此光毒性较小, 使得人们能够在更长的时间尺度下观察样品。正是由于光片荧光显微镜特殊的照明和成像方式, 才使其在大样本的三维高速成像中起到不可替代的作用。本文简要回顾了光片荧光显微镜发展的历史及研究现状, 旨在为该领域的科研人员对光片荧光显微镜的现状及未来发展方向提供个人理解。

                              PDF全文光学学报 | 2017,37(03):0318007
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                              036126

                              摘要

                              针对中红外固体激光器结构紧凑、抽运源模块温度要求严苛等引起的激光器散热难题,采用强制对流冷却、半导体制冷与热管导热等多种方法相结合建立了激光器的散热系统。应用COMSOL有限元软件建立了紧凑型中红外固体激光器散热系统有限元模型,利用温度传感器采集激光器侧壁和内部温度数据,对比有限元计算结果验证了模型的有效性。基于此模型计算了在不同环境温度条件下如风扇转速、热管等参数对激光器散热结果的影响,提高风扇转速、增加热管等方式可提高激光器散热效果,并且随着环境温度升高,散热效果改善明显。

                              PDF全文中国激光 | 2017,44(03):0301002
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                              030182

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                              摘要

                              通过单个自由曲面反射器的反射, 令光源发出的能量重新分布, 在特定照明面上实现所需照明, 从而简化了投影设备中的照明系统, 使设备的进一步小型化成为可能。根据给出的光源辐射特性和所需实现的照明面上的能量分布, 可得到一组偏微分方程, 数值差分求解直接得到自由曲面反射器。光源采用发光面积1 mm×1 mm朗伯体发光的LED, 视角为120°, 照明面为4∶3的均匀矩形光斑。设计了两种自由曲面反射器, 并用软件对得到的曲面进行了照明模拟, 模拟得到的照明均匀性接近90%。两种反射器在光轴方向上的投影尺寸均小于25 mm, 垂直光轴方向上投影长度均小于22 mm, 照明系统总长均小于40 mm, 结构紧凑, 适用于小型LED投影设备。

                              PDF全文光学学报 | 2007,27(03):540-544
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                              034716849

                              摘要

                              光子晶体光纤(PCF),又称为多孔光纤(HF)或微结构光纤(MF),是一种单一介质,并由波长量级的空气孔构成微结构包层的新型光纤。光子晶体光纤呈现出许多在传统光纤中难以实现的特性,从1996年世界上制造出第一根光子晶体光纤以来,它便受到了广泛关注并成为近年来光学与光电子学研究的一个热点。介绍了光子晶体光纤的制作工艺、工作原理、基本特性、目前的研究重点和进展情况,重点评述了光子晶体光纤非线性光学方面的研究及其潜在的应用。

                              PDF全文中国激光 | 2006,33(01):57-66
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                              1232529590

                              摘要

                              高分辨力空间相机的光学系统决定相机的外形尺寸和布局,为了相机的小型化、轻量化和结构稳定,针对某一种光学设计指标要求,分析比较多种光学系统结构是有必要的。本文针对在太阳同步轨道上用TDI CCD 推扫方式成像的高分辨力可见光相机,在设轨道高度为500 km,地面像元分辨力达到 0.5 m的情况下,用CODE V软件分析研究了6种可能的相机光学系统结构,得到了不同相对孔径和不同视场角的光学设计结果,并给出了可供参考的6种光学系统设计数据。指出在实际工程应用时,应根据不同的地面覆盖宽度的需求确定光学系统视场角,然后根据不同的视场角选定能满足这个视场角要求且尺寸最小的光学系统结构形式。

                              PDF全文光学 精密工程 | 2008,16(11):2164-2172
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                              0855381

                              摘要

                              将相位检测面形术(PMP)用于大尺度、 高精度三维面形测量中。 采用文中提出的双向高度坐标校正法, 可以得到精确的物面三维坐标。 提出了一种新的基于洪水算法的图像拼接法, 采用此方法可以按最佳的途径将各子区域的高度分布合成整个物面的高度分布。

                              PDF全文光学学报 | 2000,20(06):792-796
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                              0022382

                              摘要

                              综述了用于下一代移动通信的光纤毫米波副载波通信技术(ROF)的研究进展。介绍了系统的基本构想和涉及的关键技术。着重介绍几种毫米波副载波光发射器以及有关光学技术的新进展,包括外调制器方法、射频上转换法、光学外差法、毫米波调制光脉冲发生器等;简要介绍了ROF接收技术、系统技术和有关应用的研究动向。

                              PDF全文中国激光 | 2006,33(04):481-488
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                              019720721

                              摘要

                              以GaN基功率型发光二极管(LED)为代表的半导体照明光源, 具有其他传统光源无法比拟的诸多优点, 被公认为21世纪最有价值的新型光源。充分发挥功率型LED的优势, 利用非成像光学进行面向实际应用的功率型LED封装光学系统设计, 以高端半导体照明光源的制造为突破点, 带动整个半导体照明产业的快速进步, 已成为半导体照明技术发展的战略选择。回顾了非成像光学的历史、研究进展以及在半导体照明中的应用, 并通过设计实例, 介绍了面向功率型LED光线耦合、二维给定光分布以及三维给定光分布问题的非成像光学系统设计原理与解决方案。

