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摘要

基于先验地表反射率数据库支持的动态阈值云检测算法(UDTCDA)可以显著提高卫星数据的云检测精度。为进一步提高其在波段相对较少的高空间分辨率卫星数据云检测应用中的精度,改进了UDTCDA中先验地表反射率数据与待检测卫星数据的空间匹配方法。与原方法使用重采样达到空间分辨率一致不同,该方法根据待检测影像高空间分辨率的特点,采用逐像元空间地理坐标配准的方法与真实地表反射率数据进行配准,然后进行云像元检测。该方法保留了高分辨率影像空间分辨率的优势,可以有效降低空间重采样造成的像元信息丢失。分别使用资源3号、高分1号、高分2号和高分4号高分辨率卫星数据开展云检测实验。通过遥感目视解译的方法对结果进行精度验证,并与UDTCDA云识别结果进行对比。结果表明,改进后的算法能以较高的精度识别不同高分辨率卫星影像中的云,总体精度可达到93.92%,对于碎云和薄云具有整体较高的识别精度,漏分误差和错分误差分别低于10.40%和9.57%。

PDF全文光学学报 | 2018,38(10):1028002
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068600

摘要

利用中心波长为815 nm的锁模飞秒激光的二次谐波抽运单共振同步抽运光学参量振荡器(SPOPO),实现了压缩真空态量子光频梳的产生。通过平衡零拍探测系统,测得0阶超模脉冲的压缩度为3 dB,实际压缩度为5.15 dB,理论模型得到的压缩度与实验结果吻合良好。理论分析了单共振SPOPO的输出耦合镜透过率、内腔损耗及探测装置效率对压缩度的影响,为优化量子光频梳的实验测量提供了指导。

PDF全文光学学报 | 2018,38(10):1027003
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062519

摘要

采用时域有限差分法研究了基于不同宽度的双狭缝复合光栅的光学传输特性。结果表明:相位共振劈裂现象可以通过调制狭缝宽度实现,而且可以实现在多个频率同时调制,所有模式都出现了明显尖锐的相位共振劈裂,其中一些劈裂谷底几乎趋近于0。其次,基于电磁场分布、法布里-珀罗共振和相位共振机制对产生的机理进行了定性的描述和解释。实现了光从两个狭缝中任意一个狭缝通过的可能,也可以选择劈裂低谷来实现禁带的设计。这些结果可以被用来设计光通道选择器、频率选择器、滤波器和光开关。相比于传统的复合光栅,基于两个不同宽度狭缝的复合光栅具有结构简单,材料单一,易于设计、分析和实现等优势。

PDF全文光学学报 | 2018,38(10):1024001
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095481

摘要

研究了电磁感应透明条件下五能级M型原子体系中探测光脉冲的非线性传播。当探测光脉冲的脉宽较大时,其色散效应可忽略,脉冲内具有不同偏振方向和不同边带的4个分量可发生四波混频,相互交换能量;当探测光脉冲的脉宽较短时,必须考虑其色散效应,4个分量可形成一种全新的四分量超慢光孤子。产生这种四分量超慢光孤子的输入功率为微瓦量级,远低于光纤中产生矢量光孤子所需的能量。

PDF全文光学学报 | 2018,38(10):1019001
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020360

摘要

啁啾调幅激光关联成像是一种将关联成像原理与脉冲压缩方法相结合的新型成像方法,能够获取目标的方位、灰度、距离和速度信息,并且可以有效抑制背景噪声对成像质量的影响。目前初步建立了啁啾调幅激光关联成像理论模型和仿真验证,然而并未涉及光源调制性能对成像质量的影响。为此理论推导并数值分析了背景光存在条件下,光源调制性能对非相干外差探测啁啾调幅关联成像质量的影响。并且得到了起始调制深度、调制深度衰减系数、频率改变率,以及光电探测器带宽等参数与探测信噪比及成像质量的关系,该工作对啁啾调幅激光关联成像雷达系统的设计和性能评估具有指导意义。

PDF全文光学学报 | 2018,38(10):1011001
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027398

摘要

夜间有雾图像光照不均、对比度较低且色偏严重。现有的去雾算法主要是针对白天图像,并不适用于夜间场景,夜间图像去雾难度较大。该文通过深入分析夜间有雾图像的成像特点,提出了基于低通滤波和多特征联合优化的夜间图像去雾算法。针对夜间图像环境光照不均匀问题,提出先对图像进行低通滤波,然后对其低频分量三通道利用最小-最大值滤波估计局部环境光;针对目前白天去雾算法先验不适用于夜间图像,提出结合图像对比度、饱和度和信息熵特征,构建多特征联合优化函数估计透射率;针对夜间图像存在非一致色偏问题,提出非重叠块局部Shade of Gray算法进行颜色校正。实验结果表明:所提算法去雾图像的主观视觉效果较好,且对比度和色偏程度两方面客观评价指标整体优于其他对比算法。该算法能够有效去除夜间图像雾气,提高图像的对比度,恢复更多的细节信息,且颜色自然,视觉效果理想。

PDF全文光学学报 | 2018,38(10):1010006
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0294945

摘要

单晶光纤处于光纤和晶体介质之间的特殊结构使其同时具备光纤和晶体介质的优点。单晶光纤的增益高, 热管理简单, 非线性效应对其影响小, 在超短脉冲放大中得到了广泛应用。对单晶光纤放大器在超短脉冲放大中的研究进展进行了综述。介绍了单晶光纤常用的两种制备方法, 微拉伸法和激光加热基座法; 以提升单晶光纤放大器放大效率的各种方法作为主线, 分别介绍了Nd∶YAG和Yb∶YAG掺杂下的单晶光纤放大器以及一些具有特殊结构的新型单晶光纤放大器在超短脉冲放大中的研究进展; 对单晶光纤放大器的应用前景以及未来发展趋势进行了展望。

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0306328

摘要

提出一种基于布里渊增益和损耗相互作用的光时域分析系统, 该系统将连续光与反向的斯托克斯和反斯托克斯脉冲同时输入光纤, 通过声光相互作用在布里渊增益谱中心频率处产生一个窄线宽的吸收峰。该吸收峰的线宽约为布里渊增益谱宽的1/5,并且其频率与布里渊频移相关。因此利用该窄线宽吸收峰可以提高布里渊传感器的频率分辨率, 从而实现高精度的温度和应变测量。实验结果表明, 与传统的基于布里渊增益谱的传感器相比, 该方案的温度测量精度提高了1倍多。

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093238

摘要

研究了传统时空条纹图法相位提取技术, 通过对移相条纹图存在线性载频时移相量的修正, 完善了该技术。将修正后的技术技术应用到光纤干涉条纹投影三维面形测量中, 并将其相位提取结果与传统的四步移相法、重叠四步平均法和改进迭代法进行对比, 结果表明:修正后的技术不仅有效抑制了光纤干涉条纹投影装置中移相器移相不准确和环境因素等引起的移相误差, 还能够消除杂散光等引起的高频噪声, 起到滤除高频噪声的作用。

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0127403

摘要

基于所制备的高品质法布里-珀罗(F-P)光学微腔, 研究了一种基于激光信号的腔内高灵敏度熔解(HRM)曲线检测方法, 即将F-P光学微腔作为微激光腔, 将嵌入式饱和染料作为增益介质, 以产生的激光信号作为检测信号, 通过温度扫描, 实现了对碱基错配DNA分子的高灵敏度检测与筛查。分别研究了25个碱基对和50个碱基对的目标DNA及碱基错配DNA的熔解曲线, 理论及实验结果表明:基于激光信号的HRM检测技术具有低的熔解温度和高的信噪比。

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083234

摘要

综述了近年来国内外阵列检测型、光栅扫描型、滤光片型、傅里叶变换型和阿达玛变换型等多种类型微型近红外光谱仪关键技术的研究进展, 详细讨论了各种类型的优缺点、适合的应用领域及存在的问题。最后, 对微型近红外光谱仪的应用和发展趋势进行了总结和展望。

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0282493

摘要

主动支撑系统能使大型光学望远镜的主镜具备面形控制及定位的能力, 单体镜面形主动控制技术及拼接镜共相位成像技术因而得到了迅速发展。回顾了近年来主动支撑系统及促动器在大型光学望远镜中的应用, 并对其进行了总结, 归纳出了几种常见的主动支撑系统及促动器, 比较了它们的特点, 陈述了主动支撑系统与促动器之间的内在联系。最后对未来应用于望远镜主镜的主动支撑系统及促动器进行了展望。

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0142232

摘要

针对影响高功率激光系统输出性能的空间周期性调制, 提出并分析讨论了一种新的基于相位载波灵活补偿控制的方法。首先, 理论分析了本文方法对空间周期性调制的空间频率的控制, 通过改变相位载波的幅度调节空间频率的强度, 并且对于振幅型周期性调制, 相位载波的周期可以改变空间频率强度极大值的位置。然后, 进行了相位载波对振幅型周期性调制的空间频率影响的实验, 实验结果和数值模拟验证了该方法的可行性, 并对加载相位载波前后的输出近场图及对应的一维平均功率谱密度曲线进行了对比, 加载相位载波后, 空间频率的峰值下降了一个量级, 并降低到了本底值附近。该方法为高功率激光系统中敏感的空间周期性调制的补偿和控制提供了一个新的思路。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1005003
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030253

