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摘要

研究了一种复合光纤马赫-曾德尔外差干涉测量系统,并采用该系统对位移进行在线测量。基于光纤光栅只反射布拉格波长的特性,构建了两个独立但光程几乎重合的光纤马赫-曾德尔干涉仪。其中的一个马赫-曾德尔干涉仪用于完成测量工作,另一个马赫-曾德尔干涉仪用于监测环境干扰,补偿环境干扰对测量结果的影响,使测量系统适合用于在线测量。位于马赫-曾德尔干涉仪参考臂的声光调制器组可对参考光进行移频,当参考光与测量光会合时形成外差干涉信号,实现外差干涉测量。实验中,该系统对100 μm位移进行10次重复测量的标准差为6 nm。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0904007
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摘要

基于透射式激光空气隙干涉原理,建立微位移测量系统,实现纳米分辨率的物体微小位移测量。利用外加微小位移并将前后光强度相减的图像处理方法,有效地提高激光干涉图像的信噪比,将掩没于杂散噪声中的干涉条纹提取出来。实验结果表明,该系统的相对位移测量分辨率优于10 nm,绝对位移测量不确定度优于5%。该系统结构紧凑,安装、使用方便,测量分辨率达到nm级,可实现快速、便捷、稳定的测量,适用于临时性的高分辨率精密位移测量需求。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0904006
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摘要

建立了激光-MIG复合焊接过程的三维瞬态传热和流体流动模型,分析了小孔行为、熔池温度场和流场演变过程的特点,探讨了激光电弧前后相对位置对熔池传热和流动的影响。模型考虑了焊枪倾角对熔滴过渡的影响以及多次反射对激光能量分布的影响。结果表明:小孔壁面向下流动经熔池底部反射后形成后向流动和逆时针环流;后向流动向熔池尾部输运热量和动量,增加熔池体积;而逆时针环流则冲击小孔后壁,降低小孔的稳定性。激光在前时,熔滴和电弧压力作用在小孔后方,并产生两个流动模式:朝向前方和四周的流动。朝向前方的流动增强了逆时针流动对小孔后壁的冲击作用,使得小孔坍塌现象更加严重;朝向四周的流动将热量输运至熔池两侧,增加了焊缝宽度。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0902003
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摘要

利用双面神结构实现形状转换是一种非常重要的方法。提出了一种通过控制飞秒激光扫描次数在pH敏感的水凝胶中制备形状可调的双面神微柱的方法,并探讨了该方法在信息加密、解密及显示方面的应用。结果表明:通过改变环境的pH值可使微柱表现出可逆的结构变形;激光打印技术的高灵活性使得微柱的空间布局、高度以及弯曲方向都能被灵活地控制,从而实现多种形状可转换的有序图案。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0902001
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摘要

针对高功率激光的应用需求,提出一种新构型的低温激光放大器方案,采用低温液体侧面冷却三角形沟槽设计的块状Yb∶YAG晶体,抑制了介质内寄生振荡,改善了热管理效果,实现了放大器高效储能与提取,获得了能量为9.4 J、脉冲宽度为10 ns、重复频率为5 Hz、远场3.3倍衍射极限的激光输出,为后续更大能量的Yb∶YAG激光放大器设计提供了有益的参考。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0901008
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摘要

采用超短脉冲激光与固体靶作用产生光核中子的模型,使用蒙特卡罗程序Fluka研究了激光诱导光核中子源的特性。对不同材料和电子温度条件下中子产生的模拟表明,钨是最佳的靶材料,且对于不同的超热电子温度,存在不同的产额饱和厚度。对源尺寸的模拟表明,中子源的尺寸决定于入射电子束发散角和靶厚,可以通过增加靶半径的方式提升前向与侧向中子通量的比值至5。当电子温度大于4 MeV时,可以获得能谱结构稳定的光核中子源。对时间分布的模拟表明,中子源的脉宽小于30 ps,且飞行后的脉宽展宽系数为100 ps/mm。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0901007
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摘要

