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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全文光学学报 | 2018,38(09):0915005
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04132

摘要

同时全偏振成像仪是一种基于大口径离轴三反系统的高空间分辨率偏振遥感器,它采用棱镜分振幅的同时偏振测量方法。由于仪器偏振器件多,特性复杂,导致仪器的测量矩阵偏离理想值。为保证仪器的偏振测量精度,需要进行有效的偏振定标。提出了一种利用标准线偏振光源与圆偏振光源对一种分振幅型同时偏振成像仪进行定标的方法。线偏振定标源定标仪器测量矩阵的前三列,利用最小二乘拟合傅里叶系数获得定标系数;圆偏振定标源定标仪器测量矩阵的第4列,采用将光源旋转90°测量两次求平均的方法消除光源圆偏振态的非理想性。最后通过实验验证了同时全偏振成像仪的偏振测量精度,结果表明:定标后偏振测量精度优于1%(P≤0.3)。

PDF全文光学学报 | 2018,38(09):0912005
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03117

摘要

提出一种分束调制技术来实现高精度单次曝光相位恢复成像,将待测光束用二维光栅分成一组彼此相同的衍射光束簇,并同时入射到一个结构已知的调制板上,当调制板为弱衍射物体时,在探测器上形成一组彼此相分开的衍射斑阵列。联合这些衍射光斑和弱衍射物体的透射函数,可通过一次曝光迭代计算出待测量光束的强度和相位信息,同时具有Gergberg-Saxton算法等单次曝光方法的成像速度快和相干叠层衍射成像算法等扫描成像技术的高信噪比和高精度等优点,对X射线成像和高功率激光光束在线监测等领域有重要的实用价值。

PDF全文光学学报 | 2018,38(09):0911002
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025109

摘要

针对偏振复用16阶正交幅度调制(16QAM)传输系统(PDM-16QAM),基于线型卡尔曼滤波器,提出了一种计算复杂度更低、线宽容忍度更高的双偏振并行载波相位恢复算法,使用两个偏振态内环和外环的符号信息对两个偏振态同时进行相位噪声估计。仿真结果表明,在传输速率为224 Gb/s传输速率下,本文算法相比于单偏振卡尔曼滤波器算法的线宽容忍度提高了7倍,由原来的400 kHz提高至2800 kHz。此外,相比于单偏振卡尔曼滤波器载波相位恢复算法,本文算法并行处理符号个数提升了4倍左右,有效提高了算法的实时性,但是复杂度有所降低。最后,在传输速率为224 Gb/s的PDM-16QAM传输实验中对本文算法进行了验证。

PDF全文光学学报 | 2018,38(09):0906004
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012108

摘要

在少模光纤中写制的纤芯LP01模式向纤芯LP11模式耦合的长周期光纤光栅具有双谐振耦合现象,且该双谐振耦合峰随着温度或应变的增加向相反的波段漂移,从理论和实验上揭示了该现象产生的机理,并基于该现象及特性设计了温度、应变双参量传感器。与传统的基于纤芯基模与包层模耦合的长周期光纤光栅传感器相比,该传感器具有折射率不敏感、光谱稳定、灵敏度高等优势。

PDF全文光学学报 | 2018,38(09):0906003
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011163

摘要

超冷原子体系中要观测增益平衡的宇称-时间(PT)对称,需产生受控的原子布居增益/损耗及相干耦合。本文提出了动态控制原子芯片上双阱中原子输运实现原子布居指数增长的方法。采用直接蒙特卡罗方法数值研究了原子系综在双阱间的输运动力学,发现初始原子数和温度会显著影响输运效果,如目标势阱中的原子布居增益速率和转移效率。此外,还细致分析了左侧势阱抬升时间对右侧势阱中原子布居增长趋势的影响效果。该方案为在超冷原子气体中实现有增益/损耗的PT对称量子体系提供了切实可行的方法。

PDF全文光学学报 | 2018,38(09):0902001
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0343

摘要

光声光谱(PAS)技术是痕量气体传感领域内十分重要的探测技术, 科研人员正致力于提升光声光谱气体传感技术的性能, 以满足不同的应用需求, 其中通过增强激发光功率来提升探测灵敏度是当前行业内的研究热点, 并已取得了许多突破性进展。介绍了这一重要领域的研究现状, 总结了各类技术手段的工作原理、技术特点以及最新研究成果, 并对其发展趋势进行了分析。

PDF全文中国激光 | 2018,45(09):0911008
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061167

摘要

主要回顾了近几年石英增强光声传感技术的最新研究进展, 展望了未来几年该技术的发展趋势。从石英增强光声传感技术的基本原理开始, 介绍了传统的石英增强光声传感器系统的搭建, 围绕如何降低系统噪声和进一步提高探测灵敏度展开论述。阐述了定制音叉式石英晶振的建模与设计, 详细讨论了如何使用定制的音叉探索新型光谱测声器配置, 使探测灵敏度提高两个数量级, 并介绍了利用这些定制音叉的泛频振动模式实现减小声音共振腔长度的目的和双气体探测功能。最后讨论了该技术的进一步发展方向。

PDF全文中国激光 | 2018,45(09):0911004
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016132

摘要

针对厚钢板内部缺陷的检测问题, 利用合成孔径聚焦技术(SAFT)实现了厚钢板样品内部缺陷的定位及成像。移动脉冲激光线源在样品内激发超声纵波, 利用激光测振仪在固定点探测得到超声时域B扫描信号, 从时域信号中提取缺陷反射的纵波回波, 对样品内部缺陷进行成像。使用有限元方法对该成像过程进行数值模拟, 并通过实验对其进行验证, 所获得的实验结果与数值计算结果一致。采用这一缺陷成像方法可在缺陷回波信噪比较低的情况下实现缺陷检测, 并且过程简便, 在激光超声检测领域具有应用价值。

PDF全文中国激光 | 2018,45(09):0904003
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09122

摘要

衍射光栅在各行各业有着广泛的应用, 这就要求光栅必须具有良好的质量。在制作大尺寸光栅的各种方法中, 激光直写技术具有明显优势, 采用并行激光直写技术制作出了尺寸为100 mm×100 mm、线数为1780 line/mm的正弦形光栅。首先对光栅进行理论分析, 找出正弦形光栅在效率最高时的槽深;然后用激光直写技术制作光栅, 最后在光栅表面镀上一层金膜。测量了光栅的衍射效率, 并预估光栅的均匀性。结果表明:光栅的衍射效率约为90%, 与理论值接近, 而且分布很均匀, 证明了并行激光直写技术制作高质量、大尺寸光栅的可行性。

PDF全文中国激光 | 2018,45(09):0904001
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012184

摘要

利用开环态双光子吸收转化荧光光谱、荧光淬灭光谱等探究了二芳基乙烯的光学记录特性及参数, 得到其非线性吸收系数为3.46×10-13 m/W, 双光子吸收转化的阈值功率密度为107.36 GW/cm2, 荧光淬灭的阈值功率密度为2.89 GW/cm2。基于所得到的测试参数, 理论计算出其在超分辨光存储中的分辨率可达60.0 nm, 并设计了一种基于二芳基乙烯的双光子双光束超分辨光存储信息记录和读出方法。研究结果表明, 二芳基乙烯具有光诱导-光抑制、非线性吸收及荧光淬灭等特性, 是一种优异的超分辨光存储备选材料。

PDF全文中国激光 | 2018,45(09):0903001
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04132

摘要

采用激光选区熔化技术制备了不同Cr含量的S136模具钢试样, 研究分析了Cr含量对成形试样组织和性能的影响。结果表明, Cr的添加使试样中孔洞、裂纹等缺陷的数量增大, 致密度减小; 随着Cr含量的增大, 试样中马氏体含量先减小后增大; Cr能够细化晶粒, Cr的含量越大, 试样的组织越细小, 但硬度越小; Cr的添加使试样表面生成了致密的钝化膜, 增强了试样的耐腐蚀性能, 但当Cr的含量较大时, 裂纹数量的增加使得试样的耐腐蚀性能减弱。

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02392

摘要

提出一种新型取样布拉格光纤光栅传感器, 用于温度和轴向应变的传感。为了制作该传感器, 利用特种光纤熔接机在单模光纤上制造出单螺旋扭转结构, 然后在单螺旋结构上利用紫外激光侧写和相位掩模板技术刻写布拉格光纤光栅。该取样光栅反射谱具有等间距、窄带宽的特点, 并且可通过调整单螺旋扭转率来自由改变取样周期。通过实验研究了传感器对温度和光纤轴向应变的响应, 结果表明:当单螺旋扭转周期P=504.0 μm(扭转率α=12.47 rad/mm), 布拉格光栅周期Λ=544.6 nm, 器件长度L=5.0 mm时, 温度和轴向应变灵敏度分别为10.12 pm/℃和1.12 pm/με。较同类型取样光栅传感器, 该传感器具有制作简单、灵活性高、稳定性高和成本低的优点, 且在多波长光纤激光器和多通道光谱滤波器等领域展现出应用潜力。

