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摘要

简要阐述了基于全波与三波段的真彩色微光夜视系统原理,结合图像融合的一般算法,研究了加权平均法、基于线性变换增强的Brovey法、 HIS(色调、亮度和饱和度)空间法及基于边缘分割的HIS法4种真彩微光夜视图像融合算法,详细阐述了融合算法的实现方法和过程。研究结果表明,利用基于线性变换增强的Brovey法,得到场景一和场景二的融合图像的综合客观评价指标值,分别为27.9647、31.2756,均大于其余3种算法得到的值。在这4种融合算法中,由基于线性变换增强的Brovey法得到的融合图像视觉效果最优。

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摘要

提出了一种基于时间分辨及傅里叶变换测量激光线宽的方法,其分辨率仅受限于傅里叶极限。在实验上通过时间分辨方法测量了半导体激光器和光纤激光器的线宽,并与射频频谱分析的方法进行比较。对两种激光器在不同积分时间内进行线宽测量,结果证明这种傅里叶极限线宽测量的方法相比于射频频谱分析的方法具有更小的测量误差,通过时间分辨方法获取频谱信息具有实时采集的优势。

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摘要

中国象棋棋子定位采用的传统图像处理方法,复杂度高;识别棋子采用的传统文字识别方法,泛化性较差、精确度较低。提出一种基于棋子颜色特征的分割方法和改进的二值图像滤波算法,实现了棋子的快速定位,不需要二次修正位置;提出一种基于卷积神经网络的棋子识别方法,该方法可以应用于不同字体的棋子识别,在更换棋子的情况下,依然可以快速、准确地识别棋子。实验结果表明,该方法的定位误差为0.51 mm,平均定位时间0.212 s,对4类字体的平均棋子识别准确率为98.59%左右,证实了该方法的有效性和实用性。

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摘要

针对当前局部立体匹配视差精度低的问题,提出了一种二次引导滤波模型,并应用于局部立体匹配算法。在新设计的二次引导滤波模型中,将第一次引导滤波的输出图像作为第二次引导滤波的引导图像,克服了传统引导滤波的缺陷,抑制了噪声。在代价聚合阶段引入二次引导滤波,使用跨尺度框架聚合各尺度的匹配代价,进一步提高算法匹配精度。实验结果表明,基于二次引导滤波的局部立体匹配算法在Middlebury测试平台上对标准立体图像对的检测具有更高的精度,且代价聚合步骤的时间复杂度与滤波窗口大小无关,在匹配精度和速度上都取得了良好的效果。二次引导滤波的思想有望在立体匹配等领域取得更广泛的应用。

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摘要

阐明了编码孔径相关全息记录和再现的基本原理,介绍了现有记录编码孔径相关全息图的系统与方法,着重分析了成像系统的分辨率及再现像质量,并讨论了该技术目前存在的问题与研究方向。编码孔径相关全息已经在动态三维成像、多光谱成像、自适应光学,以及生物医学、军事等领域中展现出了其应用潜力。

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摘要

交互式全息显示因其独特的真三维(3D)显示能力,能够给用户带来自然、真实的人机交互方式。作为交互式全息显示系统的重要组成部分,手势识别模块影响交互过程是否成功、自然和舒适。在交互式全息显示系统中,手势识别方式主要有基于穿戴设备的识别、基于视觉检测的识别和基于全息3D显示的3D触摸检测。综述了交互式全息显示系统的进展,讨论了3种交互方式的发展情况与优缺点,分析了交互式全息显示系统目前面临的问题和发展前景,为交互式全息显示的进一步研究提供了参考。

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摘要

提出了一种基于深度学习的红外与可见光决策级融合跟踪方法。通过建立参数传递模型,从现有基于深度学习的检测模型中抽取指定对象的可见光检测模型,作为红外检测的预训练模型,在采集的红外图像数据集上进行微调训练,得到基于深度学习的红外检测模型。在此基础上,建立了基于深度学习的红外与可见光决策级融合跟踪模型,进行了单波段跟踪与双波段融合跟踪对比实验。结果表明,所提方法跟踪精度和成功率比单波段跟踪均有所提升,具有较好的稳健性。

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摘要

为提高超声回波图像的横向分辨率、对比度,抑制最大旁瓣能量,提出一种适用于超声成像的旁瓣相消算法。利用基于特征空间的广义消旁瓣算法获得权值矢量,通过超声回波信号的相干系数优化权值矢量,对常见的点目标和暗斑进行成像。仿真结果表明,本文算法相较于延时叠加算法在横向分辨率上提高了60%,相较于特征空间算法在对比度上改善了112%。基于实际超声系统的实验结果与仿真结果一致,证明了本文算法的有效性。

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摘要

提出了一种基于图像融合的无参考立体图像质量评价算法。该算法利用小波变换分解重构立体图像的左右视图并融合在一幅图像中,归一化处理融合图像的亮度系数,均衡各部分亮度并保留融合图像的结构信息,使用卷积神经网络进行特征提取和回归预测。实验结果表明,所提方法的预测得分与人类主观评价得分具有很好的一致性。

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摘要

回顾了锁模光纤激光器中各种孤子动力学特性的研究状况,介绍了近年来基于色散傅里叶变换(DFT)技术的超快光纤激光器孤子瞬态动力学特性的研究进展,分析了同时利用时间透镜和DFT技术的超快现象多尺度探测,这些均有助于更全面地了解光孤子的物理本质。实时测量技术的发展必将极大地激发研究人员探索孤子动力学特性的热情,进一步促进孤子动力学特性研究和超快激光技术的发展。

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摘要

无标记显微成像技术包括光学相干层析、光声成像、非线性成像和微球透镜成像等技术。概述了目前常用的无标记显微成像技术,并对各种传统和先进的成像原理进行了总结。详细介绍了各种无标记成像技术的优缺点和最新研究进展,以及此类成像技术在各领域的应用,并对基于无标记显微技术的多模态成像技术的未来发展进行了展望。

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摘要

介绍了二维层状钙钛矿材料的晶体结构及其基本光电特性; 总结了二维层状钙钛矿材料在太阳电池、发光二极管、光电探测器等领域的最新应用; 指出该类材料目前存在的主要问题和发展前景,以期为高性能二维层状钙钛矿光电器件的设计和制备提供参考。

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摘要

光声成像技术通过检测光声效应中的超声信号,克服了光在生物组织体传输过程中的强散射作用,突破了传统光学成像的成像深度浅以及声学成像的对比度低的局限,在早期癌症检测中具有广泛的应用前景,有望成为肿瘤的诊断、定位、分期和治疗的有效手段。主要阐述了光声成像技术原理及其在早期癌症检测和治疗中的国内外临床应用研究现状,展望了光声成像技术在生物医学的应用潜力,分析了其未来的发展趋势和局限性。

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摘要

提出一种基于指示单光子源和量子存储的量子密钥分配方案。分析了其密钥生成率与安全传输距离和量子存储时间的关系, 以及量子存储的退相干效应对最终密钥生成率的影响。研究了量子存储对基于指示单光子源的测量设备无关量子密钥分配方案的影响。仿真结果表明,在指示单光子源下, 量子存储的实际相干时间增加, 使得系统的安全传输距离增大, 且量子退相干效应对最终的密钥生成率的影响微弱。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(04):0412001
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摘要

提出了一种基于自准直仪的在位校准方法。基于圆周封闭原则和傅里叶级数的性质, 建立了测量值与理想值之间的函数关系, 利用理想刻线位置和实际刻线位置的偏差, 获得了校准曲线, 详细推导和分析了校准原理, 搭建了校准测角系统, 并进行了实验验证。实验结果表明, 单读数头测角传感器原始测角误差为734.8″, 校准后误差为2.4″, 且校准效果优于常用的谐波补偿方法, 校准系统的重复性优于0.13″。在位校准方法能够有效减小测角误差, 且方法简单, 校准效率高。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(04):0404005
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摘要

设计并自制了一种平行平面腔法布里-珀罗干涉仪, 将脉冲染料激光器的输出线宽由4 GHz压缩至340 MHz。采用法布里-珀罗标准具拍照法对激光线型进行实时监测, 实现了脉冲激光线型的同步扫描; 配合碘吸收谱测量, 搭建了经线宽压缩的脉冲染料激光的100 MHz量级的精细波长调谐及标定系统。将该激光系统用于氧化物阴极放电氩等离子体的激光诱导荧光诊断中, 验证了线宽压缩系统的可行性, 离子速度分布函数的速度分辨率可达200 m/s。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(04):0404002
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摘要