                              PDF全文中国激光 | 2008,35(07):963-971
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                              035417096

                              摘要

                              综述了近年来棒状、盘片、光纤和热容等高平均功率全固态激光器的进展和国内近期的工作。围绕限制激光器输出平均功率提高和激光光束质量下降的热效应问题, 比较了各类激光器的优缺点。总结了减小或补偿无用热不利影响的现有技术手段, 指出减小激光器热效应可能的技术途径。

                              PDF全文中国激光 | 2009,36(07):1605-1618
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                              0132821232

                              摘要

                              飞秒激光微加工技术具有加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维微结构加工等优点,这些特性是传统的激光加工技术所无法取代的。首先回顾了激光微加工和超短脉冲激光技术的发展历史,然后介绍超短脉冲激光与金属和介质材料相互作用的机制,接着阐述了飞秒激光直写、干涉和投影制备等各种加工方法的原理,重点讨论飞秒激光在三维光子器件集成、微流体芯片制备及其在生化传感方面的应用等,最后展望了飞秒激光微加工领域所面临的机遇和挑战,指出了未来的研究方向。

                              PDF全文中国激光 | 2007,34(05):595-622
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                              0148317759

                              摘要

                              采用两个中心波长约976 nm准直输出的高功率半导体激光模块为抽运源,通过空间滤波和非球面透镜耦合技术,双端抽运长度为21 m的大模场面积国产掺镱双包层光纤,获得了714.5 W的高功率连续激光输出。采用反向抽运,当入纤抽运功率为760 W时,激光输出功率达到501 W;采用双端抽运,当入纤抽运功率为1137 W时,获得了714.5 W的高功率连续输出,光光转换效率为62.8%,斜率效率为67%。

                              PDF全文光学学报 | 2006,26(07):1119-1120
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                              023825645

                              摘要

                              提出一种在数字加权滤波和调制度分析基础上形成可靠性控制模板,并按可靠度排序进行位相展开的新方法。该法用于傅里叶变换轮廓术中,可以兼顾所求位相精度和位相展开的可靠度,适合复杂物体面形的测量。给出了傅里叶变换轮廓术对复杂物体面形测量的应用实例。

                              PDF全文光学学报 | 1998,18(09):1228-1233
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                              083325694

                              摘要

                              讨论了由无窗硅光电二极管构成的反射式陷阱探测器的设计方案和工作原理,通过实验测试证明它具有良好的线性、空间响应均匀性、偏振非敏感性和稳定性。在可见波段的7个激光波长上(488nm~786nm),通过低温辐射计标定了陷阱探测器的绝对光谱响应率,不确定度小于0.035%,比现有的标准辐射源的精度提高了约2个量级,证明其可以作为高精度的绝对光谱响应率标准探测器。

                              PDF全文光学学报 | 2001,21(06):749-752
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                              06717306

                              摘要

                              研究了光在一维周期性介电材料中的传播特性, 指出传统的高反膜只是光子晶体的一个特例, 从而从光子晶体的角度对多层膜系的设计提出了一条新的思路, 同时研究了材料的介电常数以及结构与高反带带宽之间的关系。 最后通过在多层膜中引入掺杂(中间一层被另一种介质所代替), 得到第一能隙中掺杂模式的频率与掺杂材料的介电常数之间的对应关系, 由此提出一种精确测量介质介电常数的方法。

                              PDF全文光学学报 | 2000,20(06):728-734
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                              0024503

                              摘要

                              可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者定量分析,这种方法不仅精度较高,选择性强而且响应速度快,已经被用于大气痕量气体监测以及工业控制。在对空气中的痕量气体进行检测中,由于气体浓度较低,需要和长吸收光程技术相结合。将可调谐二极管激光吸收光谱与经过108次反射后达到27 m光程的多次反射池相结合研制了用于地面环境空气中甲烷含量监测的便携式吸收光谱仪,并结合了用于微弱信号检测的二次谐波检测技术,从而达到了体积分数低于1×10-7的检测限,并利用不同体积分数的甲烷气体对系统进行了测试,得到了很好的测试结果。

                              PDF全文光学学报 | 2006,26(01):67-70
                              分享:
                              011517061

                              摘要

                              激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术.检测算法的精度和速度直接影响了测量的精度及速度,传统的检测算法如重心法、Hough变换法等在检测精度或速度上存在不足.基于圆拟合的激光光斑中心检测算法是根据最小二乘原理用圆来逼近激光光斑轮廓,该算法除了可以检测光斑中心外,还可以检测光斑半径,达到亚像素级的定位精度,具有很快的计算速度,可适用于实时的光学测量.