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061157

摘要

在拉曼光谱分析中, 由于样品及污染物等常会产生强的荧光信号, 严重影响样品拉曼光谱信号的检测, 从而限制了该项技术的应用。文中综述了各种解决荧光干扰问题方法的原理、实现方式、性能特点, 对几种常见的荧光抑制方法(荧光淬灭法、光漂白法、紫外/红外光激发法、移频激发法、小波变换法)在不同领域的应用进行具体分析, 包括激发波长、荧光来源、荧光信号的变化、荧光抑制效果、对拉曼信号的影响等。不仅展现出每种方法的优势, 也说明了其局限性。

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04499

摘要

沙氏大气激光雷达技术是近几年来发展起来的一种新型大气激光雷达技术。该技术以高功率连续波二极管激光器作为光源, 图像传感器作为探测器, 在满足沙氏成像原理的条件下实现了对大气回波信号的距离分辨探测。介绍了沙氏大气激光雷达技术的基本原理、技术特点、系统结构及大气回波信号处理的一般方法。总结了近年来沙氏大气激光雷达技术在大气气溶胶及大气气体浓度分布探测等方面的研究进展, 并分析了当前面临的主要挑战。最后对下一步研究工作及未来发展进行了展望。

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05485

摘要

最近二十年, 作为一种新型导航技术, 量子定位系统(QPS)因其特有的信息传输优势得到了飞速发展。简要介绍了卫星导航与惯性导航系统的原理及各自面临的问题, 阐述了量子定位导航系统的概念与基本原理、量子导航的优势、量子导航的分类及国内外发展状况, 并就目前量子导航所面临的问题及其发展前景提出了相应的观点。

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05985

摘要

随着光纤传感技术的发展, 近年来分布式光纤传感技术被用于结构裂缝的监测, 其中主要包括准分布式光纤传感技术——光纤布拉格光栅技术, 分布式光纤裂缝传感技术——基于瑞利散射的光时域反射技术、布里渊光时域反射技术、布里渊光时域分析技术、布里渊光相关域分析技术以及最新的具有高空间分辨率的脉冲预抽运布里渊光时域分析技术和差分脉冲对布里渊光时域分析技术。基于这些技术在结构裂缝监测中的应用, 综述各自的优缺点及国内外分布式光纤裂缝传感工程应用的情况。同时对分布式光纤裂缝监测中的力学、畸变光信号及实验研究等问题进行分析, 提出关于这些重点问题的研究见解。

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02163

摘要

研究了晶体材料、腔长、抽运功率等对调Q脉冲宽度的影响,研制了一台基于Nd∶YVO4晶体的高效率、结构紧凑的双波长激光器。该激光系统采用主振荡功率放大(MOPA)结构,振荡级产生重复频率为5 kHz、脉冲能量为400 μJ、脉冲宽度为1.1 ns的1064 nm基横模激光,通过878.6 nm零线抽运的Nd∶YVO4级联放大器,脉冲能量和脉冲宽度变为2.72 mJ和1.03 ns;通过三硼酸锂(LBO)晶体腔外倍频,获得了脉冲能量为1.54 mJ,倍频效率大于56%,激光脉冲宽度小于910 ps,峰值功率为1.7 MW的532 nm绿光激光输出。

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0385771

摘要

针对暗通道先验去雾算法受限于天空区域,提出了一种天空优化的暗通道去雾算法。在原有公式的基础上,根据天空大气光中值及天空区域的占比添加天空区域约束因子,使其适用于天空区域的处理。同时,在原含雾图像对透射率做引导滤波的基础上,利用K-均值算法聚类分割图像得到天空区域,将天空区域的平滑结果作为新的引导图像对透射率图进行引导滤波。实验结果表明,所提出的去雾算法相比于经典暗通道先验去雾算法,以及现有的一些暗通道先验改进算法,无论是在天空区域的处理、实际去雾效果,还是在图像整体视感上都有明显改进。

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0145365

摘要

基于卡尔曼滤波的背景差分算法存在背景更新不自适应,对光照变化、物体移入移出敏感等问题。提出了一种改进的以分类分块为核心的背景差分算法。首先,将前N帧视频序列图像求取均值得到初始背景模型;将第K帧图像与背景图像进行差分得到差分图像,再按照均值和标准差进行两次分类分块,分出前景块和背景块;在单个像素基础上对前景块进行背景细分割,确定运动目标区域;依据相邻两帧之间的灰度信息完成背景自适应更新。实验证明,本文算法能有效克服外界光线缓慢变化和背景中物体的轻微移动等问题。该算法具有较好的稳健性、相对较快的运算速度以及精确的运动目标区域。

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0117346

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摘要

提出了一种通过改变晶体切割方向, 调控和提高锗酸铋晶体半波电压的方法, 可以显著扩大光学电压传感器的测量范围。使用电光效应耦合波理论, 分析了半波电压对晶体切割方向的依赖关系。晶体切割方向决定了锗酸铋晶体的通光方向和电场方向。分析结果表明, 当晶体沿[-2-0.5, 2-0.5, 0]和[0.219, 0.219, 0.951] 方向切割时, 可使半波电压提高为标准切割方向的5倍; 当晶体沿[0.140, 0.275, 0.951]和[2-0.5, 2-0.5, 0]方向切割时, 半波电压可提高至12倍。讨论了光传播方向对半波电压的影响, 锗酸铋晶体采用标准切割方向, 光路角度偏移在±0.05π范围内时, 半波电压的变化量小于0.06%。该半波电压调控方法同样适用于其它电光晶体。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0420003
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01473

摘要

通过小鼠实验提出了一种亮白光LED联合古典音乐疗法。遭受过慢性不可预知性应激的小鼠被随机分成3组, 均饲养在350 lx、光周期为12小时明亮12小时黑暗的环境中。对照组(C): 不做任何处理。五行音乐组(M): 每天播放2个小时古典音乐。五行音乐+光照组(M+B): 每天播放2小时古典音乐并采用5 000 lx的白光LED照射。30天后用糖水偏爱度测试和强迫游泳实验来评估抑郁程度。与C组相比, M和M+B组的小鼠表现出更短的游泳不动时间和更长的游泳和攀爬时间(p<0.001)。M+B组小鼠的游泳不动时间(52.3±25.18 s)要短于M组(78.9±14.82 s), 且差异存在统计学意义(t(9)=3.414, p=0.008<0.05)。亮白光LED联合古典音乐疗法能够提高应激小鼠的活力, 具有一定的抗抑郁作用。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0420002
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01478

摘要

超辐射发光二极管因其宽光谱低抖动的光谱特点以及输出光为非相干光的特性, 在光学相干层析成像技术、光处理技术等领域具有重要应用。为获得宽光谱低抖动的超辐射输出光, 设计并制备了一种1 550 nm AlGaInAs多量子阱超辐射发光二极管。采取倾斜12°波导并增加隔离区, 结合抗反射薄膜, 最终实现宽光谱输出的超辐射发光二极管, 并比较了有无隔离区对器件性能的影响。实验结果表明, 制得的超辐射发光二极管3 dB光谱宽度可拓宽至83 nm, 光谱纹波小于0.1 dB, 在200 mA工作电流下, 出光功率大于1.5 mW。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0420001
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00470

摘要

温度传感器是制冷型红外焦平面探测器的重要组成部分, 它用于测量探测器工作温度, 其输出用于制冷机控制, 从而控制探测器温度。探测器的工作温度将直接影响探测器的性能, 如信噪比、探测率和盲元率等。针对传统PN结温度传感器需要模拟信号处理电路及易受电磁干扰的弊端, 设计了一种基于CMOS工艺的集成式数字温度传感器, 可以集成到红外焦平面探测器读出电路中, 直接通过SPI接口输出数字测温值。设计的集成式数字温度传感器采用0.35 μm CMOS工艺流片, 芯片面积为380 μm×500 μm(不包含PAD), 在电源电压2.5 V和采样频率6.1次/s条件下, 功耗为300 μW, 分辨率0.061 6 K。在77 K温度下输出的RMS噪声为0.148 K。测试结果表明, 集成式数字温度传感器可以应用于制冷型红外焦平面探测器温度测量。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0422003
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00464

摘要

设计了一种新型的矿用光纤光栅风速传感器, 利用差压原理实现风速转化, 由波纹管、等强度悬臂梁和双光纤光栅组成差分敏感机构, 并通过算法进一步进行温度补偿, 有效克服了温度交叉敏感问题, 提高了应变测量的灵敏度。文中推导了光纤光栅中心波长变化量与风速的关系, 同时对敏感机构进行了水压模拟试验, 得到传感器敏感机构的灵敏度为0.703 pm/Pa, 与理论值具有很好的吻合度; 对风速传感器样机进行风洞试验测试, 结果表明风速在0.2~20 m/s的情况下, 传感器测量误差可基本控制在±0.3 m/s以内, 并具有良好的线性关系。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0422002
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00470