摘要

通过激光-CMT复合焊试验, 研究了激光波长对熔滴过渡行为的影响。结果表明, 激光通过改变熔池形态和加热焊丝影响了熔滴过渡过程, 激光-CMT复合焊过程比CMT焊接过程稳定。CO2激光对熔滴体积的影响较大, 当CO2激光功率较小时, 激光可以促进熔滴过渡; 当CO2激光功率增大后激光会阻碍熔滴过渡。光纤激光对焊丝加热的作用较小, 但可以增大熔滴过渡频率。CO2激光和光纤激光等离子体温度均随激光功率的增大而升高, 但CO2激光等离子体呈团状喷发, 而光纤激光等离子体几乎不喷发。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1002006
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030236

摘要

对激光熔注过程进行了多物理场仿真, 分析了电磁复合场参数对熔池内部流场、温度场和颗粒分布的影响规律, 并通过实验进行了验证。结果表明, 电磁复合场的施加可抑制熔池流速, 但对其温度场的分布无明显影响。当施加与重力同向的定向洛伦兹力时, 大部分增强颗粒集中在熔注层上层区域; 反之, 大部分增强颗粒集中在下层区域。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1002001
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052205

摘要

提出了基于空间光调制器(SLM)的飞秒激光双模式双光子聚合加工方式。通过在空间光调制器上加载相应的全息图, 可以实现焦点控制扫描加工和图形化曝光加工模式。 这两种加工模式不但可以保证加工质量, 而且能够提高双光子聚合加工的效率。采用这两种不同的模式, 分别加工了里约奥运会会徽和不同形状的图案, 验证了这两种加工方式在微纳加工领域的可行性。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1001005
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078579

摘要

详细介绍了基于数字散斑相关技术的三维重建方法, 包括双目立体视觉基本原理以及散斑三维重建基本流程。重点分析了整像素对应点查找方法以及基于牛顿-拉弗逊迭代的亚像素插值算法, 实现了散斑亚像素级三维重建。针对数字散斑相关计算模型, 分析了影响相关系数的因素, 并围绕相关系数计算和亚像素同名点插值精度两方面重点分析了二值随机散斑和灰度随机散斑的三维重建效果。通过设计不同尺寸颗粒的散斑图案和采用不同大小的相关计算窗口, 分别对平面陶瓷板和陶瓷标准球进行了三维重建精度分析。实验结果表明, 二值散斑能获得更高的重建精度。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1004004
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0120328

摘要

基于高反射膜层和Gires-Tournois(G-T)腔, 优化设计了一对低振荡高色散镜。该色散镜对的中心波长为800 nm, 能够在680~920 nm的带宽范围内提供-200 fs2的平坦的群延迟色散。基于双离子束溅射工艺, 利用Nb2O5和SiO2制备了低振荡高色散镜对, 并将其应用于800 nm钛宝石激光器系统。通过高色散镜对2次,100.8 fs 激光脉冲被压缩至19 fs。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1003001
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086321

摘要

波长为2 μm的中红外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、光电对抗等领域, 具有其他类型光纤激光器不可替代的重要作用。报道了一种全光纤结构波长可调谐被动锁模掺铥光纤激光器。该光纤激光器利用半导体可饱和吸收镜与高双折射率光纤环镜实现锁模皮秒脉冲与波长可调谐激光输出。高双折射率光纤环镜由2×2激光分束器和高双折射光纤组成, 实验中通过改变光纤环镜中高双折射光纤的温度, 得到了中心波长可调谐范围为1952~1967 nm, 调谐宽度为15 nm, 重复频率为 29 MHz, 最短脉冲宽度为6 ps的可调谐皮秒脉冲激光输出。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1001003
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158312

摘要

区域推荐搜索是机器视觉研究热点之一,针对传统目标检测使用穷举式搜索效率低下的问题,通过优化搜索的准确率可提高检测效率。引入复杂网络中用于社区发现的Girvan-Newman(GN)分裂算法,结合小目标区域特征,提出一种基于图像网络结构的小目标检测区域推荐搜索算法。该算法根据区域间多样性颜色直方图相似性构建图像与图的映射关系,通过图中连通子图的生成获取小目标可能区域。能在生成较少候选区的情况下满足较高的召回率,进一步优化小目标检测的时间消耗。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(09):0915005
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033620

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摘要

针对现有表面等离子激元折射率传感器纵向探测深度小、探测范围无法覆盖整个细胞厚度的问题, 提出一种大探测深度、高灵敏度的活细胞折射率实时测量方法, 并利用该方法开展了药物敏感性的实验研究。基于偏振选择吸收效应, 设计并搭建了全内反射条件下的石墨烯折射率传感系统, 进行了不同质量分数氯化钠溶液折射率的测量, 结果表明系统具有9.5×106 mV/RIU的灵敏度和5.5×10-7 RIU的分辨率; 利用该系统开展了活细胞药物敏感性的实验研究, 分别研究了顺铂和紫杉醇作用于Ramos细胞和Jeko-1细胞时生物演化过程中细胞折射率的实时变化规律, 验证了折射率变化与其药性机理作用的一致性。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1104001
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0190

摘要

理论分析了螺旋贝塞尔光束的产生机理。根据高斯-谢尔模型的交叉谱密度公式及交叉谱密度传播理论, 推导得出了部分相干螺旋贝塞尔光束的表达式。研究了部分相干螺旋贝塞尔光束的传输特性, 同时分析了相干度对其传输特性的影响。结果表明, 随着传输距离的增加, 光束截面光强分布对比度逐渐下降, 光场分布由贝塞尔型分布逐渐向高斯型分布转变, 但是光束仍具备螺旋自加速特性; 高阶光束出现了暗核消退现象, 并且暗核消退距离随阶数的增加而增加。随着相干长度的下降, 贝塞尔光场分布区间逐渐减小, 光束的无衍射距离缩短。同时, 探讨了光场调控对光束的影响, 其中包括了全息片的参数设定以及光场相干度的调节。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1126002
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0296

摘要

利用光声相关谱法对血液流速进行了测量,并研究了激光重复频率以及血流方向与入射激光传播方向的夹角对血液流速测量准确性的影响。结果表明:血流速度越快,要求激光的重复频率越高;当血流方向与入射激光的传播方向垂直时,系统可以测量的血液流速范围为0.059~92.3 mm/s,测量值与真实值的相关系数为0.992;当血流方向与入射激光的传播方向不垂直时,测得的血液流速和实际血液流速的比值与样品倾斜角度成余弦关系。

PDF全文中国激光 | 2018,45(11):1107001
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00100

摘要

基于倍频反射膜的设计理论,结合膜系设计软件实现了多波段激光腔面高反射膜的设计。在制备过程中,基于最小二乘法原理建立了残余蒸镀量与膜层厚度之间的关系式,解决了膜厚控制误差累积导致薄膜光谱性能变差的问题。制备的薄膜在457 nm和914 nm波长处的反射率分别为99.9%和99.6%,在808,1064,1342 nm波长处的透射率分别为97.2%、96.8%和93.1%,满足457 nm激光器的使用要求。

PDF全文中国激光 | 2018,45(11):1103001
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03105

摘要

为解决视觉测量中重建强反射表面时遇到的过度曝光或曝光不足的问题, 提出了一种基于自动多次曝光的面结构光测量方法。该方法的核心是根据基准点像素值随曝光时间的变化计算相机响应曲线。利用相机响应曲线和不同曝光时间下的图像计算出当前场景测量所需的曝光次数和曝光时间。将具有不同曝光时间的图像序列融合成新的条纹图像序列进行重建。实验结果表明:所提方法能够准确计算每次曝光的时间, 克服了强反射表面引起的条纹图像饱和或过暗的问题, 能够实现高动态范围表面反射率物体的三维形貌光学非接触测量。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1112004
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0378

摘要

实验实现了基于钠铝硼硅酸盐玻璃的近红外PbSe量子点光纤放大器(QDFA), 并在钠铝硼硅酸盐玻璃基底中, 通过优化熔融-退火法的热处理条件, 制备中心粒径为4.08~5.88 nm的PbSe量子点光纤。该QDFA由量子点光纤、波分复用器、隔离器、抽运源等构成。实验表明:QDFA在1260~1380 nm区间实现了信号光的放大, 增益波长区间与量子点的粒径大小有关。当输入信号光功率为-17 dBm时, 输出信号光增益为16.4 dB, -3 dB带宽达80 nm。实验观测到明显的激励阈值和增益饱和现象。与常规的掺铒光纤放大器以及少模掺铒光纤放大器相比, 本研究的QDFA的激励阈值低、带宽大、噪声小。本研究设计的PbSe-QDFA为扩展光纤通信波段和工业化应用提供了一种新的途径。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1106002
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0056