                              PDF全文红外与激光工程 | 2002,31(03):275-279
                              分享:
                              01169228

                              摘要

                              随机并行梯度下降算法能不依赖波前传感器直接对系统性能进行优化。以32单元变形镜为校正器,采用随机并行梯度下降算法建立了自适应光学系统仿真模型。通过分析该系统对静态波前畸变的校正能力,验证了随机并行梯度下降算法的收敛性;讨论了算法增益系数、随机扰动幅度与收敛速度的关系,并指出通过算法增益系数的自适应调整可以改进算法的收敛速度。

                              PDF全文光学学报 | 2007,27(08):1355-1360
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                              0746351

                              摘要

                              光电跟踪和测量设备用于测量飞行器在空中的飞行轨迹,作为飞行器飞行性能的评价.随着现代技术的发展,对飞行器性能提出愈来愈高的要求,从而也对跟踪和测量飞行器飞行轨迹的光电跟踪和测量设备提出了相应的技术进步要求,特别是对其测量精度指标.如何做好和完善误差分析、误差分配和误差综合,成为研制更高性能的光电跟踪测量设备总体设计中的一个重要问题,贯穿从可行性论证、方案论证、方案设计、设计、制造、装调、直到试验等整个研制过程.就这一类设备中最为复杂的机载光电跟踪测量设备的目标定位误差(即3轴上的测量误差),通过建立从被测目标到地面中心测量站9个坐标系,进行31次线性变换,构造35个变量的统一测量方程;进行测量误差因素的分析和分配,以及用蒙特卡洛法来分析和计算系统的目标定位误差.

                              PDF全文光学 精密工程 | 2005,13(02):105-116
                              分享:
                              006766

                              摘要

                              调制传递函数(MTF)是描述光学成像系统信息传递频率特性的一个关键指标。在成像系统满足线性和空间不变性的条件下,对于含有点、狭缝和边缘等不同特征的图像,可以使用相应的方法计算得到成像系统的MTF。采用了倾斜刃边法来计算得到成像系统的MTF,分析了成像器件和算法步骤对计算结果产生的影响,进行了相应的校正,提高了计算结果的准确性。运用MTF补偿(MTFC)技术,分别使用了镜头MTF的设计值、测量值和计算值对实际拍摄得到的图像进行了复原。通过对以上3种复原图进行对比,实验结果证明了MTF计算值的可靠性和用于降质图像复原时的有效性。

                              PDF全文光学学报 | 2010,30(10):2891-2897
                              分享:
                              01585450

                              摘要

                              随着地面影像分辨力愈来愈高的要求,航天光学遥感器实时精确补偿摄影时地物产生的像移,已成为必需解决的关键技术之一。论述了航天光学遥感器在对星下点摄影时,通过建立从地面景物到像面的七个坐标系,进行14次线性变换,获得了具有15个参量的像面位置方程、像面速度方程,推导出像面上像移速度矢的计算公式,对影响像移速度矢的11个参量进行误差分配,以及应用蒙特卡罗法(统计试验法)进行误差综合。该理论方法已得到了实际应用,从获得的遥感图像达到的分辨力、奈奎斯特(Nyquist)频率处的传递函数、信噪比和平均灰度层次均充分证明了该研究结果的正确性。

                              PDF全文光学学报 | 2004,24(12):1585-1589
                              分享:
                              0615322

                              摘要

                              基于正交的两组平行直线形成的消隐点的几何特性,提出了一种摄像机内外参数的自标定方法。该方法利用连接光心与消隐点向量的正交性质,建立关于相机内参数的约束方程,并给出了约束方程的线性解法;针对现有自标定方法未能标定畸变系数的现状,提出了一种考虑畸变的非线性最优化算法,该算法以线性求解得到的内参数为初值,利用非线性单纯型法寻优标定畸变;建立消隐点坐标系,给出了摄像机外参数的求解算法。所给出的自标定方法不需要知道空间点的精确坐标,具有易于实现、精度高和稳健性好的优点。

                              PDF全文光学学报 | 2010,30(02):465-472
                              分享:
                              0775855

                              摘要

                              卫星激光通信具有巨大的潜在应用价值, 国际上已实现高码率、小型化、轻量化和低功耗激光通信终端, 全文的第一部分即“链路和终端技术”综述了卫星激光通信的国外进展, 介绍了终端的关键技术, 讨论了终端设计思想。第二部分(另文)将讨论和介绍卫星激光通信终端地面检测和验证技术。

                              PDF全文中国激光 | 2007,34(01):3-20
                              分享:
                              0117225205

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                              摘要

                              光纤激光相干合成是突破单路光纤激光功率极限和实现更高输出功率的有效技术方案,是传统高功率激光系统走向激光相控阵高功率光纤激光系统的重要基础。介绍了高功率光纤激光相干合成的系统结构,并指出了主要研究对象和关键技术;介绍和分析了光纤激光相干合成的国内外相关研究现状和发展趋势;分析了光纤激光相干合成面临的主要技术挑战。

                              PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201001
                              分享:
                              0583781

                              摘要

                              受热损伤和非线性效应等因素的制约,单个光纤激光器的单模输出功率受到限制。将多个光纤激光器的输出通过一定的方式进行光束合成,是实现更高功率激光输出的必然选择。介绍了光谱合成技术的发展历程和研究现状,给出了几类常见光谱合成系统的基本原理、关键要素和优缺点。介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所在窄线宽光纤激光及其光谱合成方面的最新进展, 并对高功率光纤激光光谱合成技术的发展前景进行了展望。

