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摘要

吸收光栅是X射线相衬成像系统的关键器件,铋吸收光栅由于其制作成本低廉且适于在普通实验室开展制作而受到青睐。提出了一种针对铋光栅X射线相衬成像条纹对比度的定量计算方法,通过建立模型,数值计算了不同铋层厚度的吸收光栅所对应的叠栅条纹对比度,并比较了π和π/2相位光栅两种情形下的结果。结果显示,随着吸收光栅铋层厚度的增加,条纹对比度逐渐增加,当源光栅和分析光栅的铋层厚度分别达到150 μm和110 μm时,利用π相位光栅在40 kV管电压下其条纹对比度可达48%,60 kV管电压下其条纹对比度只能达到22%。而在两个吸收光栅铋层厚度相同的情况下,采用π/2相位光栅所得条纹对比度略优于π相位光栅的结果。对铋光栅X射线相衬成像条纹对比度的计算分析,可作为X射线相衬成像系统设计的参考依据,推动该成像技术走向实用化。

PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0434001
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064463

摘要

通过内置周期极化磷酸氧钛钾晶体的半整块谐振腔,采用铯原子D2线的抽运光实现了426 nm的蓝光倍频输出。实验采用了相对松散的聚焦,明显改善了基频光和倍频光吸收诱发的热效应。采用305 mW的模式匹配基频光,获得了117.2 mW的倍频蓝光,倍频过程中最高光-光转化效率达到42%;84.5 mW蓝光在约1 h内的功率起伏为0.48%。结果表明,所提方法可实现倍频光的稳定输出,在量子光学、光与物质相互作用等领域具有广阔的应用前景。

PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0414002
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025221

摘要

鬼成像中通常是采用相干光辐照散射屏获取赝热光源,但是在X光波段,赝热光源的入射光为部分相干光,其空间部分相干性会对成像质量产生较大影响。采用高斯谢尔模型,理论分析了入射光的部分相干性对赝热X光二阶关联函数的影响,同时给出了基于统计光学的模拟结果,与理论结果吻合,均表明X光空间相干性会影响鬼成像的可见度和分辨率。在空间相干性有限的情况下,通过在散射屏前置尺寸与X光横向相干尺寸相当的针孔可以抑制部分相干性的影响,提高X光傅里叶变换鬼成像的可见度,将有利于实现X光傅里叶变换鬼成像技术的广泛应用。

PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0411001
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030289

摘要

以失配角为例,与相同尺寸的单点探测器比较,理论结合数值计算分析了空间相位畸变对非成像阵列探测器的影响。结果表明,阵列中各单元信号的附加相位将严重影响这种探测方式的性能。因此,就空间相位畸变而言,简单的线性叠加方式不足以克服其影响。根据分析结果指出,若能通过一定方法消除阵列中各单元输出信号的附加相位,即使在空间畸变很严重的情况下,非成像阵列探测器仍然可以大幅提高系统的信噪比。丰富了非成像阵列探测器在外差探测领域的研究,对其应用具有一定的指导意义。

PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0407001
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017228

摘要

提出了一种新型的采用多纵模激光器作为发射光源的大气气溶胶遥感高光谱分辨率激光雷达(HSRL)技术。该技术将视场展宽迈克耳孙干涉仪(FWMI)作为光谱鉴频器,并在设计FWMI时使其周期鉴频特性与多纵模激光器的模式间隔相匹配,因而每个纵模的回波信号可被FWMI鉴频器进行效果一致的精细光谱分离。详细阐明了所提出的多纵模HSRL的原理和实现方式,定量讨论了制约多纵模HSRL中FWMI鉴频性能的主要因素。在1064 nm波段采用计算机仿真验证了所提技术的性能。多纵模HSRL技术可避免目前HSRL对单纵模激光器的依赖,既能减小HSRL中激光器的成本、体积和重量,又可以大幅提升了HSRL激光系统的稳定性,对我国机载和星载HSRL的研制具有一定的借鉴意义。

PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0401001
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028277

摘要

偏振光学成像技术是一种新型的光学成像技术。通过对光波偏振特性的探测,可以获得其他成像技术难以获得的独特信息,有效地增加信息探测维度。近年来,偏振光学成像技术被证明了可应用于雾霾或其他散射介质中的去雾清晰成像中。随后,偏振光学成像去雾技术作为一个独立的研究分支发展起来,并取得了很多优秀的研究成果。主要介绍了偏振光学成像去雾技术的基本原理、实现途径与算法、国内外研究进展和发展现状。

PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0400001
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1207475

摘要

随机光纤激光器(RFL)作为主振荡功率光纤放大器(MOPFA)的种子源, 在放大过程中具有线宽保持特性, 在高功率窄谱光纤激光及光谱组束领域有广阔的应用前景。中国工程物理研究院应用电子学研究所实现了2 kW窄光谱随机光纤激光放大输出。

    PDF全文中国激光 | 2017,44(04):0415003
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    052206

    摘要

    全光纤激光振荡器具有结构简单、稳定性好、成本低廉等优点, 是目前光纤激光器工业市场中使用较多的一类激光器。2014年, 芬兰CoreLase公司推出了输出功率为2 kW的全光纤激光振荡器; 同年, 美国相干公司基于空间结构实现了输出功率为3 kW的全光纤激光振荡器; 2015年和2016年, 国防科技大学基于单端和双端抽运方案分别实现了输出功率为2 kW和2.5 kW的全光纤激光振荡器。由于受热效应、非线性效应和模式不稳定效应的限制, 基于振荡器结构的全光纤激光器的输出功率都不大于3 kW。2016年7月, 国防科技大学实现了输出功率为2.5 kW的全光纤激光振荡器, 其输出光谱的受激拉曼散射(SRS)光谱较强, 约为20 dB。

      PDF全文中国激光 | 2017,44(04):0415001
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      063271

      摘要

      搭建了一套光纤相位噪声抑制系统。通过环外自拍频, 得到噪声本底的秒级频率稳定度为6.8×10-18, 2000 s平均时间后达到2.3×10-19。利用该系统可实现窄线宽激光频率在1.6 km实际光纤链路中的传输, 传输后环外自拍频信号的秒级频率稳定度可达1.2×10-17。基于连接两个实验室的808 m实际光纤链路, 将此系统应用于1.5 μm超稳激光的比对, 通过拍频测量得到激光线宽为(0.54±0.15) Hz, 秒级频率稳定度为1.2×10-15。

      PDF全文中国激光 | 2017,44(04):0404001
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      057246

      摘要

      报道了一种新型小体积的半导体激光端面抽运国产Dy∶YAG单晶的黄光激光器。根据Dy∶YAG激光晶体的特殊能级结构, 采用半导体激光抽运, 利用4F9/2→6H13/2的能级跃迁, 室温下直接获得582.7 nm的黄光激光。抽运源采用蓝光LD, 通过温控系统调节LD的工作温度, 优化中心波长至447.3 nm, 从而实现抽运光波长与Dy∶YAG晶体吸收谱线的较好匹配。在吸收抽运功率为1.4 W的条件下, 输出黄光激光的平均功率为56 mW, 最大单脉冲能量达到1.1 mJ, 对应的光光转化效率为4%, 斜率效率为5%。

      PDF全文中国激光 | 2017,44(04):0401004
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      035220