研究了K452高温合金激光增材修复时的开裂特性及液化裂纹产生机理, 采用低热输入脉冲激光工艺控制液化裂纹的产生, 研究了修复区域的显微组织和力学性能。结果表明, K452高温合金在激光增材修复过程中容易产生液化裂纹, 裂纹通常起源于热影响区且沿晶界向基体和修复区域扩展; 拉应力作用下热影响区晶界上的液膜形成了液化裂纹。低热输入脉冲激光工艺可以有效控制液化裂纹的产生, 脉冲激光修复试样修复区的平均硬度为267.9 HV; 抗拉强度和屈服强度分别为814.3 MPa和685.8 MPa, 略大于铸态基体的强度; 延伸率为4.87%, 略小于铸态基体的6.25%。低热输入脉冲激光工艺实现了无裂纹的开槽修复, 铸态修复试样强度达到了铸态基体的强度标准, 延伸率略低于铸态基体。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(04):0402011
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摘要

采用真空激光焊接方法对10Ni5CrMoV低合金高强钢进行焊接, 研究了环境压力对焊缝组织和力学性能的影响。结果表明:真空激光焊接可以明显改善激光焊缝的表面成形质量, 增加焊缝熔深; 环境压力对焊缝组织的影响不大, 对热影响区组织的影响明显; 不同环境压力下得到的焊缝均由马氏体组成; 在热影响区, 随着环境压力的降低, 碳化物逐渐析出, 显微组织由马氏体向马氏体+碳化物+极少量粒状贝氏体转变, 并且出现了少量铁素体; 真空环境下得到的焊缝中马氏体含量降低是硬度下降的主要因素; 在环境压力为10 Pa时, 焊缝硬度较大气环境下的减小6.2%; 拉伸试样均断裂于母材处, 试样出现明显的颈缩现象, 断裂方式为韧性断裂。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(04):0402005
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摘要

研究了带有变系数的N阶耦合非线性薛定谔方程, 获得了其3-孤子解, 并通过渐近分析和图像分析研究了孤子的相互作用。结果表明, 当本征值不同时, 3-孤子解分别为常规孤子、束缚态孤子以及常规孤子和束缚态孤子的组合; 当满足特定条件时, 常规亮孤子和束缚态亮孤子可实现弹性相互作用, 也可实现非弹性相互作用, 而暗孤子仅存在非弹性相互作用; 对于常规孤子和束缚态孤子的组合, 亮孤子分量的相互作用规律较为复杂, 受参数取值影响较大, 但暗孤子分量依然保持弹性相互作用。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(04):0419001
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摘要

基于锁相光子计数技术, 提出一种多波长并行检测的单像素空间频率域成像(SFDI)系统。以一个数字微镜器(DMD)为待测多波长漫反射光的调制光源, 以另一个DMD为漫反射光采集、编码与会聚设备, 使得会聚后的漫反射光通过锁相光子计数技术实现不同波长的解调分离, 同时降低了系统成本。引入压缩感知图像恢复理论, 有效缩短了多次空间编码引起的单像素成像时间。实验结果表明, 所提SFDI系统只需要进行像素总数20%左右的编码, 即可准确重构多波长下仿体表面漫反射光图像。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(04):0412002
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摘要

A fast off-axis scanning subvoxel light-sheet microscope enables high-throughput image large-volume specimens at cellular resolution.

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    摘要

    The purpose of this study is to examine optical spatial frequency spectroscopy analysis (SFSA) combined with visible resonance Raman (VRR) spectroscopic method, for the first time, to discriminate human brain metastases of lung cancers adenocarcinoma (ADC) and squamous cell carcinoma (SCC) from normal tissues. A total of 31 label-free micrographic images of three types of brain tissues were obtained using a confocal micro-Raman spectroscopic system. VRR spectra of the corresponding samples were synchronously collected using excitation wavelength of 532nm from the same sites of the tissues. Using SFSA method, the difference in the randomness of spatial frequency structures in the micrograph images was analyzed using Gaussian function fitting. The standard deviations, σ calculated from the spatial frequencies of the micrograph images were then analyzed using support vector machine (SVM) classifier. The key VRR biomolecular fingerprints of carotenoids, tryptophan, amide II, lipids and proteins (methylene/methyl groups) were also analyzed using SVM classifier. All three types of brain tissues were identified with high accuracy in the two approaches with high correlation. The results show that SFSA–VRR can potentially be a dual-modal method to provide new criteria for identifying the three types of human brain tissues, which are on-site, real-time and label-free and may improve the accuracy of brain biopsy.

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      摘要

      In most coherent imaging modality, speckle noise is a major cause that blurs the boundary of tissues and degrades the image contrast. By utilizing the unique properties of supercontinuum (SC) generated by noise-like pulses (NLPs) and a simple multi-frame averaging technique, we achieved significant speckle reduction in spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT). We quantitatively compared the speckle of our proposed method with those of conventional swept source OCT (SS-OCT) and SD-OCT based on commercial light sources. The experimental results show that SC pumped by NLPs combined with noncoherent averaging method achieves better denoising performance in terms of contrast to noise ratio (CNR).

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        摘要

        Diffuse optical spectroscopy is a relatively new, noninvasive and nonionizing technique for breast cancer diagnosis. In the present study, we have introduced a novel handheld diffuse optical breast scan (DOB-Scan) probe to measure optical properties of the breast in vivo and create functional and compositional images of the tissue. In addition, the probe gives more information about breast tissue’s constituents, which helps distinguish a healthy and cancerous tissue. Two symmetrical light sources, each including four different wavelengths, are used to illuminate the breast tissue. A high-resolution linear array detector measures the intensity of the back-scattered photons at different radial destinations from the illumination sources on the surface of the breast tissue, and a unique image reconstruction algorithm is used to create four cross-sectional images for four different wavelengths. Different from fiber optic-based illumination techniques, the proposed method in this paper integrates multi-wavelength light-emitting diodes to act as pencil beam sources into a scattering medium like breast tissue. This unique design and its compact structure reduce the complexity, size and cost of a potential probe. Although the introduced technique miniaturizes the probe, this study points to the reliability of this technique in the phantom study and clinical breast imaging. We have received ethical approval to test the DOB-Scan probe on patients and we are currently testing the DOB-Scan probe on subjects who are diagnosed with breast cancer.

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          摘要

          The detection of early gastric cancer that often develops asymptomatically is crucial for improving patient survival. The photodynamic diagnosis (PDD) of gastric cancer using 5-aminolevulinic acid/protoporphyrin IX (5-ALA/PpIX) has been reported in several studies. However, the selectivity of PDD of gastric tumor is poor with often false-positive results that require the development of new methods to improve PDD for early gastric cancer. Therefore, a measure of the complexity of gastric microcirculation (multi-scale entropy, MSE) and the detrended fluctuation analysis (DFA) were applied as additional tools to detect early gastric cancer in rats.In this experimental study, we used our original model of metastatic adenocarcinoma in the stomach of a rat. To induce a gastric tumor, we used a long-term combination (for 9 months, which is 1/2 of the life of rats) of two natural factors, such as chronic stress (overpopulation being typical for modern cities) and the daily presence of nitrites in food and drinks, which are common ingredients added to processed meat and fish to help preserve food. Our results clearly show that both methods, namely, PDD using 5-ALA/PpIX and complexity/correlation analysis, can detect early gastric cancer, which was confirmed by histological analysis. Pre-cancerous areas in the stomach were detected as an intermediate fluorescent signal or MSE level between normal and malignant lesions of the stomach. However, in some cases, PDD with 5-ALA/PpIX produced a false-positive fluorescence of exogenous fluorophores due to its accumulation in benign and inflammatory areas of the mucosa. This fact indicates that the PDD itself is not sufficient for the correct diagnosis of gastric cancer, and the use of additional characteristics, e.g., complexity measures or scaling exponents, can significantly improve the diagnostic accuracy of PDD of gastric cancer that should be confirmed in further clinical studies and applications.