摘要

鉴于长距离隧道内复杂的无线传输环境, 传统通信技术不能满足旅客高质量的通信需求, 提出了一种基于波分复用无源光网络的光载无线(RoF)分布式隧道通信系统。采用波分复用技术实现不同业务在光域的物理隔离, 协同分布式天线技术, 在隧道内部提供高频无线接入, 提升系统带宽的同时解决了隧道内部信号急剧衰减的问题。通过实验搭建了全双工的光载无线试验平台, 实现了用光学的方法产生和传输载频为24 GHz的16/64QAM矢量信号, 并且通过测量上下行链路的EVM值验证了方案的可行性。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0422001
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00430

摘要

为了对望远光学系统实现横向超分辨成像, 设计了一种高斯特列尔比的二维多项式函数形式的位相型光瞳滤波器, 分析了其对光学系统焦点附近光强分布的有益影响。理论分析表明, 加入滤波器之后, 与无滤波器时相比系统横向光学分辨率提升了1.33倍, 同时斯特列尔比为无滤波器时的0.75倍。给出了该种滤波器与典型的三区型、四区型和一维多项式位相型光瞳滤波器的对比, 从对比结果可知, 二维多项式型滤波器的斯特列尔比为几种滤波器中的最优, 且其横向分辨倍率仅次于四区型滤波器, 但四区型滤波器的斯特列尔比过低, 不适合应用于望远系统。研究了入射光视场角对应用该种滤波器的望远光学系统成像效果的影响, 视场角不大于±4°时, 具有较佳的超分辨效果。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0418007
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01301

摘要

为实现小口径双非球面硫系玻璃镜片的精密模压成型制造, 通过正交模压成型实验, 研究了相关工艺参数对成型镜片质量的影响规律。首先, 介绍了模压成型过程和用于实验的PFLF7-60A型多工位模压成型机床, 并根据非球面曲线公式设计了目标镜片。然后, 选定了一种环保型硫系玻璃IRG205, 通过VFT方程拟合了玻璃粘度与温度之间的关系, 确定了模压温度, 并对各工位实验参数进行了设置。最后, 利用无镀膜模具及球形预形体进行了正交模压成型实验, 分析了实验条件下模压温度、加压载荷及保持压力等成型工艺参数对镜片成型质量(形状精度PV、表面粗糙度Ra及轮廓偏移量)的影响规律, 并获得了优化的成型工艺参数。结果显示: 在优化的工艺参数下, 成型镜片ASP1和ASP2的PV值分别为129.2 nm和174.8 nm, Ra值分别为19.6 nm和25.6 nm, 轮廓偏移量分别为0.614 μm和2.682 μm, 基本满足镜片高精度应用的要求, 为小口径双非球面硫系玻璃镜片的高精度批量制造提供了参考和依据。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0418006
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00445

摘要

为了实现大光斑直径高均匀度太阳辐照模拟, 设计了大光斑发散式太阳模拟器。根据太阳光谱分布特性选取短弧氙灯作为光源, 建立光源功率计算模型; 基于成像倍率和氙弧峰值点离焦量之间的关系, 优化设计聚光系统和光学积分器, 提高太阳模拟器的辐照均匀度; 同时, 结合短弧氙灯的光谱特性, 建立光谱匹配模型, 设计光学滤光片在不同波长的透过率。实验结果表明: 设计的发散式太阳模拟器辐照面积为Φ2 m, 当工作距离为6、8、10 m时, 辐照不均匀度分别优于3.33%、3.51%和4.3%, 且光谱与AM1.5太阳光谱A级标准相匹配。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0418005
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02439

摘要

为实现远程物质高空间分辨力的拉曼光谱探测,设计了共孔径远程激光拉曼光谱探测系统的前置光学系统。光学系统采用共孔径结构, 实现了激光发射系统、拉曼光收集系统及微区成像系统的共孔径、共光轴。设计的光学系统能够对激光进行聚焦以缩小激光光斑尺寸, 使系统具有优于0.125 mrad的空间分辨率。该拉曼光收集透镜有效通光口径为50 mm, 拉曼散射光在耦合透镜焦平面上的像高小于25 ?滋m, 可以与50 ?滋m狭缝宽度的光谱仪进行空间光耦合, 也可使用50 ?滋m芯径的光纤来耦合光学系统与光谱仪。该系统可用于远距离物质的激光聚焦、拉曼光谱探测及微区成像。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0418004
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00432

摘要

高速成像制导导弹在大气中飞行时, 受到气动光学效应的影响, 目标成像位置与其实际位置之间出现偏差。实现对气动光学效应成像偏移校正, 对于提高制导精度意义重大。气动光学效应成像偏移具有很强的随机性和非线性, 校正起来十分困难。通过利用背景纹影技术测量光线穿过变折射率场后的光线偏移量, 建立畸变图像与参考图像之间的控制点对, 采用局部加权平均拟合方法构建用于图像校正的映射函数, 利用双三次卷积方法对图像灰度值进行重采样处理, 完成对畸变图像的校正。分别对固定相位物(透镜)和喷流马赫数3.0的超声速气膜引起的成像偏移进行校正, 实验结果验证了校正方法的有效性。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0418003
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00430

摘要

掠入射X射线聚焦望远镜的支撑框架结构设计是望远镜研制的关键技术之一。国内规划中的XTP卫星低能聚焦望远镜拟采用基于超薄玻璃的X射线聚焦望远镜方案, 针对望远镜样机严苛的光学和力学性能要求, 经过结构选型优化, 设计了一种一体化的六边形桶式望远镜支撑结构。利用有限元软件对支撑结构进行了模态分析和频率响应分析, 并与力学实验进行了对比验证。结果表明, 该支撑结构具有较大的结构刚度, 望远镜结构在发射环境下不会发生破坏性改变, 满足力学性能要求。该支撑框架结构简洁、装配精度高, 具有良好的工艺性, 为望远镜的研制提供了参考。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0418002
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00428

摘要

为降低成像光谱仪对工作平台体积质量的需求, 优化光路布局, 提高系统的热适应性, 阐述了一种紧凑型红外成像光谱仪的光学系统设计。考虑结构尺寸和像差平衡, 光学设计中引入了扩展多项式面型。系统光谱范围为1~3.4 μm, F/数为2.86, 光谱采样间隔为7.5 nm。光学系统由一个自由曲面三反射镜望远镜和一个基于平面光栅的自由曲面光谱仪组成。望远镜准远心设计, 与后方远心光谱仪光瞳匹配, 无畸变且像方空间便于其他结构模块布局。光谱仪像质优良, 光谱畸变校正良好, 像面倾斜得到改善便于探测器布局。从光栅衍射效率设计、杂散光抑制和光机一体化集成镜件设计三方面对该系统作了分析, 结果表明系统具有工程可行性。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0418001
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00146

摘要

全息打印技术可以实现场景的真三维显示, 根据干涉纹样的不同来源及不同记录方式, 可将其归类为合成全息体视图打印、计算全息图打印与全息波前打印。合成全息体视图打印无法准确记录三维场景的深度信息, 因而全息图再现时存在会聚-调节矛盾; 计算全息图打印能够准确记录与再现场景的深度信息, 继而解决会聚-调节矛盾, 然而仅能得到薄的透射型全息图, 因而无法实现白光再现; 全息波前打印既可以解决会聚-调节矛盾, 又可以得到厚的反射型全息图, 实现具有良好观察效果的白光再现。首先介绍了各类全息打印技术的基本原理, 着重分析了各自的研究现状, 然后讨论了它们的优缺点, 以说明各类全息打印技术的特性。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0406008
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00291

摘要

光学锁相环(Optical Phase-locked Loop, OPLL)技术是实现激光相位相干的有效方法。鉴于环路滤波器参数直接影响光学锁相环系统的整体性能, 提出了一种二阶无源环路滤波器参数的优化方法。首先, 根据相角裕度定义及系统开环传递函数的数学模型, 推导出环路滤波器参数设计的公式, 并设计了一种基于MATLAB的参数优化算法。然后, 为精确地设计拉曼激光光学锁相环参数, 设计了消多普勒饱和吸收谱实验,并对激光器的压电陶瓷端口反馈增益参数进行测量。在锁相环闭环控制系统性能仿真中, 得到了单位阶跃响应的超调量为6.53%, 调节时间为0.584 ?滋s。最后, 对拉曼激光光学锁相环各个模块进行Simulink建模并仿真, 仿真结果表明锁相环能够实现对拉曼光相位锁定且锁定时间为2 ?滋s, 因此, 验证了锁相环参数设计方法的正确性。在工程应用中, 为光学锁相环的参数设计提供了重要参考价值。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0406007
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0026