摘要

基于摩尔分数为1%的氧化镁掺杂的近化学计量比铌酸锂晶体, 采用环形腔结构的浅表垂直出射方式组成太赫兹波参量振荡器。该振荡器的太赫兹波输出调谐范围为0.99~3.84 THz, 频率调谐响应时间为600 μs。当抽运能量为150.30 mJ、太赫兹频率为1.59 THz时, 太赫兹脉冲的输出能量达到最大值, 为16.28 μJ, 对应的能量转换效率为1.08×10-4。在相同的实验条件下, 该环形腔结构太赫兹波参量振荡器输出的最大太赫兹波能量是传统线形腔结构的2.35倍,实现了高能量、快速可调谐的太赫兹波输出。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1119001
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0047

摘要

基于目前常用的光谱杂散光测试与修正方法, 详细介绍了光谱杂散光矩阵修正法的核心内容——仪器的光谱杂散光矩阵的标定。在实验室搭建了杂散光矩阵测量装置, 标定了前向临边成像光谱仪初样机的杂散光矩阵, 在外场实验中验证了基于仪器杂散光矩阵的杂散光修正方法的精度。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1101001
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0134

摘要

针对现有局部立体匹配算法在弱纹理区域匹配精度低的问题, 提出一种基于改进代价计算和自适应引导滤波代价聚合的局部立体匹配算法。该算法首先将增强后的梯度信息与基于增强梯度的Census变换相结合, 构建代价计算函数; 然后对图像的每一个像素构建自适应形状十字交叉窗口, 并基于自适应窗口进行引导滤波代价聚合; 最后通过视差计算和多步视差精化得到最终的视差图。实验结果表明, 改进后的算法在Middlebury测试平台上对标准立体图像对的平均误匹配率为4.80%, 与基于传统引导滤波器的立体匹配算法相比, 本文算法在弱纹理区域取得更好的匹配结果。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1115007
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0131

摘要

高分三号卫星是世界上成像模式最多的合成孔径雷达(SAR)卫星, 高分三号SAR图像与多光谱图像融合可以改善图像视觉效果。因此提出一种新的研究思路, 即利用非下采样轮廓波变换(NSCT)模拟出既包含多光谱谱段信息又体现SAR图像细节信息的高分辨率图像, 则融合可不拘泥于具体算法。同时提出两种基于NSCT的高分辨率图像模拟方法, 利用高分三号3 m、5 m分辨率SAR图像和高分一号16 m分辨率图像进行实验, 采用不同融合算法验证了该思路的有效性。研究结果表明:传统的SAR和多光谱图像直接融合的方法能够保持SAR的细节信息, 但噪声明显, 且光谱信息损失大; 而所提出的NSCT平均图像和平均NSCT图像可以保留融合结果的光谱信息, 且模拟的光谱信息前者比后者更贴近多光谱。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1110002
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0029

摘要

提出一种基于深度神经网络的图像修复取证算法, 该算法可通过编码器网络自动提取图像修复遗留的痕迹特征, 通过解码器网络预测像素类别, 从而判断出图像是否经过修复篡改以及修复篡改的区域。同时, 采用特征金字塔网络对解码器网络中的特征图进行信息补充。采用MIT Place数据集作为训练集, UCID数据集作为测试集, 对训练集和测试集分别使用了不同的修复篡改算法。实验结果表明, 与其他图像修复取证算法相比, 所提算法的修复区域定位更精准, 处理速度更快, 且对不同的修复篡改方法具有较好的稳健性和较强的泛化能力。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1110005
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0137

摘要

大口径太阳望远镜主镜直接暴露在空气中, 主镜与环境的温差会引起视宁度效应。为降低视宁度效应, 研究了主镜底部制冷空气的温度、风速及气刀风速对视宁度的影响。结合南京大学2.5 m多功能望远镜ISMAT的主镜进行热控技术研究, 并以0.02 arcsec的主镜视宁度为优化目标。数值求解结果表明:没有气刀时, 满足优化目标的制冷空气温度为283.15 K, 进口风速为3.5 m/s; 有气刀时, 满足优化目标的制冷空气温度为283.15 K, 进口风速为3m/s, 气刀风速不小于3 m/s。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1112001
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0134

摘要

提出了一种子波段缝合光学玻璃组合的选择方法, 通过最小二乘法求解复消色差方程, 得到了能有效校正三级光谱的最优化玻璃组合。基于该组合设计了一个宽波段长焦距光学系统, 该系统的波长范围为0.45~1.014 μm, 焦距为400 mm, F数为6, 全视场角为10°。系统共有3种光学玻璃, 7片球面透镜, 调制传递函数(MTF)接近衍射极限。研究结果表明, 所提方法可以在复消色差光学系统中实现三级光谱残差的校正。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1122002
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0141

摘要

选择金属膜层材料Ag和Ta2O5、SiO2、Al2O3等多种介质薄膜材料, 在石英基底上设计和制备了保偏反射镜, 其在810 nm和850 nm波长处的偏振对比度优于10000∶1。结合保偏反射镜所处的轨道环境, 进行了原子氧模拟实验, 研究了保偏反射镜样品偏振对比度的变化规律。结果表明, 随着原子氧剂量的增加, 保偏反射镜的偏振对比度呈衰减趋势, 且+45°、-45°方向的衰减较水平(H)、垂直(V)方向的更明显。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1131001
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0844

摘要

快速、准确评估浮游植物的初级生产力对研究海洋生态环境科学及理解全球碳循环演变规律等至关重要。针对14C示踪法和黑白瓶法等传统方法表示的初级生产力存在测量周期长、操作繁琐等问题, 依据生物膜能流理论, 基于荧光动力学方法, 即通过光源诱导产生可变叶绿素荧光获得光合参数, 结合光合电子传递速率“生物-光学”模型, 对基于荧光动力学参数的光合电子传递速率的测量进行研究。通过不同胁迫条件下蛋白核小球藻的测试, 对比液相氧电极测量的光合放氧速率, 验证光合电子传递速率测量浮游植物初级生产力的有效性。结果表明:在不同浓度的二氯苯基二甲脲的胁迫下, 浮游植物的光合电子传递速率与光合放氧速率具有良好的一致性, 且二者随胁迫浓度增加而减小明显, 光合放氧速率与光合电子传递速率分别减小了71.55%和68.87%, 二者相关系数的平方达到0.934; 在不同营养盐或光照强度下胁迫培养15 d, 浮游植物的光合电子传递速率与光合放氧速率仍然具有良好的一致性, 二者相关系数的平方大于0.955。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1126001
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0031

摘要

由于水体对光的吸收和散射, 水下光电图像具有低信噪比、低对比度等特点, 导致目标难以识别, 限制了水下光电成像装备的实际应用和发展。为提高目标的探测精度和识别率, 提出包含一维并行卷积和子像素卷积的深度卷积神经网络, 利用其从水下光电图像训练集中学习优化图像质量的参数, 实现了去噪和对比度增强。实验结果表明, 相比于经典去噪方法和对比度增强方法联合处理的结果, 本文方法得到的峰值信噪比和均方根对比度分别平均提高了2.93 dB和14.41, 能够有效地权衡去噪、对比度增强和亮度提升等, 获得适合人眼视觉感受的图像, 且处理单幅图像的平均速度是经典方法的9.46倍。利用测试集对网络进行测试, 其在一定范围内较好地优化了图像质量, 具有一定的泛化特性。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1110004
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0131

摘要

高光谱成像的应用效果非常依赖于所获取的图像信噪比(SNR)。在高空间分辨率下, 帧速率高、信噪比低, 由于光谱成像包含了两维空间-光谱信息, 不能使用时间延迟积分(TDI)模式解决光能量弱的问题; 目前多采用摆镜降低应用要求, 但增加了体积和质量, 获取的图像不连续, 且运动部件降低了航天的可靠性。基于此, 将超高速电子倍增与成像光谱有机结合, 构建了基于电子倍增的高分辨率高光谱成像链模型, 综合考虑辐射源、地物光谱反射、大气辐射传输、光学系统成像、分光元件特性、探测器光谱响应和相机噪声等各个环节, 可用于成像链路信噪比的完整分析。采用LOWTRAN 7软件进行大气辐射传输计算, 对不同太阳高度角和地物反射率计算像面的照度, 根据电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)探测器的噪声模型, 计算出不同工作条件下的SNR。对SNR的分析和实验, 选择适当的电子倍增增益, 可使微弱光谱信号SNR提高6倍。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1104002
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0126

摘要

偏折术中的几何结构标定误差是制约低阶面形测量精度的主要因素。从数学模型、理论模拟和实验三个方面分析了几何结构标定误差与低阶面形测量误差之间的关系。给出了表示几何结构标定误差与面形测量误差之间关系的数学模型, 并通过模拟和实验对其进行了验证。结果表明, 几何结构标定中坐标平移误差会导致倾斜和离焦面形测量误差; 被测面分别与相机和显示器之间的距离越大, 几何结构标定的误差对低阶面形测量的影响越小。研究结果可以帮助设计合适的偏折术测量系统结构和提高低阶面形测量精度。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1112006
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0129

