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摘要

光控相控阵(OPA)不需要机械转动即可实现光束在空间内的扫描,在激光测距以及自由空间光通信等领域具有广阔的应用前景。硅基光电子集成技术可在芯片上实现光电子器件的大规模集成,并与互补金属氧化物半导体(CMOS)集成电路工艺技术完全兼容,以其制作的光控相控阵具有扫描速度快、体积小、成本低、功耗低等特点。目前报道的利用硅基光电子集成技术制作的相控阵,最大的横向扫描范围为80°,最大的纵向扫描范围为36°。简述了硅基光电子集成相控阵的扫描原理,并对国内外最新的研究成果进行了分析总结,最后指出此种技术实用化过程中亟待解决的关键问题,并提出了一些可以提升性能的方案。

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0532358

摘要

拉曼光谱技术在法庭科学中有着广泛的应用。采用显微激光拉曼光谱分析技术和K近邻算法对25个塑钢窗样本进行研究。通过主成分分析提取到5个主成分,并运用训练样本为测试样本的方法进行交互验证。当K=1时,测试样本的出错率最低,以区分贡献值最高的三个特征变量为参数建立分类模型,实现了对未知变量的准确归类,模型总分类准确率可达71%,区分效果良好,比直接通过谱图比较得到的结论更加准确。

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016189

摘要

提出了一种再生锁模光纤激光器的双腔稳定控制方案,利用锁相环检测光谐振腔腔长变化引起的微波频率漂移,并用压电陶瓷光纤拉伸器进行反馈补偿。利用光电再生腔中的混频器比较两个同频微波信号的相位,得到光电再生腔的腔长变化,并用电移相器反馈补偿光电再生腔的腔长变化。本研究中再生锁模激光器输出了重复频率为10 GHz、脉冲宽度为16.6 ps的光脉冲。光电再生腔输出了重复频率为10 GHz的微波信号,其边模抑制比为40 dB,相位噪声为-127 dBc/Hz,70 min内的频率漂移小于1 Hz。与现有的再生锁模方案相比,本方案实现了光谐振腔腔长和光电再生腔腔长的同时控制,输出的微波信号频率稳定度高,光脉冲质量好,可实现激光器的长时间稳定工作。

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025214

摘要

基于Ⅱ类相位匹配LiB3O5(LBO)晶体腔内倍频技术,获得了一种高稳定性532 nm Nd∶YAG声光调Q激光器。当声光调Q激光器的重复频率为12 kHz时,可实现平均功率为126 W的绿光激光输出。通过测量可得,其脉冲宽度为52 ns,脉冲能量为10.5 mJ,峰值功率为205.9 kW,且808 nm的激光二极管光功率到532 nm绿光的转换效率为9.19%。LBO晶体由控温炉精确控温,温度控制在±0.1 ℃以内,有利于高效率、高稳定二次谐波的产生。由实验结果可得,绿色激光器的输出功率稳定性较好, 126 W的532 nm绿光激光器连续工作3 h的均方根不稳定性为±0.628%。

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014486

摘要

针对人体器官计算机断层扫描(CT)图像边缘模糊、难以自动分割的问题,提出了一种基于局部先验形状信息和主动轮廓模型的分割方法。针对一个形状与训练集中样本相似的器官目标,在基于图像灰度信息进行底层分割的同时,利用形状字典中的先验形状表示目标,将其作为高层监督,引导变分目标分割。在已有形状字典稀疏表示的基础上,利用掩模矩阵对字典形状进行局部分解,以生成补充字典,通过对局部先验的稀疏形状的约束实现对目标形状的局部描述。通过对字典中相似形状局部分解的重组,替代传统整体稀疏形状的表示方法,实现对与形状字典中仅存在部分相似目标的分割,扩大了字典形状的适用范围。分割实验表明,所提模型可准确地从边缘模糊的图像中提取并分割所需目标,从而可应用于医学图像分割。

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015191

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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0446

摘要

光谱图像包含丰富的空间信息和光谱信息,能够为天基预警探测任务提供重要的信息支撑,但其庞大的数据量给硬件设备带来了极大的挑战。传统的基于奈奎斯特采样的“先采样后压缩”的处理方式不仅无法从根本上解决数据量庞大的问题,还会造成资源浪费;针对此问题,利用单波段二维图像的稀疏性和空间编码数据的谱间冗余,设计了一种基于空间域压缩采样和谱域Karhunen-Loève (KL)变换编码的光谱图像重构方法,并建立基于1范数和全变分约束的单波段二维图像复合正则重构模型,同时结合投影梯度法和软阈值收缩算子设计2D-CRPG模型求解算法。结果表明:基于空间域压缩采样和谱域KL变换编码的光谱图像重构方法能够有效降低数据采样成本,有利于天基预警探测光谱成像;2D-CRPG重构算法能够有效保留光谱图像的结构信息,从而在有限的采样率下较好地重构原始光谱图像。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(05):0530004
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010628

摘要

为研究地物背景的偏振反射特性,综合考虑了镜面反射、体散射和后向散射,建立了一种六参量偏振双向反射分布函数(pBRDF)模型。该模型利用Kubelka-Munk(KM)理论模拟体散射分量,并引入呈高斯分布的后向散射分量,改进了传统的偏振BRDF模型。建立的六参量偏振BRDF模型更加符合地物背景的偏振反射特性。基于多角度偏振测量原理,获得草地和土壤在不同观测几何下的偏振光谱,分析了偏振反射分布特征,并从实测数据中反演了模型参量,将测量值与仿真值进行了对比。结果表明:所建立的六参量偏振BRDF模型的仿真结果与实测数据之间具有很好的吻合性,证实了该模型的准确性与有效性。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(05):0526001
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08475

摘要

基于中红外量子级联激光器(QCL)以及频分复用波长调制光谱技术,实现了NO2及NH3的高精度同时测量。对中心频率在1600.0 cm-1及1103.4 cm-1附近的两支QCL施加不同频率的正弦调制,利用数字锁相技术得到了测量信号在不同解调频率上的二次谐波信号。搭建了一套基于该技术的开放式空气中NO2及NH3的测量系统,多次反射池的光程为60 m。利用25 cm长的参考池进行浓度标定,发现系统在较大的浓度范围内具有优良的线性响应。两种气体的检测限均小于10-9量级。使用系统进行了24 h的气体监测,测量结果与参考仪器的结果吻合较好。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(05):0512004
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06453

摘要

针对极化合成孔径雷达(SAR)应用中存在的特征冗余问题,结合线性判别分析(LDA)和局部线性嵌入(LLE)的思想,提出一种半监督降维算法:半监督局部判别分析(SLDA)。该算法首先基于LLE的局部保持特性建立正则项,以避免学习中的过拟合问题。然后,在标记样本集上进行正则化的判别分析,以增强算法的推广能力,同时保持所有样本点在原始空间的局部几何结构。利用RADARSAT-2和AIRSAR卫星获得的Flevoland地区的全极化SAR数据进行降维实验,结果表明SLDA提取的低维特征具有“类内紧聚,类间分离”的特性;进一步的分类实验结果表明,SLDA只需1‰~2‰的标记样本就能使分类精度达到90%左右,分类性能优于其他对比方法。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(04):0428001
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0362539

摘要

EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)导引展现出一种不同于量子纠缠态与Bell非局域性的量子非局域性,其中单向EPR导引在量子秘密共享中尤为重要。提出了一种通过在EPR纠缠态的一方增加噪声来改变EPR导引特性的方案,在引入噪声之后,分析了导引参数与可变分束器的反射率之间的关系,并研究了EPR导引的方向由双向到单向的改变过程。该研究对非对称的量子非局域性操控以及量子信息传递过程中的量子控制具有重要意义。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(04):0427002
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051568

摘要

为了减小光栅投影三维测量系统中数字投影仪的非线性响应引起的相位误差,提出了一种提高物体相位测量精度和速度的多频条纹反向相位误差补偿方法。该方法通过投影与最高频率相同且具有特定相移量的补偿相移条纹图,获取相位误差大小相等,符号相反的两幅主值相位图,二者运算后误差得以抵消,与多频法相结合从而得到精确的绝对相位值。采用标准平面对提出的方法进行实验验证,并与最近提出的希尔伯特变换补偿方法以及典型相位补偿方法进行比较。实验结果表明,所提方法能有效提高相位测量的精度和速度。通过对自由曲面以及表面不连续物体进行相位误差补偿,进一步验证了该方法的可行性和有效性。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(04):0412005
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0521953

摘要

基于红外标准星和内部黑体标定源的联合辐射定标法可提高空间目标的红外辐射测量精度。黑体标定源位于红外辐射测量系统内部,用于定标光学系统响应率。依据大气消光模型,采用天文孔径测光法,通过观测不同仰角处的多颗具有较高光谱分辨率的红外标准星得到大气消光和系统透过率系数。700 mm口径地基中波红外辐射测量系统验证性实验的结果表明,在恒星图像曝光充分的情况下,联合辐射定标法的恒星辐照度反演误差优于11%。联合辐射定标法操作简单、成本低,可随时对测量设备进行现场标校。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(04):0412001
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0251773