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            摘要

            Laser speckle contrast imaging (LSCI) is an optical imaging method, which can monitor microvascular flow variation directly without addition of any ectogenous dye. All the existing laser speckle contrast analysis (LASCA) methods are a combination of spatial and temporal statistics. In this study, we have proposed a new method, Gaussian kernel laser speckle contrast analysis (gLASCA), which processes the raw images primarily with the Gaussian kernel operator along the spatial direction of blood flow. We explored the properties of gLASCA in the simulation and animal cerebral ischemia perfusion model. Compared with the other existing speckle processing methods based on spatial, temporal, spatial-temporal or anisotropic linear structure; the present gLASCA method has a high spatial-temporal resolution to respond the change of velocity especially in microvasculature. Besides, the gLASCA method obtains approximately 10.2% and 7.1% higher contrast-to-noise ratio (CNR) over the anisotropic linear method (aLASCA) in the simulation and experiment models. For these advantages, gLASCA could be a better method for local microvascular laser speckle imaging in terms of cerebral ischemia reperfusion, spreading depression and brain injury diseases.

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              摘要

              As important components of air pollutant, volatile organic compounds (VOCs) can cause great harm to environment and human body. The concentration change of VOCs should be focused on in real-time environment monitoring system. In order to solve the problem of wavelength redundancy in full spectrum partial least squares (PLS) modeling for VOCs concentration analysis, a new method based on improved interval PLS (iPLS) integrated with Monte-Carlo sampling, called iPLS-MC method, was proposed to select optimal characteristic wavelengths of VOCs spectra. This method uses iPLS modeling to preselect the characteristic wavebands of the spectra and generates random wavelength combinations from the selected wavebands by Monte-Carlo sampling. The wavelength combination with the best prediction result in regression model is selected as the characteristic wavelengths of the spectrum. Different wavelength selection methods were built, respectively, on Fourier transform infrared (FTIR) spectra of ethylene and ethanol gas at different concentrations obtained in the laboratory. When the interval number of iPLS model is set to 30 and the Monte-Carlo sampling runs 1000 times, the characteristic wavelengths selected by iPLS-MC method can reduce from 8916 to 10, which occupies only 0.22% of the full spectrum wavelengths. While the RMSECV and correlation coefficient (Rc) for ethylene are 0.2977 and 0.9999ppm, and those for ethanol gas are 0.2977 ppm and 0.9999. The experimental results show that the iPLS-MC method can select the optimal characteristic wavelengths of VOCs FTIR spectra stably and effectively, and the prediction performance of the regression model can be significantly improved and simplified by using characteristic wavelengths.

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                摘要

                3D live imaging is important for better understanding of biological processes. To obtain biological dynamic process, high imaging speed is required. In order to improve speed in 3D live imaging, simultaneous imaging of multiple planes throughout a 3D volume has been proposed. However, a main disadvantage of this method is the cross-talk from neighboring imaging planes. In this paper, we propose an optimization method to suppress background from neighboring imaging planes. A D-aperture is used to generate multiple light sheets. An optimization method to suppress background is presented. The simulation results demonstrated that the proposed method can be used to suppress the effectiveness of background from neighboring light sheets.

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                  摘要

                  This study aimed to explore the application of surface-enhanced Raman scattering (SERS) in the rapid diagnosis of gastric cancer. The SERS spectra of 68 serum samples from gastric cancer patients and healthy volunteers were acquired. The characteristic ratio method (CRM) and principal component analysis (PCA) were used to differentiate gastric cancer serum from normal serum. Compared with healthy volunteers, the serum SERS intensity of gastric cancer patients was relatively high at 722cm-1, while it was relatively low at 588, 644, 861, 1008, 1235, 1397, 1445 and 1586cm-1. These results indicated that the relative content of nucleic acids in the serum of gastric cancer patients rises while the relative content of amino acids and carbohydrates decreases. In PCA, the sensitivity and specificity of discriminating gastric cancer were 94.1% and 94.1%, respectively, with the accuracy of 94.1%. Based on the intensity ratios of four characteristic peaks at 722, 861, 1008 and 1397cm-1, CRM presented the diagnostic sensitivity and specificity of 100% and 97.4%, respectively, and the accuracy of 98.5%. Therefore, the three peak intensity ratios of I722/I861, I722/I1008 and I722/I1397 can be considered as biological fingerprint information for gastric cancer diagnosis and can rapidly and directly reflect the physiological and pathological changes associated with gastric cancer development. This study provides an important basis and standards for the early diagnosis of gastric cancer.

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                    摘要

                    In illuminating tissues, a cylindrical diffuser (CD) has an advantage over regular laser sources due to its ability to illuminate a larger volume of the target tissue. This paper presents a co-registered large volume photoacoustic (PA) and ultrasonic (US) imaging for early endometrial cancer (EEC) detection using CD. It has the advantage that the US imaging system is outside the body and only the PA excitation device is inside the body, which makes the system more efficient and less invasive for EEC detection. The paper reports on two sets of experiments. The first set produced real-time PA images of blood vessel phantom. The second set demonstrated the imaging of pig uterus ex vivo. The results show that the system has the potential for imaging and characterizing of EEC.

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                      摘要

                      Determining the light absorption distribution (LAD) of uterine tissue helps the detection of endometrial carcinoma. In this work, a 3-dimensional optical model of the human uterus is proposed and examined. The model is filled with strong scattering medium (undiluted raw and homogenized milk, URHM) or air at 630 nm and 800 nm wavelengths. Monte Carlo simulations are used to find the absorption profiles of photons by transcervical laser illumination, with a cylindrically diffused light source (CDLS) or spherically diffused light source (SDLS). The results show that 800 nm is a good laser wavelength value for the detection of endometrial carcinoma by photoacoustic imaging (PAI). At the same time, the shape of the light source becomes less important in a relatively large cavity. The impacts of different scattering coefficients of CDLS on the irradiated area are demonstrated. Strong scattering medium is helpful to the il-lumination of the uterus cavity.

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                        摘要

                        The resolution and quality of the depth map captured by depth cameras are limited due to sensor hardware limitations, which becomes a roadblock for further computer vision applications. In order to solve this problem, we propose a new method to enhance low-resolution depth maps using high-resolution color images. The structural-aware term is intro-duced because of the availability of structural information in color images and the assumption of identical structural features within local neighborhoods of color images and depth images captured from the same scene. We integrate the structural-aware term with color similarity and depth similarity within local neighborhoods to design a local weighting filter based on structural features. To use non-local self-similarity of images, the local weighting filter is combined with the concept of non-local means, and then a non-local weighting filter based on structural features is designed. Some ex-perimental results show that super-resolution depth image can be reconstructed well by the process of the non-local fil-ter and the local filter based on structural features. The proposed method can reconstruct much better high-resolution depth images compared with previously reported methods.

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                          摘要

                          This paper designs an energy-quality multilevel framework for the coding and transmission of aerial images, and then introduces a scaling-based intra encoder with flexible sampling factor (SF) and quantization parameter (QP). By experimentally investigating how different coding configurations affect the complexity-rate-quality characteristics of aerial images, this paper derives a configuration estimation model between energy-quality level and appropriate (SF, QP) configuration. By utilizing the model, a bivariate control scheme is proposed so as to progressively adjust sender's energy consumption under quality constraints. The experimental results show that the proposed scheme can achieve better energy-quality tradeoff with a wider quality range, and reduce the energy consumption above a certain quality.

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                            摘要

                            In this paper, a new method for the rapid, economical and convenient detection of cyclic adenosine monophosphate (cAMP) in jujube is proposed and verified. Based on near-infrared (NIR) fiber spectroscopy combined with stoichio-metric analysis, the cAMP content in red jujube can be quickly detected. 68 red jujube samples were used for the NIR spectroscopy data acquisition and the corresponding chemical values were determined. The sample set was adjusted based on the joint XY distance (SPXY) to select the correction sample set. After different preprocessing on the spectra, the partial least squares (PLS) method was used to establish the model, and the smoothed and normalized PLS model result was obtained better. The model's correction correlation coefficient (Rc), correction set mean square error (RMSEC), prediction correlation coefficient (Rp), and prediction and mean square error (RMSEP) are 0.951 5, 25.793 7, 0.910 8 and 28.228 0, respectively. The results show that NIR combined with specific chemometric methods can achieve rapid de-tection of cAMP in red jujube.