      摘要

      研究了轨道角动量(OAM)模式在柚子型微结构光纤(MOF)中的传输。光纤纤芯周围存在一层直径为3 μm的柚子型空气孔, 由于空气孔与光纤纤芯之间存在较大的折射率差, 传输的光被局限在纤芯中, 从而形成稳定的传输模式。通过有限元法对光纤中的矢量本征模式进行模拟, 得到了模式的有效折射率和模场分布。结果表明, MOF在630 nm波长附近可支持10个OAM模式传输, 各模式间的有效折射率差达到0.01以上,较大的有效折射率差可抑制光纤中各模式间的相互耦合, 从而提高OAM模式在光纤中的传输性能。实验中利用特殊设计的光学旋涡达曼光栅对在光纤中传输1 m的OAM1,1和OAM-1,1模式进行解调。

      PDF全文中国激光 | 2017,44(04):0406002
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      034241

      摘要

      液相脉冲激光烧蚀法(PLAL)具有绿色环保、适用范围广及可制备复合材料等优点, 受到学术界的广泛关注, 但是较低的制备效率限制了它进一步发展。将微流控技术与液相脉冲激光烧蚀法相结合, 在硅基微流控芯片中实现了快速高效制备晶格型(400~800 nm)和球型(100~300 nm)硅纳米结构。通过扫描电子显微镜和光谱仪对其形貌结构及分布情况进行了测试表征, 获得了微流控流速、激光烧蚀功率与纳米粒子制备效率之间的关系。该方法将液相脉冲激光烧蚀法的最高制备效率提高了30%以上, 达到87.5 mg/min, 为将来液相脉冲激光烧蚀法工业化生产提供一种新的技术路线。

      PDF全文中国激光 | 2017,44(04):0402006
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      013175

      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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      0117619

      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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      071644

      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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      0226716

      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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      051588

      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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      038419

      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
      分享:
      156457

      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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      065323

      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
      分享:
      079312

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      摘要

      We investigate the principles of optical phase remodulation and demonstrate its application in a future-proof 10 Gb/s/channel wavelength-division-multiplexed (WDM) passive optical network to realize a colorless optical network unit and bidirectional transmission over a single fiber. The modulation depth of downstream differential phase-shift keying is properly reduced to facilitate phase remodulation and Rayleigh noise mitigation. For both downstream and upstream 10 Gb/s signals, error-free transmission via a 20 km single-mode fiber is demonstrated without dispersion compensation operation.<录用日期>2017-03-24<上网时间>2017-04-19

        PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(06):060604
        分享:
        040121

        摘要

        We demonstrate the generation of mode-locked pulses in an erbium-doped fiber laser (EDFL) by using a new manganese-doped cadmium selenide quantum-dots-based saturable absorber. The laser produces a soliton pulse train operating at 1561.1 nm with a repetition rate of 1 MHz, as the pump power is varied from 113 to 250 mW. At the maximum pump power, we obtain the pulse duration of 459 ns with a signal-to-noise ratio of 50 dB.<录用日期>2017-03-30<上网时间>2017-04-20

          PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(07):071405
          分享:
          030123

          摘要

          Far-field blooming, a serious far-field dependence on driving current, affects the stability of beam quality and applications of broad-area (BA) diode lasers. In this Letter, the lateral ridge waveguide (LRW) is introduced to BA lasers by a simple and cost-effective approach to control the far-field stability and beam divergence. The influences of LRW length on output power, near- and far-field, are investigated and it is found that the optimized LRW length is able to improve both the far-field blooming and output power. The mechanism behind this is analyzed and a 0.13°/A dependence of lateral divergence angle on the injection current is achieved.<录用日期>2017-04-07<上网时间>2017-04-20

            PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(07):071404
            分享:
            024108

            摘要

            A fused silica glass micro-channel can be formed by chemical etching after femtosecond laser irradiation, and the successful etching probability is only 48%. In order to improve the micro-channel fabrication success probability, the method of processing a high-temperature lattice by a femtosecond laser pulse train is provided. With the same pulse energy and scanning speed, the success probability can be increased to 98% by optimizing pulse delay. The enhancement is mainly caused by the nanostructure, which changes from a periodic slabs structure to some intensive and loose pore structures. In this Letter, the optimum pulse energy distribution ratio to the etching is also investigated.<录用日期>2017-03-30<上网时间>2017-04-20

              PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(07):071403
              分享:
              022122

              摘要

              Accurate and precise wavelength controlling of narrowband excimer lasers is essential for the lithography of an integrated circuit. High-precision wavelength tuning and calibration of a line-narrowed ArF laser are presented in this work. The laser spectrum is narrowed to a sub-picometer with a line narrowing system. Absolute wavelength calibration of the line-narrowed laser is performed based on the optogalvanic (OG) effect using iron hollow cathode discharge (HCD). An sccuracy of better than 0.1 pm for wavelength tuning and calibration is achieved with our homemade wavemeter.<录用日期>2017-03-30<上网时间>2017-04-20

                PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(07):071402
                分享:
                032116

                摘要

                We demonstrate a continuous-wave (CW) dual-wavelength Nd:YVO4 laser working at 1064 and 1066 nm simultaneously. The method of Nd:YVO4 crystal angle tuning is used to balance the ratio of the stimulated emission cross sections of the two wavelengths, leading to the realization of a simultaneous dual-wavelength operation from only one laser. The experimental results show that at a 2.85 W pump power, the maximum output powers at wavelengths of 1064 and 1066 nm are 0.55 and 0.54 W, respectively. The linear resonate cavity is as short as 10 mm, which gives the laser the advantages of a miniature configuration and low threshold. Such a dual-wavelength laser can be very attractive for the development of compact THz sources based on difference frequency generation.<录用日期>2017-03-24<上网时间>2017-04-10

                  PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(07):071401
                  分享:
                  04887

                  摘要

                  We experimentally observe that Si micro-ring modulator (MRM) modulation characteristics are strongly influenced by the modulation data rate and the data pattern and determine this influence is due to the temperature increase caused by dynamic power dissipation within the Si MRM device. We also quantitatively determine the amount of Si MRM resonance wavelength shift due to different modulation data rates, data patterns, and modulation voltages. Our results should be of great help for achieving reliable and optimal modulation characteristics for Si MRMs.<录用日期>2017-03-24<上网时间>2017-04-20

                    PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(07):071301
                    分享:
                    0733

                    摘要

                    Lanthanide-doped polymers are very attractive, since they can be used for luminescent optical fiber fabrications. This Letter presents the terbium-ions-doped poly(methyl methacrylate) fiber fabrication and spectroscopic characterization. The measured excited state (D45) lifetime of 0.741 ms confirms that a used organometallic can be used to obtain an intense luminescence in a polymeric fiber. The luminescence spectrum shape modification versus the fiber length is also investigated.<录用日期>2017-03-24<上网时间>2017-04-19

                      PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(07):070602
                      分享:
                      0724

                      摘要

                      S变换具有时频分析能力和多分辨率特点,可以看作是窗口傅里叶变换和小波变换的扩展。S变换不仅克服了傅里叶变换缺乏局部分析能力的不足,其变换系数又与待分析图像的傅里叶谱之间存在紧密联系,近年来被应用于条纹分析中。根据S变换系数的特点,深入研究了基于二维S变换的“脊”(2DSTR)分析方法和二维S变换“滤波”(2DSTF)分析方法,并对两种方法进行了详细对比。计算机模拟和实验验证了理论分析结果,研究结果为二维S变换用于三维面形测量提供了指导。