摘要

采用0.205 ms的曝光时间,研究了观测速度范围包含去相关区域和未去相关区域时的散斑对比度与观测物速度间的关系。结果表明,利用对比度随取样帧数的变化趋势,并结合时间序列散斑图像相关系数曲线,可以在复杂环境下正确区分两个区间内的速度大小;同时,选用适当散斑图像帧数进行对比度计算,可以同时为探测大速度和小速度区间的速度变化提供较高灵敏度。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(04):0411008
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0121724

摘要

设计了一种可支持22个轨道角动量(OAM)模式传输的新型微结构光纤,该光纤具有低平坦色散、低损耗等优点,光纤中可支持的各个矢量模式之间有效折射率差值均大于10-4,对应的22个OAM模式都能够在纤芯中稳定传输。在1500~1600 nm波段范围内,通过优化包层最内圈两层空气孔的物理参数,该光纤中可支持传输的模式色散均能控制在0~50 ps·(nm·km)-1范围内,HE71和EH51模式的色散变化值低于12.8 ps·(nm·km)-1,其余模式的色散变化范围低于5 ps·(nm·km)-1。在1550 nm波段处,该光纤所支持的所有模式损耗均低于1.35×10-9 dB/m。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(04):0406006
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033375

摘要

机载LiDAR点云系统由于获取三维立体信息方便、快捷, 已被广泛应用到城区目标的提取与识别中, 但LiDAR点云数据缺乏光谱特征, 对建筑物提取识别时常在植被茂密的树冠处出现错检现象。针对这一问题, 提出了融合航空影像光谱特征与LiDAR点云几何特征的建筑物提取算法。通过LiDAR点云数据与航空影像数据的配准, 实现了点云数据光谱信息的提取; 通过改进传统的张量投票机制, 融合光谱特征与空间几何特征形成了新的融合分类特征; 运用随机森林算法实现了建筑物点的提取。仿真实验基于ISPRS提供的测试数据集进行, 通过对比融合光谱特征前后的实验结果可知, 所提算法的精度明显提高, 提取质量达到94.26%, 证明了融合光谱特征对于建筑物提取精度提升的重要作用。

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03273

摘要

针对现有激光雷达(LiDAR)点云滤波方法无法有效排除数字表面模型(DSM)中数据空洞干扰的问题,提出了基于多光谱数据指导的偏度平衡点云滤波方法。该方法将多光谱数据引入点云滤波并将其作为引导图像,实现了与噪声点光谱相似点的快速去噪。实验结果表明,该方法有效排除了数据空洞对点云滤波造成的干扰,所得到的滤波误差与原有偏度平衡点云滤波方法相比减少了0.4%~0.8%;与目前流行的基于支持向量机(SVM)的滤波算法相比,该方法的误差减少了0.1%~0.4%。

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03362

摘要

构建了一种介质层与磁性层交替排列的一维磁光光子晶体,结构中间缺陷层采用介质材料。在缺陷层两侧分别施加方向相反的磁场,该结构能实现电磁波的非互易性传输。运用修正后的传输矩阵法计算分析结构的透射谱,研究结果表明,当缺陷层的厚度变化时,在一定的波长范围内,光子晶体光子禁带中会出现多个非互易通道,且缺陷层的厚度越大,相邻通道的间距越小,禁带中所能容纳的通道数目越多。当缺陷层厚度为7500 nm时,光子禁带中非互易通道数可达7。所设计的光子晶体结构有望用来制作多通道光隔离器,在密集波分复用光通信技术以及集成光路等领域得到应用。

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03351

摘要

针对传统跟踪方法难以实时准确适应目标尺度变化这一问题, 基于核相关滤波跟踪框并采用尺度估计方法, 提出一种自适应尺度的目标跟踪算法。对正则化最小二乘分类器进行求解, 获得滤波模板, 并对候选样本进行检测, 估计出目标的位置; 利用尺度估计方法, 在已确定目标位置处根据前一帧目标的大小对当前帧目标尺度进行检测, 由最大的响应值确定当前帧目标的尺度; 根据遮挡检测机制, 在线更新目标和尺度模型参数。实验结果表明, 所提出的算法与其他跟踪算法中的最优者相比, 距离精度提高了17.12%, 成功率提高了10.77%; 在目标发生背景干扰、严重遮挡以及在光照、姿态和尺度变化等复杂场景下, 该算法仍具有较好的跟踪效果。

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05292

摘要

与普通光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器相比, 低温敏FBG应变传感器对温度灵敏性低、对应变灵敏性高。故将低温敏FBG应变传感器应用于静压PHC管桩贯入过程中, 监测了PHC管桩静压贯入过程中的桩身应力、桩端阻力和桩侧摩阻力的变化。实验结果表明: 低温敏FBG应变传感器可以较好地对静压PHC管桩贯入过程进行监测, 为静压PHC管桩贯入过程监测及分析提供了新的测试器件。

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04274

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摘要

利用激光扫描技术进行变形监测的原理,针对所监测的区域通过对比分析不同时段所测得的点云数据,确定监测对象中的变形区域与变形量。与传统的单点测量技术相比,三维激光扫描技术具有效率高、精度高、测量数据量大等优点,然而在应用该技术进行变形监测时,对于监测结果的可靠性并未作出评价。因此,需要对点云误差进行分析,并由此确定点云变形可监测指标。在确定点云误差空间时,引入误差熵来消除相邻点之间的误差影响,以及控制误差空间不确定性的影响。根据误差熵与误差极值的关系,最终确定点云变形可监测指标。利用平面板模拟实验,验证该指标的可行性,然后将其应用于桥梁的变形监测中。

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00339

摘要

采用光纤啁啾脉冲放大技术,搭建了基于负三阶色散补偿的高功率、高脉冲质量全光纤飞秒激光放大系统。利用保偏大模场双包层掺镱光纤作为增益介质,负三阶色散光纤和普通保偏单模光纤作为混合型光纤展宽器,在实现时域展宽的同时,对放大系统中的正三阶色散进行预补偿,从而获得高质量、高功率的激光脉冲输出。在实验中使用混合展宽器和1200 line·mm-1光栅对作为压缩器,使系统的净三阶色散量趋近于零,最终获得了重复频率为111 MHz,放大后输出平均功率为8.5 W,中心波长为1035 nm,去啁啾后脉冲宽度为217 fs的高脉冲质量飞秒激光输出。

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00262

摘要

针对实时、大词汇集、连续的手语视频高效准确地识别,提出了一种基于压缩感知与加速稳健特征(SURF)的手语关键帧提取算法。利用压缩感知将手语视频降维成低维多尺度帧图像特征,通过自适应阈值完成子镜头分割,以处理大量的手语帧数据;运用SURF特征点完成特征匹配,绘制其间的相似度曲线进而提取关键帧。在前期预处理阶段,采用基于HSV空间自适应颜色检测提取手势区域。实验验证,由本文算法提取到的关键帧具有较高的准确性,且算法具备处理大量复杂数据的能力。

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010295

摘要

研究了快速热退火(RTA) 对GaAs/AlGaAs量子阱材料结构及发光特性的影响。结果表明,当退火温度为800 ℃时,材料晶体质量和光致发光(PL)强度得到显著提升;当退火温度为900 ℃时,材料晶体质量和PL强度降低。依据峰值能量理论得到了室温下PL峰位的发光机制。通过分峰拟合发现,RTA导致PL峰位整体蓝移。PL扫描图表明,RTA可以显著提高材料的整体晶体质量和发光均匀性。

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09275

摘要

线扫描共聚焦成像技术基于共聚焦成像原理,使用线光束一维扫描照明样品以提高成像速率;通过共焦狭缝滤除样品成像光束中的非聚焦层面杂散光,提高成像分辨率和对比度;近年来,该技术因分辨率高、成像快、成像视场大、系统结构简单等优点而在生物医学成像中的应用越来越广泛。介绍了线扫描共聚焦成像技术的基本原理,列举了成像系统的主要参数及其影响因素,并举例说明了其在生物医学成像,尤其是眼底成像和生物组织细胞观察等方面的应用,最后总结了该技术的优缺点及其应用前景。

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09248

摘要

利用运动原子和场相互作用模型,研究了当两原子处于纠缠态而光场处于真空态时,原子运动及耦合系数的线性变化对量子关联的影响。结果表明,对于单光子过程,随着场模结构参数的增大,量子关联增大;耦合系数的线性变化对量子关联有积极作用;对于双光子过程,与耦合系数为常数的情况相比,场模结构参数及耦合系数的线性变化对量子关联的积极影响作用更显著。