摘要

为了解决航天器操纵旋转套筒内螺纹的自动检测问题, 特别是在内螺纹件表面有油污与锈蚀时, 单纯地利用光学图像检测的方法很难更好地解决问题, 利用平流气体吹向内螺纹, 从而形成了映射着内螺纹形貌的湍流输出, 然后利用多普勒激光测量内螺纹的湍流特性。研究了内螺纹气体湍流的拉伸与压缩过程的数据特性, 利用箱线图的方法处理内螺纹湍流数据, 建立了内螺纹湍流箱线图的标准样板库, 将检测数据与标准样板对比检测,结果表明: 当异常值阈值设为7%时, 检测准确率为99.3%。气体湍流激光多普勒式检测内螺纹方法可行,克服了表面油污等难点,完全满足检测的要求。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0406006
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0021

摘要

针对激光冲击强化涡轮机匣部件难以贴覆吸收保护涂层的问题, 提出无保护层激光冲击(LSPwC)+水砂纸磨除烧蚀层的复合工艺, 研究LSPwC对GH3044合金微观组织和力学性能的影响, 验证复合工艺的可行性。采用能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜分析试样表层元素组成和微观组织, 通过测试残余应力和高周疲劳寿命表征其力学性能。结果表明, LSPwC在试样表层产生约10~15 μm的烧蚀层, 烧蚀层内碳、氧元素富集且残余拉、压应力交替存在, 烧蚀层以下晶粒和碳化物不同程度地均匀细化; 相比原始试样, LSPwC对GH3044合金疲劳寿命提升不明显; 水砂纸磨除烧蚀层后, 试样表面残余压应力约510 MPa, 影响深度层达1 mm, 疲劳寿命提高到原始试样的3倍。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0406005
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0021

摘要

以大能量长脉冲激光能量的准确测量需求为牵引, 针对激光能量计吸收体温度特性进行了数值分析研究。结果表明: 吸收体内壁温度随脉冲结构呈周期性振荡, 随着壁深的增加, 震荡幅度迅速地降低, 吸收体外壁温度周期性消失。单脉冲能量相同时, 脉宽越短, 吸收体内壁温升越高; 重复频率越高, 吸收体内壁温升越高。而总能量相同时, 重复频率越高, 内壁温升越低。通过对吸收体结构的优化设计, 不仅能够获得序列长脉冲激光的总能量, 而且可以获得低重频(一般不大于10 Hz)序列脉冲激光的每个脉冲能量, 从而为长脉冲激光能量计的设计及应用等提供参考依据。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0406004
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0020

摘要

激光成像探测是引信技术发展中一个重要方向, 周视成像探测技术可以有效提高引信系统的探测能力。文中首先提出一种简易周视激光成像引信原理和结构, 在弹目交会过程中可实现360°周视探测的目标成像; 其次建立弹目交会模型和目标3D模型, 模拟简易周视激光成像引信对空和对地面目标成像探测的过程; 最后设计简易周视激光成像引信的仿真软件, 用于生成引信在不同弹目交会条件下的仿真数据, 包括目标灰度图像、二值图像、回波信号等, 可为周视成像引信的图像识别电路设计和最终的工程化实现提供可靠依据。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0406003
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0018

摘要

星载积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达是全天时全球范围内探测CO2浓度的一种有效的方法, 而作为接收系统关键元件的光电探测器对激光雷达系统性能有着较大的影响。雪崩光电二极管(APD)有着较大的动态范围与高的响应度, 因此它在星载激光雷达中广泛应用。介绍了IPDA激光雷达和APD探测器的工作原理, 并根据实际工作条件, 测试了一款APD探测单元的响应度、动态范围、不同光功率下的信噪比等主要性能参数, 分析了这些性能参数对星载激光雷达CO2浓度的反演带来的影响。结果表明, 在CO2浓度为400 ppm(1 ppm=10-6), 吸收波段信号的探测器输出电压在280~980 mV范围内时, APD探测器本身的非线性和噪声造成的误差小于0.8 ppm。

PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0406002
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0025

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摘要

We experimentally investigate an optimum scheme of coupling a collimated light from a Ti:sapphire laser source into a standard single-mode fiber (SMF). By adjusting the effective numerical aperture (NA) of coupling lens and eliminating the chromatic aberration, a coupling efficiency of around 70% is finally obtained. This result is close to the maximum value predicted by theoretical simulation. It is well demonstrated that high coupling efficiency between Ti:sapphire laser and SMF can also be obtained by optimizing certain parameters of a coupling lens, without employing any special optical components, or the specific fiber with complex structure.

    PDF全文Chinese Optics Letters | 2013,11(05):050605
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    09091452

    摘要

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      08392096

      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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      07631498

      摘要

      非球面技术广泛使用于相机、手机、DVD、通信、天文、军事系统等诸多领域中, 非球面镜头具有成像质量高、体积小、重量轻的特点。在非球面技术中,非常关键的一项就是非球面面形的测量。最早用于非球面测量的是接触探针法,经过长期的发展,其测量技术已日臻成熟,但难以兼顾高精度和高效率的要求。非接触式测量方法虽然也发展了近40年,先后出现了许多不同的测量方案,但依然存在难以实现高精度、高效率的问题。随着非球面制造技术的不断进步,人们对快速高效、高精度的非球面测量技术的需求日益迫切。根据不同的测量原理对各种测量技术进行了介绍和比较,指出其优缺点,进而对未来的非球面面形测量技术发展方向进行了预测。

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      06655858

      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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      06481231

      摘要

      与传统的边发射半导体激光器相比,垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有光束质量好、阈值电流低、易于二维列阵集成和制造成本低廉等优点。近年来,以VCSEL为基础发展起来的电抽运和光抽运垂直外腔面发射激光器(VECSEL),在获得高的输出功率和光束质量的同时,可以通过在腔内插入光学元件,实现腔内倍频、波长可调谐和锁模等激光技术,在激光领域很有竞争力。本文介绍了面发射半导体激光器的结构、工作原理及性能优势,综述了其在高功率输出、可调谐技术、锁模技术等方面的研究现状与进展,探讨了该类型激光器的发展前景。

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      1540784

      摘要

      针对现有方法在大量肺部数据中存在的检测肺结节效率不高及大量假阳性的问题,提出了一种基于端到端的二维全卷积对象定位网络(2D FCN)与三维立体式目标分类卷积神经网络(3D CNN)相结合的肺结节检测方法。首先采用2D全卷积神经网络对所有CT图像进行初步检测,快速识别和定位CT图像中的疑似结节区域,输出一张与原图尺寸相同且被标记好的图像。然后计算疑似结节区域的坐标,根据坐标值提取疑似结节的三维立体图像块训练构建的3D卷积神经网络框架。最后利用训练的3D模型对候选结节做二分类处理以去除假阳性。在LIDC-IDRI数据集上,结节初步检测召回率在平均每位患者为36.2个假阳性时可达98.2%;在假阳性去除之后,假阳性为1和4时分别达到了87.3%和97.0%的准确率。LIDC-IDRI数据库上的实验结果表明,所提方法对三维CT图像的肺结节检测具有更高的适用性,取得了较高的召回率和准确率,优于目前相关文献报道的方法。该框架易于扩展到其他3D医疗图像的目标检测任务中,对辅助医师诊治具有重要的应用价值。

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      0465535

      摘要

      激光清洗技术采用短脉冲激光对材料表面进行快速清洁, 在工业制造、生产和维修等领域具有广泛的应用前景。介绍了激光烧蚀清洗、液膜辅助式激光清洗和激光冲击波式清洗三种典型的激光清洗方法, 并综述了激光清洗技术的国内外研究现状。根据清洗材料本身的特点, 列举了激光清洗技术的典型应用, 并展望了其在国内制造业的发展方向。

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      0453438

      摘要

      为满足多光路、多工位激光加工需求,采用Nd:YAG脉冲激光器为光源,研制出激光器双光路时分复用系统。提出了时分复用的具体实施方案,设计出能够实现时分复用分光的可控30°旋转分光装置以及对装置的工作状态实现实时控制的时分复用控制电路,并确定了系统的工作时序。最终在不降低输出功率的前提下,实现了激光的时分复用、双光路输出。实验利用能量计采集数据,对光路耦合效率进行计算,实验表明,在电流为50 A、脉宽为4 ms、能量为7.3 J时,A路耦合效率为85.21%,B路耦合效率为85.23%,满足多工位加工需求。最后结合实际应用,将所设计的两光路,一路用于焊接,一路用于熔覆。