                      分享:
                      04169

                      摘要

                      为了满足飞秒变像管扫描相机对偏转器的特殊要求,设计了一种应用于高速扫描相机的行波偏转器。根据Finch的行波偏转器设计理论,简化设计流程并利用HFSS软件建立偏转器模型,模拟并求解了行波偏转器的高频信号传播特性和通频带宽,通过电磁波相速度与电子束飞行速度的匹配确定了行波偏转器基本结构参数,并优化设计了一种适合应用于具有10 kV电子能量高速扫描相机的行波偏转器。所设计行波偏转器长度为44 mm,板间距为4 mm,通频带宽为4 GHz,偏转灵敏度为119.8 mm/kV。结合现有的高速扫描相机对此行波偏转器进行了测试实验,测试结果表明,设计结果准确可靠,设计方法得当。该研究为变像管扫描相机的行波偏转器设计提供了有效途径,缩短了高时间分辨扫描相机的研发周期。

                      分享:
                      09156

                      摘要

                      采用YLS-10000光纤激光器和ERNiMo-8焊丝,对液化天然气船液罐用9Ni钢进行了超窄间隙激光焊接,研究了接头组织和性能。结果表明,优化焊接参数可以得到侧壁熔合良好的超窄间隙接头。焊缝组织主要为奥氏体,两侧结晶形态为柱状晶,中心为等轴晶。热影响区分为明显的粗晶区和细晶区,组织均为马氏体和少量残余奥氏体,硬度均值约为340 HV,远高于母材均值(230 HV)和焊缝均值(200 HV)。拉伸试样均断于焊缝,接头抗拉强度略低于母材的。随着与焊缝中心距离的增大,接头的低温冲击功增大,且均值都在70 J以上。断口形貌均为细小的韧窝,接头为韧性断裂。

                      分享:
                      02224

                      摘要

                      宽带准相位匹配(QPM)在多波长和超短脉冲倍频等领域有着广泛应用。分析了铌酸锂晶体的准相位匹配和群速度匹配条件,利用遗传算法,对非周期极化铌酸锂(APPLN)晶体的结构进行优化设计,并提出了一种通过适当调整基波的位置和数量来优化非周期极化铌酸锂晶体倍频带宽的设计方法。研究表明,对于0型(e+e→e)准相位匹配,在群速度匹配点附近,周期极化铌酸锂(PPLN)晶体倍频带宽为167 nm,而非周期极化铌酸锂晶体最大倍频带宽可达440 nm,带宽增加了273 nm;I型(o+o→e)准相位匹配下,周期极化铌酸锂晶体在群速度匹配点附近的倍频带宽为59 nm,而非周期极化铌酸锂晶体最大倍频带宽可达153 nm,带宽增加了94 nm。

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                      017179

                      摘要

                      针对微纳光纤布拉格光栅(MNFBG)在应用中存在的温度依赖问题,数值模拟了被不同折射率液体包围的MNFBG的反射波长与温度的关系,并且制作了可更换封装液体的MNFBG用于实验研究。通过使用蒸馏水和不同折射率的匹配液封装MNFBG,得到了MNFBG反射光谱及其中心波长随封装液体温度的变化规律。研究发现,在相同的温度变化过程中,不同性质的封装液体会影响MNFBG反射光谱的形状和移动方向,改变了普通光纤布拉格光栅(FBG)在温度升高过程中反射光谱形状几乎不变但其中心波长线性红移的特性。封装液体的折射率和热光系数越大,MNFBG反射波长随温度的变化越趋于非线性。换用折射率和热光系数分别为1.456和4×10-4 ℃-1的匹配液体后, MNFBG反射波长的温度灵敏度为-50.3 pm/℃。MNFBG特性与环境液体、温度和FBG的尺寸有关,通过有效控制相关因素可以实现FBG在更多领域的功能化应用。

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                      01190

                      摘要

                      为了揭示激光切割碳纤维复合材料(CFRP)时材料对激光能量的吸收和传递机理,分别建立了激光同向切割单丝排列CFRP的三维有限元模型、丝-束直径比例三维模型和纤维-树脂两相三维模型。模拟结果表明,随着丝-束直径比例的减小,切缝宽度从229.45 μm降至95.60 μm,热影响区(HAZ)宽度从172.08 μm降至156.79 μm。试验与模拟结果基本一致,切缝宽度和HAZ宽度的误差分别为5.97%和1.13%。

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                      00125

                      摘要

                      变形反射镜作为超分辨成像系统中的光瞳滤波器,可以灵活快速地调制光场相位的性能。采用遗传算法设计具有不同超分辨参数的光瞳相位结构,通过修改自适应光学系统闭环参考矩阵实现对光瞳滤波器相位的闭环拟合。在此基础上,实验对比了不同光瞳滤波情形下的超分辨成像效果。结果表明,变形反射镜可以很好地拟合设计的光瞳滤波器相位,超分辨成像参数与理论设计值基本吻合。由于变形反射镜采用反射式并通过控制镜面面形进行超分辨光瞳相位拟合,在使用时对入射光无偏振态要求,有利于该方法的实际应用。

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                      01162

                      摘要

                      所有的光电探测器在受到激光辐照时都可能被损坏,对探测器的性能产生不利的影响。为了研究脉冲串激光辐照对光电二极管造成的损伤,建立了脉冲串激光辐照光电二极管的二维轴对称模型及热源模型,采用有限元软件COMSOL Multiphysics模拟了1064 nm毫秒级脉冲串激光辐照光电二极管的温度场分布。研究结果表明脉冲个数N为1,3,5,10,30的脉冲激光辐照下,达到光电二极管的熔融损伤阈值所需的脉冲能量密度范围为19.1~76.4 J/cm2。研究结果对毫秒级脉冲串激光在激光加工以及激光防护的应用方面具有指导意义。

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                      00124

                      摘要

                      报道了LD侧面抽运Nd∶YVO4 532 nm准连续绿光激光器。为了获得高功率的532 nm绿光输出,通过采用声光调Q技术和LD侧面抽运Nd∶YVO4技术来获得高功率线偏振的1064 nm激光输出。采用Ⅰ类相位匹配三硼酸锂(LBO)晶体腔内倍频,实现高功率532 nm激光输出。在电源输出电流为30 A、声光调Q的调制频率为20 kHz的工作条件下,获得平均输出功率为33 W的线偏振1064 nm基频光,通过LBO晶体倍频获得平均输出功率为23.5 W的532 nm绿光。1064 nm基频光到532 nm绿光的光-光转换效率达71.2%,脉冲宽度为44.3 ns,偏振比为254∶1。

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                      03106

                      摘要

                      采用885 nm激光二极管(LD)作为抽运源,Cr,Nd∶YAG双掺晶体和抗灰迹KTP(GTR-KTP)分别作为工作物质和倍频晶体,在室温下实现了直接端面抽运Cr,Nd∶YAG/GTR-KTP腔内倍频自调Q稳定脉冲绿光激光高效输出。当吸收抽运光功率为1.65 W时,获得了200 mW自调Q脉冲绿光激光输出,相应的光-光转换效率为12.1%。当吸收抽运光功率大于1.15 W时,获得了脉冲能量大于8 μJ、脉冲宽度为8.8 ns、峰值功率超过1 kW的自调Q脉冲绿光激光输出。利用速率方程从理论上分析了不同Nd3+离子掺杂浓度对Cr,Nd∶YAG/GTR-KTP腔内倍频自调Q激光器输出倍频功率的影响,获得了实现高效绿光输出的优化掺杂浓度。相比于其他885 nm LD抽运腔内倍频产生绿光激光的方法,直接抽运Cr,Nd∶YAG/GTR-KTP腔内倍频自调Q激光器可作为理想的激光源并有效压缩脉冲宽度,是一种实现高效、短脉冲小型化绿光激光器的新方法。