摘要

为了实现中空型平板波导小型红外光谱仪光谱数据的定量化, 在分析实验室常用波长定标方法的基础上, 搭建了一种基于CO2激光器+积分球的波长定标装置。该装置的光谱定标范围宽, 且具有较高的分辨率, 克服了传统实验室定标方法的缺点, 提高了定标精度。首先介绍了中空型平板波导红外光谱仪的工作原理, 接着利用该定标装置对光谱仪进行波长定标, 然后采用多项式拟合算法完成定标数据的分析, 最后通过对两片窄带滤光片的测量完成定标结果的验证。实验结果表明:采用CO2激光器+积分球组合的方式得到的波长定标方程, 其中心波长定标误差不超过0.02 μm, 光谱分辨率可达144 nm。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1130002
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0032

摘要

提出一种在变量投影框架下的多点透视问题求解算法。多点透视问题是确定相机旋转与平移参数的基础问题, 广泛应用于计算机视觉、摄影测量、机器人、空间交会以及虚拟现实等场合。相机的旋转与平移参数在变量投影的框架下被分开估计。首先, 将平移参数固定, 根据Wahba问题的解法求解出最优旋转矩阵; 然后, 应用奇异值分解导数的计算公式计算当前最优旋转矩阵对平移参数的导数, 并由此计算出代价函数对平移参数的导数; 最后, 针对平移参数, 采用Levenberg-Marquardt算法迭代优化代价函数, 直到精度满足要求。实验结果证明, 本文算法不仅误差较小, 计算效率较高, 而且具有较大的收敛域。

PDF全文光学学报 | 2018,38(11):1115006
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0124

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摘要

在光全散射法粒度测量中,为简化求解颗粒系粒径分布函数,研究了颗粒系平均直径D32、平均消光系数Q以及粒径分布函数三者之间的关系,并提出一种计算方法。该方法利用两个波长下的消光比确定颗粒系平均直径D32,在此基础上,结合已求的平均消光系数Q,反演颗粒系粒径分布。数值模拟计算结果表明,在2μm<D32<9μm测量范围内,该方法较准确地反演颗粒系粒径分布,最大限度减少多个波长的使用,具有计算方法简单、直观,速度快等优点。

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0158320542

摘要

论述了光学相控阵的原理, 回顾了光学相控阵的发展历程, 特别是近年来硅光子相控阵的研究进展。利用与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺线相兼容的绝缘体上硅(SOI)技术实现了大规模的集成, 目前国外报道的最大的硅光子相控阵集成了4096个阵元。在硅光子上实现的二维光束扫描角度可以达到46°×36°, 光束宽度只有0.85°×0.18°, 天线的损耗小于3 dB, 且旁瓣抑制大于10 dB。此外, 采用微机电系统(MEMS)器件实现的光学相控阵的光束扫描速度超过0.5 MHz。阐述了各种方式实现光学相控阵的优缺点, 并对未来发展前景进行了展望。最后, 介绍了光学相控阵在激光雷达、成像、军事上的应用。

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011431901

摘要

二维层状半导体材料具有独特的电子结构和量子尺寸效应, 在光电子器件等领域受到广泛关注。其中, 二维Ⅳ-Ⅵ族半导体因其具有成本低、元素丰富、对环境友好等优点, 近年来成为研究热点之一。介绍了二维Ⅳ-Ⅵ族半导体的独特晶体结构, 总结了机械剥离、液相法、气相沉积等制备方法的研究进展, 讨论了二维Ⅳ-Ⅵ族半导体在场效应晶体管和光电器件领域的研究现状, 并针对制备和器件应用方面存在的问题及今后的研究方向提出了建议。

PDF全文中国激光 | 2017,44(07):0703006
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09243019

摘要

现阶段的光模块封装类型已从小型可插拔(SFP)系列逐渐向100 Gb/s可插拔(CFP)系列和4通道SFP(QSFP)系列过渡, 传输速率最高可达400 Gb/s, 发射端激光器消光比大于9 dB, 光波分复用器插入损耗小于1 dB, 发射功率大于0.3 dBm, 接收端探测器响应度为0.7 A/W, 接收灵敏度小于-17 dBm。阐述了在数据中心光互连中可以应用于IEEE制定的40/100 GbE标准802.3 ba的发射和接收集成芯片, 主要包括分立器件组装芯片、混合集成芯片和单片集成芯片, 介绍了其各种类型的基本结构和特性。

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08691355

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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05804427

摘要

机载双频激光雷达探测技术利用双波长激光实现海陆一体化测绘,从1969年至今,国际上已经形成了成熟的商业产品,应用于海洋、海岸带和岛礁的探测。中国科学院上海光学精密机械研究所从1998年开始,先后研发了三代机载双频激光雷达,完成了从原理样机阶段到产品样机阶段的转化。最新的Mapper5000系统在南海完成了11个架次的机载飞行试验,获得南海岛礁的三维地形数据,最大实测深度达到51 m,最浅水深达到0.25 m,测深精度为0.23 m,水平位置精度为0.26 m,海洋测点密度为1.1 m×1.1 m,陆地测点密度为0.25 m×0.25 m。

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0498767

摘要

介绍了铝合金增材制造的相关技术研究进展。着重阐述了选区激光熔化、电弧填丝增材制造、激光-电弧复合增材制造在铝合金增材制造领域的优势与发展前景。研究结果表明, 选区激光熔化的研究主要集中在成形件致密度的改善、微观组织控制和力学性能提升等方面, 现阶段的成形件的致密度已接近100%, 微观组织和力学性能优于铸件的但差于锻件的;电弧填丝增材制造的研究主要集中在大型结构的尺寸控制, 但较大的热输入量限制了成形结构的性能提升;激光-电弧复合铝合金增材制造的相关研究较少, 完善相应的工艺技术及激光与电弧的耦合行为是其发展方向。

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04201056

摘要

光纤激光器在光纤通信、光纤传感、光谱测量等众多领域有着广泛应用。设计并研制了一种基于数字微镜器件(DMD)实现滤波功能并具有多个输出端口的宽带连续可调谐掺铒光纤激光器。用行波速率方程模型对激光器的输出特性进行理论分析和仿真研究;在此基础上,搭建了具有8个输出端口的宽带可调谐掺铒光纤激光器实验系统;结果显示:各端口输出波长范围为50 nm,完整覆盖了整个C波段,并拓展到了S和L波段;激光器的阈值抽运功率为17 mW, 输出激光的3 dB带宽小于0.02 nm,边模抑制比大于50 dB。激光器在100 min内输出稳定性的实验测试结果表明,输出激光的功率波动小于0.4 dB,波长抖动小于0.02 nm。

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0335997

摘要

单晶光纤处于光纤和晶体介质之间的特殊结构使其同时具备光纤和晶体介质的优点。单晶光纤的增益高, 热管理简单, 非线性效应对其影响小, 在超短脉冲放大中得到了广泛应用。对单晶光纤放大器在超短脉冲放大中的研究进展进行了综述。介绍了单晶光纤常用的两种制备方法, 微拉伸法和激光加热基座法; 以提升单晶光纤放大器放大效率的各种方法作为主线, 分别介绍了Nd∶YAG和Yb∶YAG掺杂下的单晶光纤放大器以及一些具有特殊结构的新型单晶光纤放大器在超短脉冲放大中的研究进展; 对单晶光纤放大器的应用前景以及未来发展趋势进行了展望。

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0306328

摘要

综述了近年来国内外阵列检测型、光栅扫描型、滤光片型、傅里叶变换型和阿达玛变换型等多种类型微型近红外光谱仪关键技术的研究进展, 详细讨论了各种类型的优缺点、适合的应用领域及存在的问题。最后, 对微型近红外光谱仪的应用和发展趋势进行了总结和展望。

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0282493

摘要

光神经拟态系统能以比生物大脑快几百万至十亿倍的运行速度模拟神经拟态算法, 优于电神经拟态硬件系统, 且其可胜任比传统光计算更复杂的计算任务。光神经拟态计算探索超快光脉冲信号的自适应性、稳健性和快速性, 能够避免传统数字光计算的芯片集成及模拟光计算的噪声积累等问题。本文报道了光子神经拟态信息处理的发展历程, 并从光子神经元, 光脉冲学习算法以及可集成光学神经拟态网络框架等方面介绍了光神经拟态计算的关键理论和技术。阐述了光神经拟态计算研究的必要性及存在的问题, 展望了其潜在的应用前景。

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02801713

摘要

We demonstrate a high-efficiency and high-power quasi-three-level laser based on a trapezoidal composite slab architecture with a 270 μm-thick Yb-doping surface. The design of a surface-doped slab architecture, temperature effects, laser oscillator model, and laser oscillator experiments with a surface-doped slab as a laser host medium have been presented. By theoretical calculation, the temperature rise in the surface-doped slab is only one seventh of that in the bulk-doped slab at the same maximum pump power of 30 kW. Finally, in the laser oscillator experiments, an output energy of 21.6 J is obtained when the pump energy is 48 J with a repetition rate of 5 Hz and a pulse width of 1 ms. The optical-optical efficiency is 45%.