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      04332796

      摘要

      表面增强拉曼散射(SERS)光谱具有高灵敏性及高选择性,它已被用于科学研究及生产实践的多个领域。本文阐述了近几年来SERS 技术在检测重金属离子、多环芳烃、微生物、农药等环境污染物中的发展状况,并分析了该技术在这些应用领域的优点与不足。最后,预测了SERS 的发展趋势。

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      04071921

      摘要

      斯托克斯参量是描述偏振光特性的重要参量, 它能给出偏振光的偏振度(DOP)的数值, 因此偏振分析仪多采用测量斯托克斯参量的方法来设计。从斯托克斯参量的定义出发, 利用准单色光波的相干矩阵法, 推导了斯托克斯参量的测量原理, 并提供了多种实验测量斯托克斯参量的设计方法。对比分析了三种测量斯托克斯参量的方法, 并用相干矩阵方法证明了用测量光功率表达的偏振度的正确表达式。

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      04064205

      摘要

      现今各个应用领域的器件微型化、功能化和集成化的发展趋势, 对微纳加工技术提出了巨大挑战。越来越多器件的核心设计都依赖于高度图案化的三维复杂微纳结构。3D飞秒激光纳米打印(FsLNP)是一种无掩模的、利用飞秒激光直写进行加工的三维增材加工技术。其高度可设计性和远超光学衍射极限的高加工精度能够充分满足复杂技术需求。基于3D飞秒激光纳米打印独特的双光子聚合机制, 只要合理设计所需材料的光聚合方案和微纳结构, 可以制备一系列效率高且性能优越的微纳器件。简要介绍了3D飞秒激光纳米打印的技术要点、基本原理和目前所涉及的典型应用。

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      04041380

      摘要

      高功率窄线宽光纤激光器在地球科学、光束合成、非线性频率转换等领域有重要的应用价值,近几年已经成为激光领域的研究热点。受激布里渊散射(SBS)、自相位调制(SPM)、四波混频(FWM)等非线性效应限制了窄线宽光纤激光器输出功率的提升。随着各种非线性效应抑制技术的发展,窄线宽光纤激光器的输出功率也得到了大幅提升,目前已经达到了千瓦量级。对1 μm波段高功率窄线宽光纤激光器的研究进行了详细的介绍,重点介绍了限制窄线宽激光器功率提升的非线性效应及其抑制方法、高功率窄线宽光纤激光器的种子源技术以及国内外典型的高功率窄线宽光纤激光器的研究成果。

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      0371408

      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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      03662330

      摘要

      半导体激光器由于受波导结构和芯片封装等因素的限制,其快慢轴方向上的光束质量差距较大,主要用作抽运源,即被当成亮度转换器使用,很难作为高亮度光源直接应用。介绍了提高输出光功率密度和输出光束质量的非相干合束技术——光栅外腔反馈光谱合束技术,以及近几年来的国内外的发展现状,梳理了半导体激光器外腔光谱合束技术发展的若干重要动向,为以后半导体激光器光谱合束技术的发展提供了参考。

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      03643237

      摘要

      由于电路时钟抖动和比较器弛豫等内禀属性的影响,传统的电子模数转换器已经不能满足高带宽数字信号处理的发展。模数转换主要包括采样、量化和编码。全光模数转换引入光子技术来对模拟电信号采样和量化,可以提高数字信号处理系统的性能,满足高速和高分辨率的需求,从而解决电子模数转换器的技术瓶颈问题。针对目前主要研究的全光模数方案,如泰勒方案、空间光干涉和偏振干涉的移相光量化方案、孤子自频移的方案、对称双波导长周期波导光栅和波导阵列光栅的方案等,介绍了其基本原理及实验方案,并对各种方案的特点进行了分析。

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      03412259

      摘要

      近年来,用光孤子传输信息的光纤通信系统在长距离、大容量传输方面凸显了自身的优势,必将在新一代通信技术与商用上发挥巨大的作用。光孤子在光纤中的传输满足非线性薛定谔方程。从寻求行波变换、求解过程和解的物理意义等方面,对于求解非线性薛定谔方程常用的三种求解方法即 Jacobi椭圆函数展开法、三角函数假设法和试探函数法进行了分析整理及优劣比较,并引入了新近提出的 (G′/G)展开法。计算表明, (G′/G)展开法在行波变换和计算过程都相对其他三种方法简单,且得到的解也较为丰富,因此,该展开法在非线性薛定谔方程及相关方程的求解中具有广阔的应用前景。

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      03141301

      摘要

      硅基液晶(LCoS)是一种新型可编程的衍射光学元件,已广泛应用于光学显示、通信与存储等领域。研究了LCoS 的光束衍射特性,并将其作为波长切换器应用于1×N 型波长选择开关中,成功实现了输入与任意输出端口之间的波长切换。利用光学标量衍射理论计算得到LCoS 上1 级光强分布及衍射效率与各物理参量的关系。结果表明:单位周期内相位阶数不低于10 时,衍射损耗可稳定控制在5 dB 内。在此基础上,巧妙设计了基于LCoS 的1×N 型波长选择开关(WSS),利用LCoS 相位光栅设置的高度灵活性实现输出通道间隔的灵活可调。通道之间低串扰且独立可控。实验测得WSS 系统损耗为10 dB~14 dB。

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      02902033

      摘要

      为了满足汽车倒车需求,设计了一款结构简单、生产成本低廉的广角倒车镜头。镜头为4 片式结构,第1 片为玻璃,其余3 片为塑料,使镜头满足在恶劣环境下工作的要求。镜头F 数为2.8,水平视场为185°,且实验结果显示边缘视场畸变得到较好控制。设计的镜头已经开始量产。

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      01941902

      摘要

      光声光谱(PAS)技术是痕量气体传感领域内十分重要的探测技术, 科研人员正致力于提升光声光谱气体传感技术的性能, 以满足不同的应用需求, 其中通过增强激发光功率来提升探测灵敏度是当前行业内的研究热点, 并已取得了许多突破性进展。介绍了这一重要领域的研究现状, 总结了各类技术手段的工作原理、技术特点以及最新研究成果, 并对其发展趋势进行了分析。

      PDF全文中国激光 | 2018,45(09):0911008
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      061167

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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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      037018375

      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:
      0157020024

      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:
      01146537

      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:
      1239831725

      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:
      0023485

      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:
      0137523426

      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:
      037018820

      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:
      024527738

      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:
      023322153

      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:
      02236914

      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:
      0025533

      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:
      03779890

      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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      086027086

      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
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      007682

      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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      07318264

      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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      012318285

      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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      012310254

      摘要

      对几台国内外典型的星载高光谱成像仪所采用的光学系统结构进行了分析,阐述了棱镜色散、光栅色散、傅里叶变换3种主流高光谱成像仪分光方式的结构原理和优缺点。根据宽波段、小型化的研究目标,设计了一个全反射式高光谱成像仪光学系统。该系统由离轴非球面三反射镜望远成像系统和两个Offner凸光栅光谱成像系统组成,通过改变两个光谱成像系统的变倍比来实现两种探测器的匹配。给出的该系统的详细设计结果显示,光学系统128个谱段的调制传递函数均达到0.6以上,畸变<0.44%,谱线弯曲<0.03%。实验结果表明,选定的全反射式光学系统满足小型化星载高光谱成像仪的技术要求,有效降低了仪器的体积和质量,通过加大光学系统的相对孔径弥补了光栅衍射效率低的缺点。

      PDF全文光学 精密工程 | 2009,17(11):2629-2637
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      0534798

      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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      01816668
      N/A 

      摘要

        PDF全文发光学报 | 2015,36(01):1
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        016940

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        摘要

        以智能制造业表面缺陷在线自动检测为应用背景,系统地综述了自动光学(视觉)检测(以下统称自动光学检测,AOI)技术。内容涉及AOI技术的基本原理、光学成像方法、系统集成关键技术、图像处理与缺陷分类方法等。对AOI系统集成中的关键技术,如视觉照明技术、大视场高速成像技术、分布式高速图像处理技术、精密传输和定位技术和网络化控制技术等进行了概述;对表面缺陷AOI主要光学成像方法的基本光学原理、功能和应用场合进行了总结;对表面缺陷检测中的图像处理、缺陷几何特征定义、特征识别与分类算法进行了系统阐述,重点介绍了周期纹理表面缺陷图像中的纹理背景去除方法,复杂和随机纹理表面缺陷的深度学习检测、识别与分类方法。

        PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(08):0815002
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        0551909

        摘要

        随着机器视觉技术的迅速发展,计算机视觉技术的快速、精确、智能等特性在现代工业的各个领域已逐渐被广泛应用,尤其是在汽车制造业。机器视觉在工业领域的三大主要应用是视觉测量、视觉引导和视觉检测。视觉测量技术通过测量产品关键尺寸、表面质量、装配效果等,可以确保出厂产品合格;视觉引导技术通过引导机器完成自动化搬运、最佳匹配装配、精确制孔等,可以显著提升制造效率和车身装配质量;视觉检测技术可以监控车身制造工艺的稳定性,同时也可以用于保证产品的完整性和可追溯性,有利于降低制造成本。可以预见,随着相机、镜头、计算机等核心硬件性能的提升,以及图像处理、深度学习等软件技术的发展,视觉技术未来在各个领域的作用将更加凸显,发展空间也更加广阔。

        PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(08):0815001
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        0364819

        摘要

        研究了晶体材料、腔长、抽运功率等对调Q脉冲宽度的影响,研制了一台基于Nd∶YVO4晶体的高效率、结构紧凑的双波长激光器。该激光系统采用主振荡功率放大(MOPA)结构,振荡级产生重复频率为5 kHz、脉冲能量为400 μJ、脉冲宽度为1.1 ns的1064 nm基横模激光,通过878.6 nm零线抽运的Nd∶YVO4级联放大器,脉冲能量和脉冲宽度变为2.72 mJ和1.03 ns;通过三硼酸锂(LBO)晶体腔外倍频,获得了脉冲能量为1.54 mJ,倍频效率大于56%,激光脉冲宽度小于910 ps,峰值功率为1.7 MW的532 nm绿光激光输出。

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        0385771

        摘要

        综述了镜像双目视觉测量技术的发展现状,从测量原理及传感器、测量模型及标定、测量精度及评价等方面分析了镜像双目视觉测量结构模型,主要包括基于平面折反射的镜像双目结构和基于曲面折反射的镜像双目结构,总结了现有镜像双目测量结构在结构模型、图像获取和对应匹配等方面的优缺点,阐述了镜像双目视觉精密测量技术的发展趋势。

        PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(08):0815003
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        0140633

        摘要

        This paper is going to review the state-of-the-art of the high-speed 850/940-nm vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), discussing the structural design, mode control and the related data transmission performance. InGaAs/AlGaAs multiple quantum well (MQW) was used to increase the differential gain and photon density in VCSEL. The multiple oxide layers and oxide-confined aperture were well designed in VCSEL to decrease the parasitic capacitance and generate single mode (SM) VCSEL. The maximal modulation bandwidth of 30 GHz was achieved with well-designed VCSEL structure. At the end of the paper, other applications of the near-infrared VCSELs are discussed.

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          06554

          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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          0385528

          摘要

          野外远距离、大视场、双目视觉物体定位监测系统是基于双目立体视觉原理的三维坐标测量系统。存在随机出现的多个无特征目标的正确匹配率低, 导致目标定位精度降低的共性问题。正确判断首个目标出现, 对于同一目标在同侧图像序列连续出现, 形态特征由大到小变化或分裂的情况, 利用质心判断方法排除伪目标, 检测目标正确质心位置; 然后, 两段图像序列时间同步, 同一时刻多个目标基于极线约束进行稀疏匹配, 获得同一目标在两台相机中正确的对应关系。实验证明, 现场连续采集的9帧图像中包含8个目标, 利用上述方法完成目标检测及匹配, 提高了准确率。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(07):0726001
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          01509

          摘要

          在雷达目标识别中, 利用核主分量分析(KPCA)方法来进行目标特征提取, 忽略了高分辨率距离像(HRRP)的本身特性。提取一种平移不变特征-中心矩作为特征向量, 采用KPCA进行特征降维; 由于BP神经网络易陷入局部极小, 采用遗传算法(GA)对BP网络节点权值和阀值进行优化选择。基于雷达实测数据的实验结果表明: 平移不变的KPCA特征提取方法实现了平移不变和降维的结合, 同时, 利用GA优化BP神经网络提高了分类器稳定性改善易陷入局部最小的缺陷, 提高了雷达目标识别的性能。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(08):0826005
          分享:
          00508

          摘要

          针对转炉冶炼终点传统人工肉眼看火判断存在着诸多不确定性问题, 研究了一种基于模糊支持向量机的光辐射状态识别实现转炉终点判断的方法。设计了非接触式炉口光辐射采集系统, 基于炉口火焰辐射规律分析, 分别提取了通过高斯函数拟合表征光谱整体特征的三参数和两个发射峰离散谱参数作为支持向量机的输入, 通过相关性分析选出生产过程中氧量、动枪幅度、爽枪时间、加料量参数构建子样本特征量, 采用样本到类间距离的方法计算隶属度因子, 建立了模糊支持向量机识别模型并进行了测试实验。实验结果表明, 提出的方法对不同操作工况下的终点光辐射识别精度优于人工方法和传统SVM方法, 可为转炉终点的准确判断提供依据。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(07):0726004
          分享:
          00504

          摘要

          非平稳信号的去噪是信号处理中的热点和难点。文中以冲击原子作为稀疏表示基, 构建了仅对人文噪声敏感的冗余字典。并使用粒子群优化算法对匹配追踪算法进行优化, 提出了基于稀疏表示与粒子群优化算法的非平稳信号去噪方法。为检验方法的有效性, 论文首先进行了针对性的仿真实验。然后将所述方法用于实测的大地电磁信号处理。结果表明, 所述方法可以在保留有用信号的前提下, 有效分离出类充放电噪声、脉冲噪声以及其它多种不规则噪声, 显著提高非平稳信号的信噪比。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(07):0726005
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          00503

          摘要

          针对运动车辆目标识别问题提出了一种自然场景下车辆识别方法。首先采用图像差分技术对目标车辆的显著特征进行统计学习, 并将学习所得目标局部特征以及图像进行编码, 根据以上两个信息实现目标车辆的显著性检测。其次针对车辆运动的复杂性, 采用分块投影匹配方法进行全局运动估计和补偿, 并利用差分技术进行运动特征检测。然后将目标车辆的显著性特征与运动特征进行融合, 从而获得更精确的候选目标区域。最后对候选区域进一步使用视觉显著特征进行目标判别。实验表明该方法具有较好的目标判别性能, 能较好地解决自然场景下运动车辆的识别问题。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(07):0726003
          分享:
          00503

          摘要

          微针经皮给药结合了注射和经皮给药两者的优势,可提高大分子药物的经皮吸收量,对皮肤几乎无损害,因此具有良好的应用前景。然而,此技术仍处于发展阶段,需要利用成像手段对微针刺入皮肤的深度、药物颗粒的吸收/释放行为等进行研究。利用圆环达曼光栅产生的贝塞尔光束照射样品,搭建了一套扫频光学相干层析成像(OCT)系统。该系统能够在更长的焦深范围内保持高的横向分辨率,实测系统的有效焦深为1.68 mm,共焦位置附近的横向分辨率为3.61 μm,满足微针经皮给药的成像要求。利用搭建的系统对可溶性微针刺入皮肤前后进行成像,能够清晰地看到微针的边缘、刺入深度和在皮肤上留下的微通道,并观察到了微针在皮肤内的溶解过程。

          PDF全文中国激光 | 2018,45(08):0807001
          分享:
          08483

          摘要

          针对目前霾检测方法实时性差且成本较高的问题, 提出一种基于图像能量与对比度的霾检测方法。首先, 对CMOS相机拍摄的图像进行预处理。由于相机受外界影响会出现轻微摆动, 故需对图像进行配准; 其次, 在图像的关键区域中获取目标与水平天空背景的对比度和图像能量两个特征向量; 再次, 将对比度、图像能量、环境湿度作为输入, 将激光粒子计数器测得的实时PM10浓度作为输出, 进行支持向量回归训练, 建立图像和PM10浓度间的关系模型; 最后, 根据得到的模型计算待测图像所对应的PM10浓度。将该方法检测的PM10浓度与激光粒子计数器测得浓度值进行对比, 实验表明该方法检测结果的平均相对误差在10%以内, MSE为0.006 2, 表明预测值与真值拟合程度较好,模型检测的精度较高。在此基础上增加训练样本可进一步提高模型精度。此外, 该方法可针对不同待测环境建立相应的关系模型, 具有较强的灵活性。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(08):0826001
          分享:
          00482

          摘要

          为了加强相位展开过程的准确性和鲁棒性, 提出了一种新颖的梯形相位展开算法。该算法结合了灰度和相位两种编码方式进行相位展开。基于灰度的相位展开可以通过投射不同的灰度确定不同的等级, 但是当条纹周期非常小, 相应的灰度差异也非常小, 使相位展开出现错误。相位展开具有很强的鲁棒性, 但本身计算量很大。与传统算法相比, 该算法设计了两类模式快速地恢复绝对相位。第一类模式是基于灰度信息对全局调制光栅进行分割, 第二类模式是基于相位进行编码, 同时在第一模式中对全局调制光栅进行更加细致的分级, 第二类模式变化的周期与包裹相位的截断周期一致。因为颜色能够简单而且准确地确定边界, 同时相位有很好的鲁棒性, 因此, 能够准确地恢复绝对相位。实验结果表明: 提出的算法能够准确地确定包裹相位的等级, 而且能够快速地得到物体表面的三维信息。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(08):0826002
          分享:
          00482