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0377

摘要

为降低魔芋葡甘聚糖(KGM)的分子质量,提升其在食品、医药、材料等领域的应用潜力,采用激光辅助过氧化氢的方法对质量浓度为0.01 g/mL的 KGM溶液进行降解,借助粘度计、流变仪初步确定较优的降解条件,再利用差示扫描量热法(DSC)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪对筛选出的KGM降解产物进行表征,并初步探究出其降解机理。结果表明:当激光功率为10 W,过氧化氢的体积分数为1.5%,处理时间为2 min时,KGM的降解效果较佳,黏度由7.2 Pa·s降至3.17 Pa·s;在该降解条件下得到的KGM降解产物的储能模量与损耗模量的交汇点后移,分子间的缠结减弱,分子质量减小;DSC热吸收峰对应的温度由301 ℃升为326 ℃,热稳定性升高;降解前后KGM的红外光谱无明显变化,特征官能团保持不变。本研究可为KGM的有效降解提供一种新思路。

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0674

摘要

采用时域有限差分(FDTD)法,对由银-氧化铟锡(ITO)薄膜构成的一维光子晶体结构在300~800 nm波段范围内的滤波特性进行了研究。仿真研究了金属缺陷层厚度、入射角度和ITO膜厚度等对光子晶体滤波特性的影响。对不同参量下光子晶体结构的色散曲线也进行了仿真计算,并分析了色散机理。结果表明,改变缺陷层的厚度能够调制光子晶体的滤波范围及滤波波形;入射光线小角度范围(0°~20°)内的变化对该光子晶体滤波性能的影响甚微;随着ITO膜厚度的增加,滤波波谱呈周期性变化。

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01646

摘要

显微热成像系统可对物体细微温度分布进行显微检测。研制了光学微扫描显微热成像系统,但机械振动、机械加工等产生的误差会导致微扫描系统产生误差,由微扫描系统采集的4幅低分辨率图像的微位移位置不是标准的正方形,使得由这些带有误差的图像直接插值得到的图像重建质量下降,因此需降低微扫描系统的误差。基于微扫描原理和图像插值方法,提出一种由非标准2×2微扫描图像获得标准2×2微扫描图像的微扫描误差修正方法。仿真和实验结果表明,所提方法能有效减小微扫描误差,进而提高光学微扫描显微热成像系统的空间分辨率。所提方法还可以应用到其他光电成像系统中,以提高系统空间分辨率。

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0537

摘要

基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,研究了高温环境中CO2温度和浓度的测量方法。选取位于4996 cm-1附近的CO2吸收谱线作为高温环境中对CO2温度和浓度进行测量的目标谱线对。对气体吸收池内不同温度(873~1273 K)、不同CO2体积分数(4%~10%)的CO2/N2混合气体的温度以及CO2的浓度进行了在线测量。结果表明:测量温度与设定温度的平均偏差为2.07%,峰值偏差为3.49%;测量得到的CO2浓度与配比浓度的平均偏差为2.25%,峰值偏差为4.75%。该测量方法精确可靠,为高温环境中CO2的测量提供了一种新的技术手段。

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0338

摘要

点云分割是点云数据处理的关键环节,区域生长因在三维点云分割中易于实现、便于使用而得到了广泛应用,然而由于点云特征的不确定性及种子点选取不合理导致传统区域生长法局部分割性能不稳定。针对此问题,提出一种改进的区域生长分割方法。通过估算点云数据曲率大小,并将曲率最小点设置为种子节点,即从点云数据最平坦的区域开始生长,以减少分段总数,再根据点云数据的局部特征确定生长准则。实验结果表明,该方法不仅能有效地对点云数据进行分割,而且解决了传统区域生长分割不稳定的问题,提高了点云分割的精确性和可靠性。

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0540

摘要

拉曼光谱技术在法庭科学中有着广泛的应用。采用显微激光拉曼光谱分析技术和K近邻算法对25个塑钢窗样本进行研究。通过主成分分析提取到5个主成分,并运用训练样本为测试样本的方法进行交互验证。当K=1时,测试样本的出错率最低,以区分贡献值最高的三个特征变量为参数建立分类模型,实现了对未知变量的准确归类,模型总分类准确率可达71%,区分效果良好,比直接通过谱图比较得到的结论更加准确。

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016189

摘要

以改进的色差显著算法原理为基础,以高亮显著连通的区域面积和圆度表征织物图像纹理间隙区域,通过统计标准织物图像纹理间隙的分布规律,设定初步色差分级指标,不仅实现了待测织物大聚集色差区域的快速检测,而且能有效判别无大聚集色差织物的纹理间隙区域的背景噪声。结合色差评级标准,对纹理间隙区域外的织物图像采用加权平均方法进行了色差定级。结果表明,所提算法的误差均值和方差最小,更能反映织物的真实色差。

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0238

摘要

目标表面双向反射分布函数(BRDF)可用于描述目标的散射特性,被广泛应用于目标探测识别、特征分析提取等领域。基于五参量BRDF模型,针对目标表面材质特点建立了两类材料的简化五参量模型(半光面材料BRDF模型和毛面材料BRDF模型)。在此基础上,优化了模型参量拟合算法,在粒子群优化算法(PSO)中引入模拟退火算法(SA),提高了算法的局部搜索能力和效率。实验测量了不同粗糙度的2024铝合金样片和三种大粗糙度样片的BRDF数据,分析了目标样片BRDF随散射角的变化趋势以及其与表面粗糙度的关系。利用模拟退火粒子群优化算法(SAPSO)、遗传算法(GA)、粒子群算法对实验数据进行拟合,模型计算结果与实验结果的对比显示,模拟退火粒子群算法拟合误差更小,更适用于BRDF优化建模,证明了该算法的有效性。

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0745

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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0446

摘要

针对人体器官计算机断层扫描(CT)图像边缘模糊、难以自动分割的问题,提出了一种基于局部先验形状信息和主动轮廓模型的分割方法。针对一个形状与训练集中样本相似的器官目标,在基于图像灰度信息进行底层分割的同时,利用形状字典中的先验形状表示目标,将其作为高层监督,引导变分目标分割。在已有形状字典稀疏表示的基础上,利用掩模矩阵对字典形状进行局部分解,以生成补充字典,通过对局部先验的稀疏形状的约束实现对目标形状的局部描述。通过对字典中相似形状局部分解的重组,替代传统整体稀疏形状的表示方法,实现对与形状字典中仅存在部分相似目标的分割,扩大了字典形状的适用范围。分割实验表明,所提模型可准确地从边缘模糊的图像中提取并分割所需目标,从而可应用于医学图像分割。

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015191

摘要

利用旋涂技术制备了银纳米线(AgNW)薄膜,对该AgNW 薄膜进行了溶剂蒸发退火处理。研究了所制备的AgNW薄膜的方块电阻、光学透光率、微结构及表面形貌,分析了以退火处理的AgNW薄膜作为阳极的聚合物太阳能电池的电流-电压特性。结果表明,经过3 h的甲醇退火处理,薄膜方块电阻由退火前的45.3 Ω/□减小到28.7 Ω/□,最后达到饱和,薄膜的品质因数提高了72.7%,薄膜的性能得到了增强;随醇溶剂沸点的增加,AgNW薄膜方块电阻的降低程度变小。以退火处理的AgNW薄膜为阳极的聚合物太阳电池的光电转换效率由退火前的0.94%增大到1.60%。退火3 h可获得性能较好的AgNW薄膜。

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0441

摘要

针对传统双目视觉定位系统立体匹配困难、计算量大、效率低的问题,设计了一种基于靶标区域(ROI)提取的双目定位系统,以改善定位精度。首先,利用张氏标定法标定双目摄像机,并通过Bouguet算法对整个系统进行立体校正;然后利用直方图阈值法和投影法分割图像中的ROI,以大幅降低后续特征匹配的计算量;最后采用加速稳健特征算法对左右摄像机图片进行亚像素级角点的提取与匹配,并结合标定结果获得精确的定位。实验结果表明,ROI内特征点的匹配准确度可以达到90%以上,系统的定位时间在700 ms以内,可以满足系统实时性的要求。该方法主要针对ROI进行特征点提取和匹配,避免了不必要的全局图像处理,从而将匹配速度从秒级缩短至毫秒级。

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0345

摘要

掺铥光纤激光器在医疗、塑料焊接、激光雷达和光学参量振荡等领域有着重要应用。介绍了掺铥石英光纤、高功率连续掺铥光纤激光器和脉冲掺铥光纤激光器最新研究进展,分析和讨论了掺铥光纤激光器的发展和技术瓶颈,分别从光纤设计、抽运方式以及激光器结构三个方面提出优化和调整,通过改善掺铥光纤激光器的热管理和非线性效应,实现更高输出功率的掺铥光纤激光器。