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    0232168

    摘要

    提出了一种时频域多模式新光谱成像方法, 对内含缺陷的4种陶瓷基复合材料(CMC)样本实现了无损检测, 形成了检测样本的太赫兹图像库, 并引入5个图像质量的客观综合评价指标, 通过指标融合处理选出了质量较佳的太赫兹图像。基于尺度不变特征变换与K均值聚类实现了该图像的检索。实验结果证实, 该方法可有效地对CMC不同位置处的不同宽度缺陷进行成像检测。

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    0227454

    摘要

    基于偏振探测原理和反射光的偏振特性理论,利用一套分孔径同时式高光谱偏振成像系统,并以荒漠伪装网、荒漠伪装板、坦克缩比目标和悍马车缩比目标4类荒漠背景下典型伪装目标为对象,研究了不同光照强度和不同观测角度条件下目标的高光谱偏振特性,给出了荒漠背景下伪装目标的典型探测波段区间,为更好地实现荒漠背景下伪装目标检测提供了科学指导。

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    0208326

    摘要

    A torsion sensor based on the near-helical (NH) long period fiber grating (LPFG) is fabricated by using a high frequency pulsed CO2 laser. Each groove of the NH-LPFG is spirally written in the four sides of a single-mode fiber. The NH-LPFG has a helical periodic vertical index modulation. This is different from the screw-type index modulation of the common helical LPFGs (H-LPFGs) fabricated in a twisted fiber. The torsion and temperature characteristics of the NH-LPFG are experimentally investigated. The temperature sensitivity is about 0.0668 nm/°C. The torsion sensitivity is 0.103 nm/(rad/m) and independent of the polarization state of incident light.

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      0198262

      摘要

      软玻璃光纤在中红外超连续谱的产生方面有广泛的应用,是目前研究的热点。综述了氟化物光纤、碲酸盐光纤以及硫化物光纤中产生中红外超连续谱的研究进展。在氟化物光纤中产生了目前最高功率的中红外超连续谱;碲酸盐光纤特别是微结构碲酸盐光纤在中红外超连续谱中的应用十分广泛;在硫化物光纤中产生了目前最宽的中红外超连续谱。

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      0176265

      摘要

      基于硫系玻璃材料Ge23Se67Sb10的热机械特性,建立了模压工艺模型,仿真模拟了模压温度、摩擦系数及模压速率对硫系玻璃材料模压成型后等效应力的影响。与L-BAL42材料的模压仿真数据进行对比,讨论了硫系玻璃与传统可见光玻璃在模压工艺上的区别,并优化了模压工艺参数。研究结果表明,随着模压温度的升高、摩擦系数和模压速率的降低,材料模压成型后的等效应力减小。与对照材料相比,硫系材料Ge23Se67Sb10最适合通过改变模压速率来改变等效应力。

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      0162278

      摘要

      主动支撑系统能使大型光学望远镜的主镜具备面形控制及定位的能力, 单体镜面形主动控制技术及拼接镜共相位成像技术因而得到了迅速发展。回顾了近年来主动支撑系统及促动器在大型光学望远镜中的应用, 并对其进行了总结, 归纳出了几种常见的主动支撑系统及促动器, 比较了它们的特点, 陈述了主动支撑系统与促动器之间的内在联系。最后对未来应用于望远镜主镜的主动支撑系统及促动器进行了展望。

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      0142232

      摘要

      提出了一种基于金属-绝缘体-金属(MIM)表面等离激元波导的双短腔共振系统(DSR), 通过双短腔腔模之间的相互干涉, 实现了表面等离激元诱导吸收(PIA)效应。利用时域有限差分(FDTD)方法对其传输特性进行了数值仿真分析。对相位响应特性进行仿真分析, 发现PIA窗口会出现明显的反常色散现象, 该反常色散效应可应用于实现表面等离激元波导中的快光效应。另外, 还提出一种基于PIA效应的多开关功能应用, 并通过仿真分析了短腔腔长和折射率变化对PIA窗口的影响, 优化了开关功能的结构参数。具备这些特性的结构在表面等离激元光开关、滤波器等方面具有潜在的应用价值。

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      0105188

      摘要

      The influence of a strong external magnetic field on the collimation of a high Mach number plasma flow and its collision with a solid obstacle is investigated experimentally and numerically. The laser irradiation ($I\sim 2\times 10^{14}~\text{W}\cdot \text{cm}^{-2}$) of a multilayer target generates a shock wave that produces a rear side plasma expanding flow. Immersed in a homogeneous 10 T external magnetic field, this plasma flow propagates in vacuum and impacts an obstacle located a few mm from the main target. A reverse shock is then formed with typical velocities of the order of 15–20 $\pm$ 5 km/s. The experimental results are compared with 2D radiative magnetohydrodynamic simulations using the FLASH code. This platform allows investigating the dynamics of reverse shock, mimicking the processes occurring in a cataclysmic variable of polar type.

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        097268

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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
        分享:
        037218508

        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
        分享:
        0159420232

        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
        分享:
        1239931962

        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
        分享:
        01146643

        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
        分享:
        0137923633

        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
        分享:
        0023604

        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
        分享:
        037118986

        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
        分享:
        024527869

        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
        分享:
        023422299

        摘要

        简要介绍大型钛合金结构件激光直接制造的技术特点及其在航空航天等工业装备中的应用前景,重点报道大型钛合金结构件激光直接成形制造工艺、内部质量控制和应用研究进展。深入评述大型钛合金结构件激光直接成形制造技术发展面临的问题及其热物理、熔池非平衡冶金动力学、内部组织快速凝固和内部缺陷控制的复杂性。指出零件“变形和开裂”预防和“内部质量”控制是目前制约该技术发展和应用的关键“瓶颈难题”,只有加强对零件“内应力演化规律与变形开裂行为”及“凝固组织形成规律及内部缺陷形成机理”等基础问题的研究和认识,才能有效解决上述瓶颈难题。

        PDF全文中国激光 | 2009,36(12):3204-3209
        分享:
        02257034

        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
        分享:
        087227237

        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:
        007752

        摘要

        综述了现有的3类激光光束质量评价方法, 即近场质量、远场质量和传输质量。主要的评价参数包括近场调制度和对比度、聚焦光斑尺寸、远场发散角、衍射极限倍数β因子、斯特列尔比、环围能量比以及M2因子等。讨论了它们各自的适用范围、优点和局限性。提出了采用M2因子矩阵以表述光束的像散特性, 给出了M2因子的不变量。

        PDF全文中国激光 | 2009,36(07):1643-1653
        分享:
        038110003

        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
        分享:
        0025620

        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:
        07318358

        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
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        012418396

        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
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        012310322
        N/A 

        摘要

          PDF全文发光学报 | 2015,36(01):1
          分享:
          0181017

          摘要

          对半导体激光器的发展历史和发展现状进行了综述, 并具体介绍了长春光学精密机械与物理研究所近年来在大功率半导体激光器方面所取得的主要进展,特别是在大功率半导体激光器的激光光源、垂直腔面发射激光器和新型激光器芯片等方面。

          PDF全文发光学报 | 2015,36(01):1
          分享:
          01193453

          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:
          01816791

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          摘要

          夜间有雾图像光照不均、对比度较低且色偏严重。现有的去雾算法主要是针对白天图像,并不适用于夜间场景,夜间图像去雾难度较大。该文通过深入分析夜间有雾图像的成像特点,提出了基于低通滤波和多特征联合优化的夜间图像去雾算法。针对夜间图像环境光照不均匀问题,提出先对图像进行低通滤波,然后对其低频分量三通道利用最小-最大值滤波估计局部环境光;针对目前白天去雾算法先验不适用于夜间图像,提出结合图像对比度、饱和度和信息熵特征,构建多特征联合优化函数估计透射率;针对夜间图像存在非一致色偏问题,提出非重叠块局部Shade of Gray算法进行颜色校正。实验结果表明:所提算法去雾图像的主观视觉效果较好,且对比度和色偏程度两方面客观评价指标整体优于其他对比算法。该算法能够有效去除夜间图像雾气,提高图像的对比度,恢复更多的细节信息,且颜色自然,视觉效果理想。

          PDF全文光学学报 | 2018,38(10):1010006
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          0294945

          摘要

          基于先验地表反射率数据库支持的动态阈值云检测算法(UDTCDA)可以显著提高卫星数据的云检测精度。为进一步提高其在波段相对较少的高空间分辨率卫星数据云检测应用中的精度,改进了UDTCDA中先验地表反射率数据与待检测卫星数据的空间匹配方法。与原方法使用重采样达到空间分辨率一致不同,该方法根据待检测影像高空间分辨率的特点,采用逐像元空间地理坐标配准的方法与真实地表反射率数据进行配准,然后进行云像元检测。该方法保留了高分辨率影像空间分辨率的优势,可以有效降低空间重采样造成的像元信息丢失。分别使用资源3号、高分1号、高分2号和高分4号高分辨率卫星数据开展云检测实验。通过遥感目视解译的方法对结果进行精度验证,并与UDTCDA云识别结果进行对比。结果表明,改进后的算法能以较高的精度识别不同高分辨率卫星影像中的云,总体精度可达到93.92%,对于碎云和薄云具有整体较高的识别精度,漏分误差和错分误差分别低于10.40%和9.57%。