高精度空间冷原子钟在基础物理研究、导航定位系统,以及深空探测领域均有重要应用。为此,设计了一种结合激光冷却与原子原位探测方案的新型微波腔,在该微波腔中心可以俘获与冷却铷原子,然后在微重力环境下对冷原子样品开展原子钟操作。该方案相对于已有的空间冷原子钟方案,在减少冷原子损耗、死时间占比和分布腔相移上具有较大的优势。分析了微波腔的详细结构与光学设计,确定了微波腔需要的基本参数,并对微波腔内部的微波磁场进行了仿真分析。在已完成研制的微波腔内开展特性测试,测试与仿真结果说明,所设计微波腔的性能可以满足不确定度优于1×10 -16的高精度空间冷原子钟的要求。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0901006
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摘要

针对高光谱数据量大、信息冗余严重的现象,应用稳定竞争性自适应重加权采样(sCARS)、连续投影算法(SPA)、遗传算法(GA)、迭代保留有效信息变量(IRIV)和稳定竞争性自适应重加权采样结合连续投影算法(sCARS-SPA),从全波段光谱数据中筛选特征变量,并利用全波段和特征波段建立偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)模型预测土壤有机质含量。结果表明, PLSR和SVM模型结合特征变量选择,不仅提高了模型运算效率,而且模型预测能力较全波段均有一定提高;RF模型采用特征变量建模,对模型精度的提高不是十分明显,但其构建模型的变量数量却显著减少,大大提高建模效率。RF模型精度优于SVM和PLSR模型,IRIV结合RF建立的土壤有机质含量预测模型,变量数仅63个,校准集和验证集模型决定系数(R2)分别为0.941和0.96,验证集相对分析误差(RPD)为4.8。与全波段建模相比,特征变量选择和回归方法相结合,在保证模型精度的同时,可有效提高建模效率。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0930002
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摘要

提出一种智能方法来分析风云三号A星(FY-3A)中分辨率光谱成像仪(MERSI)的长期响应衰变。该方法通过使用迭代加权多元变化检测(IR-MAD)算法识别同一区域、不同时相卫星图像的不变像元,基于这些不变像元的信号变化评估仪器在该时段的响应衰变。先用IR-MAD方法分析图像场景的不变像元,通过两幅图像不变像元的正交回归获取仪器的相对衰变;再对多个图像对的长时间序列进行分析,采用多项式拟合获得传感器衰变随时间的变化曲线。采用所提方法研究了FY-3A/MERSI北非地区和中国西北部地区的数据,并与其他相关研究得到的仪器衰变结果进行比较。结果显示,所提方法与其他方法获取的仪器衰减规律具有良好的一致性(差异在2%以内),而且从北非地区与中国西北地区得到的结果相吻合(大部分通道的差异在1%以内),验证了本文方法的通用性与可重复性。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0912001
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摘要

为解决现有电子式像移补偿在扫描方向上补偿范围有限的问题,提出一种适用于沿扫描方向广域像移大小变化的数字时间延迟积分(TDI)方法。首先基于像移计算结果判断像移大小是否在电子行频可补偿的范围内,当在不可补偿范围时,基于利用图像插值和配准像素对位累加来调整像移失配量的思想,构建任意像移大小的数字TDI算法模型,并对所提算法进行实验验证。实验结果表明:当96级积分的总像移量远小于像元尺寸时,所提算法与逐行累加的传统TDI方法成像结果相当;当96级积分的总像移量大于像元尺寸时,总像移量超出电子式像移可补偿范围,传统TDI方法扫描图像发生严重混叠,成像质量急剧下降,而所提算法获取图像的像移传递函数和互相关性测度均提高0.11,可有效保持成像质量。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0911001
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摘要

为进一步研究光子晶体光纤中涡旋光的传输特性,提出了3种不同结构的涡旋光光子晶体光纤,即三角晶格环形光子晶体光纤(TLPCF)、折射率倒转抛物线式光子晶体光纤(IPGIF)和六重准晶涡旋光光子晶体光纤(SPQCF)。利用矢量有限元分析方法,模拟计算了光纤中各个涡旋光模式的传输特性,研究结果表明:3种涡旋光光子晶体光纤中的模式有效折射率差均大于10 -4,支持不同数量的涡旋光传输。其中TLPCF的色散系数最小,SPQCF的色散系数最大,两者在宽波段(1400~1700 nm)内均保持了色散平坦趋势;3种光纤的限制性损耗均小于1×10 -7 dB·m -1,能够将光很好地局限在纤芯内部;3种光纤的非线性系数均保持在10 -3量级;涡旋光模式稳定传输的距离大于1 km。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0906006
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摘要