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0450

摘要

卫星表面褶皱会对卫星的光学散射特性产生显著影响,进而影响光学设备对目标的探测,而关于卫星褶皱表面光学散射特性的研究大多将褶皱近似为漫反射材料,导致近似误差大且缺乏依据的问题。以卫星表面常用包覆材料银色聚酰亚胺薄膜为研究对象,借助三维(3D)建模技术实现对空间目标褶皱表面的模拟,通过计算不同入射角和观测角时目标的光学横截面积,定量研究了不同程度的褶皱对目标光学散射特性的影响。结果表明:褶皱使目标峰值散射变暗,但使探测器的可观测范围变大,由平整表面5°镜面反射角发散至褶皱表面约42°可观测反射角,对散射特性产生了巨大影响;在对卫星进行光学特性研究时,需结合卫星的加工情况对目标表面进行相应的褶皱处理,以提高分析精度。

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摘要

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

PDF全文中国激光 | 2017,44(02):0201001
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摘要

回顾了光场相干性的基本理论以及发展历程,介绍了激光相干度大小和相干函数的调控方法,以及激光相干性的测量方法,对激光相干性调控引发的物理效应及其基础应用作了介绍。激光相干性调控不但丰富了光场调控理论,而且推动了激光技术的发展。

PDF全文光学学报 | 2016,36(10):1026002
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110552659

摘要

利用涡旋光束与锥透镜透射率函数设计相位掩模板,采用平面光照射写入相位掩模板的空间光调制器(SLM),则在SLM的傅里叶平面上产生了完美涡旋光束,解决了傅里叶平面0级和±1级光谱重叠的问题。提出了一种完美涡旋光束的空间自由调控技术,通过实验分析,明确了空间调控位移与调控因子间的函数关系,调控精度达到了2.25 μm。通过在线调节锥透镜的锥角参数,实现了完美涡旋光束中心亮环半径的自由调控,并得到光束中心亮环半径与锥角的二次函数关系。将波长为532 nm和632.8 nm入射光产生的完美涡旋光束作对比,结果表明,当入射波长较长时,仍可得到较小半径的完美涡旋光束。该研究为完美涡旋光束在微粒操纵、光学信息编码、光学测量及基于轨道角动量的光纤通信等领域的应用提供了新思路。

PDF全文光学学报 | 2016,36(10):1026018
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摘要

A beam combination setup for a dual-frequency laser with orthogonal linear polarization is proposed. It consists of two polarizing beam splitters (PBSs) whose polarization axes are orthogonal to each other. A theoretical analysis demonstrates that a combined dual-frequency laser beam with this setup strictly meets orthogonal linear relation. The experimental results show that compared with the conventional setup, the ellipticity and nonorthogonality of the combined dual-frequency laser beam are significantly reduced.

    PDF全文Chinese Optics Letters | 2015,13(10):101201
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    07861619

    摘要

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

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    075220192

    摘要

    The provision of quintuple-play services along wavelength division multiplexed (WDM) long-reach passive optical networks (LR-PONs) employing an ultra-bendable fiber in last-mile distribution is demonstrated experimentally. Particularly, the simultaneous transmission of three 100-GHz-spaced optical channels for the provision of double sideband orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) wireless and wired quintuple-play services to the premises of users located at 75, 85, and 100 km away from the central office is demonstrated. The OFDM-WDM LR-PON is tested considering the last-mile fiber distribution suffering from severe bending conditions without optical dispersion compensation. The experiments are performed for a worst last-mile fiber bending case emulated by considering a Corningr ClearCurver fiber experiencing 20 bends and a bend radius of 7.5 mm. All the OFDM signals received at the premises of users present error vector magnitude (EVM) levels compliant with the EVM thresholds of the corresponding standards. An EVM degradation in the OFDM signals received by each user not exceeding 0.8 dB due to the last-mile distribution fiber is achieved.

      PDF全文Chinese Optics Letters | 2013,11(03):030606
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      05781452

      摘要

      本文对聚合物二氮杂萘酮联苯聚芳醚(PPESK)的薄膜波导的光学特性进行了研究。采用棱镜耦合仪(SPA-4000)对PPESK-8020薄膜的光学特性(折射率,双折射,热光系数以及光损耗)进行了测量。结果表明,该类材料在红外区具有较低的光损耗(1310 nm波长处损耗小于0.24 dB/cm,1550 nm波长处损耗小于0.52 dB/cm)。此外,该类材料还具有较高的热稳定性(1%热失重温度为488 ℃)。基于该类材料优良的光学特性,其在光波导器件领域有着巨大的应用潜力。

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      05313571

      摘要

      固体激光器诞生至今发展历程可划分为两代:第一代灯抽运固体激光器和第二代二极管抽运固体激光器。利用二极管激光器抽运源替代传统的灯抽运源,是激光历史上的一次革命。随着二极管激光器的不断成熟,高功率固体激光技术得以飞速发展。进入21世纪以来,固体激光器输出功率由10 kW到100 kW不断获得突破,这时高效散热和主动光束质量控制已成为固体激光器提高性能、继续发展的主要攻关方向。相应的改进和创新主要是在增益介质结构的变化和冷却方式的改变上。诸如热容激光器、具有大表面积体积比的光纤激光器、薄片激光器及板条激光器等多种激光器得到了深入研究。

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        05291046

        摘要

        It is difficult and high-cost to detect flame fronts by laser-sheet diagnostics under microgravity (micro-g), thus image processing is critical to obtain valuable information from the raw data. In the present study, premixed V-flames were detected under micro-g by OH planar laser-induced fluorescence (PLIF) and an effective method based on active contour model (ACM) is presented for automatic detecting and tracking flame fronts in the PLIF images. ACM can effectively detect the flame front in the images with low contrast and noises. Compared with other methods of flame front detection, the advantage of this method is that the image smoothing and image enhancement are not necessary for the correct detection of flame fronts in raw PLIF images.

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          04512989

          摘要

          A blind deconvolution algorithm with modified Tikhonov regularization is introduced. To improve the spectral resolution, spectral structure information is incorporated into regularization by using the adaptive term to distinguish the spectral structure from other regions. The proposed algorithm can effectively suppress Poisson noise as well as preserve the spectral structure and detailed information. Moreover, it becomes more robust with the change of the regularization parameter. Comparative results on simulated and real degraded Raman spectra are reported. The recovered Raman spectra can easily extract the spectral features and interpret the unknown chemical mixture.

            PDF全文Photonics Research | 2014,2(06):168-171
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            04361525

            摘要

            基于非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶变换方法,分别讨论了高阶效应(包括三阶色散、自频移和自陡峭)对二阶呼吸子传输特性的影响。结果表明,高阶效应的增加使得偏移量为零的二阶呼吸子分解得越来越早,随着分解后呼吸子组之间距离的减小,它们之间的相互作用越来越强。对于偏移量不为零的二阶呼吸子,高阶效应的增加会使其再现频率变大,也即前后呼吸子组之间的距离变小,最后导致相互作用的产生。

            PDF全文量子光学学报 | 2017,23(04):365
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            0359436

            摘要

            Beam quality degradation during the transition from a laser wakefield accelerator to the vacuum is one of the reasons that cause the beam transport distortion, which hinders the way to compact free-electron-lasers. Here, we performed transition simulation to initialize the beam parameters for beam optics transport. This initialization was crucial in matching the experimental results and the designed evolution of the beamline. We experimentally characterized properties of high-quality laser-wakefield-accelerated electron beams, such as transverse beam profile, divergence, and directionality after long-distance transport. By installing magnetic quadrupole lenses with tailored strength gradients, we successfully collimated the electron beams with tunable energies from 200 to 600 MeV.

              PDF全文Chinese Optics Letters | 2018,16(04):040201
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              0106241

              摘要

              Black phosphorus (BP), with thickness-dependent direct energy bandgaps (0.3–2 eV), shows an enhanced nonlinear optical response at near- and mid-infrared wavelengths. In this paper, we present experimentally multilayer BP flakes coated on microfiber (BCM) as a saturable absorber with a modulation depth of 16% and a saturable intensity of 6.8 MW/cm2. After inserting BCM into an Er-doped fiber ring laser, a stable dual-wavelength Q-switched state with central wavelengths of 1542.4 nm and 1543.2 nm (with wavelength spacing as small as 0.8 nm) is obtained with the aid of two cascaded fiber Bragg gratings as a coarse wavelength selector. Moreover, single-wavelength Q-switched operation at 1542.4 nm or 1543.2 nm is also realized, which can be switched between the two wavelengths flexibly just by adjusting the intracavity birefringence. These results suggest that BP combined with the cascaded fiber gratings can provide a simple and feasible candidate for a multiwavelength fiber laser. Our fiber laser may have potential applications in terahertz generation, laser radar, and so on.