          PDF全文光学学报 | 2018,38(10):1028002
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          068600

          摘要

          提出了基于空间光调制器(SLM)的飞秒激光双模式双光子聚合加工方式。通过在空间光调制器上加载相应的全息图, 可以实现焦点控制扫描加工和图形化曝光加工模式。 这两种加工模式不但可以保证加工质量, 而且能够提高双光子聚合加工的效率。采用这两种不同的模式, 分别加工了里约奥运会会徽和不同形状的图案, 验证了这两种加工方式在微纳加工领域的可行性。

          PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1001005
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          078579

          摘要

          图像融合可以获取目标更加丰富的层次和细节信息, 有利于对探测目标信息的有效地获取, 在包括空间目标的三维重建等应用中有着重要意义。针对空间目标的宽动态范围提出了一种多次曝光的图像融合方法, 利用信息熵的非线性压缩判定图像融合权重, 并引入双边滤波残差加强弱纹理的分配权重, 有效地增加了图像的特征信息, 提高了三维重建点云的数量。利用提出的融合方法开展了空间目标模拟成像试验, 采用融合的图像对目标三维重建, 并与多种不同曝光程度以及采用其他融合图像的方法进行了对比, 提出的方法得到的重建点云数量相对恰当曝光状态提高了35%, 重建结果优于其他方法。结果表明: 将图像融合引入到三维重建中, 能有效地加强了重建图像信息, 避免了光照条件对目标三维重建的不利影响, 获得较高质量的重建效果, 该方法可以很好地应用到基于图像序列的空间目标三维重建应用中。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0926002
          分享:
          00558

          摘要

          采用了一种基于双平行马赫曾德调制器(DPMZM)产生四倍频微波信号的方法。理论分析了微波四倍频的基本原理,双平行马赫曾德调制器的上臂子MZM加载射频信号, 且上臂子MZM工作在最大传输点, 下臂子MZM直通光载波, 使DPMZM最终工作在载波抑制的偶次边带调制模式,结合光学带通滤波器滤除高阶杂散边带, 提升四倍频信号的纯净度。搭建了基于双平行马赫曾德调制器的四倍频微波光子链路, 并对四倍频系统的性能进行测试,实验结果表明系统的光边带抑制比和射频杂散抑制比分别达到了21.09 dB和28.41 dB。由于链路未引入额外的电子器件, 系统可以产生高达80 GHz的微波信号。基于双平行马赫曾德调制器产生四倍频微波信号的方法结构简单, 易于控制, 具有良好的倍频性能, 可实现高纯净度和高频率的四倍频信号的产生。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0918009
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          02556

          摘要

          为了更好地实现巨型可控科学反射镜原理演示验证平台(Giant Steerable Science Mirror Prototype, GSSMP)的指向功能, 需要对GSSMP的转动精度进行测量与标定, 利用激光跟踪仪对转台编码器进行标校, 并通过激光跟踪仪完成角度测量。首先, 基于角度测量原理进行了接触式测量和非接触式测量方式的单点精度标校, 得到测量误差分别为23.7″与0.71″。通过公式推导验证, 四个角反射器的使用能够消除6以及6的倍数谐波之外所有阶数的谐波, 从而提高测量精度。最后, 比较四个角反射器两种不同的排布方式的角度测量误差, 得出均匀分布的误差为11.5″, 非均匀分布误差为9.04″, 而单个角反射器测量误差为23.7″。通过激光跟踪仪对望远镜方位轴转动精度的测量, 验证了所述理论的正确性与方法的可行性。研究结果对于30 m望远镜的工作进一步完成有着重要的意义, 同时对于类似的转台精度的检测也有一定的指导意义。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0917004
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          00555

          摘要

          近年来, p值统计量的使用规范引起了统计学界的极大关注和集中讨论, 广泛认为, p值统计量可表达观测数据与备择假设之间的不相容程度。为探究高光谱图像波段的相关分析p值与其样本独立性的联系, 进行了演绎推理和实例验证, 研究表明, 与相关系数r统计量相比, 相关分析p统计量可直接表达波段样本的独立性, 且p值矩阵具有高水平的自稀疏性, 便于建模和计算。进而, 对相关性p值矩阵进行直方图频数统计, 提出一种基于p值的高光谱自适应波段选择方法pSMBS。选取典型数据进行了监督分类实验, 结果表明, 在Kappa系数、总体精度(OA)和平均精度(AA)上, pSMBS均优于同类方法ABS、InfFS和LSFS。说明pSMBS在高光谱波段选择方面具有突出的有效性, 这也佐证了相关性p值对波段独立性的强表征能力。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0926005
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          00551

          摘要

          针对提高无人机侦察视频的拼接速度与效果的问题, 提出一种改进模型估计的无人机侦察视频快速拼接方法。首先, 基于自适应鲁棒性尺度不变的特征检测子对视频各帧进行基于点的特征匹配。其次, 提出改进的随机抽样一致性算法进行模型估计, 并去除误匹配点。最后, 提出侦察影像快速拼接算法, 计算各影像变换到正射拼接图的单应性矩阵, 完成视频序列拼接。实验结果表明: 改进的随机抽样一致性算法在保证鲁棒性的同时, 提高了执行速度; 侦察影像快速拼接算法提高了拼接速度, 同时改善了拼接效果。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0926003
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          01550

          摘要

          针对室内照明场景应用需求, 探究了驱动电流的变化对四种常用LED光源频率特性所产生的影响效果, 得出荧光粉LED的频率特性响应几乎不受驱动电流变化的影响的结论。结合硬件预均衡策略对1 W荧光粉LED的调制带宽拓展进行了理论分析和硬件电路设计, 测试结果表明: 在不对蓝光过滤的条件下, 荧光粉LED调制带宽由1 MHz提高到了32 MHz, 单盏荧光粉LED在非归零-开关键控(non-return-to-zero on-off-keying, NRZ-OOK)调制下可达到26 Mbit/s的传输速率, 误码率7.55×10-6, 传输距离达到3 m, 符合于室内照明通信对传输距离的要求。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0920004
          分享:
          03550

          摘要

          针对大视场远距离复杂地形条件下的弹落点坐标测量, 提出一种结合数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)的单目视觉测量方法。该方法不依赖目标或场景信息, 只需单幅弹落点图像, 即可快速解算出弹落点的三维坐标。首先, 利用图像二维信息求解出相机与弹落点相连的空间直线; 然后, 根据相机与靶心的相对位置确定直线上的搜索起点和搜索步距, 将直线上的搜索点与数字高程地图进行匹配; 最终求解出弹落点的三维坐标。现场试验结果表明: 相机距监测区域大于500 m, 监测区域视场宽度为300 m时, 相对定位误差优于0.3%。该方法结构简单、成本低、运算速度快, 适用于复杂地形条件下的弹落点坐标测量。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0917005
          分享:
          00547

          摘要

          为了得到准确的二维变姿态空间相机外热流数据, 提出了一种在J2000坐标系下进行二维变姿态空间相机的外热流算法。首先, 在J2000坐标系下确定了相机的位置、太阳的位置及其辐射强度; 其次, 根据空间相机的视轴始终指向太阳的工作特点及太阳的位置, 计算出其在极端情况下的二维姿态角; 然后, 根据得到的姿态角计算出姿态变换矩阵。最后, 利用Matlab编程计算出一个轨道周期内的不变姿态以及二维变姿态条件下的复杂外热流。该方法计算得到的不变姿态外热流与I-deas/TMG软件得到的结果能够很好地吻合。与姿态不变的相机相比, 相机二维姿态的变化会导致其外热流发生较大的变化, 尤其是入光口所在的-Y面, 其太阳直射热流的波动范围为0~1 394 W/m2。得到的姿态角为热仿真模型姿态的调整提供了重要参考。由变姿态外热流数据可以看出, -Z面的外热流最小, 其最大平均外热流小于4 W/m2。另外±X面和+Y面的外热流也较小, ±X面最大平均外热流小于80 W/m2, +Y面最大平均外热流小于110 W/m2。在实际应用中, 由于卫星平台的遮挡, ±X面和+Y面的外热流会更小, 因此可以将-Z面, ±X面和+Y面作为散热面, 为热设计工作提拱了很好的指导。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0917008
          分享:
          00547

          摘要

          CsI(Tl)闪烁体是X光转换为可见光的一个比较重要的部件, 其转换效率对惯性约束聚变中的X光诊断发挥关键作用。利用北京同步辐射装置4B7A中能束线, 针对2 000~2 800 eV能段的软X光入射不同厚度CsI(Tl)闪烁体后转换为可见光的探测效率进行了标定。文章详细分析了CsI(Tl)闪烁体在X 光激发下的能量沉积和出射可见光的效率。整个探测系统包括入射兼容光源、标准探测器、快门、CsI(TI)闪烁体块、黑腔盒, SI1000可见光CCD等。用曲线拟合的方法归一化入射兼容光, 利用SI1000可见光CCD 相机作接收系统记录出射可见光, 在CCD线性工作范围内, 得到CCD上记录的出射可见光计数。标定实验获得2 000~2 800 eV能区标定探测器电流, CCD计数, 得到了同一曝光时间下CCD计数和入射光子数的比值, 即探测效率。实验结果表明, 随着CsI(Tl)闪烁体厚度的增加, 探测效率也随之提高。实验方法为后续选择合适厚度闪烁体做软X光探测做基础。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0917003
          分享:
          03547