二维光栅是光刻机光栅尺系统的核心元件。搭建了超精密激光直写系统,基于二维超精密工件台,通过旋转基片90°进行两次曝光,制作出栅线密度为1200 line/mm的二维光栅掩模。原子力显微镜和扫描电镜结果表明,所制作的掩模轮廓清晰,空间分布均匀。实验结果证明了超精密激光直写系统能够制作出二维光栅掩模,在制作大尺寸、高精度二维计量光栅方面有着广阔的应用前景。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0905001
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摘要

通过测试15个白光LED球泡灯的光谱分布及蓝光危害值、色温、功率、光效等参数,研究了灯源的蓝光危害值与光谱结构的关系,计算了叠加单色光光谱后新光谱结构的蓝光危害值。结果表明在长波段和短波段同时叠加两个不同幅值的单色光光谱时,可以得到色温基本保持不变、蓝光危害值降低的光谱结构光源,其显色指数得以提高,但光效变化略有降低,实现了通过优化光谱来降低白光LED球泡灯蓝光危害值、提高光源显色指数的目的。

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摘要

提出了一种使用飞秒激光直写掩模加工微柱阵列的方法。利用高重复频率飞秒激光的热氧化效应在硅表面制作出二氧化硅点阵列,然后经氢氧化钾刻蚀得到微柱阵列。相比于传统的制作微柱阵列的方法,使用飞秒激光直写掩模制作微柱阵列的方法工艺简单,成本更低。此外,探究了激光功率、曝光时间和氢氟酸蚀刻对掩模尺寸的影响。这种微柱阵列在减反、传感等领域具有很好的应用价值。

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摘要

研究了随相位位置变化的量子行走的性质,以及硬币和行走者之间的纠缠度。行走者回到原点的概率以及位置方差随演化时间呈准周期性变化,这种量子行走即为准周期演化量子行走。通过纠缠熵度量硬币和行走者之间的纠缠关联。数值计算表明纠缠熵与系统初态、演化步数以及相位因子有关。选择合适的硬币操作,纠缠熵随着演化步数呈现准周期性变化。对于给定的初态,选择适当的相位因子和演化步数,可使硬币与行走者处于最大纠缠态。

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摘要

闭环检测算法可消除视觉同时定位与建图(VSLAM)系统的累计误差,并对构建全局一致性地图有重要作用。针对现有传统闭环检测算法在视角与场景外观变化下准确率与稳健性降低,及部分基于深度学习方法特征提取与闭环识别实时性不佳的问题,设计了一种融合Gist特征与卷积自编码的闭环检测算法,将Gist特征作为卷积自编码网络重构目标,可增强模型在外观变化下的场景特征表达能力;同时通过透视变换构造视角变化训练图像对,以提升模型在视角变化下闭环检测的准确率与稳健性。所设计的模型较精简,可实现实时关键帧特征提取与闭环检测。在Gardens Point与Nordland数据集的实验结果表明,相较于传统视觉词袋模型(BoVW)、Gist算法及现有部分深度学习方法,本文算法可以达到更高的准确率和稳健性。

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摘要

制备了高品质因子的法布里-珀罗(F-P)光学微腔,结合光微流控技术,采用溶于液体的有机染料香豆素6(Cou6)、罗丹明6G(R6G)、LDS 751的混合物作为增益介质,实现了低阈值级联荧光共振能量转移(FRET)光微流激光的输出。实验采用430 nm(Cou6的最大吸收峰)脉冲光作为抽运光,利用Cou6(供体)和R6G(受体)、R6G(供体)和LDS 751(受体)之间的共振能量转移,即两级共振能量转移过程,产生了对应有机染料LDS 751发射峰的近红外光微流激光。3种染料的FRET过程极大地降低了光微流激光产生的阈值,提高了激光产生过程中的转换效率,可在单一抽运源的情况下,将激光发射波长向长波长方向扩展。

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摘要

3 μm附近中红外激光在激光医学、生物分子学以及光电对抗等科学和技术领域具有极高的应用前景和价值。介绍了中红外激光的产生方式和各种中红外激光器的特点;结合Er 3+离子能级结构,重点讨论了掺铒中红外激光器主要转换过程和存在的问题;总结了不同基质掺铒中红外激光器的研究进展;展望了高效率、高功率掺铒中红外激光器需要解决的问题及可能的技术途径。