                PDF全文Photonics Research | 2018,6(03):198-203
                分享:
                094183

                摘要

                A 52 m/9 Gb/s four-level pulse amplitude modulation (PAM4) plastic optical fiber (POF)-underwater wireless laser transmission (UWLT) convergence with a laser beam reducer is proposed. A 52 m/9 Gb/s PAM4 POF-UWLT convergence is practically demonstrated with the application of a laser beam reducer to reduce the collimated beam diameter. A 50 m graded-index (GI)-POF is employed as an underwater extender to efficiently enhance the coverage of UWLT. The performances of PAM4 POF-UWLT convergence in view of bit error rate (BER) and eye diagrams improve with the decrease of the collimated beam diameter because of the small amount of light absorbed by clear ocean water. Competent BER and eye diagrams (three independent eye diagrams) are achieved over a 50 m GI-POF transmission with a 2 m clear ocean water link.

                  PDF全文Chinese Optics Letters | 2018,16(05):050101
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                  068334

                  摘要

                  Strong nonlinearity of plasmonic metamaterials can be designed near their effective plasma frequency in the epsilon-near-zero (ENZ) regime. We explore the realization of an all-optical modulator based on the Au nonlinearity using an ENZ cavity formed by a few Au nanorods inside a Si photonic waveguide. The resulting modulator has robust performance with a modulation depth of about 30 dB/μm and loss less than 0.8 dB for switching energies below 600 fJ. The modulator provides a double advantage of high mode transmission and strong nonlinearity enhancement in the few-nanorod-based design.

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                    060174

                    摘要

                    A simple and robust technique is reported to offset lock a single semiconductor laser to the atom resonance line with a frequency difference easily adjustable from a few tens of megahertz up to tens of gigahertz. The proposed scheme makes use of the frequency modulation spectroscopy by modulating sidebands of a fiber electro-optic modulator output. The short-term performances of a frequency offset locked semiconductor laser are experimentally demonstrated with the Allan variance of around 3.9×10?11 at a 2 s integration time. This method may have many applications, such as in Raman optics for an atom interferometer.

                      PDF全文Chinese Optics Letters | 2018,16(05):050201
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                      04373

                      摘要

                      We propose the active metasurface using phase-change material Ge2Sb2Te5 (GST), which has two distinct phases so called amorphous and crystalline phases, for an ultrathin light path switching device. By arranging multiple anisotropic GST nanorods, the gradient metasurface, which has opposite directions of phase gradients at the two distinct phases of GST, is demonstrated theoretically and numerically. As a result, in the case of normal incidence of circularly polarized light at the wavelength of 1650 nm, the cross-polarized light deflects to ?55.6° at the amorphous phase and +55.6° at the crystalline phase with the signal-to-noise ratio above 10 dB.

                        PDF全文Chinese Optics Letters | 2018,16(05):050009
                        分享:
                        04064

                        摘要

                        An objective visual performance evaluation with visual evoked potential (VEP) measurements was first integrated into an adaptive optics (AO) system. The optical and neural limits to vision can be bypassed through this system. Visual performance can be measured electrophysiologically with VEP, which reflects the objective function from the retina to the primary visual cortex. The VEP measurements without and with AO correction were preliminarily carried out using this system, demonstrating the great potential of this system in the objective visual performance evaluation. The new system will provide the necessary technique and equipment support for the further study of human visual function.

                          PDF全文Chinese Optics Letters | 2018,16(05):053301
                          分享:
                          039173

                          摘要

                          We propose and demonstrate single fiber dual-functionality optical tweezers based on a graded-index multimode fiber. By using the multi-angle fiber grinding and polishing technology, we fabricate the multimode fiber tip to be a special tapered shape, contributing to focus the outgoing beam with a large intensity gradient for the first functionality—three-dimensional contactless trapping of a microparticle. By adjusting the radial direction offset between the lead-in single mode fiber and the graded-index multimode fiber, we perform the second functionality—axial shift of the trapped microparticle with respect to the fiber tip without need of moving the fiber probe itself. It is convenient for practical applications. The theoretical and experimental results about the relationship between the radial offset and the equilibrium positions of the microparticle have the good consistency. Tailoring the trap and axial shift of the microparticle based on the graded-index multimode fiber provides convenient avenues for fiber optical tweezers applied in practical researches.

                            PDF全文Chinese Optics Letters | 2018,16(05):053501
                            分享:
                            037349

                            摘要

                            Metasurfaces and structured light have rapidly advanced over the past few years, from being paradigms to forming functional devices and tailoring special light beams for wide emerging applications. Here, we focus on harnessing metasurfaces for structured light manipulation. We review recent advances in shaping structured light by metasurfaces on different platforms (metal, silica, silicon, and fiber). Structured light manipulation based on plasmonic metasurfaces, reflection-enhanced plasmonic metasurfaces, metasurfaces on fiber facets, dielectric metasurfaces, and sub-wavelength structures on silicon are presented, showing impressive performance. Future trends, challenges, perspectives, and opportunities are also discussed.

                              PDF全文Chinese Optics Letters | 2018,16(05):050006
                              分享:
                              03769

                              查看更多

                              摘要

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

                              PDF全文光学学报 | 2007,27(03):540-544
                              分享:
                              036818018

                              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:
                              0154219536

                              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:
                              1239331176

                              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:
                              01116220

                              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:
                              0136122936

                              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:
                              036918449

                              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:
                              0023221

                              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:
                              024427438

                              摘要

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

                              PDF全文中国激光 | 2006,33(04):481-488
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                              022921834

                              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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                              03769570

                              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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                              085326731

                              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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                              007471

                              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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                              0025285

                              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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                              07218014

                              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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                              012318007

                              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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                              01219999

                              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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                              01666312

                              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
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                              02206621

                              摘要

                              把合成孔径激光成像雷达的目标衍射区分为三个区域,提出采用离焦或者附加空间相位调制板的光学接收望远镜补偿回波像差。当目标处于菲涅耳衍射区时可采用离焦或偏置望远镜补偿回波二次项离焦像差并产生用于孔径合成的二次项相位历程; 目标处于夫琅和费衍射区时可以采用离焦或偏置望远镜补偿回波二次项离焦像差但不产生相位历程; 目标处于瑞利-索末菲衍射区域时不可能补偿回波高阶像差。

                              PDF全文光学学报 | 2008,28(05):997-1000
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                              025315643

                              摘要

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

                              PDF全文光学学报 | 2007,27(08):1355-1360
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                              0807194

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                              摘要

                              光子晶体(PC)微纳传感器具有体积小、易集成、响应时间快、控光能力强、可实现无标签检测以及设计灵活等优点,在工业生产、海洋探测、生物医疗检测及环境监测等领域展现出巨大的应用前景。针对基于一维纳米束PC与二维平板PC的微纳光子传感技术,从传感器结构设计和传感性能提升方面,分析了当前国内外PC微纳传感的关键理论和实验技术进展,并通过对比分析,探讨了PC微纳传感技术在未来应用中所面临的挑战及未来发展的趋势。

                              PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(03):0328003
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                              05321189

                              摘要

                              等离子体共振传感技术是当今实用化最强、最有可能实现单分子检测的生物医学检测技术之一。高灵敏度的等离子体共振传感技术与细如发丝的光纤载体相结合,为现代生物传感研究提供了一种可实现在体原位检测的全新方法。系统介绍了基于光纤光栅的等离子体共振生物医学传感机理与关键技术,通过能量汇聚的表面共振场实现了10-6~10-8 RIU的超高精度折射率测量,为生物医学提供了超低检出限(pM~fM量级)、特异性及原位实时检测新方法。此外,此类传感器还可提供绝对式/相对式多参量同时检测手段,能有效消除环境干扰影响,确保传感器的稳定性和可靠性。最后,回顾了近些年等离子体共振光纤光栅生物医学传感领域取得的研究进展(包括蛋白、血糖、微生物、气体等样本原位检测),并进行总结和展望。

                              PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(03):0328006
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                              0369846

                              摘要

                              为了实现对红外滤光片辐射特性的量化分析, 研究了一种红外滤光片截止波段等效发射率反演方法,并建立了反演方法的基本数学模型。在有、无红外滤光片的情况下, 分别对红外成像系统进行辐射定标, 并基于定标结果计算红外滤光片截止波段的自身辐射; 基于极坐标系下的有限面源至微面源辐射模型, 反演红外滤光片截止波段的等效发射率。根据基本数学模型开展了反演实验, 在积分时间为0.8 ms与4.0 ms两种实验条件下对中波红外滤光片进行反演, 取两次实验结果的算术平均值(0.420)为等效发射率反演结果, 则其等效反射率约为0.580; 两次实验结果的相对差异较小, 约为1.9%。开展了中波红外滤光片的反射成像实验, 证明了其在截止波段具备较强的反射辐射特性, 定性地验证了反演实验的结果。

                              PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(04):0401002
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                              04777