                              PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201002
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                              0341527

                              摘要

                              激光制造技术历经多年的研究发展,涵盖了以激光表面工程、激光焊接、激光切割、激光制孔、激光标记、激光增材制造等为代表的宏观制造技术,以激光微焊接、激光精密切割、激光精密钻孔、激光烧蚀等为代表的激光微加工技术,和以飞秒激光直写、双光子聚合、干涉光刻、接触离子透镜序列、激光诱导表面纳米结构和纳米颗粒激光制备等为代表的激光微纳制造技术等广泛的研究领域,跨越了毫米、微米和纳米多个尺度,成为举足轻重的先进制造核心技术,必将在“中国制造2025”进程中发挥不可缺少的作用。在上述众多的研究方向之中,激光增材制造和超快激光微纳制造无疑是当前和今后一段时间内的两个研究热点,作为宏观制造和微纳制造的典型,已经众望所归地列入国家重点研发计划“增材制造和激光制造”,将获得约十八亿元国家科研经费的大力支持,研究前景十分看好、令人期待。

                                PDF全文中国激光 | 2017,44(01):0102000
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                                071509

                                摘要

                                放大自发辐射(ASE)是影响低重复频率高峰值功率高能量脉冲光纤放大器性能的主要因素。系统综述了脉冲光纤放大器中抑制ASE的主要方法, 包括滤波、优化抽运特性(抽运功率、后向抽运、抽运方式)及优化种子特性(信号功率、信号脉宽)。对各种方法的抑制效果进行了比较, 发现滤波和同步脉冲抽运是抑制ASE、获得高峰值功率高能量脉冲输出的重要技术手段。

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                                0312492

                                摘要

                                采用自行研制的基于单根光纤耦合双频激光的6自由度(6DOF)误差同时测量系统测量了加工中心双轴直线度误差, 通过对两轴直线度误差的线性拟合, 得到两拟合轴的夹角, 间接实现两轴的垂直度测量。利用光线矢量追迹方法建立相应的误差模型, 分析了垂直度测量过程中五角棱镜的安装定位偏差以及加工误差对垂直度测量的影响。实验结果表明, 本测量系统具有很好的准确性, 与商用测量仪对比发现, 两者测量偏差在1″以内。

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                                036455

                                摘要

                                近年来,高功率拉曼光纤激光器技术发展迅速,输出波长范围覆盖可见光至中红外波段,最大输出功率超过千瓦。在功率提升方面,拉曼光纤激光器技术的发展脉络可概括为:激光振荡器、主振功率放大器和抽运/信号集成放大器。在重要科研应用的驱动下,高功率窄线宽拉曼光纤放大器技术得到显著发展。另外,高功率拉曼光纤激光器技术还有一些新的扩展,包括包层抽运、二极管直接抽运以及拉曼光纤激光合束等,未来发展潜力巨大。

                                PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201005
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                                摘要

                                光梳的出现带来了大尺寸高精度绝对测距(ADM)技术的革新, 其卓越的光频特性推动了基于多波长干涉的实时ADM的发展。为在基于光梳多波长干涉的实时ADM中实现干涉信号的同步相位解调, 提出了基于多波长外差干涉的多路同步相位解调信号处理方法, 研制了相应的同步相位解调模块。实验中通过对波长进行解复用, 测试了多路相位计的线性精度、稳定度和同步性等性能, 对多波长干涉信号的实时同步相位解调进行了实验分析, 验证了该方法实现高精度同步相位解调的可行性。

                                PDF全文光学学报 | 2017,37(01):0112003
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                                050430

                                摘要

                                为满足光纤故障高精度诊断需求, 研制了一种面向混沌光时域反射仪(COTDR)的混沌光源模块, 该模块由宽带混沌信号源与激光器调制电路构成。其中, 宽带混沌信号源可产生频谱平坦且10 dB带宽达500 MHz的混沌电信号, 该信号经调制电路放大后, 驱动分布反馈式(DFB)半导体激光器可输出大功率、宽频带的混沌激光信号。所研制的混沌光源模块应用于光纤故障诊断中, 不仅可实现光纤断点、不匹配连接点的检测, 而且在107 km测量范围内, 可实现与距离无关的0.35 m空间分辨率。此外, 设计的混沌光源模块还可便捷地应用于混沌雷达、混沌保密通信等领域。

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                                021424

                                摘要

                                掺铥光纤激光器可广泛应用于激光医疗、人眼安全雷达、非金属材料加工、光电对抗等众多领域,具有其他波段光纤激光器不可替代的重要作用。主要介绍了本课题组在高功率超短脉冲掺铥光纤激光器方面的研究进展,包括利用光纤布拉格光栅控制锁模掺铥光纤振荡器的脉冲宽度和光谱形状,实现了2 μm波段高重复频率、高稳定性的皮秒脉冲激光输出。同时,采用该皮秒脉冲激光作为种子源,研制出了百瓦量级全光纤结构的皮秒掺铥光纤放大器,最后一级功率放大器的最大平均输出功率为120.4 W,脉冲宽度为16 ps。此外,设计并搭建了全光纤全保偏结构的皮秒掺铥光纤放大系统,实现了平均功率为240 W的线偏振皮秒脉冲激光输出,偏振消光比大于15 dB,脉冲宽度为45 ps。