          摘要

          为了设计适用于空间望远镜的具有质量轻、刚度高、高面形精度特点的大尺寸反射镜, 提出了基于水平集方法的反射镜拓扑优化设计方法。首先, 在口径1 m反射镜镜体初始结构模型的基础上建立有限元模型, 基于SIGFIT采用DRESP2建立面形RMS的目标响应函数, 将镜面面形精度直接作为目标函数, 在重量约束条件下, 基于变密度算法与水平集拓扑方法分别进行优化设计, 并基于OSSmooth功能对设计结果分离阈值进行研究。通过对优化模型分离阈值进行分析, 得到最优化的输出结构模型。采用水平集方法的拓扑优化设计方法的中间密度单元格数目远小于变密度方法, 输出结构边界连接性更好。优化模型面形RMS值小于λ/50(λ=632.8 nm), 满足设计指标。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0918001
          分享:
          01541

          摘要

          车载红外全景扫描成像系统具有每列单独成像、360°全方位视场覆盖的特点, 从而导致传统的电子稳像算法无法直接适用, 因此, 提出一种基于区域分割与融合的全景稳像算法。首先, 通过局部列偏移调整方法对图像预补偿。接着, 以车头前进方向为基准, 对全景图像进行区域分割, 即前端、右端、后端、左端区域。然后, 根据各区域的成像特点, 选择不同的稳像模型进行稳像, 其中, 运动估计环节采用滑窗策略缩短运算时间, 运动补偿环节采用未定义区重构方法弥补边界缺失信息。最后, 利用局部区域扩展、渐入渐出加权平均融合方式对重叠区域进行区域拼接、融合, 保证全景图像无缝拼接。实验结果表明: 该算法有效解决了车体行进过程中红外全景扫描系统的稳像问题, 稳像关键指标——帧间峰值信噪比(PSNR)可以提高14.7%, 运行时间可缩短为传统算法的1/10, 基本满足了工程应用的需求。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0926004
          分享:
          01539

          摘要

          基于编码的特征表达方法在光照不变性、运算效率、特征表述能力等方面具有较大优势, 成为新型的特征提取方法之一。手指静脉图像采用红外光透射成像, 加之手指内部其他组织的固有影响, 图像质量普遍较低。将Gabor滤波对图像纹理的增强与局部图结构编码的思想相结合, 重点研究一种新的对称邻域交叉图结构, 将局部邻域的纹理变化转换为加权的编码串。通过不同方向特征编码提取每个通道Gabor滤波图像的特征编码图, 充分表达像素点周围邻域的位置信息和梯度信息, 具有良好的旋转不变性。实验结果表明: 提出的手指静脉特征编码新方法比多种常用特征编码方法具有更好的识别性能, 对图像姿态变化更鲁棒。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0926006
          分享:
          00539

          摘要

          为改善有机-无机铅卤钙钛矿的空气稳定性, 采用高温热注入法合成了两种不同尺寸的全无机钙钛矿CsPbBr3纳米晶。由于晶粒尺寸对纳米晶薄膜电学性能具有决定性的作用, 研究了CsPbBr3纳米晶尺寸对薄膜光电导探测器光电响应性能的影响。结果表明: 纳米片薄膜的光电流是纳米立方块薄膜的100倍, 归结于二维CsPbBr3纳米片薄膜更少的晶界导致了更长的载流子扩散长度。对性能更加优异的纳米片薄膜光电探测器进行了全面的性能评价, 低的噪声等效功率和高的归一化探测率表明其具有优异的弱光探测能力。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0920007
          分享:
          04535

          摘要

          在核磁共振陀螺系统中, 需要用圆偏振光来泵浦碱金属(例如铷)原子, 使其产生极化。然而实际应用中的泵浦光不是理想的圆偏振光, 为了研究泵浦光椭圆度与铷原子极化率的变化关系, 推算了泵浦光经过四分之一波片后的表达式, 并由此得出泵浦光照射铷原子气室前的椭圆度, 建立了数值仿真模型, 研究了椭圆度对铷原子极化率的影响。同时通过实验得到了铷原子极化率与椭圆度的关系曲线。仿真和实验结果表明, 泵浦光椭圆度越大, 铷原子极化率越大, 随着椭圆度的进一步增大, 铷原子极化率增速变慢逐渐饱和; 此外, 相同的椭圆度下, 铷原子极化率随着泵浦光功率的增大而增大。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0917001
          分享:
          02534

          摘要

          考虑到离轴三反系统内部结构和光路的复杂性, 直接分析离轴三反系统内部各反射镜的偏转误差对视轴的影响难度较大。因此, 提出一种将离轴三反系统模型简化为单反射系统模型来进行分析的方法, 并在该模型的基础上建立离轴三反系统视轴偏转误差的计算公式。最后, 利用Zemax软件创建离轴三反系统模型, 通过变动反射镜位置来模拟系统视轴的变化, 并得到成像点的坐标, 再将得到的像点坐标代入计算公式求解出系统视轴的转动量。通过结果对比, 求解出视轴的转动量相对于仿真的最大误差不超过4%, 验证了基于单反射模型建立的理论分析方法的正确性。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0918005
          分享:
          02532

          摘要

          为了制备大拓扑荷数涡旋光, 对基于螺旋相位板多通的拓扑荷数4重加倍进行了理论分析、仿真模拟和实验验证。根据菲涅耳衍射积分定理, 推导了基于螺旋相位板多通的涡旋光拓扑荷数加倍原理。设计了4重加倍装置, 建立了相应模型并模拟了拓扑荷数4重加倍后的涡旋光强分布。绘制了相对强度、光束半径随距离变化曲线, 得到了加倍过程中半径和强度不会发生突变的结论。最后, 使用该装置成功制备了拓扑荷数为4、8、12、16的涡旋光束并对该实验中高阶涡旋光质量较差的原因进行了分析。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0918008
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          02528

          摘要

          研究了制冷型红外离轴三反光学系统成像原理和优化设计方法。给出了一个应用自由曲面的制冷型离轴三反射镜光学系统的设计。系统采用两个自由曲面反射镜和一个偶次非球面反射镜组成二次成像的结构形式, 将制冷型红外探测器的冷光阑作为系统的孔径光阑, 得到100%的冷光阑效率。第二和第三反射镜将孔径光阑成像在第一反射镜的位置, 显著减小第一反射镜的口径。通过调整每个反射镜的偏心与倾斜, 实现系统的无遮拦, 使用自由曲面增大视场、校正像差、保证系统的成像质量。该系统的工作波段为3~5 μm, 焦距为450 mm, F数为2, 视场为3.662°×2.931°, 各视场的调制传递函数在环境温度为-40~60 ℃的范围内均高于0.5, 实现系统的无热化, 并且结构紧凑。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(09):0918004
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          06527

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          摘要

          镀制在多层衍射光学元件表面的光学增透膜会对入射光产生附加相位调制,从而降低实际设计波长处的衍射效率,影响混合光学系统像质。基于等效介质理论和多层衍射元件本体相位延迟,将增透膜的相位调制影响考虑到多层衍射光学元件的设计中,通过优化多层衍射光学元件表面微结构参数,实现设计波长位置100%衍射效率和宽波段内高带宽积分平均衍射效率。采用优化设计方法,对应用于可见光波段镀有增透膜的多层衍射光

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):030501
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          摘要

          基于光学表面波的折射率传感由于具有免标记、无接触、灵敏度高等优势,被充分应用于生物医学的相关研究中。光学表面波的折射率传感成像作为一种免标记、非侵入式和无损于细胞的测量与成像手段,在特定的研究中将变得必不可少,受到研究人员的广泛关注。在本文中,我们从表面波的原理,测量技术分类,关键性技术等多方面论述,概括了基于全内反射,表面等离子体共振,石墨烯等多种光学表面波的折射率传感的历史

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(01):012606
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          摘要

          角膜厚度的精确测量可辅助角膜类疾病的诊断。光学相干层析成像(OCT)技术可非接触地获得角膜的断层图像。为了辅助医生对角膜类疾病的诊断,需要自动获取断层图像中的角膜厚度。本文提出了基于边界跟踪、轮廓定位和曲线拟合相结合的OCT图像角膜厚度自动测量方法。分别测量了高信噪比以及存在噪声和伪影的角膜OCT图像中的角膜厚度,验证了提出方法的有效性和实用性。实验结果表明,该方法不仅可以精确测量高信

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031103
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          摘要

          目前数字微镜器件(digital micromirror device ,DMD)作为一种微光机电器件(micro-electro-mechanical system,MEMS),已广泛应用在数字投影、动态场景模拟、数字光刻等照明投影系统及孔径编码光谱成像、医学成像等新型成像系统中。且DMD在照明投影系统中一般用于准直光路,其对光路并无影响。而DMD在成像系统中多用于会聚光路,由于DMD表面微镜绕各自旋转轴偏转运动,且微镜相对平面反射镜的非连续分布特性,导