                              摘要

                              随着可见光通信系统研究的不断发展,解决可见光通信上行通信链路缺失的问题日益引起重视。建立双向可见光通信系统,意味着在系统两端的收发器件上需要同时实现光电转换与电光转换。提出了以发光二极管(LED)同时作为光信号收发元件的实时双向可见光通信系统方案,设计了时分复用方式的LED双向工作控制机制,实现了双向可见光通信。在不同的收发端仰角下进行了实时双向通信系统的实验,实测结果表明本系统方案仅以LED作为光收发元件、不需严格对准和中继放大即可实现2 m以上距离、8 Mb/s速率的实时双向可见光通信。

                              PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(04):0406003
                              分享:
                              014731

                              摘要

                              将新型的外腔式宽调谐量子级联激光器(ECQCL)作为激发光源,高频石英谐振音叉作为光电探测器,开展了挥发性有机物的中红外激光光谱定量分析和成分识别研究。以不同站点和不同型号的汽油样本作为检测对象,检测它们的红外吸收光谱,并与美国西北太平洋国家实验室数据库的标准光谱进行比较,结果具有很好的一致性;实验中结合自行建立的插值算法和多元线性回归算法模型,可实现不同型号汽油样本中主要挥发性有机物的定量分析和成分归属分析。

                              PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(04):0430002
                              分享:
                              013710

                              摘要

                              光学合成孔径(OSA)技术能够极大地提高光学系统的空间分辨率, 但是由于孔径的离散与稀疏, 导致其调制传递函数(MTF)中频部分相比单一口径系统显著下降。论述OSA成像的方式和原理, 分析OSA中频MTF下降的原因和原理。以填充因子为线索, 分别给出大填充因子中频MTF下降和小填充因子中频MTF缺失的处理方法。对于中频MTF下降, 采用图像复原的方式恢复图像中的中频信息; 对于中频MTF缺失, 采用两个系统分别成像再融合图像的方法补偿中频。分别分析了两种方法的可行性, 给出了两种情况的Zemax仿真验证, 结果表明两种方法均可行。

                              PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(04):0411005
                              分享:
                              04705

                              摘要

                              根据现阶段光电瞄具的靶场测试需求,针对目前传统视差检测方法存在的无定量、大误差、低效率等缺点,提出了一种基于类正弦测微法的视差检测方法,该方法可实现光电瞄具视差的快速定量测试。采取传统摆头法的快速观测原理,利用类正弦测微法实现定量数据获取,构建出一台具有类正弦微动细分机构的改进型视差检测装置。选取了三类典型的光电瞄具样品,针对4种视差测试方法进行详细的测试效果比对实验。结果表明,基于类正弦测微法的视差检测方法及装置不仅能够保证0.01′的测试精度,而且能够满足光电瞄具靶场测试中效率高、精度高的需求,测试效果优于其他传统视差检测方法。

                              PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(04):0412003
                              分享:
                              024702

                              摘要

                              基于光学频率梳的双光梳光谱技术(DCS)集高分辨率、高灵敏度、宽光谱覆盖和快速测量等优势于一身; 近年来, DCS发展迅速, 新原理、新方法、新技术和新应用不断涌现, 极有必要对其发展现状进行系统梳理, 对其未来发展趋势进行客观述评。为了给相关科技人员在把握DCS发展全貌时提供参考, 从光梳出发, 以异步光学取样原理与噪声特性为主线, 对DCS的测量原理、实现方案、性能指标、应用技术、仪器化, 以及未来可能的发展趋势进行综合述评与预测。

                              PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(04):0400001
                              分享:
                              0273692

                              摘要

                              对圆孔试样进行分区分析, 研究了激光功率、扫描线角度以及轮廓扫描次数对悬垂圆孔结构成形质量的影响。结果表明, 激光功率对圆孔成形质量的影响显著, 随着激光功率的增大, 圆孔圆度值增大, 尺寸精度降低, 同时悬垂面出现细而长的熔池, 部分熔池断裂球化成球状熔滴; 当扫描线方向平行于悬垂面边缘线时, 悬垂面质量较好, 但在成形圆孔顶部近水平悬垂面处出现严重塌陷; 在设置的扫描次数范围内, 增加轮廓扫描次数可降低悬垂曲面表面粗糙度, 优化表面质量。

                              PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(04):0402007
                              分享:
                              010603

                              摘要

                              利用曲率滤波-经验模式分解预处理检测并提取人体目标特征, 以降低图像分解运算复杂度, 同步增强边缘和纹理特征, 提高特征区分性。表现在: (1) 在第一层经验模态分解中, 以曲率滤波曲面映射原图像的连续平滑曲面, 形成包络曲面及均值面, 首层分解图像纹理特征显著, 以下各层凸显边缘与结构特征; (2) 从低分辨率到高分辨率尺度图像匹配出相邻层强边缘区域, 易于人体目标轮廓候选区域的提取; (3) 以首层分解图纹理特征筛分背景, 在相邻层中匹配前景特征区域, 形成人体姿态特征的轨迹图, 易于判别人体姿态及行为。在人体行为识别实验中, 采用曲率滤波-经验模式分解预处理提取的轮廓特征与人体行为典型数据库ground truth对比, 在UIUC示例数据的轮廓提取的精度和召回率都达到90%以上。对人体姿态及行为做识别处理, 验证了预处理方法的有效性。

                              PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(02):0226001
                              分享:
                              00553

                              摘要

                              为了确定摆臂式轮廓检测大口径离轴非球面采用不同扫描线数时系统检测误差的敏感性, 文中提出采用蒙特卡洛方法, 建立了仿真分析的模型。对母线条数分别为8~120条的模式进行模拟检测, 对系统噪声引入的面形误差进行Zernike多项式项拟合, 统计分析得母线条数为8~39条时, 系统噪声引入的低阶项检测误差随母线条数的增加而迅速降低; 母线条数为40~70条时, 引入低阶项检测误差降低缓慢; 71~120条时, 引入的低阶项检测误差几乎保持不变。结合实例, 对一口径1 500 mm的离轴非球面反射镜进行实验, 分别采用36条、72条和96条母线进行面形检测。36条母线检测误差相对较大, 检测结果为7.73 μm PV和0.68 μm RMS;72条母线和96条母线检测结果十分接近, 分别为5.755 μm PV, 0.568 μm RMS和 5.612 μm PV, 0.569 μm RMS。验证了仿真分析结果的准确性, 为摆臂式轮廓检测大口径离轴非球面中母线条数的优化选择提供了理论指导。

                              PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(02):0217003
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                              00523

                              摘要

                              组织模型在组织成像机理及光学疾病诊断技术的研究和改进中发挥着重要作用。然而上皮组织细胞中不仅包含球形散射体, 往往还包含椭球形散射体。目前对包含椭球散射体的上皮组织模型的研究还鲜有报道。建立了上皮组织的球-旋转椭球散射模型, 利用Monte Carlo算法仿真分析了模型参数的变化对前向散射光强分布及穆勒矩阵极分解参量的影响。结果表明, 旋转椭球散射系数、体积和长短轴比的增大均会导致组织模型的去偏作用增强, 其中散射系数对去偏的影响最显著; 各向异性分布的旋转椭球具有相位延迟作用, 且相位延迟随椭球散射系数及长短轴比的增大而增大, 随椭球体积的增大而减小。该研究对早期癌变诊断技术的研究具有一定指导意义。

                              PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(02):0217004
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                              00520

                              摘要

                              针对数字天顶仪在精确调平状态下进行天文定位时存在耗费时间长, 定位速度慢的缺点, 从数字天顶仪的定位原理出发, 采用方向余弦矩阵转换原理建立了倾斜角的修正模型, 分析和推导了经过倾斜角修正之后的定位方法, 改进了倾斜状态下数字天顶仪的切平面和球面三角形两种定位算法。实现定位时设备不经精调平, 加快定位速度的目的。通过实验比较了在倾斜状态下经过改进后两种类型定位算法的定位精度。实验表明: 球面三角形法的定位精度相对较高, 经纬度计算精度能够达到0.5″以内。

                              PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(02):0217002
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                              00511

                              摘要

                              高光谱解混是学术界的一个难题, 稀疏高光谱解混指的是利用已知光谱库进行解混, 旨在从先验光谱库中找到一些可以表征图像的数个纯光谱向量作为高光谱图像的端元, 并利用这些端元求解相应的端元丰度, 这是一个NP难的组合优化问题。目前多通过将L0范数凸松弛为L1范数进行稀疏解混, 但该方法得到的仅仅是近似解。文中提出了一种基于Pareto优化的稀疏解混算法(ParetoSU), 将稀疏解混问题转化为一个两目标优化问题, 其中一个优化目标是建模误差, 另一个目标是端元稀疏度。ParetoSU直接解决稀疏解混中的组合优化问题, 不需要对L0范数进行近似。最后利用仿真数据验证了该解混算法的有效性。

                              PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(02):0226002
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                              00508