                              分享:

                              摘要

                              In this paper, a novel vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) polarization modulation technique based on po-larization switching due to thermal heating in a single transverse mode class 10 G VCSEL at 1 310 nm is demonstrated experimentally. The inherent orthogonal polarization switching of the VCSEL carrier with changing bias is exploited in the transmission of pulse-per-second (PPS) timing clock signal. Experimental results show that PPS pulse widths of 9.97 μs and 9.98 μs are measured for back-to-back analysis and over 3.21 km of G 652 urban fibre transmission, re-spectively. This work provides a novel alternative for adoption in optical frequency and time transfer applications.

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                                摘要

                                Coherent optical fiber communications for data rates of 100 Gbit/s and beyond have recently been studied extensively because high sensitivity of coherent receivers could extend the transmission distance. Spectrally efficient modulation techniques such as M-ary phase shift keying (PSK) can be employed for coherent optical links. The integration of mul-ti-level modulation formats based on coherent technologies with wavelength-division multiplexed (WDM) systems is vital to meet the aggregate bandwidth demand. This paper reviews coherent quadrature PSK (QPSK) systems to scale the network capacity and maximum reach of coherent optical communication systems to accommodate traffic growth.

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                                  摘要

                                  We theoretically study the evolution of dark solitons in the biased photorefractive-photovoltaic crystal by using beam propagation method (BPM). We find that when the absolute value of the extra bias field is less than the photovoltaic field, the dark screening-photovoltaic (SP) solitons can be observed. The initial width of the dark notch at the entrance face of the crystal is a key parameter for generating an sequence of dark coherent solitons. If the initial width of the dark notch is small, only a fundamental soliton or Y-junction soliton pair is generated. When the initial width of the dark notch is increased, the dark notch tends to split into an odd (or even) number of multiple dark solitons, which re-alizes a progressive transition from the low-order solitons to a sequence of higher-order solitons.

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                                    摘要

                                    With reducing the absorber layer thickness and processing temperature, the recombination at the back interface is se-vere, which both can result in the decrease of open-circuit voltage and fill factor. In this paper, we prepare Al2O3 by atomic layer deposition (ALD), and investigate the effect of its thickness on the performance of Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) solar cell. The device recombination activation energy (EA) is increased from 1.04 eV to 1.11 eV when the thickness of Al2O3 is varied from 0 nm to 1 nm, and the height of back barrier is decreased from 48.54 meV to 38.05 meV. An effi-ciency of 11.57 % is achieved with 0.88-μm-thick CIGS absorber layer.

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                                      The UV photorefractive properties of near-stoichiometric LiNbO3 single crystal are found to be significantly enhanced com-pared with the congruent one at 325 nm. The temperature dependence of the band edge of near-stoichiometric LiNbO3 crystal is investigated. Significant thermal-induced spectral shift in band gap which obeys the Bose-Einstein expression is observed, and the fundamental band gap at zero absolute temperature is found to be much larger than the congruent one. New absorp-tion bands near the UV band edge which are much stronger in the near-stoichiometric LiNbO3 than those in the congruent LiNbO3 crystal show up at temperatures lower than ~400 K. Note that the UV photorefractivity is enhanced in SLN, which has exactly the same tendency as the absorption strength.

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                                        The growth of Na5Lu9F32 single crystals doped with Cr3+ ions in 0.1 mol%, 0.2 mol% and 0.5 mol% concentrations by Bridgman method was reported. The optical absorption and luminescence spectra decisively demonstrate that the Cr dopant enters Na5Lu9F32 as Cr3+. Fluorescence emission at wavelengths of 418 nm, 444 nm, 653 nm and 678 nm can be observed under the excitation of 372 nm and the fluorescence lifetime at 418 nm was measured to be ~10.31 μs. The possible crystal sites for Cr3+ ions in Na5Lu9F32 single crystal were discussed, and the lattice parameter Dq, Racach parameters B and C were estimated.

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                                          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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                                          红外焦平面探测器是热成像系统的核心部件,是探测、识别和分析物体红外信息的关键,探测器的性能直接决定了热成像系统的最终性能。红外焦平面探测器可分为制冷型和非制冷型两大类。制冷型红外焦平面探测器的优势在于灵敏度高,能够分辨更细微的温度差别,探测距离远,但是其结构复杂且成本高昂,主要应用于高端军事装备;非制冷红外焦平面探测器无需制冷装置,能够在室温状态下工作,具有启动快、功耗低、体积小、重量轻、寿命长、成本低等诸多优点。非制冷红外焦平面探测器虽然在灵敏度上与制冷器件有一定差距,但经过近十余年的发展,其在性价比上已经明显优于制冷型探测器,具有更加广阔的应用前景。

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                                            摘要

                                            光具有由偏振性决定的自旋角动量(SAM)和由光场空间分布决定的轨道角动量(OAM)两种不同的物理性质。重点对光的自旋和轨道角动量在光束生成和变换性质、存在形式和描述方法、力学效应、空间相干性和时间相干性、角向多普勒频移效应及参量转换与量子纠缠等方面进行对比,探索它们的现象学差别,以期更好地理解光的本性,为该领域的研究提供启发和拓展思路。总结和分析了轨道角动量的最新研究成果,并展望了该领域的最新研究动态。

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                                            Over the past decade the integration of ultrafast spectroscopy with nanoscience has greatly propelled the development of nanoscience, as the key information gleaned from the mechanistic studies with the assistance of ultrafast spectroscopy enables a deeper understanding of the structure–function interplay and various interactions involved in the nanosystems. This mini-review presents an overview of the recent advances achieved in our ultrafast spectroscopy laboratory that address the ultrafast dynamics and related mechanisms in several representative nanomaterial complex systems by means of femtosecond time-resolved transient absorption spectroscopy.We attempt to convey instructive, consistent information regarding the important processes, pathways, dynamics, and interactions involved in the nanomaterial complex systems, most of which exhibit excellent performance in photocatalysis.

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                                            N/A 

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                                              提出了一种基于深度学习的红外与可见光决策级融合跟踪方法。通过建立参数传递模型,从现有基于深度学习的检测模型中抽取指定对象的可见光检测模型,作为红外检测的预训练模型,在采集的红外图像数据集上进行微调训练,得到基于深度学习的红外检测模型。在此基础上,建立了基于深度学习的红外与可见光决策级融合跟踪模型,进行了单波段跟踪与双波段融合跟踪对比实验。结果表明,所提方法跟踪精度和成功率比单波段跟踪均有所提升,具有较好的稳健性。

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                                              Vortex splitting is one of the main causes of instability in orbital angular momentum (OAM) modes transmission. Recent advances in OAM modes free-space propagation have demonstrated that abruptly autofocusing Airy vortex beams (AAVBs) can potentially mitigate the vortex splitting effect. However, different modes of vortex embedding will affect the intensity gradients of the background beams, leading to changes in the propagation characteristics of vortex beams. This study presents the unification of two common methods of coupling autofocusing Airy beams with vortices by introducing a parameter (m), which also controls the intensity gradients and focusing properties of the AAVBs. We demonstrate that vortex splitting can be effectively reduced by selecting an appropriate value of the parameter (m) according to different turbulence conditions. In this manner, the performance of OAM-based free-space optical systems can be improved.

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                                                介绍了二维层状钙钛矿材料的晶体结构及其基本光电特性; 总结了二维层状钙钛矿材料在太阳电池、发光二极管、光电探测器等领域的最新应用; 指出该类材料目前存在的主要问题和发展前景,以期为高性能二维层状钙钛矿光电器件的设计和制备提供参考。

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                                                提出了一种基于深度卷积神经网络的单目视觉深度估计方法,该方法采用端到端学习框架来构建模型。采用残差网络(ResNet)作为神经网络模型框架的编码部分来提取深度信息特征。采用密集连接卷积网络(DenseNet)对编码后的信息进行译码。通过Skip-Connections实现编码和解码的信息流的集成,避免了层间信息传输的丢失。实验结果表明,与其他单目视觉深度估计方法相比,使用深度卷积神经网络可以更有效准确地估计视觉深度。

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                                                摘要

                                                阐明了编码孔径相关全息记录和再现的基本原理,介绍了现有记录编码孔径相关全息图的系统与方法,着重分析了成像系统的分辨率及再现像质量,并讨论了该技术目前存在的问题与研究方向。编码孔径相关全息已经在动态三维成像、多光谱成像、自适应光学,以及生物医学、军事等领域中展现出了其应用潜力。

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                                                摘要

                                                深入研究了流行的目标识别方法YOLOv3,将Inception模块融入其特征提取网络darknet-53中,从而得到新网络darknet-139。相比YOLOv3特征提取网络,新网络具有更好的特征提取能力。采集并制作算法所需的数据集,分别在YOLOv3和本文算法上进行训练并测试。实验结果表明,相比YOLOv3,本文算法的平均识别率提升了约2%。

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                                                摘要

                                                We study a Zeeman slower using the magnetic field generated by a pair of coils for a magneto-optical trap. The efficiency of the Zeeman slower is shown to be dependent on the intensity and frequency detuning of the laser light for slowing the atoms. With the help of numerical analysis, optimal experimental parameters are explored. Experimentally, the optimal frequency detuning and intensity of the slowing beam are explored, and 4?×?107 ytterbium atoms are trapped in the magneto-optical trap.