          摘要

          拉曼激光雷达已经广泛应用于大气气溶胶、大气温度和水汽的空间分布及时间演变特征测量。为了获取北京污染期间大气气溶胶边界层的特征, 2014年11月~2015年1月期间在中国科学院大学雁栖湖校区利用拉曼激光雷达进行连续观测。使用梯度法处理激光雷达观测数据得到边界层高度,同时与国家环保部提供的当地颗粒物浓度数据进行对比。观测期间灰霾天共出现15天, 污染天出现27天, 干净天出现24天。灰霾天、污染天和干净天三种情况下的平均大气边界层高度范围分别为0.6~0.9、0.9~1.3、1~1.9 km; PM2.5的质量浓度范围分别为143~203、77~90、17~34 μg/m3; PM10的质量浓度范围分别为170~271、103~153、33~78 μg/m3。研究结果表明: 北京地区大气边界层高度对近地面颗粒物浓度具有明显的负相关影响。干净天、污染天和灰霾天下的PM2.5和PM10的质量浓度变化率随大气边界层高度降低而依次增大。灰霾天大气边界层高度引起的PM2.5质量浓度平均变化率为-242.4 μg·m-3/km, 约为污染天(-114.8 μg·m-3/km)的两倍, 干净天(-77.4 μg·m-3/km)的三倍; 灰霾天大气边界层高度引起的PM10质量浓度平均变化率为-224.2 μg·m-3/km, 约为污染天(-117.6 μg·m-3/km)的两倍, 干净天(-90.4 μg·m-3/km)的两倍。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(07):0717007
          分享:
          00480

          摘要

          随着安防产业的不断发展, 人们对摄像机的需求也越来越多, 要求也越来越高, 对具有较大视场的全景图像的需求也更加迫切, 从而各种拼接算法、拼接应用应运而生。虽然现有的软件算法已经能够做到很好的效果, 但图像拼接中补光配光问题依旧突出。针对以上情况, 对发光二极管(Light Emitting Diode, LED)在补光下存在的照度或光强不一致的问题进行了研究, 并且采用全内反射(Total Internal Reflection, TIR)透镜思路进行透镜二次配光设计, 使LED灯发射出来的光斑拼接后照度或光强均匀, 同时进行了仿真。仿真结果表明, 该设计能有效避免光斑拼接后出现明显的过亮或过暗的痕迹, 使拼接效果更好, 满足摄像机全天候工作的需求。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(08):0826003
          分享:
          00479

          摘要

          提出了一种基于线性混合模型的高光谱图像绿藻面积估计算法。利用端元提取算法, 自动获取图像中绿藻端元的光谱曲线, 根据得到的端元及原始图像, 通过全约束最小二乘算法, 求得绿藻端元的丰度图, 丰度图作为绿藻面积的估计结果。算法能够有效克服由于高光谱图像分辨率不足造成的绿藻面积估计不准确的问题, 实现亚像素水平的绿藻面积估计。利用2013年6月29日获取的GOCI传感器获取的8波段光谱图像展开实验, 计算得到当日绿藻覆盖面积为321 km2, 与HJ-1B卫星的实测结果高度接近, 相比于NDVI等传统算法具有明显优势。方法为绿藻灾害预警和监测提供了一条新的解决思路和技术途径, 具有较高的应用价值。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(08):0823001
          分享:
          00474

          摘要

          为了对塑料饮料瓶物证进行检验分析, 利用傅里叶变换红外光谱仪、X射线荧光光谱仪和厚度仪, 对57个塑料饮料瓶样品进行抽查检验, 并结合聚类分析方法进行了分析处理。首先, 红外光谱法可对塑料饮料瓶样品的主要成分进行检验, 根据样品成分的不同, 可分为聚乙烯(PE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)两大类; 其次, 通过X射线荧光光谱法对样品中的主要填料碳酸钙进行测定, 根据Ca元素的含量可以对样品进行区分; 最后, 利用测厚仪可对塑料饮料瓶样品的厚度进行测定。根据样品的颜色、规格、成分、Ca元素的含量以及样品的厚度, 结合聚类分析法可以将样品进行区分, 实验结果表明该方法简便快速、结果准确可靠、且无损检材, 可用于检验区分塑料饮料瓶。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(08):0823002
          分享:
          00474

          摘要

          采用COMSOL有限元分析软件的固体传热模块, 对有机电致发光器件(OLED)的热学特性进行了仿真, 发现器件温度随着输入功率成线性增大。在驱动电流为150 mA·cm-2时, 仿真结果表明, Alq3发光层的最高温度为82.994 3 ℃; 玻璃基板下表面的最高温是77.392 6 ℃; 器件阴极表面中心区域的最高温度为82.994 2 ℃, 其平均温度为78.445 ℃。通过改变功能层热传导率、功能层厚度、对流换热系数、表面发射率等参数模拟其对OLED器件热学特性的影响, 结果表明, 当增加基板的热传导率时, OLED器件温度显著下降而且表面及内部温度梯度大幅减小; 提高空气对流换热系数及基板的表面发射率, OLED的温度可以大幅减小。而其他参数则对其影响并不明显。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(07):0720001
          分享:
          00472

          摘要

          据统计, 2015年我国消耗了39.65亿吨煤炭, 而其中发电及热力供应占据了煤炭消耗总量的46.38%。发电及热力供应行业排放的CO2占据了我国温室气体排放量的很大比例, 因此对于燃煤电厂CO2气体排放的实时监测是非常重要的。利用测量精度高、响应迅速、非接触测量的可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术对CO2浓度检测。选用了中心波长在1 580 nm的分布式反馈激光器作为光源, 参考电厂尾部烟气CO2浓度配置实验气体, 分别使用直接吸收和波长调制方法对CO2浓度进行反演。对比研究结果表明, 直接吸收和波长调制法重复测量的相对标准偏差分别为0.94%和0.22%, 最大相对误差分别为2.64%和1.65%, 检测限分别为0.013 6%和0.001 4%。波长调制法比直接吸收法在测量性能指标上更具优势, 但由于波长调制法在现场应用时受定标方式的影响很大, 且谐波线宽会受到压力、温度等参数变化的干扰, 而直接吸收法无需标定, 且测量精度足以满足电厂CO2在线监测的需求。因此在电厂锅炉烟气等高浓度CO2的测量中, 直接吸收法是更好的选择。

          PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(07):0717002
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          01468

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          摘要

          基于超对称概念,在超对称光学波导对的基础上设计出超对称三波导结构。并引入了斜波导作为绝热耦合中间介质解决超对称波导器件的定向模式耦合问题。通过束传播方法数值模拟了耦合过程,讨论了斜波导倾斜角对耦合效率的影响,并得出最佳的耦合条件。最后设计了一种基于超对称波导结构的3通道模分复用器,为高速短程光复用/解复用交互技术提供新思路。

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):022301
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          0 0 17

          摘要

          多角度全内反射荧光显微镜层析成像技术是实现轴向超分辨的主要技术之一,其关键算法是基于交替方向乘子算法对逆问题模型的求解。为进一步提高交替方向乘子算法的迭代速度及收敛性,本文提出了一种基于松弛因子的改进型交替方向乘子算法,其核心思想是对拉格朗日函数的分解迭代过程进行过松弛求解。基于该算法,本文搭建了多角度全内反射荧光显微镜成像系统,采集了不同照明角度对应的不同穿透深度的图像堆栈,

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):021801
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          摘要

          视频监控中的室内人员检测,在安防等相关领域中具有十分重要的意义。针对目标检测任务,尤其是人的检测,现有方法基本都是针对室外开阔环境中的直立行人,并不适合视频监控条件下的室内人员检测这种应用场景。针对上述问题,本文建立了室内人员检测数据集(IHDD),提出基于联合学习的多视角室内人员检测网络模型(MVNN)。该模型由输入数据层、特征提取层、可变形处理层、可见性估计层、分类判别层等组成,并加入

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):021002
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          摘要

          基于相关滤波的判别式目标跟踪技术以其稳定高效的跟踪效果成为目标跟踪领域的研究热门。然而在复杂的视频场景中,基于模型更新的相关滤波算法一旦跟踪失败,将很难再重新跟踪到目标。针对这个问题,本文提出一种融合支持相关滤波和关键点匹配的长期跟踪框架。利用多个支持相关滤波器分别对目标进行跟踪和验证,同时建立并实时更新一个目标和背景关键点数据库。在验证跟踪失败后,利用关键点匹配的方法对全局关

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):021501
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          摘要