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                      014289

                      摘要

                      为了解决在用(0-1)掩膜和最小二乘迭代法处理局部高密度残差点包裹相位解包时,由于真实相位丢失、误差传递和过度平滑作用引起的相位解包精度低的问题,提出一种新的解包方法。采用(2k+1)×(2k+1)维亚像素离散高斯卷积核对高密度残差点区域进行掩膜处理,有效保留该区域真实相位信息。再利用调节度-最大相位梯度质量图定义四向最小二乘迭代法的权值,改善最小二乘迭代法的过度平滑作用,抑制误差在残差点区域的传递,有效提高该区域解包的精确性。实验结果表明,该方法能很好地解决局部存在高密度残差点的解包裹问题,快速有效地还原高密度残差点区域的原始相位。与传统最小二乘迭代法相比,在相同的迭代次数下,该方法高密度残差点区域的平均误差仅为最小二乘迭代法的10%,更适合于高密度残差点较为集中的包裹相位精确解包。

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                      0577

                      摘要

                      为实现激光非垂直切割高分子材料,建立了激光非垂直切割模型。通过求解阈值能量方程,得到切缝宽度和热影响区(HAZ)宽度随激光线能量、入射角和离焦量的变化规律。在CO2连续激光切割系统上,采用正交试验法,针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜材料进行切割试验,发现入射角在-57.3°~57.3°范围内、离焦量在-15~15 mm范围内时,切缝宽度和HAZ宽度变化平缓,切割质量良好。结果表明,模型能够很好地预测激光非垂直切割高分子材料时的切缝宽度和HAZ宽度,为激光切割复杂曲面膜片提供了参数指导。

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                      00110

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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
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                      0658969

                      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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                      0446668

                      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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                      0394690

                      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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                      0390597

                      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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                      0380534

                      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:
                      1334572

                      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:
                      0313478

                      摘要

                      We report the recent progress of our pulsed optically pumped (POP) vapor cell rubidium clock with dispersive detection. A new compact physics package is made. A rubidium cell with a high precision buffer gases mixing ratio is obtained, and the temperature controlling system is renovated to reduce fractional frequency sensitivity to temperature variation. The resolution of the servo control voltage is also optimized. With these improvements, a clock frequency stability of 3.53×10?13 at 1 s is obtained, and a fractional frequency stability of 4.91×10?15 is achieved at an average time of τ=2000 s.

                        PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(04):040201
                        分享:
                        0296362

                        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:
                        0226716

                        摘要

                        偏振光学成像技术是一种新型的光学成像技术。通过对光波偏振特性的探测,可以获得其他成像技术难以获得的独特信息,有效地增加信息探测维度。近年来,偏振光学成像技术被证明了可应用于雾霾或其他散射介质中的去雾清晰成像中。随后,偏振光学成像去雾技术作为一个独立的研究分支发展起来,并取得了很多优秀的研究成果。主要介绍了偏振光学成像去雾技术的基本原理、实现途径与算法、国内外研究进展和发展现状。

                        PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0400001
                        分享:
                        1207475

                        摘要

                        空间遥感相机的空间分辨率、时间分辨率以及光谱分辨率不断提高,相机的观测谱段也得到了拓展,实现了多谱段观测。针对多谱段观测需求,通过计算以及光学设计软件设计研究了可见光与红外一体化光学系统。可见光部分系统焦距为6000 mm,F数为11.8,波段为400~900 nm。红外部分系统焦距为1280 mm,F数为2.5,波段为3000~5000 nm,两个系统视场均为1.4°×0.6°。可见光波段系统与红外波段系统共用前四片反射镜,五镜为二向分色镜,将可见光反射至五镜上方的时间延迟积分CCD中,红外波段透过五镜至后方校正镜组。整个系统无色差,结构较为紧凑,可见光与红外部分成像质量均达到要求。

                        PDF全文光学学报 | 2016,36(05):0522002
                        分享:
                        0180833

                        摘要

                        The construction of a two-dimensional magneto–optical trap with hollow cooling and pushing (2D-HP MOT) is reported in detail, and a velocity-tunable cold atomic beam produced by this 2D-HP MOT is demonstrated. The magneto–optical trap system, which is constructed by a transparent quartz tube, is low in price, easy to fabricate and assemble, and convenient for atomic trapping and detection. The mean axial velocity of the cold atomic beam can be tuned from 4.5 to 8 m/s, while the atomic flux remains at a level of 1010 atoms/s. This cold atomic beam source can be applied in the areas of high-precision measurements based on cold atoms.

                          PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(04):040202
                          分享:
                          0161250

                          摘要

                          A fiber structure with a circularly polarizing property is proposed. The fiber consists of a round core and a triple-lobe stress region in the cladding, which is compatible with single-mode fibers, and it can be fabricated using conventional metal chemical vapor deposition processes. By coating a layer with a high-refractive index, the twist pitch required for resonant coupling is increased to hundreds of micrometers, and the mature pit-in-jacket drawing technique can be used. The polarization filtering properties of the fabricated circularly polarizing fibers are measured experimentally, showing high distinction ratios in a broad frequency region.

                            PDF全文Chinese Optics Letters | 2016,14(11):110606
                            分享:
                            0147325

                            摘要

                            A flow measurement system consisting of an optical fiber Fabry–Perot (F-P) sensor and an elbow tube is proposed and demonstrated to realize flow measurements and eliminate thermal disturbance. Two F-P sensors are symmetrically mounted on the inner-wall surface of the elbow of 90° in order to eliminate the effect of thermal disturbance to the flow measurement accuracy. Experimental results show that the absolute phase difference is the square root of the fluid flow. It is consistent with the theoretical analysis, which proves that the flow measurement method can measure flow and eliminate the influence of thermal disturbance simultaneously.

                              PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(04):040601
                              分享:
                              0145253

                              摘要

                              石墨烯因其独特的能带结构和卓越的电光特性,成为近年来的研究热点。石墨烯与光纤结合构成的石墨烯光纤是研究重点之一。论述了石墨烯结构及其基本特性。石墨烯是一种由单层碳原子以sp2杂化轨道紧密堆积成的二维蜂窝状晶格结构材料,具有独特的零带隙能带结构,在机械、电学、光学和热力学等方面具有优异的特性。介绍了国内外石墨烯光纤器件的研究进展,及基于石墨烯光纤的激光器、调制器、表面等离子体共振传感器和偏振器的工作原理及器件特性,分析了石墨烯光纤存在的问题及发展趋势。

                              分享:
                              0120382

                              摘要

                              A high power continuous-wave single-frequency green fiber laser by second-harmonic generation of a Yb-doped fiber amplifier (YDFA) is developed. A linearly polarized single-mode fiber amplifier produces a 60 W infrared laser at 1064 nm with a 103 W incident diode pump laser at 976 nm, corresponding to an optical conversion efficiency of 58%. An external bow-tie enhancement cavity incorporating a noncritically phase-matched lithium triborate crystal is employed for second-harmonic generation. A 33.2 W laser at 532 nm is obtained with a 45 W incident 1064 nm fundamental laser, corresponding to a conversion efficiency of 74%.