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                                                  Optical frequency combs, which are generated by the cascade of a phase modulator and a Mach–Zehnder intensity modulator, are used as a polychromatic signal source in the terahertz imaging system to improve imaging quality. The interference effect caused by the monochromatic wave has been greatly suppressed. The required optical power in the presented system is as low as ~30% of that in the system using the Er-doped fiber amplifier as a source, which can reduce cost and protect photodiodes from damage. This work provides an effective, low power consumption, low cost, and easy way to realize terahertz imaging with high quality and can be used in future security inspections.

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                                                    The two-dimensional angular filter based on volume Bragg gratings in photothermorefractive glass for a nanosecond (ns) laser pulse is demonstrated. The experimental results show that the near-field beam quality of the laser pulse was effectively improved. The near-field modulation and contrast ratio were improved by 1.75 and 4.48 times, respectively. The power spectral density curves showed that the spatial frequencies more than 0.9 mm?1 in the x direction and 1.2 mm?1 in the y direction were effectively suppressed.

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                                                      This Letter tackles the issue of non-contact detection of ultrasonic fields by utilizing a novel optical method based on the parametric indirect microscopic imaging (PIMI) technique. A general theoretical model describing the three-dimensional anisotropic photoelastic effect in solid was developed. The mechanism of polarization status variations of light passing through the stress and strain fields was analyzed. Non-contact measurements of the ultrasonic field propagating in an isotropic quartz glass have been fulfilled by the PIMI technique under different ultrasonic excitation conditions. PIMI parameters such as sin?δ, Φ, and the Stokes parameters have been found to be sensitive to ultrasonic fields.

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                                                        This Letter investigates the impact of the photodiode (PD) saturation in a sub-sampled photonic analog-to-digital converter (PADC) with two individual pulse lasers. It is essentially proved that when the optical power to the saturated PD increases, the optical–electrical conversion (OEC) responsivity and digitized output power of the PADC decrease. If femtosecond pulses are employed for the PADC sampling clock, the time-stretching process in a dispersive medium is necessary to decrease the impact of the PD saturation. In contrast, when the sampling clock with picosecond pulses is utilized, the PD saturation is more tolerable, and thus, the OEC responsivity can be improved by an increase of the optical power to the PD no matter if the time-stretching process is employed.

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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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                                                            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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                                                            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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                                                            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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                                                            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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                                                            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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                                                            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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                                                            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
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                                                            摘要

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

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

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

                                                              针对经典的暗通道理论算法在处理雾天图像时天空区域出现光晕和亮度损失的问题, 提出了一种基于边界限制加权最小二乘法滤波的雾天图像增强算法。该方法根据雾天图像的直方图特性, 分割出天空区域, 并求解出了全局大气背景光; 根据辐射立方体法则推导出边界限制条件, 得到了初始的透射率, 运用加权最小二乘法滤波方法和容差机制, 对透射率进行了平滑处理; 利用暗通道理论的模型, 求取了增强后的图像。研究结果表明, 在去雾效果和图像的可视度方面, 所提算法优于现有的暗通道算法。

                                                              PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0309002
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                                                              摘要

                                                              采用Feeney′s方法制备了鼠脑创伤模型,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,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。采用三维重构技术实现了鼠脑的三维建模,该模型可以清楚地反映鼠脑内部创伤区域的空间分布。基于太赫兹波多深度切片成像的三维重建技术在生物医学精确诊断方面具有巨大的应用潜力。

                                                              PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0317002
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                                                              摘要

                                                              提出了一种利用椭圆矢量空心光束实现瑞利粒子非对称操控的方案。理论计算了椭圆矢量空心光束对放置其中的瑞利粒子作用的散射力和梯度力。以实验产生的椭圆矢量空心光束作为操控光束,以乙酰苯液体中水分子团为研究对象,进行了相关粒子的囚禁动力学理论分析,采用蒙特卡罗方法进行了相关模拟。理论研究结果表明,瑞利粒子在椭圆矢量空心光束中所受散射力的大小远远小于所受梯度力的大小,选择合适的光强可以将瑞利粒子囚禁在光束非对称空心部分。

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                                                              基于抽运光非线性小尺度自聚焦效应, 分析了光克尔介质类型、抽运光光束质量和光克尔介质长度对束匀滑效果的影响。研究结果表明, 在基于动态波前调控的径向匀滑方案中, 当抽运光的峰值强度一定时, 与CS2相比, 采用硝基苯作为光克尔介质可获得较好的束匀滑效果。在实际应用中, 抽运光的小尺度自聚焦效应会随着抽运光峰值强度和光克尔介质长度的增加而加剧, 因此需要合理选择抽运光和光克尔介质参数, 以获得较好的束匀滑效果, 避免抽运光小尺度自聚焦效应的影响。

                                                              PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0305001
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                                                              提出了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266.0 nm作为激励波长,避开了强烈的太阳背景光对系统探测大气温度的影响。设计了一种新型三次衍射式双光栅多色仪作为激光雷达的分光系统。仿真结果表明,双光栅多色仪可实现Stokes与Anti-Stokes高低量子数通道转动拉曼谱线的有效提取,对米-瑞利弹性散射信号的抑制率可达到60~70 dB。充分考虑臭氧吸收和荧光对系统探测性能的影响,所设计的日盲紫外纯转动拉曼激光雷达采用模拟探测模式可在12 min的积分时间内实现2.2 km高度范围内大气温度的全天时探测。

                                                              PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0301004
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                                                              针对在目标检测中现有方法检测速度慢的问题,基于航拍图像中人造物体含有大量边缘的特点,提出了一种基于梯度聚类的区域建议算法(APM)。利用目标检测算法对提取的感兴趣区域进行检测,在DOTA (Dataset for Object deTection in Aerial Images)数据集上对算法的实时性和准确率进行了测试。研究结果表明,所提算法极大地提升了目标检测算法对大尺寸、目标密集的航拍图像的检测速度,该方法的召回率较高。

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                                                              提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)拉锥的带宽可调的微光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI),该微光纤MZI的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)。对拉锥后的光栅周期及折射率分布进行了建模及仿真。折射率测试结果表明,MZI透射光谱带宽的倒数与氯化钠(NaCl)溶液折射率呈线性关系,通过改变NaCl溶液折射率可以调谐透射光谱带宽。对透射光谱1550 nm处的带宽进行了测量,得到折射率调谐带宽的精度为0.64318 nm-1·RIU-1。

                                                              PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0306004
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                                                              分析了上海天文台皮秒激光器系统在不同重复频率下的输出功率、输出波形等性能,实现了重复频率为4 kHz、功率为3 W、波长为532 nm的激光稳定输出。建立了4 kHz重复频率卫星激光测距系统,实现了4 kHz重复频率卫星测距,其测量数据量和标准点数据精度比1 kHz重复频率的分别提高了约2.62倍和1.62倍,提升了卫星观测性能。采用Lomb算法获得了Ajisai卫星自转频率(平均值为0.4234 Hz)以及自转频率准确度(0.0054 Hz),与1 kHz激光观测系统相比,4 kHz重复频率卫星激光测距系统的卫星自转测定精度显著提升。

                                                              PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0314002
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                                                              采用发射波长约为976 nm的半导体激光器作为泵浦源, Yb3+掺杂浓度为15at.%、通光长度为2 mm的Yb∶CaYAlO4晶体作为增益介质, 本文提出了一种基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动调Q的激光二极管泵浦Yb∶CaYAlO4以获取稳定脉冲输出的方案。通过合理设计谐振腔, 实现了稳定的被动调Q激光脉冲输出, 并分析了泵浦功率的大小对输出脉冲的重复频率、脉冲宽度、单脉冲能量以及脉冲峰值功率的影响。