                              摘要

                              当利用红外探测系统在昼夜热交替时段进行目标探测时, 由于探测场景中目标和背景温度差会发生较大变化, 使得目标和背景之间的红外辐射差异在这一阶段的某些时刻很可能接近于0, 体现在热红外图像中即为目标与背景“融合”为一体, 从而产生红外探测系统的“盲区”现象, 导致在昼夜热交替时段传统热红外探测系统无法有效识别目标。针对这一问题, 在分析热红外探测系统在昼夜热交替时段致盲原因的基础上, 提出一种基于中红外多光谱的昼夜热交替时段探测方法并研制了原理样机, 通过利用不同目标之间的红外光谱特性差异实现热交替时段目标的识别与区分。实验结果表明, 红外多光谱技术能有效提高传统热红外探测系统在昼夜热交替时段的目标探测能力, 相比同一时刻中波红外宽波段成像, 红外多光谱成像中目标和背景的DN值比值平均提高了约18%, 能够为全天时红外探测系统的实际应用提供很好的借鉴。

                              PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(02):0204002
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                              00503

                              摘要

                              针对太赫兹近场散射特性测量特点, 基于CO2激光抽运的太赫兹激光器和双层独立转动平台搭建了一套高频段太赫兹雷达散射截面(RCS)测量系统。利用不锈钢光滑金属球体作为标准定标体验证了系统的可靠性, 测量结果与理论值误差小于3 dBsm, 系统的信噪比优于24 dB。首次利用该系统开展了3.11 THz频点处不同材料及涂覆层圆形金属平板及不同底面直径圆锥体RCS的测量。通过比较分析发现了表面阳极氧化和喷漆处理的航空铝及P304不锈钢与纯航空铝平板的RCS区别, 以及不同底面直径的圆锥体RCS差异, 为太赫兹频段复杂目标体RCS的研究奠定基础。

                              PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(02):0225001
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                              00502

                              摘要

                              激光回馈技术具有极高的测量灵敏度, 在振动测量中具有突出的优势。在激光回馈理论和技术的基础上, 研究并提出了基于激光回馈技术的远程振动测量方法, 构建了完整的固体微片激光远程振动测量系统, 详细分析了系统各个部分的基本结构及其工作原理, 并在实验中很好地实现了不同频率振动信号的测量及恢复。该研究将振动测量的工作距离提高到25 m以上, 实现了远程微振动的非接触测量, 拓展了激光回馈技术的应用。实验系统具有较大的振幅与频率测量范围, 在振动测量方面具有突出的性能, 能够适用于多种场合和目标的振动测量需求。

                              PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(02):0206005
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                              00498

                              摘要

                              针对对地攻击火箭弹单发毁伤概率低的问题, 设计了一种激光周向探测系统, 旨在提高对地攻击火箭弹的目标捕获概率。推导了平面目标脉冲激光回波波形的解析式及最小可探测光功率, 并结合对地攻击火箭弹的末端弹道特性, 建立了激光周向探测系统的弹目交会模型。运用蒙特卡罗算法仿真分析了对地攻击火箭弹采用不同探测系统时目标捕获概率随脉冲激光重复频率和扫描转速的变化规律, 探讨了弹速和命中精度对于目标捕获概率的影响, 获得最佳激光重复频率与扫描转速。仿真结果表明: 当脉冲激光重复频率为5 kHz, 扫描转速为10 000 r/min时能实现目标的有效捕获; 采用激光周向探测系统能有效提高目标捕获概率, 提升单发毁伤效能, 为激光周向探测系统在对地攻击火箭弹上的应用提供了理论依据。

                              PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(02):0206001
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                              00486

                              摘要

                              人工制备的几种生物材料生产成本低、密度小、形态可控、安全环保, 在可见光和红外等波段具有较好的消光能力, 可作为一种新型消光材料, 弥补无机消光材料的不足。针对当前军、民用领域对新型生物消光材料的需求, 将生物消光材料中的絮状生物颗粒等效为子弹玫瑰花型粒子, 根据牛顿第二定律和梯度-输运理论, 建立生物消光材料沉降模型和扩散模型, 并讨论絮状生物颗粒结构和风速、大气稳定度对生物消光材料空气动力学特性的影响。结果表明: 分枝数目、长度、半径决定絮状生物颗粒结构; 在某种特定条件下, 絮状生物颗粒沉降速度较等体积球颗粒沉降速度降低了50%; 烟团遮蔽面积可达20 m2以上。模型的构建将为生物消光材料发展及实际应用提供理论基础。

                              PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(02):0204005
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                              00485

                              摘要

                              凝视成像激光雷达技术是空间非合作目标位姿测量重要手段。激光雷达指标选取极大影响航天器载荷, 优化选取激光雷达指标, 使之既能满足空间任务需求, 又能有效减少航天器载荷, 减少能源消耗, 意义重大。传统解决此问题的方法是通过经验选取, 激光雷达指标与目标属性相容性宏模型的提出, 可以为激光雷达激光输出功率、分辨率、视场角和测距精度四项指标选取提供理论依据。具体的, 利用目标尺度和雷达目标距离计算雷达分辨率和视场角初值, 对雷达最大可测距离进行迭代求解, 为优化激光雷达发射功率提供依据。充分利用深度共生矩阵二阶参数迭代优化, 确定雷达最优分辨率和视场角。最后, 通过点云配准算法迭代得出测量该目标的合适的测距精度。实验结果表明, 激光雷达宏模型优化选取的雷达指标满足雷达指标选择的需求。

                              PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(02):0230003
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                              00484

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                              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)
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                              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

                              文章开展了一种VCSEL(垂直腔表面发射激光器)侧面泵浦的全固态激光器的研究,报告了一种可以稳定工作的紧凑型Nd:YAG激光器。该激光器采用VCSEL激光器阵列进行侧面泵浦,利用微透镜阵列对VCSEL阵列进行准直,并以柱透镜将泵浦光整形为线光斑以获得足够高的功率密度,以Cr4+:YAG作为可饱和吸收体进行被动调Q,最终得到重复频率为40Hz,脉宽为4ns,单脉冲能量为2.1mJ的激光输出。测试表明,该激光器在较大的温度

                              PDF全文 中国激光 | 2018,45(10):100101
                              分享:
                              0 2 323

                              摘要

                              本文在Hammond等人提出的色散测量方法基础上,通过引入自动扫描光栅单色仪实现了快速色散测量。该方法极大程度降低载波包络偏频慢漂对实验结果准确度的影响,使得测量过程中载波包络偏频锁定不再必要,不仅降低了实验复杂度,同时提高了色散测量精度。实验中,利用815nm的钛宝石锁模激光器作为光源,以及实验室自建的八镜光学腔为参考,首先对厚度约为6.35mm熔融石英窗片的色散进行了测量,与Sellmeier方程给

                              PDF全文 中国激光 | 2018,45(09):090404
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                              0 0 158

                              摘要

                              最近的研究发现,空间光束在增益介质中相干涉,产生空间烧孔现象,形成增益光栅。简并的四波混频作用形成的增益光栅在谐振腔内多次振荡后,具有产生自调Q,自适应,窄化带宽和相位共轭激光输出的能力。本文报道了在掠入射式结构的非互易式激光谐振腔中,采用脉冲泵浦单块Nd:YVO4晶体,利用增益光栅上述特性,分析了影响输出单频稳定性和输出能量的因素,通过优化非互易式器件消光比,增益区域大小,自交叉光夹

                              PDF全文 中国激光 | 2018,45(09):090106
                              分享:
                              0 1 157

                              摘要

                              采用脉冲激光沉积法,室温下在透明导电(indium-tin-oxide, ITO)玻璃衬底上制备Bi3.95Er0.05Ti3O12 (BErT)薄膜。结果发现薄膜呈现非晶结构,低沉积氧气压下制备的薄膜表面致密、平整无裂缝,沉积氧气压为3 Pa时薄膜厚度约为180 nm,且其表现优秀的介电性能,其室温介电常数为52,介电损耗为0.025,最大电容密度达222 nF/cm2。同时,薄膜的介电性能随频率、电压和温度变化比较稳定,在可见光区间具有较高的透过

                              PDF全文 中国激光 | 2018,45(09):090202
                              分享:
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                              摘要

                              海洋激光雷达发射的激光脉冲在海水中传输,脉冲波形随深度会发生展宽,相应的雷达接收系统接收到的信号与激光发射脉冲差异会增大,该现象会导致以发射脉冲作为匹配滤波器的固定匹配滤波方法在处理深水激光雷达回波信号产生误判。为了改进匹配滤波算法对于海洋激光雷达回波数据的性能,使用蒙特卡罗法研究在测区条件下不同深度的激光脉冲在雷达探测器上的波形,并以这组波形作为深度自适应的匹配滤波器来代替匹

                              PDF全文 中国激光 | 2018,45(10):101001
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                              摘要