                                PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(04):041402
                                分享:
                                0100181

                                摘要

                                目前光学遥感器向着大口径、宽视场的趋势发展, 随着遥感器口径和视场的不断增大, 需要与之对应的定标设备来满足其全口径全视场的定标要求。为此, 研制了一套超大口径(3.2 m)均匀光源系统。首先基于积分球理论和黑体普朗克理论设计出口光谱辐射亮度, 并利用LightTools软件对出口均匀性和朗伯特性进行内置光源分布仿真设计。然后针对超大口径均匀光源辐射性能测试存在的问题, 研制了一套基于阵列探测器的辐射性能测试装置, 并应用校正算法进行一致性校正。最后利用新研制的设备对超大口径均匀光源进行测试实验, 并对测试不确定度进行分析。结果显示:0.8 m口径光源的光谱辐射亮度大于600 W·m-2·sr-1, 3.2 m口径光源的均匀性优于98.362%, 中心点±45°范围内朗伯特性优于98.810%, 数据表明新研制的超大口径均匀光源满足设计要求。

                                PDF全文中国激光 | 2017,44(04):0410003
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                                097139

                                摘要

                                为提高惯性约束聚变系统中聚焦光斑的能量集中度,分析了在应用过程中影响连续相位板性能的主要误差来源,并建立了相应的数学模型。通过分析得出存在误差时远场焦斑的能量集中度和均方根值,且口径误差、对准误差、振幅畸变误差对连续相位板的聚焦性能影响很小,波前畸变影响能量集中度的权重最大。进一步分析可知:当畸变波前相关长度与连续相位板的最小空间周期(10 mm左右)相当时,畸变波前极大地影响激光的聚焦性能,提高惯性约束聚变系统中畸变波前的相关长度是提高聚焦光斑的能量集中度的有效方法。

                                PDF全文强激光与粒子束 | 2012,24(07):1741-1744
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                                0821927

                                摘要

                                吸收光栅是X射线相衬成像系统的关键器件,铋吸收光栅由于其制作成本低廉且适于在普通实验室开展制作而受到青睐。提出了一种针对铋光栅X射线相衬成像条纹对比度的定量计算方法,通过建立模型,数值计算了不同铋层厚度的吸收光栅所对应的叠栅条纹对比度,并比较了π和π/2相位光栅两种情形下的结果。结果显示,随着吸收光栅铋层厚度的增加,条纹对比度逐渐增加,当源光栅和分析光栅的铋层厚度分别达到150 μm和110 μm时,利用π相位光栅在40 kV管电压下其条纹对比度可达48%,60 kV管电压下其条纹对比度只能达到22%。而在两个吸收光栅铋层厚度相同的情况下,采用π/2相位光栅所得条纹对比度略优于π相位光栅的结果。对铋光栅X射线相衬成像条纹对比度的计算分析,可作为X射线相衬成像系统设计的参考依据,推动该成像技术走向实用化。

                                PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0434001
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                                064463

                                摘要

                                We investigate the principles of optical phase remodulation and demonstrate its application in a future-proof 10 Gb/s/channel wavelength-division-multiplexed (WDM) passive optical network to realize a colorless optical network unit and bidirectional transmission over a single fiber. The modulation depth of downstream differential phase-shift keying is properly reduced to facilitate phase remodulation and Rayleigh noise mitigation. For both downstream and upstream 10 Gb/s signals, error-free transmission via a 20 km single-mode fiber is demonstrated without dispersion compensation operation.<录用日期>2017-03-24<上网时间>2017-04-19

                                  PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(06):060604
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                                  040121

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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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                                  034816962

                                  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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                                  1232629756

                                  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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                                  0855465

                                  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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                                  0022486

                                  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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                                  0148417911

                                  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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                                  019720817

                                  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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                                  035617231

                                  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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                                  0132921373

                                  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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                                  083425824

                                  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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                                  023825736

                                  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
                                  分享:
                                  06717405

                                  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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                                  0024588

                                  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:
                                  012017150

                                  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:
                                  01169296

                                  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
                                  分享:
                                  0746421

                                  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:
                                  006827

                                  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:
                                  01585535

                                  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:
                                  0117325497

                                  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
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                                  0615403

                                  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
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                                  0775916

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                                  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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                                  0226716

                                  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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                                  0446668

                                  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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                                  071644

                                  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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                                  0117619

                                  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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                                  051588

                                  摘要

                                  光场成像可以获取场景的三维信息。通过在主透镜和图像传感器之间插入一个微透镜阵列, 不仅可以记录光线的辐射度, 还记录了光线入射的方向。提出了使用梯度折射率液晶微透镜阵列进行光场成像的方法。该阵列基于向列相液晶材料, 利用其各向异性和双折射的特点, 通过紫外光刻技术和湿法刻蚀技术制作, 具有圆孔阵列图案。在该阵列的上下电极之间加载一个交流电压信号后, 每个微透镜可以有效会聚入射光, 搭建了测试系统来测试该阵列的聚焦特性和焦距。将该阵列与一个主透镜和一片图像传感器耦合得到一个光场成像相机, 并使用该相机采集了图像。

                                  PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(02):0220002
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                                  05562

                                  摘要

                                  星敏感器在动态跟踪模式下, 移位星像的信噪比衰减, 弱星难以提取, 当探测星数降为2颗时, 定姿误差加大。鉴于对齐灰度叠加不能显著提高动态星像的信噪比, 故提出一种帧间窗口移位灰度叠加法。通过对备选弱星窗口灰度数据进行流水缓存并移位叠加, 增强弱星灰度及信噪比, 使其满足探测阈值条件, 确保星敏感器视场中始终保持不少于3颗星。仿真结果表明: 4帧灰度叠加后弱星信噪比较单帧星图提高了1倍多, 增加一颗观测星后定姿精度更高。

                                  PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(02):0226001
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                                  00551

                                  摘要

                                  基于中波制冷320×256红外焦平面探测器, 设计了以FPGA为处理核心, 集SDRAM存储器及其他功能模块电路为一体, 适用于时间分割型偏振成像系统的高速成像处理模块。处理模块主要由前端与探测器相连的驱动板、以FPGA为核心的处理板和系统电源板等组成, 实现了盲元补偿、非均匀性校正、平台直方图均衡、线性映射等算法和校正参数的在线计算, 具有内外同步可切换、积分时间连续可调的功能, 能够输出分辨率为320×256像素、帧速为200 fps的高质量红外图像, 满足偏振成像系统对运动目标的实时探测要求。采用旋转偏振片的方法对带凹槽塑料水杯开展偏振成像实验, 提取出有效的Stokes参量图像, 观察到显著的偏振特性。该处理模块可广泛用于空间目标探测、地雷探测、海上搜救及伪装目标的探测等领域。

                                  PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(02):0204002
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                                  01542

                                  摘要

                                  滚仰式红外光学系统由物镜前组、折转镜组和成像后组组成, 其平台内框架俯仰范围可达到±90°, 外框架可以实现360°滚转, 使光学系统观察视场覆盖整个前半球。光学系统实现了100%冷光阑效率。为适应较大的工作环境温度变化, 对光学系统开展了被动无热化设计, 给出了被动无热化实现的计算公式, 并利用“虚拟色差”技术, 快速确定了满足无热化条件的光学系统最优初始解。针对制冷型红外光学系统的“冷反射”效应, 给出了冷反射诱导温差(NITD)的计算公式, 并对敏感表面进行了优化控制。设计结果表明, 光学系统焦距为58 mm, 视场大小为4.0°, F数为2.0, 在-50~60℃工作温度范围内系统MTF值接近衍射极限, 并对“冷反射”效应具有较好的抑制能力。经样机测试, 光学系统成像清晰稳定, 性能良好, 满足设计及使用要求。