                                PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201003
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                                0284420

                                摘要

                                采用相位调制技术产生的具有一定光谱分布的相位调制脉冲可以有效抑制高功率激光驱动器中大口径光学元件的横向受激布里渊散射和满足光束匀滑需求, 但该脉冲在装置各系统传输放大过程中, 由于光谱畸变会引起幅频调制(FM-to-AM)效应, 这种效应严重影响了激光装置的输出性能及实验效果。介绍了相位调制脉冲产生原理、引起FM-to-AM效应的根本原因及因素, 综述了目前美国的国家点火装置、法国的兆焦耳装置以及我国的神光-Ⅲ主机装置在FM-to-AM效应抑制技术方面取得的重要进展。

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                                摘要

                                高功率光纤激光器是目前激光器研究发展的一个热点。抽运耦合功率将直接决定光纤激光器的输出功率。分析了光纤激光抽运耦合技术的研究现状,从端面抽运耦合和侧面抽运耦合两大基本结构出发,详细阐述了各种光纤激光抽运耦合器的技术方案和特点,并进行综合比较,针对现存问题以及今后的研究方向提出了建议。

                                PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201008
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                                0313400

                                摘要

                                首先介绍了光纤激光中传统的热致动态模式不稳定的研究现状,然后重点介绍了2016年以来理论预测的准静态模式不稳定;接着,对非热致模式不稳定的研究现状进行介绍,包括电致伸缩模式不稳定和非线性效应与模式不稳定之间的关系。最后,对模式不稳定对高功率光纤放大器的功率限制进行了总结和分析。

                                PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201004
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                                0340399

                                摘要

                                介绍了2.0 μm波段掺铥连续单频光纤激光器的实验研究进展,以实现单频光纤激光器的关键技术为主线,总结了不同腔结构掺铥单频光纤激光振荡器的研究现状与发展方向。基于种子源主振荡功率放大(MOPA)结构进行了单频激光器功率放大,介绍了高功率掺铥单频光纤MOPA激光器的国内外研究进展。此外,介绍了本课题组在高掺杂铥锗酸盐玻璃光纤制作,2.0 μm波段单频光纤激光振荡器构建,以及单频激光功率放大方面的部分研究工作。

                                PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201006
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                                0244398

                                摘要

                                提出了一种利用均匀相位掩模板制作啁啾光纤光栅(FBG)的方法。在对光纤的扫描曝光过程中, 相位掩模板沿长度方向周期性抖动, 且抖动幅度随光栅扫描长度的变化而变化, 使FBG的相位随着掩模板位置的变化而变化, 实现了FBG周期的线性调制, 从而得到线性啁啾FBG。掩模板抖动振幅的变化规律决定了FBG的啁啾系数。设计了3种不同的相位掩模板抖动函数, 实验制作了不同啁啾量的FBG。

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                                019384

                                摘要

                                针对半导体抽运的掺镱光纤激光器功率进一步提升面临的主要问题,分析了级联抽运方案在实现更高功率输出方面的优势和不足。简要回顾了光纤级联抽运技术的发展历程,重点介绍了掺镱光纤激光级联抽运的关键技术、研究现状和最新进展。针对级联抽运面临的抽运吸收和非线性效应问题,分析了下一步的研究方案和技术路线。并对级联抽运技术有望获得的新应用进行了简要介绍。

                                PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201007
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                                092383

                                摘要

                                针对现有边发射半导体激光器远场发散角大、光束质量差等问题,引入光子晶体人工微结构实现模式扩展和模场分离,改善了单芯片半导体激光器的性能,实现了高亮度高光束质量的激光输出。理论分析并模拟了光子晶体半导体激光器对光场的调控机制,并介绍了几种典型的光子晶体半导体激光器。在光子晶体激光器实现低垂直发散角的基础上,设计了不同的结构实现了大功率、单模、高亮度等特性的输出。实验验证了光子晶体能带效应在提高半导体激光光束质量、提高亮度等方面的调控作用,其能够突破普通半导体激光器面临的限制,有助于半导体激光更有效地应用在光纤激光器抽运和激光加工等领域,为半导体激光的直接应用奠定了基础。

                                PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201010
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                                0141372

                                摘要

                                自光纤激光器问世以来,随着半导体材料与光纤制备技术的快速发展,光纤激光器的输出功率由毫瓦级提高到了万瓦级。然而,随着输出功率的增加,光纤激光器在低输出功率下未表现出的诸多现象逐渐显现,如光纤热损伤、非线性效应、模式不稳定等,这些现象限制了光纤激光器的应用,因此对掺镱光纤的质量要求越来越高。针对高功率掺镱光纤的制备工艺、掺杂组分及结构设计等方面进行了讨论,分析了高功率掺镱光纤的热稳定性、功率稳定性及模式稳定性的研究现状,并总结了其发展趋势。