                                                              PDF全文中国光学 | 2019,12(01):167
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                                                              目前,发光波长短于360 nm的深紫外发光二极管 (DUV LEDs) 的外量子效率 (EQE) 普遍低于10%。一方面,基于高AlN组分AlGaN材料量子阱的出光中存在大量的横磁 (TM) 模式的偏振光,这极大程度上降低了DUV LEDs器件的光提取效率 (LEE);另一方面,受限于现阶段AlGaN材料的外延生长水平,DUV LEDs器件的晶体质量普遍比较差,增加了有源区内非辐射复合率,造成DUV LEDs器件内量子效率 (IQE) 的衰减。除此之外,载流子注入效率也严重影响着DUV LEDs器件的IQE,尤其是空穴注入效率。为此,研究人员开展了大量的研究来提高空穴注入效率,从而改善DUV LEDs器件的EQE。着重总结探讨了近年来提高DUV LEDs器件空穴注入效率的诸多措施,深刻揭示了其中的物理机理,对改善DUV LEDs的器件性能具有重要的意义。

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                                                              超音速激光沉积(SLD)是新近发展起来的一种激光复合制造技术, 该技术将激光辐照与冷喷涂相结合,利用高能激光束的热能与高速粒子动能的协同作用, 实现了宽范围材料的沉积, 并获得了特殊的微观组织和性能。结合本课题组在SLD领域的研究成果, 从SLD原理、沉积材料范围、微观组织结构以及性能表征等方面综述了国内外的最新研究进展, 从工艺探索、设备开发以及性能评估等方面对SLD技术未来的发展趋势和挑战进行了展望。

                                                              PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0300001
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                                                              本文设计了一种支持Fano谐振传输特性的金属-介质-金属(MIM)型表面等离子体光波导结构,该结构由带有枝节谐振腔的直波导和一个开口方环谐振腔组成。利用数值方法详细研究了Fano谐振传输特性对几何参数的依赖关系,并通过时域耦合模理论(CMT)对给定参数条件下的传输谱进行了拟合验证。同时,也对该结构在折射率传感器方面的应用进行了研究,通过计算介质折射率变化引起的Fano谐振峰的波长变化可以发现,传感器的灵敏度高达1500 nm/RIU,品质因子超过1800。这种表面等离子体光波导结构在光子器件集成及纳米滤波器、快速光开关以及折射率传感器等领域有一定的应用前景。

                                                              PDF全文量子光学学报 | 2018,24(04):452
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                                                              为了深入研究可行的中高轨成像技术, 本文从探测能力角度(用最低发射激光功率表示)深入分析和比较3种主动干涉合成孔径成像技术--傅立叶望远镜(又称为相干场成像或条纹场扫描成像)、成像相关术(又称为强度相关成像)和剪切光束成像。本文利用光电倍增管的信噪比模型和激光作用距离方程, 较为细致地分析每种技术在满足单次信噪比(SNR=5)条件下的极限探测能力。通过仿真分析得出:傅立叶望远镜、成像相关术和剪切光束成像所需的最低单光束单脉冲能量分别为114 J、073 MJ和31 MJ。最终得出傅立叶望远镜是上述3种主动成像技术中在目前技术水平下最适合中高轨目标(约36 000 km)高分辨成像的可用技术的结论。

                                                              PDF全文中国光学 | 2019,12(01):138
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                                                              针对室内空间测量定位系统(wMPS)交会测量模型将发射站扫描激光面视为理想平面的现状,研究了一种基于高精度转台的激光面面型视觉评估方法。根据评估结果引入线性折面判断机制,优化重建了wMPS扫描激光面数学模型,以减小交会测量模型中的系统误差。结合大空间高精度坐标场对新模型进行了评估。结果表明,所研究模型对实际光面的拟合效果较好,有助于提升wMPS的测量精度。

                                                              PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0315002
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                                                              为了探索大随机相位误差条件下合成孔径雷达(SAL)成像特点和规律, 本文采用波长为1 550 nm 的线性调频激光器建立了能够产生大的共模随机相位误差的条带模式SAL成像实验装置。利用此装置获得了不同目标回波强度下条带模式SAL成像实验数据, 结合条带模式相位梯度自聚焦(PGA)多次迭代处理, 获得了高分辨率SAL图像。实验发现在[-645π,645π]范围的大随机相位误差下, 通过简单的距离压缩和方位匹配滤波, 无法实现SAL图像聚焦, 图像信噪比仅为3 dB。进一步采用PGA处理, 就能很好地校正相位误差, 得到聚焦良好的SAL图像, 图像信噪比达到43 dB。实验还发现, 当存在大共模随机相位误差时, PGA处理展现出非常强的鲁棒性, 在回波弱到10-15 W的情况下依然有效。在大相位误差存在的SAL系统(如机载SAL)中, PGA处理能有效消除相位误差, 实现图像聚焦; 另外, 增大探测激光功率以提高成像数据信噪比, 将有助于提升PGA处理效果。

                                                              PDF全文中国光学 | 2019,12(01):130
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                                                              In many optical metrology techniques, fringe pattern analysis is the central algorithm for recovering the underlying phase distribution from the recorded fringe patterns. Despite extensive research efforts for decades, how to extract the desired phase information, with the highest possible accuracy, from the minimum number of fringe patterns remains one of the most challenging open problems. Inspired by recent successes of deep learning techniques for computer vision and other applications, we demonstrate for the first time, to our knowledge, that the deep neural networks can be trained to perform fringe analysis, which substantially enhances the accuracy of phase demodulation from a single fringe pattern. The effectiveness of the proposed method is experimentally verified using carrier fringe patterns under the scenario of fringe projection profilometry. Experimental results demonstrate its superior performance, in terms of high accuracy and edge-preserving, over two representative single-frame techniques: Fourier transform profilometry and windowed Fourier transform profilometry.

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                                                                为了充分利用LAMOST望远镜, 实现对银河系不同星族的分布与整体性研究, 以及极端贫金属星元素丰度测定等科学目标, 研制了LAMOST高分辨率光谱仪, 光谱分辨率R≥30 000, 光谱覆盖范围380~740 nm。在充分考虑台址因素与现有条件后, 采用中继倍率07倍的准白瞳设计方案, 使用大芯径光纤、拼接大光栅、棱栅组合式横向色散器、缝前像切分器等措施来满足性能要求。进行了效率估算与杂散光分析, 光谱仪本体效率峰值大于30%, 杂散光照度占CCD总照度的255%, 信噪比为1601 dB。试运行阶段实测了太阳光谱, 温度稳定性达到±003 ℃, 光谱仪效率峰值约为335%, 满足稳定、高效的运行要求。

                                                                PDF全文中国光学 | 2019,12(01):148
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                                                                在非均匀光纤中,基于带有分布色散,自相位调制和自陡峭的变系数修正非线性薛定谔方程(Vc-MNLSE)及其两种暗孤子解,详细讨论了不同形式的拉曼增益对暗孤子解传输特性的影响。结果表明:周期的正弦函数拉曼增益会使两种暗孤子解的背景波产生周期性振荡,并且振荡周期和幅度均随正弦函数的参数变化而变化;双曲正弦函数和指数函数的拉曼增益将会使两种暗孤子解的背景波功率升高;正切函数的拉曼增益会使两种暗孤子解的背景波产生阶跃性变化,且周期振荡暗孤子解会在传输过程中发生分裂。

                                                                PDF全文量子光学学报 | 2018,24(04):444
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                                                                本文提出了光码多分址(CDMA)和光密集波分复用(DWDM)的混合系统, 全面研究了四波混频(FWM)的影响。在这个系统中, 主要存在两个四波混频问题:包括多址干扰(MAI)和码间干扰(ISI)的帧间四波混频和信道内四波混频。结果表明, 综合考虑信道间和信道内四波混频的影响, 最佳发射功率可选为18 dBm。当发射功率大于18 dBm时, 混合系统的误码率(BER)将增加。基于此, 本文提出了一种电光相位调制器(EOPM)模块, 将其放置在波分复用器之后, 通过抑制信道内四波混频的影响, 同时调制所有波长信号的相位, 从而增加混合系统的非线性容限, 这极大地改善了基于OOK传输的光学CDMA-DWDM混合系统的性能。此外, 由于多对角线(MD)结构具有零互相关特性, 通过使用多对角线识别序列码可以减少多址干扰的影响。结果还表明, CDMA技术与色散相结合有助于降低信道间四波混频的影响。此外, 识别序列码间隔在减轻码间干扰中起着至关重要的作用, 如结果所示, 当识别序列码间隔压缩至比特持续时间的25%时, 可以避免码间干扰, 此时所提出的混合系统的性能最佳。