                                  PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(02):0204005
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                                  00542

                                  摘要

                                  为了提高痕量气体检测的稳定性并扩大动态范围, 引入对数变换方法和差分检测电路, 对常规波长调制光谱技术进行了改良。在使用锁相放大器提取与气体吸收相关的谐波信号之前, 由自制的接收器完成对数变换和差分检测功能。通过对数变换, 使激光强度调制与气体吸收引起的光功率衰减量实现了分离, 再利用差分检测消除前者。受益于此双管齐下的策略, 理论上可以捕捉吸收光谱的任意阶谐波分量, 并且免受剩余幅度调制和谐波畸变的影响。为了验证理论, 对NH3的P(6)吸收谱线的二次谐波进行了采集。在296 K的环境温度、1.01×105 Pa的总压力和24.5 cm的有效光程下, 假设信噪比降低为1时推导得到的理论检测下限为0.7 ppm (1 ppm = 10-6)。以上结果表明该方案是痕量气体检测应用的一种理想选择。

                                  PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(02):0223001
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                                  01536

                                  摘要

                                  萨格纳克干涉仪中传播的两束光具有相同的光程, 因而适合用于高稳定的合束系统, 螺旋相位片作为无源、分离器件具有螺旋光束转化效率高、工作环境适用条件低等优点。研究将萨格纳克干涉仪和螺旋相位片结合起来生成矢量光束的方法具有重要的研究意义。通过分析光束的轨道角动量态和偏振态在萨格纳克干涉仪中的演化规律, 优化设计出了等腰直角三角形的合束光路结构。合束装置可以不使用1/2波片进行光束偏振态调制, 因此光路结构更紧凑和稳定。通过旋转检偏器方法测量了生成矢量光束的阶数。实验结果证实了合束方法的高稳定性和高效率。

                                  PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(02):0217001
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                                  00534

                                  摘要

                                  利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和热像仪对常规液体火箭发动机尾焰流场红外光谱和图像进行了测量研究。红外光谱检测出了尾焰流场中的主要燃烧产物H2O、CO2以及微量燃烧产物NO、N2O。红外图像捕捉到了尾焰流场结构, 建立了图像特征与燃烧状态之间的关系。研究结果表明: 红外光谱仪和红外热像仪可对尾焰特征燃烧产物、流场结构进行精确测量, 红外技术的应用为发动机工作状态监测提供一种新的分析手段。

                                  PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(02):0204003
                                  分享:
                                  01534

                                  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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                                  0380534

                                  摘要

                                  目前现有的PM2.5模式预报值偏离实况观测值较大。针对上述问题, 从上海浦东气象局获得2012年11月~2013年11月的PM2.5实况观测浓度、PM2.5模式预报(WRF-CHEM)浓度和主要气象影响因子的模式预报数据资料, 在PM2.5模式预报数据的基础上, 加入另外5个主要气象影响因子的模式预报数据, 应用支持向量机(SVM)建立动态预报模型, 提高PM2.5未来一小时浓度预报的精度, 并且与径向基神经网络(RBFNN)、多元线性回归法(MLR)、WRF-CHEM作对比。实验结果表明: 该算法较大提高了PM2.5未来一小时浓度预报的精度, 预报精度优于RBFNN、MLR和WRF-CHEM, 并且对PM2.5浓度变化剧烈的情况具有较好地预报能力。

                                  PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(02):0226002
                                  分享:
                                  00529

                                  摘要

                                  针对传统的通过功率信息测量所得受激布里渊散射阈值偏高的问题, 提出了一种利用布里渊散射谱宽确定光纤受激布里渊散射阈值的新方法。分析了本地外差检测的原理及布里渊散射谱宽与入纤光功率的关系; 设计了基于本地外差检测的布里渊散射谱测量系统, 在常温下对不同长度标准单模光纤的受激布里渊散射阈值进行了测量。实验结果表明: 当光纤长度分别为48.8 km和9.5 km时, 根据功率信息获得的受激布里渊散射阈值对应的布里渊散射谱宽均接近恒定值10 MHz, 此时已发生严重的泵浦耗尽效应。利用布里渊散射谱表现出的低入纤功率时谱宽的线性下降特性和高入纤功率时谱宽的功率无关特性确定的两种光纤长度下的受激布里渊散射阈值分别为1.12 mW和3.8 mW, 对应的布里渊散射谱宽分别为24.86 MHz和23 MHz, 其值近似等于布里渊自然线宽。文中的研究结果对布里渊光时域反射系统最大入纤光功率的确定具有重要的参考价值。

                                  PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(02):0222001
                                  分享:
                                  02527

                                  摘要

                                  以掺杂光子晶体光纤为介质的光纤激光器一直受到科研工作者的广泛关注, 应用于光子晶体光纤纤芯的掺稀土元素玻璃的制备成为研制掺杂光子晶体光纤的关键问题。利用高温熔融工艺制备掺铒镉铝重金属硅酸盐玻璃样品, 测试了其吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命。采用Judd-Ofelt理论, 计算了样品的强度参数?赘t (t=2,4,6)以及铒离子的理论和实验振子强度、自发辐射几率、荧光分支比和荧光辐射寿命等参数, 利用测得的荧光光谱计算了铒离子能级4I13/2→4I15/2的受激发射截面及荧光半高宽。结果表明: 掺铒镉铝重金属硅酸盐玻璃具有较大的受激发射截面和比较宽的荧光半高宽, 量子效率较高, 达92.6%, 与相关文献中的铒掺杂玻璃相比, 具有良好的激光激发性能, 有望在研制掺杂光子晶体光纤中得到应用。

                                  PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(02):0220001
                                  分享:
                                  00527

                                  摘要

                                  为了实现对快速运动目标高精度跟踪, 对光电跟踪系统中的自抗扰控制技术进行了研究。根据速度闭环传递函数, 利用三阶非线性扩张观测器估计系统状态变量, 实现对不确定性因素的补偿, 通过改变位置环被控对象传递函数提高系统的跟踪精度。对系统进行仿真与实验研究, 分析自抗扰控制对光电跟踪系统动态和稳态性能的影响, 与PI控制相对比, 结果表明: 对于高速运动目标, 利用自抗扰控制技术可以将系统的跟踪精度提高7倍左右; 对于低速运动目标, 由于摩擦和系统噪声的影响, 系统的跟踪精度仅提高了4倍左右。若在控制回路中引入相位超前环节, 可以将系统的超调量降低40%, 进一步改善了系统的动态性能, 该技术的实现对于高精度跟踪控制的研究具有重要的应用价值。

                                  PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(02):0217003
                                  分享:
                                  02517

                                  摘要

                                  基于描述光束传播的菲涅耳-基尔霍夫衍射积分理论, 运用快速傅里叶变换算法仿真了非稳腔DF激光的三维近场、远场光强分布。仿真结果显示: 非稳腔的近场输出光斑形状为中心对称的空心圆环, 远场输出光斑为具有中心亮斑的多级衍射环; 大M数将导致近场光斑能量集中, 大的Neq值将引起远场发散角变大。运用该算法研究了腔镜倾斜对近场光强分布的影响: 腔镜倾斜使光束近场分布变差, 倾斜角越大, 光强的非对称分布越明显。开展了非链式DF激光器非稳腔实验研究, 实验得到的近场、远场光强分布及腔镜失调下的近场光斑变化情况与数值模拟结果一致, 实验测量的远场发散角为1.2 mrad。文中的仿真结果可为DF激光器腔镜失调诊断及调节提供依据。