                                PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201009
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                                0109372

                                摘要

                                零差相干激光通信系统具有高速率及远距离传输的特性,在星间高速激光通信骨干网中占有重要地位。分析了光学锁相环的工作原理并建立了相应的数学模型,得到了光学锁相环的开环及闭环传递函数,推导了误差传递函数,分析了环路带宽的影响因素。分析了锁相环路中的相位噪声误差,建立了误差因素、探测灵敏度以及环路带宽之间的关系。分析得到锁相环的优化带宽为1.5 MHz,测试了接收机的误码率。当通信速率为5 Gbit/s、调制方式为二进制相移键控时,得到接收机的接收灵敏度为-41.4 dBm,误码率为10-7。

                                PDF全文光学学报 | 2017,37(02):0206004
                                分享:
                                094334

                                摘要

                                为了实现人工复眼系统的三维探测,针对人工复眼视场大、成像过程复杂等问题,提出一种基于双柱面法和反向传播(BP)神经网络的整体几何标定方法。该方法利用BP神经网络对任意复杂非线性关系的强大映射能力,分别在前后两个柱面上对复眼上的每个子眼进行隐式标定,建立图像像素坐标与柱面上二维坐标的映射关系。三维测量时一个图像上的点映射为前后柱面上的两个点,连接这两个点得到一条空间直线,通过最小二乘法求解多条空间直线的交点即可求得三维目标点的坐标。实验结果表明:在人工复眼60°×30°的视场范围的横向测量误差在1 mrad以内,纵向相对误差在0.6%左右。与传统的基于小孔模型的标定方法相比,该方法无须考虑复眼子眼的成像模型及其参数求解,而且由于整体标定过程是在同一世界坐标系下进行的,也不必精确知道各个子眼间的位置和朝向关系。此方法完全适用于人工复眼系统的几何标定,能够满足其大视场、高精度的标定要求。

                                PDF全文光学学报 | 2017,37(02):0215002
                                分享:
                                032330

                                摘要

                                提出了一种利用量子存储机制进行相干光学信息处理的技术,在4f成像系统的像面上可以实现信号光和读取光之间的卷积运算。实验证明了通过基于电磁感应透明(EIT)效应的光脉冲存储和读取过程实现光学信息卷积操作的可行性。该研究结果为基于量子存储机制进行相干光学信息处理提供了理论和实验依据。

                                PDF全文光学学报 | 2017,37(02):0207003
                                分享:
                                024313

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                                干福熹 (218)  周军 (207)  陈秀娥 (200)  张玉钧 (198)  苏显渝 (197)  董孝义 (197)  黄德修 (196)
                                朱健强 (195)  王之江 (193)  林尊琪 (192)  王伟 (189)  王清月 (184)  李刚 (184)  许晓军 (174)
                                王勇 (174)  方祖捷 (172)  陈伟 (171)  李强 (171)  范滇元 (169)  简水生 (169)  侯印春 (169)
                                王立军 (168)  张彬 (166)  张鹏 (160)  张磊 (158)  陈建国 (158)  王鹏 (157)  刘旭 (156)
                                徐军 (155)  刘波 (152)  张正泉 (152)  田晋 (152)  张涛 (151)  陈波 (151)  范品忠 (150)
                                陈林 (147)  冯国英 (147)  唐永建 (145)  董景星 (143)  袁晓东 (141)  陈建文 (141)  陆启生 (141)
                                王向朝 (140)  陈磊 (139)  周朴 (137)  饶瑞中 (136)  赵卫 (136)  王辉 (135)  侯洵 (135)
                                魏运荣 (135)  陈军 (134)  张勇 (134)  张健 (133)  刘慎业 (132)  何勇 (132)  张雷 (132)
                                王超 (132)  王润文 (132)  倪晓武 (131)  郑万国 (129)  张军 (128)  傅恩生 (127)  王健 (127)
                                王涛 (125)  孙强 (124)  赵尚弘 (124)  刘泽金 (124)  庄松林 (122)  张永康 (122)  林福成 (122)
                                王磊 (121)  朱启华 (121)  李波 (121)  金国藩 (121)  邓锡铭 (121)  刘勇 (120)  李伟 (120)
                                吴福全 (119)  姜文汉 (119)  张斌 (119)  罗斌 (118)  刘劲松 (118)  张敏 (118)  王占山 (118)
                                李斌 (117)  李岩 (116)  

                                摘要

                                三维重建是目前发展最迅速、应用最广泛的技术之一。从广义角度出发,任何获取目标三维信息的手段都可被称为三维重建。利用三维重建数据可对目标的三维参数进行测量。目前基于三维重建的测量方法众多,由于接触式测量存在诸多问题,如何依据不同的实际需求和条件选择合适的非接触式测量方法,是获得所需三维测量数据的关键。本文从原理分析出发,对各种非接触式重建测量方法进行系统分类。在实际测量任务中可依

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                                摘要