                                                                PDF全文中国光学 | 2019,12(01):156
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                                                                基于自主研发的大模场增益光纤和无源器件,采用双端抽运技术,搭建了一台全国产化10 kW 光纤激光器,实现了非线性效应抑制。该激光器的功率放大器的输出功率达到10.14 kW,中心波长为1070.36 nm,3 dB光谱带宽为5.32 nm。其主放大级最大光-光转换效率为87.8%,斜率效率为89.2%,成为目前国内报道的效率最高的10 kW级光纤激光器。

                                                                PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0336001
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                                                                激光技术 (3150)  laser technique (2517)  专家 (2124)  Expert (2113)  激光器 (1816)  激光 (1801)  lasers (1383)  图像处理 (1375)  招标公告 (1292)  LED (1224)  光学设计 (1170)  image processing (1148)  光纤光学 (1131)  fiber optics (1127)  光通信 (1104)  测量 (1081)  measurement (1066)  非线性光学 (1029)  nonlinear optics (1026)  optical design (990)  spectroscopy (867)  光纤激光器 (777)  光谱学 (767)  光纤 (759)  量子光学 (719)  薄膜 (713)  太阳能 (707)  FPGA (703)  光子晶体 (702)  quantum optics (675)  半导体激光器 (667)  数值模拟 (631)  光电子学 (608)  光学器件 (605)  Optoelectronics (580)  光学 (577)  optical devices (543)  拉曼光谱 (539)  大气光学 (532)  CCD (524)  laser (524)  小波变换 (524)  numerical simulation (520)  optical communication (519)  材料 (515)  光学测量 (511)  fiber laser (499)  激光光学 (479)  光纤光栅 (474)  成像系统 (474)  光子晶体光纤 (472)  atmospheric optics (471)  materials (469)  thin films (469)  optical communications (465)  激光雷达 (462)  optical measurement (461)  laser optics (459)  激光熔覆 (453)  博客 (433)  物理光学 (431)  Blog (431)  遥感 (427)  photonic crystal (425)  fiber Bragg grating (423)  传感器 (417)  remote sensing (416)  自适应光学 (411)  physical optics (407)  microstructure (403)  近红外光谱 (400)  laser cladding (380)  飞秒激光 (373)  机器视觉 (371)  信息光学 (368)  光纤传感器 (367)  红外 (363)  信噪比 (361)  wavelet transform (361)  光栅 (354)  holography (352)  adaptive optics (349)  高功率微波 (348)  simulation (342)  集成光学 (332)  光谱 (331)  等离子体 (329)  photoluminescence (329)  红外光谱 (327)  光纤通信 (327)  integrated optics (327)  图像融合 (327)  photonic crystal fiber (319)  遗传算法 (314)  光致发光 (312)  imaging systems (306)  折射率 (303)  红外图像 (298)  information optics (297)  machine vision (296)  
                                                                热门作者标签【Top 50】
                                                                徐至展 (376)  刘文清 (316)  楼祺洪 (314)  范正修 (288)  吕百达 (279)  张荣康 (274)  刘立人 (271)
                                                                王骐 (264)  刘颂豪 (264)  张伟 (257)  思源 (238)  邵建达 (237)  姚建铨 (232)  刘建国 (225)
                                                                干福熹 (218)  周军 (207)  陈秀娥 (200)  张玉钧 (198)  苏显渝 (197)  董孝义 (197)  黄德修 (196)
                                                                朱健强 (195)  王之江 (193)  林尊琪 (192)  王伟 (189)  王清月 (184)  李刚 (184)  许晓军 (174)
                                                                王勇 (174)  方祖捷 (172)  陈伟 (171)  李强 (171)  范滇元 (169)  简水生 (169)  侯印春 (169)
                                                                王立军 (168)  张彬 (166)  张鹏 (160)  张磊 (158)  陈建国 (158)  王鹏 (157)  刘旭 (156)
                                                                徐军 (155)  刘波 (152)  张正泉 (152)  田晋 (152)  张涛 (151)  陈波 (151)  范品忠 (150)
                                                                陈林 (147)  冯国英 (147)  唐永建 (145)  董景星 (143)  袁晓东 (141)  陈建文 (141)  陆启生 (141)
                                                                王向朝 (140)  陈磊 (139)  周朴 (137)  饶瑞中 (136)  赵卫 (136)  王辉 (135)  侯洵 (135)
                                                                魏运荣 (135)  陈军 (134)  张勇 (134)  张健 (133)  刘慎业 (132)  何勇 (132)  张雷 (132)
                                                                王超 (132)  王润文 (132)  倪晓武 (131)  郑万国 (129)  张军 (128)  傅恩生 (127)  王健 (127)
                                                                王涛 (125)  孙强 (124)  赵尚弘 (124)  刘泽金 (124)  庄松林 (122)  张永康 (122)  林福成 (122)
                                                                王磊 (121)  朱启华 (121)  李波 (121)  金国藩 (121)  邓锡铭 (121)  刘勇 (120)  李伟 (120)
                                                                吴福全 (119)  姜文汉 (119)  张斌 (119)  罗斌 (118)  刘劲松 (118)  张敏 (118)  王占山 (118)
                                                                李斌 (117)  李岩 (116)  

                                                                摘要

                                                                依据角向偏振涡旋光束强聚焦有径向分量的结论,修正角向偏振涡旋光束的强聚焦场公式,重新模拟研究了高阶角向偏振拉盖尔高斯涡旋光束经过衍射光学元件和高数值孔径透镜后的强聚焦特性。结果发现在焦平面附近获得了新的三维三光链结构(沿着光轴方向的一条三维主光链和对称的两条三维旁轴次光链),详细分析了聚焦系统中的光学参数对三光链的影响,进而通过调整相关参数,能得到横向和纵向均对称的主光链和次光

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):082602
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                                                                遥感场景类别的语义词向量与图像特征原型的距离结构不一致问题,严重影响遥感场景零样本分类效果。针对该问题,利用不同词向量间一致性,提出一种基于解析字典学习的语义词向量融合方法,以提升遥感场景零样本分类效果。首先,采用解析字典学习方法,提取场景类别的不同词向量的公共稀疏系数,并作为融合后的语义词向量;然后,同样采用解析字典学习方法,将场景类别的图像特征原型嵌入到融合后的词向量空间,

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):082802
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                                                                利用克兰克—尼科尔森差分法求解激光场的傍轴波动方程和粒子数速率方程,研究了纳秒超高斯型激光脉冲与富勒烯C60分子的相互作用过程,模拟了不同阶次强场超高斯型激光脉冲在介质中的传播演化情况。当强场超高斯脉冲在C60分子介质中传播时表现出了明显的反饱和吸收光限幅行为,而且脉冲的时空包络形状在传播过程中被明显重塑,由初始入射的具有中心对称性的平顶型时间包络分布逐渐演化成了具有非中心对称的尖顶

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):083201
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                                                                本文提出了一种可以同时进行收发工作的集成光电芯片对,是通过在PIN光电探测器(PIN-PD)结构垂直方向上集成垂直腔面发射激光器(VCSEL)结构单元实现的。他们可以同时在两个波段进行收发一体的工作,一端进行805nm波长光信号的发送和850nm波长光信号的接收,另一端进行850nm波长光信号的发送和805nm波长光信号接收。本文主要介绍与优化了在805nm波长处进行光信号发送的一端结构与性能,并且通过仿真证明了结

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):080603
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                                                                以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶凝胶法制备SiO2溶胶,通过提拉法涂制多孔 SiO2减反膜,并在多孔SiO2减反膜上涂制一层甲基三乙氧基硅烷(MTES)预聚体。通过疏水的MTES预聚体涂制在多孔SiO2减反膜上,对多孔SiO2减反膜表面进行改性,以提高膜层的环境稳定性。经过表面改性的复合膜层透过率峰值达99.67%,折射率为1.231,水接触角达到123.6°,在相对湿度95%的环境中存放475天后膜层的峰值透过率99.09%,稳