                                  PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(02):0205004
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                                  01512

                                  摘要

                                  为了解决单光程纹影系统在高马赫数、低静压流场显示中灵敏度低的问题, 研制了国内首套最大口径为Φ900 mm的双光程纹影系统。与单光程纹影系统相比, 双光程纹影系统具有更高的灵敏度, 能提供更多的流场细节, 能拓宽纹影技术的应用范围。通过用LED四色光源代替常规的彩色刀口、增加补偿透镜、优化照相物镜和精细调节LED四色光源, 较好地消除了试验流场重影。通过增加入射光阑, 有效减弱了试验流场中出现的光源光斑。对单光程纹影流场图与双光程纹影流场图进行了比较。在马赫数Ma=10、试验总压为2.0 MPa、试验总温为1 100 K、攻角为0°~15°试验条件下, 通过双光程纹影系统, 获得了大钝头模型清晰的试验流场图像。最后分析了双光程纹影技术的优缺点及改进方向。

                                  PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(02):0211001
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                                  010511

                                  摘要

                                  30 m望远镜三镜是世界上最大的平面镜, 由于其复杂的功能, 又被称作大型科学可控反射镜(Giant Steering Science Mirror, GSSM)。为了更好地分析与抑制GSSM在实现光线中继功能时的抖动, 需要对抖动有精确的测量。由于GSSM抖动的要求特殊且严格, 在测量之前, 需要对抖动测量的误差进行仔细地分析与理解, 才可以更好地完成检测任务。首先, 文中针对使用编码器进行抖动测量的情况, 在不同的测量方案以及相对距离下, 通过蒙特卡洛方法可以得到由激光跟踪仪进行标定的误差: 俯仰轴线的定位误差, 在轴上测量的期望为1 μm, 小于轴外测量的3 μm; 方位轴线的定位误差在激光跟踪仪偏离两米的情况下为4.6 μm。之后对加速度计测量抖动的误差进行了考虑, 首先推导了使用功率谱方法的完备性条件; 之后使用累积功率谱对于333B32的标定结果进行处理, 得到当采样频率为2 048 Hz, 0.05 Hz以外的频段, 其精度为0.6 μm 。抖动的测量以及误差分析, 不仅是GSSM建设过程中十分重要的环节, 同时, 它可以为大口径望远镜建设提供宝贵的统计学先验知识, 并对于系统工程的发展是一种很好的推动。

                                  PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(02):0217002
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                                  王立军 (168)  张彬 (166)  张鹏 (160)  张磊 (158)  陈建国 (158)  王鹏 (157)  刘旭 (156)
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                                  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)
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                                  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

                                  傅里叶红外被动遥测光谱技术根据不同气体的吸收波段不同可以对大气里多种目标气体进行探测和定量分析。本文应用此技术对工业窑炉内燃烧过程中的气体的辐射信号遥测进行研究。根据工业现场条件,利用大气辐射原理建立被动辐射模型计算炉膛内高温气体透过率。针对光谱仪在工业现场采集中遇到的湍流噪声,研究了红外干涉信号--光谱转换的数据处理方法,与传统傅里叶变换光谱数据处理方法不同,采用ZPD为基准对齐

                                  PDF全文 光学学报 | 2017,37(08):080102
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                                  摘要

                                  本文研究结构紧凑、用于光栅分光成像光谱仪的双光楔消偏器。在介绍其工作原理的基础上,利用穆勒矩阵和斯托克斯矢量,建立消偏器结构参数与光学系统偏振敏感度的一般关系。借助数值分析,指出当两楔形晶体光轴夹角为90°时消偏器具有优的消偏性能,并且在该光轴取向下调整晶体厚度可进一步减小光学系统偏振敏感度。最后,以光栅成像光谱仪为例设计消偏器,给出其性能评价。

                                  PDF全文 光学学报 | 2017,37(08):082201
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                                  摘要

                                  双路四通道同时干涉成像光谱仪以视场光阑代替狭缝,无旋转和移动部件,通过消色差分光棱镜和Savart偏光镜将入射光分为四对相干光束,同时在探测器上获取四幅不同偏振信息的目标图像,进而反演出偏振光谱图像。通过对系统结构和原理分析得出不同偏振状态下的干涉强度表达式,四幅干涉图相加获取总强度的目标图像,对同一Savart偏光镜的干涉强度相减获得纯干涉条纹,把两纯干涉条纹进行加减运算可降低系统的背景

                                  PDF全文 光学学报 | 2017,37(08):081101
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                                  摘要

                                  为了使融合结果突出目标与发掘更多细节,提出了一种基于目标提取与引导滤波增强的红外与可见光图像融合方法。首先对红外图像依据2维Tsallis熵和基于图的视觉显著性(Graph-based Visual Saliency, GBVS)模型提取目标区域。然后对可见光与红外图像分别进行非下采样Shearlet变换(Non-subsampled Shearlet Transform, NSST),并对所得低频分量进行引导滤波增强。由增强后的红外图像和可见光图像低频分量基于目标提

                                  PDF全文 光学学报 | 2017,37(08):081001
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                                  摘要

                                  近年来,穿透散射介质的成像技术由于在生物医学成像和安防领域的巨大应用价值而受到广泛关注。迄今,虽然不同的技术被提出用以解决该问题,但是准确的实时成像依然是一个问题。本文提出了一种结合散斑照明,傅里叶全息成像和浴帘效应的快速穿透散射介质成像的方法。通过对单幅原始散斑图像进行一次傅里叶变换运算就可以恢复隐藏物体的信息,简单的图像处理过程使得系统具备实时成像的能力。本文在理论和实验上

                                  PDF全文 光学学报 | 2017,37(08):081102
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                                  摘要

                                  细菌多波长透射光谱包含有细菌结构、组分、浓度等信息,其特征信息的有效提取是实现细菌微生物快速识别与检测的基础。本文以水体常见大肠埃希氏菌(大肠杆菌)为研究对象,采用紫外-可见分光光度法获取其多波长透射光谱;基于Mie散射理论,在充分考虑水体大肠杆菌的散射和吸收特性基础上,构建了240-900nm波段范围内细菌微生物多波长透射光谱解析模型;基于该模型对250-750nm特征波段光谱的解析,获得了大肠杆

                                  PDF全文 光学学报 | 2017,37(08):083001
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                                  0 0 20

                                  摘要

                                  摘要 分步溅射ZnS、SnS、CuS三个二元硫化物靶制备铜锌锡硫(CZTS)薄膜,分别在400℃、450℃、500℃、550℃和600℃进行退火。研究退火温度对薄膜晶体结构、薄膜组份、表面形貌及光学特性的影响。结果表明:退火温度为400℃时,CZTS薄膜中含有Cu2S及SnS等多种二次相,随着退火温度升高,二次相的种类逐渐减少,当退火温度为550℃时,薄膜的表面平整致密,CZTS薄膜的二次相种类最少。当退火温度为600℃时,薄膜

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                                  摘要