                                光子晶体光纤具有许多不同于普通光纤的特性,将光子晶体光纤应用于传感领域近年来一直是研究热点。对光子晶体光纤的基本结构、导光原理及制备方法进行介绍,对干涉型、光栅型、吸收型、荧光型、表面等离子体共振型及拉曼散射型等六种光子晶体光纤传感器的原理和近年来国内外研究进展进行概述,对各自应用领域和优缺点进行分析,并对光子晶体光纤传感器的发展趋势进行展望。

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                                摘要

                                开展空中目标激光雷达一维距离像成像仿真研究,是进行激光雷达一维距离像目标识别应用研究的基础,具有重要的研究意义。主要介绍了目标激光雷达一维距离像回波模型,分析了影响探测系统性能的因素,建立了空中目标一维距离像仿真模型和流程,给出了仿真实例及结果分析,针对目标一维距离像特性开展了原理性实验验证,分析了影响目标分辨效果的因素。所研究内容可为下一步研究目标一维距离像特性用于目标识别提

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                                摘要

                                激光器在金属表面标刻的控制参数多,参数对图像质量影响大。本文采用脉冲光钎激光在铝锭(牌号AL99.70)表面标刻二维码图像,建立了工艺参数与图像灰度值之间的优化计算模型:首先,分析了激光加工相关参数的交互作用,对工艺参数进行了简化整合;其次,对简化后的参数进行单因素试验,分析了标刻图像灰度值分布及变化规律并得到合理参数范围;最后,基于单因素试验结论建立了工艺参数与灰度值之间的多元非线

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                                摘要

                                为了分析天空背景光对空间激光通信系统的影响情况,同时为通信链路总体方案设计提供相应的参考数据,建立天空背景光噪声模型并进行理论分析和仿真研究。仿真结果表明:天空背景光会引起粗、精跟踪单元所使用探测器的信噪比下降,导致跟踪精度降低,同时使通信系统的误码率增加。根据系统的性能指标,合理的选择通信波长,采用小口径、窄带宽的光学系统,选择最优的天顶角和通信时段,有效降低天空背景光对系统

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                                摘要

                                研究了一种2μm波段GaSb基亚波长光栅反射镜,讨论了光栅的各参数对反射谱的影响。对于中心波长2.0μm的TM模式,反射镜具有宽带宽和极高的反射率,高反射带宽与中心波长之比Δλ/λ>26%(R>99%),其中在波长1.895μm~2.08μm反射率达到99.9%以上,带宽达到了185nm,同时TE模的反射率低于VCSEL的激射条件(R<95%)。由于该结构的各个参数所允许的制作容差较大,它将更有利于在VCSEL上的单片集成。

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                                摘要

                                混合失真图像质量评价是图像质量评价领域的重点和难点,基于高阶相位一致性,本文提出了一种混合失真无参考图像质量评价方法。首先,计算高阶相位一致性用于捕捉图像结构信息,应用灰度共生矩阵提取了4阶相位一致性图像的统计特征;然后,在分析相邻阶相位一致性的相关性及相邻阶相位一致性局部熵的相关性的基础上,分别计算了相邻阶相位一致性及其局部熵的互信息和交叉熵;最后,利用支持向量回归机建立回归

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                                摘要

                                针对掩膜光场相机模型,本文研究以压缩感知为基础的压缩光场物理重建。在压缩光场仿真重建的基础上,搭建真实的物理光场采集平台,研究物理光场采集平台下物理掩膜-投影矩阵-测量矩阵的一系列变换关系,完成掩膜到测量矩阵的变换;压缩感知理论中信号的稀疏表示是能够重建的前提,为此详细阐述了K-SVD算法原理,用K-SVD算法训练光场样本集获取光场过完备字典,以满足光场图像的理想稀疏表示。最后通过光场过完

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                                摘要

                                基于自主设计研制的1018nm光纤激光器和7×1功率合束器实现了高功率、高亮度的1018nm激光输出。输出激光总功率为2240W,合束器和端帽的总体透过率>99%,输出激光的M2因子为5.47。

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                                摘要

                                为了提升电路板红外成像增强的效果,采用碟形宇宙算法。首先建立碟形宇宙拓扑结构以及宇宙间信息流过程,多宇宙之间信息流移民策略使各个宇宙链路之间进行双向移民;接着通过自适应非完全Beta函数对电路板红外图像的不同灰度段划分增强,电路板红外图像增强质量评价函数作为碟形宇宙算法的适应度函数;最后给出了算法流程。实验仿真显示本文算法对电路板红外成像增强结果清晰,在检测性能分析中图像信息二维熵

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                                摘要

                                本文主要介绍了AlN陶瓷激光金属化的进展及金属化过程中遇到的问题以及主要解决方法。激光金属化是利用激光的热效应使得AlN表面发生热分解,直接生成金属导电层,其具有成本低、效率高、设备维护简单等优点。目前,AlN陶瓷激光金属化过程中的主要问题是激光金属化的金属导线存在以下问题,如:金属化层疏松、金属粘附性不强,金属表面发生微结构裂变等。而影响金属线品质的主要因素有激光器、光束类型、工艺参