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):083101
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                                                                本文提出了一种基于激光光斑畸变和卷积神经网络的光路气流扰动研究方案。利用卷积神经网络对激光光束在空间传播中受到气流扰动后的光斑畸变进行学习,得到光束传播路径上的气流扰动情况。实验表明,训练后得到的评估参数与光路中的气流扰动(风速)具有强相关性。因此本方案提供了一种短距离、快速、低成本的气流扰动分析手段。

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):080102
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                                                                为了提升光学卫星遥感器的定标频次,提出了一种基于场地高光谱BRDF模型的高频次绝对辐射定标方法,实现了Suomi-NPP VIIRS的长时序高频次绝对辐射定标。介绍了基于场地高光谱BRDF模型的绝对辐射定标原理,于2018年4月和8月利用场地高光谱BRDF手动测量系统分别对敦煌场的方向特性进行了测量试验,并基于半经验核驱动反演了敦煌场的地表高光谱BRDF模型参数。基于BRDF模型计算了2018年全年VIIRS M1~M11波段的表观

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):082801
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                                                                摘要 采用固相法合成Sr3P4O13:Ce3+,Tb3+荧光粉,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪分析了其相组成、颗粒形貌和发光性能等。研究结果表明,Sr3P4O13:Ce3+的发射光谱和Sr3P4O13:Tb3+的激发光谱在300~400nm有重叠,近紫外光(290nm)激发下该荧光粉发射出Ce3+的蓝光(300~420nm)和Tb3+的黄绿光(480~500nm)和(530~560nm),当Ce3+浓度为x=0.08,Tb3+浓度y从0.01增大到0.09时,Ce3+的4f→5d

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):081602
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                                                                为了解决大多数背景建模算法在光线突变和复杂场景中前景目标检测精度低的问题,提出一种改进Census变换的多特征背景建模算法。针对视频图像易受噪声干扰变化复杂等特点,改进传统Census变换特征值对中心像素的依赖,建立Census模板,保持了Census变换对光线变化鲁棒性。将改进Census变换特征值、图像像素值、更新频数、最近更新时间和动态指数多种特征融合建立了一种新的背景建模方法,利用帧间亮度差自适应选

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):081503
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                                                                提出一种基于可见光谱图下多模态词典特征低秩稀疏表示框架下的大豆外观品质判别方法来精确地确定大豆品质等级。首先,提取大豆粒子可见光谱图像的多尺度空间梯度特征和YCbCr颜色空间特征;接着,将上述提取的两种基于视觉梯度和颜色特征分别看成视觉词汇,通过Kernel K-means聚类算法获取视觉词汇在核空间局部分布聚类中心形成视觉词典,视觉词典表示的是图像的语义信息,因此一定程度上消除了异质纲量特征的

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):081502
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                                                                采用基于圆偏振探测光的光纤Sagnac原子自旋进动闭环检测技术,实验测试了无自旋交换弛豫(spin-exchange relaxation-free,SERF)原子自旋陀螺在两种不同泵浦状态下的角速度输入/输出特性,发现SERF原子自旋陀螺输出的非线性现象。基于SERF原子自旋陀螺理论,建立了非线性响应模型并进行了仿真研究,仿真结果与实验测试一致。研究表明SERF原子自旋陀螺的非线性由原子内在相互作用决定,与总电子弛豫率Rtot密切

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):080604
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                                                                在0.6-1.5keV的光子能量范围内设计了一种新型的光栅光谱仪结构,其光学系统包含前置凸柱面镜和凹柱面变线距光栅。针对子午尺寸为30μm(r.m.s)的高斯光源和10米的初始物距,实现了33,000~70,000的分辨能力。这种光谱仪可用于诊断软X射线自由电子激光的辐射光谱,其超高光谱分辨能力可以很好的测量自发辐射放大模式(SASE)的光谱分布和细节。通过对该谱仪系统中的光学像差进行详细的分析和优化,在探测器平面上实

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):082201
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                                                                本文以LYTRO相机为例,提出了一种基于微透镜阵列型光场相机的多目标快速测距方法。算法研究过程分为三个部分。第一部分,通过对原始数据点扩散函数计算及色彩恢复的方法,对数据进行超分辨处理及重聚焦序列图像的获取,完成对待测目标的预处理过程;第二部分,在对目标图像进行预处理后,通过贴片的方法,利用三角形定理,提出了一种直接测距法。第三部分,通过超分辨处理对现有的相对测距法进行优化,使原有

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):081501
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                                                                多频段超材料完美吸波器的设计在多色光学领域具有重要的意义。本文提出一种多频段金属-绝缘层-金属超材料吸波器,表面电磁响应单元为三圈嵌套的金属环阵列,同时时域有限差分方法被用于计算结构的吸收光谱和电磁场密度分布情况。研究结果表明:结构可以在1.44 μm、2.28 μm和3.25 μm处分别实现98.5%、99.6%和99.9%的吸收,物理机理为磁激元共振的激发。文章系统地分析结构的几何参数对共振的影响,通过改变

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):081601
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                                                                为实现高速铁路异物侵限检测系统自动识别轨道区域的功能,本文提出自适应的多尺度边缘检测算法及简化的卷积神经网络来实现高速铁路场景的快速分割与识别。本文通过在霍夫空间计算自适应阈值来减少传统多尺度边缘检测算法中冗余的计算量,提高碎片化区域的生成速度;设计了新的基于边界点权重及面积的聚类组合规则,使碎片化区域快速组合成局部区域。本文对卷积神经网络进行简化以完成局部区域的分类;为了弥补

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(06):061004
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                                                                自2015年实验上观察到光子Lieb晶格中的光局域态以来,Lieb晶格因其存在平坦色散带而逐渐引起诸多学者的关注。本文以最小周期单元包含五个格点的新型Lieb晶格(以下称Lieb-5晶格)为平台,将Lieb-5晶格的格点根据其空间位置分成:中心格点和边缘格点,用光束传输法研究了具有不同强度值的两组格点对异相八极光束传输的影响。仿真结果表明,无论采用格点入射还是非格点入射,当中心格点的强度小于边缘格点的强度

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):081901
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                                                                针对红外图像中由复杂背景和目标形态不固定带来的单帧检测暗弱小目标困难的问题,提出了一种先阈值分割粗提取,再多点信噪比精检测的算法。先根据图像中背景的低秩性和小目标的稀疏性,利用鲁棒主成分分析(RPCA)算法分割图像,并对稀疏图像做均值滤波,将滤波结果做阈值分割,粗略提取候选点。再根据小目标的信噪比和能量扩散的特性,统计候选点在邻域内每个像元信噪比,筛选出同时达到虚警率门限和统计数量

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):081001
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                                                                在锥束CT系统中,由于不易安置后准直器,未经校正的散射信号会导致测量信号偏离真实值,从而降低图像对比度和信噪比甚至产生伪影。利用散射校正板(Beam Stop Array,BSA)可有效估计射线穿过工件后的散射信号分布。本文将BSA散射校正方法应用于锥束微纳CT系统,通过在X射线源与工件之间放置校正板的方式获取散射分布。首先介绍了基于BSA散射校正的基本原理,给出了具体的实验装置和实验步骤,然后使用自主研

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):083401
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                                                                适用于二氧化碳激光器的亚波长角向偏振金属光栅,在9.6~11.6μm波段需要具有较高的偏振选择特性。为了能够更高效地进行亚波长角向偏振金属光栅的结构设计,提出了分步寻优的基于粒子位置调整惯性权重的粒子群算法(PDW-PSO),通过调用严格耦合波方法(RCWA)计算衍射效率,进行了光栅结构参数的优化。将PDW-PSO与惯性权重不变的粒子群算法(PSO)和基于迭代次数调整惯性权重的粒子群算法(IDW-PSO)进行了对比,结果

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(07):070502
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                                                                针对被动多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)反演痕量气体SO2中吸收强度弱,易受反演波段和大气气溶胶状态影响的问题,研究了基于地基多轴DOAS的对流层SO2垂直廓线及垂直柱浓度反演方法。通过反演误差对比确定了SO2最佳反演波段(307-330nm),精确获取了差分斜柱浓度。鉴于大气中气溶胶状态是影响SO2等痕量气体反演的重要因素,反演中采用了两步反演方法,第一步通过测量O4气体的差分斜柱浓度反演气溶胶廓线,

                                                                PDF全文 光学学报 | 2019,39(08):080101
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