                                  窄线宽掺铒光纤激光器具有线宽窄、噪声低等优点,在光纤通信、光纤传感、相干探测和合成等方面有广泛的应用。本文利用自行设计并制作的π相移光纤光栅和高反射率光纤布拉格光栅,搭建了环形腔掺铒光纤激光器,利用π相移光纤光栅的窄带滤波特性实现了1.5μm波段的窄线宽掺铒光纤激光输出。当980nm半导体激光泵浦功率为5W时,激光输出功率为1.006W,光-光转换效率大于20%,中心波长为1549.45nm,激光线宽为5.3

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                                  摘要

                                  利用飞行时间质谱技术得到了氟利昂F1110(C2Cl4)在400nm飞秒脉冲激光作用下的飞行时间质谱图,发现三种主要的碎片离子C2Cl4+,C2C3+和C2Cl2+。并利用密度泛函理论在B3LYP/6-311G++(d,p)的基组水平上进一步计算和分析了C2Cl4+在光解离过程中的解离通道的能量变化。得到C2Cl4+在光解离过程中需要吸收能量,说明C2Cl4+在大气层中比较稳定。与已有实验得到的C2Cl4在800nm的飞秒脉冲激光作用下的质谱图进行比较分析

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                                  摘要

                                  近年来,艾里光束由于其在传播过程中具有横向自加速的特性,因此受到广泛关注。而如何得到不同轨迹的艾里光束更是成为重要课题。本文提出一种简便方法,即在3/2相位分布上叠加倾斜相位,以产生主瓣向旁瓣方向弯曲的减速艾里光束;通过调节叠加相位的倾斜因子,得到不同轨迹的减速艾里光束。在圆对称形式下,叠加圆倾斜相位,以产生减速圆艾里光束。本文通过数值模拟探讨了减速圆艾里光束自聚焦,以及紧聚焦的

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                                  摘要

                                  为了改善现有光组件焊接质量不佳、焊接效率低等问题,提出一套系统的激光焊接工艺设计方法。运用ANSYS有限元分析软件对单纤双向光组件建立有限元简化仿真模型,采用间接焊接应力场的数值模拟方法,研究单光束激光焊接造成的最小偏移参数。进一步地,结合优化后的参数对304奥氏体不锈钢制成的单纤双向光组件进行激光焊接试验,并分析JHM-4GX-200D型激光焊接器在不同参数下焊后光功率损失变化情况。结果表明,单

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                                  摘要

                                  边缘检测是进行激光主动成像制导的关键一步,针对激光主动成像图像特点,提出一种分数阶微分与Sobel算子相结合的边缘检测算法。首先构造小波软阈值法与非局部均值滤波相结合的去噪算法对图像进行预处理;其次分析传统Sobel算子的不足,并利用分数阶微分对其进行改进,提出基于分数阶微分和Sobel算子的四方向边缘检测模型对图像进行梯度运算;最后运用最大类间差分法自适应选取阈值实现二值化完成边缘检测。实

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                                  摘要

                                  为了得到更好的画像石图像中裂缝区域的标定结果,本文提出了基于编辑距离的画像石裂缝标定算法。首先,将图像分为若干大小相等的小区域。其次,为了将裂缝区域与背景区域区分开,计算各个区域之间的编辑距离,生成裂缝掩码图像。之后,通过形态学中的膨胀运算进行掩码图中的空白区域填充。最后,通过为掩码图像设定阈值完成对裂缝区域的标定。实验结果表明,该算法可以对汉代画像石的裂缝区域进行精确标定。

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                                  摘要

                                  冻干制品灌装过程极易使西林瓶出现裂缝,以及塞子与瓶口装配不紧等都会在运输和储存过程中使空气进入西林瓶,使药品变质变性。本文基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术建立了西林瓶检漏测量系统,可实现对西林瓶密封性快速的无干扰检测。该系统通过分析参考光路与探测光路水蒸气组分浓度差值与参考光路水蒸气组分浓度值Cr的关系,选取在不同湿度环境下的检测阈值。本文首先对该系统的测量精度进行了验

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                                  摘要

                                  本文采用垂直拍摄法代替传统的侧面拍摄法测量液滴的接触角,研究“导电基片/绝缘膜层”表面的介质上电润湿特性。以垂直拍摄-测量直径法代替传统的侧面拍摄-提取轮廓-函数拟合求导法,避免了函数拟合,提高了测量效率。实验获得了与理论值一致的导电液滴接触角随电压变化的图形,从而验证了新方法的可行性。

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                                  摘要

                                  将移动窗口偏最小二乘(moving window partial least square, MWPLS)应用于脐橙中重金属镉(cadmium, Cd)含量的激光诱导击穿光谱(laser induced breakdown spectroscopy, LIBS)定量分析模型中,通过改变MWPLS窗口宽度并结合标准归一化处理(SNV)、一阶导数(FD)、二阶导数(SD)、中心化处理(Center)、多元散射校正(MSC)五种数据前处理方法优选与脐橙中Cd元素相关性高的光谱区间,并与传统PLS建模对比分析。模型评价

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                                  摘要

                                  为解决乳品成分浓度近红外光谱快速检测分析中光谱数据的预处理问题,本文提出一种基于直方图分层映射技术的近红外光谱主成分得分重置预处理方法。针对葡萄糖氯化钠水溶液三组份样品中的葡萄糖浓度、鲜牛奶样品中的乳糖浓度为定量检测目标,进行散射光谱主成分得分累计贡献率的分层分段规定化映射预处理,利用偏最小二乘(PLS)回归分析建模手段,对相应近红外光谱中糖浓度信息进行测试及分析。结果表明,经过

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                                  摘要

                                  摘要 基于光束非傍轴矢量光束传输理论,研究拉盖尔高斯涡旋光束传输远场特性, 运用角谱衍射公式,以及稳相法,经过积分运算,得到初始平面上为线偏振拉盖尔涡旋高斯光束经一段距离传输后,其矢量电场分布解析表示式,进而数值计算了初始为 方向偏振的拉盖尔高斯光束沿 轴传播中各方向电场分量,等相面空间分布结构。结果表明,经一段距离传输后,平行于传播方向的电场分量显现,强度呈双峰结构,其值远小于垂

                                  PDF全文 中国激光 | 2017,44(08):080501
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                                  摘要

                                  径向偏振光聚焦后可以产生很强的纵向电场,以此为出发点,首先依据基尔霍夫衍射理论,计算得到了径向偏振光经锥面镜会聚后所形成的横截面呈现零阶贝塞尔函数分布的纵向电场,分析了会聚区域光场的相干长度和横向宽度与入射光斑尺寸、锥面镜的锥顶角以及锥面镜出射端半径的关系。在此基础上,提出采用锥面镜+筒形反射镜的复合结构,通过设计合适的锥面镜和筒形镜参数,可以实现这种纵向电场的级联且周期性的分

                                  PDF全文 中国激光 | 2017,44(08):080105
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                                  摘要

                                  搭建了一台中等重复频率、高峰值功率的Nd:YAG激光器。激光器主要包括三部分:单纵模全光纤种子源、激光二极管抽运的Nd:YAG再生放大器和氙灯抽运的Nd:YAG功率放大器。系统获得了平均功率12 W、重复频率10 Hz、单脉冲能量1.2 J、脉冲宽度3 ns的激光输出,工作波长1064 nm,输出光束口径10 mm,95%能量在600μrad范围内,近场光强近平顶分布,近场光强调制度小于1.2,时间波形近似方波,能量稳定性(RMS)小于

                                  PDF全文 中国激光 | 2017,44(08):080108
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