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                                摘要

                                对羟基苯甲酸甲酯钠作为防腐剂,长期或超量使用会对人体产生伤害。本文采用FS920荧光光谱仪对对羟基苯甲酸甲酯钠橙汁溶液和水溶液进行检测,从实验结果可以看出两者的特征峰发生了明显的变化。经分析得出,主要是受到橙汁荧光特性干扰。分析不同浓度的混合溶液存在一定性差距,荧光相对强度与物质浓度关系复杂。因此为了准确地检测对羟基苯甲酸甲酯钠橙汁溶液中对羟基苯甲酸甲酯钠的含量,本文结合荧光光谱法

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                                摘要

                                量子点发光二极管中由于电荷传输层材料能带和迁移率的差异,不可避免地会存在电荷注入不平衡的问题。为了制备电荷注入尽可能平衡的高性能的量子点发光二极管,界面调控是最常用的手段。本文结合量子点发光二极管的结构,分别从阳极界面调控、阴极界面调控和两相界面调控三个方面综述了近年来量子点发光二极管的界面调控研究进展,重点介绍了常见的两相界面调控方法,分析了界面调控机理及其对量子点发光二极管

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                                摘要

                                涡旋光束作为一种具有特殊空间结构的光束,在光通讯、光与物质相互作用、激光加工等领域具有广阔的应用前景,尤其是相对论涡旋光束对揭示极端强场条件下的原子物理新现象、新效应等具有重要的意义,同时有望为控制物理系统带来新的方法,从而拓展现存的应用并带来新的应用前景。通过对近年来国内外高功率涡旋光束的主要产生方法的研究进展进行调研,对每种方法的原理进行了简要的介绍,并对各个方法的优势与不

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                                摘要

                                摘要 LED太阳光模拟器的设计需要对LED光谱建立精度高且稳定性好的数学模型。针对LED光谱数学模型非线性的特点,提出一种经改进遗传算法(GA)优化的BP神经网络对LED光谱模型进行辨识。通过改进遗传算法的算子,提高算法收敛效果和辨识精度,利用改进遗传算法对BP神经网络初始权值阈值进行优化,用于建立可靠的LED光谱模型。选取不同驱动电流条件下的白、红色LED光谱进行实验验证,实验结果表明该算法拟合的LED

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                                摘要

                                摘要 针对地球同步中继卫星(GEO)对地激光通信设计了一种包含多重闭合回路的伺服跟踪系统,分析论述了跟踪算法的数学模型以及用于光斑脱靶量补偿的带执行器限位比例积分微分(PID)控制算法,介绍了星地链路激光通信跟踪系统中伺服闭环控制系统的组成架构、各执行模块的性能指标和工作模式,说明了伺服闭环系统和光闭环的工作原理,根据所设计的脱靶量提取算法和误差补偿算法分别在图像处理模块和下位机执行模块

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                                摘要

                                工业实践中,图像成像环境恶劣且难以控制,导致图像复杂。要对复杂成像条件下的图像实施分割并不容易,针对这一问题,结合信息论中的Tsallis相对熵与高斯分布提出一种新的图像阈值分割。在提出方法中,运用高斯分布拟合分割后图像直方图分布信息,将Tsallis相对熵做为分割前后图像直方图信息损失的度量工具。在对图像实施分割时,通过在图像灰度级范围内最小化定义的准则函数获取最佳分割阈值。最后将提出方法

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                                摘要

                                建立了激光熔池横截面的几何关系,根据激光快速成形柱状晶向等轴晶转变的CET图得出了选区激光熔化(SLM)镍基单晶高温合金的凝固条件与显微组织关系,在SRR99单晶基板的(100)晶面上沿[001]方向进行沉积实验,并将试样在光学显微镜(OM)及环境扫描电子显微镜(ESEM)下进行组织观察。结果表明,当激光功率P=160W,铺粉层厚t=20um,扫描速度时,凝固速度Vs与激光扫描速度Vb 的夹角最小值为,预测出激光熔池组

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                                摘要

                                在激光破坏机理研究中,经常关注材料对入射激光的反射率随辐照面温度的变化规律。利用基于积分球法的反射率测量系统,测量了915nm激光辐照下45#钢对3.8μm探针光的反射率的变化。根据红外热像仪记录的灰度变化和辐射系数的变化,确定了探针光辐照区的温度变化,与后表面中心处热电偶的测温曲线基本相符。结果表明,加热过程中,温度低于350℃时,反射率随温度上升缓慢下降;温度大于350℃时,反射率快速下降;

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                                摘要

                                980 nm 掺镱光纤激光器因为其不仅可以泵浦掺铒、掺镱光纤实现高功率激光输出,而且其本身还可以通过晶体倍频得到490 nm 波段的蓝绿光,受到了人们的广泛关注并成为研究热点。从三种工作模式(连续光纤振荡器、脉冲光纤振荡器、光纤放大器)出发,对国内外相关研究成果进行综述,简单介绍其实验进展,并对980 nm 光纤激光器的发展进行展望。

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