          金属纳米球阵列结构具有良好的偏振和滤波等光学特性,在玻璃基体内形成有序的金属纳米阵列结构,可以获得具有高透过率、高偏振特性等综合性能良好的光学功能器件。金属介质的复介电常数虚部决定了入射光的散射吸收和消光特性。经典Drude模型在描述大块金属的复介电常数时不考虑局域表面等离子体振荡的影响,而当金属颗粒尺寸为纳米级且小于入射光波长,其影响不可忽略。本文对金属的复介电常数虚部进行Kawabat

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):021202
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          摘要

          为了有效识别光纤周界预警系统振动信号,本文提出一种局部均值分解(LMD)和串行特征融合(SFF)相结合的振动信号识别方法。该方法首先采用LMD-ICA算法去除噪声影响,提取振动信号敏感信息。然后通过提取振动信号的峭度、短时平均过零率、LMD能量熵、近似熵,进行串行特征融合(SFF)构成具有准确描述能力的特征向量。最后采用概率神经网络(PNN)算法进行学习和分类,实现对不同振动信号的识别。现场实验采用四

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):020602
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          摘要

          通过简单的电感耦合等离子体增强化学气相沉积工艺,在室温条件下制备了能够实现折射率渐变的SiO2材料。根据椭圆偏振光谱仪拟合得到的结果,模拟了基于此类材料封装的钙钛矿电池减反特性。通过优化,实现了基于折射率渐变材料封装的超低表面反射,最终在550nm处反射率达到最低值0.5%。该研究为兼顾光学特性的钙钛矿电池封装提供了一种可选的技术方案。

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):023101
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          摘要

          设计了面向Ka波段(30GHz)相控阵天线的4阵元子阵集成波导光延时网络。该光延时网络采用相位调制方式将射频信号转换至光域,波导微环处于反谐振状态以实现大带宽、连续可调延时,通过带通滤波仅对一个边带进行延时调控,最后基于差分平衡探测器还原出射频信号。优化设计了级联双波导微环的结构参数,使其每条路径的延时量在0-24.9ps范围内连续可调,延时带宽大于4GHz,实现了±30°的波束扫描功能。对光延时网络

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):021301
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          摘要

          为解决复杂场景下城区点云分类精度不高的问题,本文提出了基于多尺度自适应特征的分类方法。首先提出了对经典几何统计特征和点直方图特征进行组合,将组合特征集作为分类依据;然后采用了随机森林评估特征重要性,并自适应选取重要特征集;最后基于多尺度自适应特征,实现了点云的分类。实验结果表明,该方法能实现城区点云的高精度分类,能适合任意尺度下不同分辨率的点云数据分类。

          PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):022801
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          摘要

          针对复杂舱舱容传统计量方法存在人工成本高、效率低的问题,提出一种基于激光点云与BIM技术的复杂舱舱容体积计算方法。以复杂液货舱三维点云数据为基础对复杂舱舱壁与内部构件进行分割;利用BIM技术对舱壁点云数据及船舱构件点云数据进行三维重建以获得船舱三维模型;然后利用船舱三维模型进行船舱不同姿态下的实时舱容计算。选用上海某船舱点云数据进行方法验证,实验结果证明:该方法能够快速、精确地获得船

          PDF全文 中国激光 | 2019,56(05):05282
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          摘要

          自适应光学扫描激光眼底成像系统研究是当前研究的一个热点。本文利用Badal系统、变形镜和夏克-哈特曼波前传感器设计了一种可调焦的自适应光学激光扫描眼底成像系统,通过视标引导,调节Badal系统中透镜间间距实现人眼低阶像差校正。根据系统调焦及工作原理,分析了Badal系统最佳参数,并对系统参数进行设计,采用Zemax光学软件对系统进行仿真及优化。仿真结果表明,设计的系统点列图光斑小于衍射极限,各屈光

          PDF全文 中国激光 | 2019,56(02):02222
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          摘要

          为了能从实验上直观地观察到表面波在缺陷上的反射与透射,采用激光超声可视化技术,研究了脉冲激光激励的表面波在不同深度缺陷上的反射和透射。实验得到了表面波在缺陷处的可视化声场,结果表明:随着缺陷深度的增加,表面波的反射系数呈现先增大后平缓的趋势,而透射系数呈现先减小后平缓的趋势。该研究结果为激光超声表面波定量检测材料表面缺陷奠定实验基础。

          PDF全文 中国激光 | 2019,56(04):04123
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          摘要

          近红外光谱方法对于血液成分的无创检测有着重要意义。目前的研究大多是通过算法对单一因素进行分析以得到血液成分的测量结果。以血糖浓度为例,采用将动态光谱提取数据和非测量组分影响因素甘油三酯、胆固醇、球蛋白、白蛋白和年龄一同纳入预测模型的方式来提高血糖测量系统中的精度。血糖预测的模型建立通过支持向量算法,对比建模结果,考虑多因素模型预测值和血糖真值的建模结果优于未考虑非测量组份建模的

          PDF全文 中国激光 | 2019,56(04):04171
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          摘要

          图像质量评价的目的是获得与人类视觉系统主观得分相吻合的客观评价方法。彩色图像的表示是彩色图像质量评价的一个重点和难点。针对彩色图像的表示,研究者们提出将其由RGB转换到其他色度空间,这些表示在转换过程中都会有颜色信息的损失。因此,如何能够准确的不破坏颜色结构信息的基础上表示彩色图像成为彩色图像质量评价的重要前提。本文将参考图像与失真图像表示为纯四元数矩阵,提出四元数谱余量方法用于

          PDF全文 中国激光 | 2019,56(03):03109
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          摘要

          提出了一种基于自注入锁定实现光纤光栅传感解调的方法。解调系统采用光纤激光器结构,通过自注入锁定的方法将激光器的输出激光锁定在传感光栅的反射波长处。利用啁啾光纤光栅的色散特性,将激光器波长的变化转化为谐振腔腔长的变化,通过激光拍频完成对激光波长变化的测量,达到了传感解调的目的。对系统结构和测量原理进行了详细的阐述,并以温度传感为例进行了实验研究。基于自注入锁定的光纤光栅传感解调

          PDF全文 中国激光 | 2019,56(03):03066
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          摘要

          本文在全卷积网络基础上提出了一种图像分割模型以获取目标分割结果,模型包含两个结构相同的深层神经网络分支,每个分支采用卷积-反卷积的结构实现特征提取和从特征恢复目标区域;两个分支接收不同的输入,将来源于两个分支的结果通过加权融合得到最终的分割结果。模型融合了不同图像源的多级尺度特征,在训练样本数有限的情况下,通过数据增强使训练得到的模型鲁棒性更强。在光学图像数据集Weizmann Horse和

          PDF全文 中国激光 | 2019,56(01):01108
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          摘要

          本文设计了基于单光源的可见光全双工通信系统,实现了可见光通信兼具照明和通信的功能。利用“猫眼”逆向调制器对下行光信号进行二次调制,将上行信息调制到下行光信号上并反射回主动端。实验表明:单光源可以实现全双工可见光通信链路,并且使上下行链路的通信相互独立,互不干扰,通信效果良好。

          PDF全文 中国激光 | 2019,56(01):01063
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          摘要

          太赫兹量子级联激光器(THz QCL)是一种紧凑、相干的固体连续辐射源,具有重要的潜在应用价值,是当前国际上研究的热点之一。目前,THz QCL面临进一步提高输出功率的困难,而阵列耦合是突破这一瓶颈的有效途径,因此,相关研究就显得尤为重要。由于针对THz QCL阵列耦合的研究很少,因此,本文首先概述了中红外量子级联激光器的阵列耦合结构,希望对THz QCL阵列的研究提供参考,然后,分析了THz QCL的现有阵列

          PDF全文 中国激光 | 2019,56(01):01004
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          摘要

          在非线性频率变换中,常用级联晶体补偿走离角。然而在KTiOPO4(KTP)晶体级联倍频实验中发现,当其中一块晶体沿通光轴旋转180°时,倍频转换效率急剧降低。理论分析表明,当一块晶体旋转180°后,其有效非线性系数正负号发生改变,等效于在级联晶体之间产生了大小为π的相位失配量,使倍频转换效率降低。提出了利用空气色散补偿该相位失配量的方法,相较于使用波片的相位失配量补偿方法,具有结构简单、温度稳定

          PDF全文 中国激光 | 2019,46(01):010801
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          摘要

          为满足重型制造业对大型高性能金属结构件的整体化快速制造需求,沉积效率高于2kg/h的高效率激光熔覆沉积(HDR-LMD)技术逐渐引起国内外学者的广泛关注。本文采用高效率激光熔覆沉积技术制备GH4169合金试样,通过SEM、EBSD和TEM等测试方法研究了沉积效率为2.2kg/h时GH4169合金的微观组织和拉伸断裂机制。结果表明:高效率激光熔覆沉积GH4169合金沉积态试样的析出相主要包括Laves相、针状δ相及不均匀分布的γ

          PDF全文 中国激光 | 2019,46(01):010204
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