                              利用基于时域有限差分法的FDTD Solutions软件建立了镀银膜台阶形针尖-银纳米粒子活性基底结构的SERS-TERS仿真模型, 并在相同条件下对其他不同类型的针尖和基底的近场电场分布进行了数值计算,验证了所设计的镀银膜台阶形针尖和活性基底模型在拉曼散射增强方面的有效性。同时,针对此结构模型系统地分析了台阶形针尖曲率半径、针尖镀银膜厚度、针尖镀银膜高度、银纳米粒子直径、针尖与银纳米粒子间距和入射光角

                              PDF全文 中国激光 | 2018,45(10):101101
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                              摘要

                              T91耐热钢在超超临界电站锅炉的应用越来越广泛,因此,开发优质、高效的T91耐热钢激光电弧复合焊接技术具有重要的意义。采用光纤激光复合焊接设备,对T91耐热钢管进行焊接,在750℃下对焊接接头进行不同时间的高温时效处理,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察焊缝、热影响区及母材的组织演化,并对析出物的种类、形态、数量、尺寸和分布进行了分析,研究结果显示,随着时效时间的延长,晶粒逐渐变大,板

                              PDF全文 中国激光 | 2018,45(09):090203
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                              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),实现了对厚钢板样品内部缺陷的定位及成像。具体地,使用移动脉冲激光线源在样品内激发超声纵波,用激光测振仪在固定点探测,得到了超声时域B扫描信号,并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了成像。使用有限元方法(Finite Element Method, FEM)对该成像过程进行了数值模拟并在实验上进行了验证。所获得的实验结果与数值计算

                              PDF全文 中国激光 | 2018,45(09):090403
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                              摘要

                              在微流控芯片应用中,流速的实时、精确检测至关重要。与安装在芯片外部的流量传感器相比,在微流控芯片内部集成流量传感器,更加有利于实时、准确地检测微通道中的流速。这里,我们利用飞秒激光双光子直写在微流控芯片内部集成3D弹簧状流量传感器。飞秒激光直写加工具有高空间分辨率和真三维加工的特性,通过程序控制可任意设计不同的3D结构,从而可以精确控制弹簧结构的形状、尺寸。加工的弹簧状流量传感器可

                              PDF全文 中国激光 | 2018,45(09):090201
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                              摘要

                              在InGaSb/AlGaAsSb材料体系基础上制备出高性能的镀膜激光器。作为对比,同时制备了未镀膜激光器和镀膜激光器。未镀膜的器件在注入电流为3.0 A时,室温连续模式的输出功率达到300 mW,器件的最大插头效率为 8.3 %。镀膜器件在注入电流为2.6 A时,室温连续光输出功率达到380 mW。镀膜器件的最大插头效率为15.6 % ,并且在0.3A-2.4A的注入电流范围内,都能保持插头效率超过10.0 %。器件的激射波长都在2.0 μm附近

                              PDF全文 中国激光 | 2018,45(09):090105
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                              摘要

                              本文研究了收发端皆采用大规模线性MIMO阵列的地对地基站间短距离斜程自由空间光通信(FSO)的上下行信道差异。将上下行皆近似为球面波,构建了线性阵列斜程上下行大气损耗、光强闪烁、波束扩展和指向误差四部分模型,分析了大气损耗、空间相干长度、接收端波束宽度和指向误差抖动方差上下行差异。而后根据四部分模型联合构建了线性阵列间独立不同分布的上下行信道整体模型,并计算了上下行相对均方误差(MSRE

                              PDF全文 中国激光 | 2018,45(09):090604
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                              摘要

                              针对镁合金耐腐蚀性能较差的问题,利用激光冲击强化(LSP)对AM50镁合金进行表面处理,采用慢应变速率拉伸试验测试AM50镁合金在NaCl溶液中的抗应力腐蚀性能,并用扫描电子显微镜观察断口形貌,用能谱仪对断口进行成分分析,研究激光冲击层数、含氯浓度对AM50镁合金耐腐蚀性的影响。结果表明,大面积激光冲击强化处理诱导镁合金表面产生残余压应力,表层晶粒细化,从而明显改善AM50镁合金抗应力腐蚀性能,冲击层

                              PDF全文 中国激光 | 2018,45(09):090204
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                              摘要

                              采用高温熔融法制备了Tm3+/Dy3+共掺铋酸盐玻璃。测试了玻璃样品的吸收光谱和800nmLD泵浦下的荧光光谱,并分析了其能量传递机制。结果表明,Dy3+的引入并没有影响Tm3+的均匀分布。在泵浦光的激励下,随着Dy3+引入量的逐渐增加,Tm3+:3H4→3F4能级跃迁和Tm3+:3F4→3H6能级跃迁分别对应的1.47μm发光和1.8μm发光出现明显的强度反转,当Dy3+:Tm3+含量比为1:3时,1.47μm波段的发光峰值强度超过1.8μm发光,实

                              PDF全文 中国激光 | 2018,45(09):090302
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                              摘要

                              当薄膜元件曝露于外界环境中时,空气中的颗粒物会沉降在薄膜元件的表面并形成表面污染物,从而影响薄膜元件的使用性能。为对薄膜元件的使用寿命进行预估,基于光学薄膜元件的热力学理论,建立了强激光连续辐照下薄膜元件的热分析模型,分析了强激光辐照下不同种类的表面杂质诱导薄膜元件热熔融损伤和热应力损伤的过程。在此基础上,统计了在不同口径和不同表面洁净度等级的薄膜元件上,可诱导薄膜元件热损伤的

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                              摘要

                              应用Rudin-Shapiro(RS)非周期序列,提出了一种能简易制作且可在轴向产生两个低色差图像的RS光子筛(RSPS)。基于角谱理论,研究了光子筛筛孔的最小直径与对应波带片的最外环宽度的比值对RSPS聚焦特性的影响,数值仿真结果表明,当光子筛筛孔的最小直径是对应波带片最外环宽度的1.398倍时,RSPS能在轴向产生相等高强度的双焦点。不同于RS波带片(RSZP)的环带结构,RSPS的孔状结构更容易制作。此外,对比分析了RSPS

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                              摘要

                              激光雷达强度值能在一定程度上反映目标反射特性,但由于受到距离,入射角,大气衰减效应等多种因素的影响,并不能直接作为目标分类的重要特征。本文针对常用车载扫描激光雷达,在对激光雷达强度值进行理论分析的基础上,通过实验的方式固定了其他因素对强度值的影响,建立起了激光雷达强度值和表征目标反射特征参数间的关系模型。经过实验发现,半椭圆角度因子能更好的描述目标漫反射强度值随入射角的变化规律

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                              摘要

                              对于沿岸水体,传感器接收到的水体辐射信号受到沿岸陆地高反射率的影响,图像对比度降低,邻近效应影响显著。有效剔除大气衰减和邻近效应,准确获取水体表面反射率,是水色遥感定量反演的重要前提。基于2016年4月29日太湖沿岸水体的实测光谱数据与同步过境的高分一号WFV影像,使用6S辐射传输方程剔除大气衰减的影响,并使用核函数表达大气点扩散函数,进行邻近效应校正。实验结果表明,邻近效应校正后图像更清

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                              摘要

                              利用直接的量子反馈方法控制一个量子比特的量子相干性,研究了与一个单模腔相互作用的一个量子比特的量子相干性动力学演化。采用 norm 相干性和量子相对熵相干性来描述量子系统的相干性,分析了量子反馈和外部驱动对系统的相干性演化的影响。研究表明,两种相干性表现出相同的动力学特性:量子反馈减慢了量子相干性的衰减速率因而在一定程度上保护了量子相干性;如果考虑外部驱动,则在强驱动下长时极限的稳

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                              摘要

                              美国新一代环境气象卫星NPP/JPSS增加了VIIRS DNB微光昼夜成像通道,它继承了DMSP/OLS收集全球微光成像数据的能力,并在性能上有大幅提升,利用VIIRS DNB数据可以进行夜间城市灯光探测。针对中国中东部经济快速发展区域城市灯光产品迫切需求,本文综合考虑云层、月光、太阳照射、闪电、火灾等因素的影响,对低质量数据和非灯光特征数据进行识别和剔除,采用VIIRS DNB多天夜间数据进行融合,将多天无月光有效灯

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                              摘要

                              头戴显示器光学系统由于焦距短视场大而容易产生图像畸变。本文提出一种头戴显示器的图像畸变测量方法,采用单位矩阵的傅里叶变换图像作为标准测试图形,应用傅里叶变换分析了头戴显示器光学传递函数与测量图像球面化畸变的关系,得到了形状不变的关系曲线。实验测量了5种头戴显示器的图像球面化畸变,得到的负球面化枕形畸变范围为-22%~-65%。结果表明,头戴显示器的球面化图像畸变量 与方格成像实验的畸变量

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