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031101
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          摘要

          自从生成对抗网络提出以来,各领域涌现了大量的新型应用。本文提出一种应用于红外目标仿真的模型,旨在解决传统仿真方法步骤繁琐、参数众多、建模复杂的问题。首先,在条件生成对抗网络的基础上引入深度卷积神经网络,将其扩展成为条件深度卷积生成对抗网络;其次,将随机噪声向量作为模型输入,利用类别标签引导训练过程,完成模型参数的优化;最后,利用已训练的生成器自动产生预期类别的红外目标仿真图像。

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031102
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          摘要

          探究了基于自限制反应的原子层沉积技术在石英管表面沉积薄膜的均匀性分布以及尺寸的影响。以单波长减反射膜为研究对象,实验结果与设计结果一致,石英管表面最低反射率可降至0.17%。忽略夹具影响,石英管外壁与内壁非均匀性基本一致,在±1.69%范围内,内外壁表面沉积厚度也即中心波长相同,而且石英管尺寸变化对内外壁薄膜均匀性无明显影响。因此,原子层沉积(ALD)技术可以实现在不同尺寸大曲率元件的内外表

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):032401
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          摘要

          软X射线近边吸收谱在原子及电子结构表征,催化剂活性位点研究,以及原位测试等方面都发挥着极其重要的作用,是同步辐射技术中应用范围最广的表征手段之一。本研究基于上海同步辐射光源发展了软X射线荧光吸收谱测试方法,克服软X射线荧光产率低以及荧光自吸收效应的难题,实现了用部分荧光产额模式获得材料的软X射线近边吸收谱,并采用该模式对钙钛矿太阳能电池的埋藏元素,催化剂的低浓度元素,以及宽禁带半导

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):033002
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          摘要

          本文描述了基于硅基的IQ光调制器自动偏压控制算法理论及实现方案,首先比较了基于硅光调制器跟传统铌酸理(LiNbO3)调制器调制特性的区别,结合硅基的IQ光调制器模型图推导出调制器输出光信号跟电场信号的函数关系式,根据此关系式提出了一种基于正弦dither信号注入调制器直流偏置,解析调制器内置低带宽MPD反馈信号频域参数的控制方案,并通过数值仿真验证了方案的可行性;搭建了自动偏压控制算法的测试平台,

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):030603
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          摘要

          我们提出一种基于光纤布拉格光栅(FBG)拉锥具有带宽可调的微光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)梳状滤波器。通过对普通FBG进行氢氧焰熔融拉锥,实现了具有梳状滤波特性的新型微光纤MZI结构。通过对拉锥后光栅周期及折射率分布进行建模及仿真,得出微光纤MZI结构是由两端为关于中心束腰光纤对称的锥形微啁啾长周期光栅(CLPG)组成。利用NaCl溶液进行折射率测试,发现MZI透射光谱带宽的倒数与溶液折射率变化成线性

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):030604
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          摘要

          软玉是珍贵的珠宝工艺品材料,不同产地的软玉在品质和价值上具有较大的差异,但是传统的珠宝玉石鉴别方法难以有效的对其进行产地区分与鉴别。采用自行研制的便携式拉曼光谱仪Hx-Spec研究分析甘肃、青海以及新疆三个产地的拉曼光谱特征,从物理层面对其光谱差异进行了解析,探讨了运用马氏距离判别分析方法及随机森林两种模式识别算法处理光谱数据实现对三种不同产地的软玉进行无损鉴别的可行性。实验测得来自甘

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):033001
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          摘要

          恒星质心提取精度是影响星敏感器定姿精度的重要因素之一。针对全局阈值等传统去噪方法在处理APS星图时因残留部分噪声而影响质心提取精度的问题,本文提出一种基于动态背景噪声模板的APS星图序贯去噪方法。该方法通过短时静态背景噪声与随机噪声阈值构建动态序贯噪声模板,实现对APS星图数据进行去噪处理。本文以资源三号下传的APS原始星图作为试验数据,利用星对角距对不同去噪方法处理后的恒星质心定位精度进

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031506
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          摘要

          本文制备结构为ITO/HAT-CN(5 nm)/TAPC(50 nm)/TCTA(5 nm)/POAPF:PO-01(15%,15 nm)/Bphen(55 nm)/LiF(1 nm)/Al的黄色磷光器件,其效率滚降特性符合三重态-极化子淬灭模型。为了研究器件内载流子传输情况,设计了一组单电子和单空穴器件,实验证明,发光层内空穴是多子且PO-01俘获空穴,被俘获的多余空穴对形成激子的淬灭是导致器件高电流密度下效率剧烈滚降的原因。接着,采用n掺杂的方法增加电子注入,实验证

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):032301
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          摘要

          全天时大气温度的探测对于研究大气科学以及全球变暖与极端天气的关联性等具有非常重要的作用。本文提出一种全天时大气温度探测的纯转动拉曼激光雷达系统,选用Nd:YAG脉冲激光器的四倍频输出266.0nm作为激励波长,从而使得发射光谱及其激励的纯转动拉曼光谱全部位于日盲紫外波段内,避开了强烈的太阳背景光对系统探测的影响。为分离提取对大气温度具有不同依赖特性的高低量子数通道转动拉曼光谱,设计了一种新

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):030104
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          摘要

          针对传统非经典感受野模型的建立大多是基于静态神经元、忽视了生物视觉在注视过程中眼球不停止运动这一原理,通过对眼球微动机理的研究,提出了一种结合静态、动态机理构造更贴近非经典感受野的模型。该模型首先设计感受野轴两侧的两个半椭圆环的非经典感受野抑制区,其次在其中设立子区域,判断其与中心感受野距离差值,对该区域置零。通过控制方向角度的抑制,模拟微动,最后计算出图像的亮度值,获取不同最

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031002
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          摘要

          外伤性脑损伤(Traumatic brain injury, TBI)是最常见的致死致残疾病之一,脑创伤区域的精确检测技术对TBI的治疗诊断具有重要意义。本文采用改进的Feeney’s方法制备大鼠的脑创伤动物模型,利用太赫兹波透射式成像系统对鼠脑的组织切片进行成像检测。成像结果表明,鼠脑创伤区域相比于正常区域具有更低的透过率。通过对鼠脑不同深度进行切片成像,并采用一种三维重构技术实现了对鼠脑的三维建模,该三维重构

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031702
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          摘要

          针对现有基于深度卷积神经网络的目标识别算法需要依赖大型GPU计算平台,对计算资源消耗大,难以向嵌入式平台移植,无法适应工业界对于目标检测实时性和便携性的需求的问题,本文提出一种应用于嵌入式GPU计算平台的实时目标检测算法。本方法针对嵌入式平台计算单元较少,处理速度较慢的现状,提出一种基于YOLO-V3架构进行改进的轻量目标检测模型,针对汽车目标进行了离线训练,并在嵌入式平台上部署训练好的模

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031505
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          摘要

          当前由特征点构成的合作信标,在视场及飞行器姿态变化下,存在信标不能始终有效进入视场、未考虑信标设计对引导精度影响的问题。本文利用透视模型的原理设计合作信标。通过信标成像对引导精度的敏感性分析,得到信标特征点间最小距离的设计方法;在无人机由远及近接近信标过程中,通过分析俯仰角、偏航角、高度和距离不同情况下无人机的视场范围变化,并进行视场边界的迭代计算,给出特征点布置范围的设计方法

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031504
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          摘要

          基于Micro-CT技术的麦粒内部虫害检测,其图像重建效果,直接决定了麦粒虫害检测准确性。为得到清晰的麦粒重建切片,利用共轭射线的思想来弥补Radon空间数据缺失,在FDK重建算法基础上引入z轴权重函数来优化麦粒切片图像的重建结果。针对三维头模型,Z-FDK算法重建结果的峰值信噪比较FDK算法的小3.6927,该算法大大抑制了FDK算法中的轴向强度下降。针对卵期、低龄幼虫、高龄幼虫等时期的麦粒投影图像,实验结果

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031001
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          摘要

          光学成像以其非侵入性的特点,被广泛应用于生物、医学、物理和化学等研究领域。通过对光场时域和空域参数的调控,可以有效调制光的时序、波前、振幅、相位、色散等特性,从而获得具有高时空分辨率的光学图像。本文以光场调控原理为主线,综述近年来高时空分辨成像技术的研究进展。

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(01):0126012
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          摘要

          利用基于液晶空间光调制器的飞秒激光脉冲整形技术,对飞秒激光在熔融石英中形成等离子体丝进行了优化控制研究。实验结果表明,通过脉冲整形,可以实现在固体介质中指定位置产生等离子体丝,此外还实现了在熔融石英中等离子体成丝起点的长距离可控移动,最大移动量达到5.4 mm。进一步通过求解3D+1非线性薛定谔方程对整形脉冲在熔融石英中的成丝过程进行了理论模拟研究,得到了与实验相一致的结果。研究表明,等

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(01):0126021
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