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摘要

提出了将螯合树脂作为一种新型固相基底来富集水溶液中的Cu元素和Mn元素,之后进行激光诱导击穿光谱检测的方法。选取Cu I 324.75 nm和Mn II 257.61 nm作为特征分析谱线,优化了一系列参数,包括激光能量、延迟时间、激光聚焦位置、样品溶液流速及溶液pH值。在最佳实验参数条件下,建立了Cu元素和Mn元素的定标曲线,Cu元素和Mn元素的检出限分别为0.03 mg·L -1和0.098 mg·L -1。采用所提方法采集自然水样进行检测,计算得出Cu和Mn的回收率范围分别为93.88%~108.09%和91.99%~103.88%。该方法检测灵敏度较高,也可用于自然水体的检测,在水体重金属检测领域具有广阔的应用前景。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(08):0811001
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摘要

针对现有中继转发式室内可见光通信系统中信道估计算法存在的导频数量过大、估计效率和精度低的问题,提出基于张量模式噪声补偿的信道估计方法。首先,充分利用可见光通信系统发射数据的特点设计了一种适合在接收数据中进行噪声补偿的导频结构。然后,在PARATUCK2张量分解框架下,构造了这种导频模式的含噪通信系统模型。最后,结合张量分解方法,设计了一种以导频所得噪声补偿对实际噪声进行估计的方法,完成所有信道参数的计算。仿真实验结果表明,将基于张量模式噪声补偿的估计算法应用在中继转发式室内可见光通信系统中,可以在加快寻优迭代速度的同时提高估计精确度,充分验证该算法的有效性和可行性。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(08):0806005
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摘要

高光谱图像分类问题是高光谱遥感图像处理问题中的研究基础,它的主要目的是根据高光谱遥感图像中的光谱信息和空间信息将图像中的每个像元划分为不同的地物类别[1]。高光谱图像分类技术被广泛应用于环境监测、矿产勘探、军事目标识别等领域,然而高光谱图像的高维特性、波段间的高度相关性、光谱混合等使得高光谱图像分类面临着巨大的挑战。因此,高光谱图像分类问题越来越受到学者们的广泛关注[2-4]。

PDF全文光学学报 | 2019,39(10):1028002
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摘要

This work investigates the dynamic and nonlinear properties of quantum dot (QD) lasers directly grown on silicon with a view to isolator-free applications. Among them, the chirp parameter, also named the αH factor, is featured through a thermally insensitive method analyzing the residual side-mode dynamics under optical injection locking. The αH at threshold is found as low as 0.32. Then, the nonlinear gain is investigated from the gain compression factor viewpoint. The latter is found higher for epitaxial QD lasers on silicon than that in heterogeneously integrated quantum well (QW) devices on silicon. Despite that, the power dependence of the αH does not lead to a large increase of the chirp coefficient above the laser’s threshold at higher bias. This effect is confirmed from an analytical model and attributed to the strong lasing emission of the ground-state transition, which transforms into a critical feedback level as high as ?6.5 dB, which is 19 dB higher than a comparable QW laser. Finally, the intensity noise analysis confirms that QD lasers are overdamped oscillators with damping frequencies as large as 33 GHz. Altogether, these features contribute to fundamentally enhancing the reflection insensitivity of the epitaxial QD lasers. This last feature is unveiled by the 10 Gbit/s error-free high-speed transmission experiments. Overall, we believe that this work is of paramount importance for future isolator-free photonics technologies and cost-efficient high-speed transmission systems.

    PDF全文Photonics Research | 2019,7(11):1222-1228
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    摘要

    Foreseeing the proliferation of underwater vehicles and sensors, underwater wireless optical communication (UWOC) is a key enabler for ocean exploration, with strong competitiveness in short-range bandwidth-intensive applications. We provide a tutorial on the basic concepts and essential features of UWOC, as well as an overview of work being conducted in this field. Research challenges, arising from the characteristics of underwater channels, and possible roadmaps are discussed in detail. This review is expected to be of great use for the link designers of this field.

      PDF全文Chinese Optics Letters | 2019,17(10):100007
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      摘要

      Conventional line-of-sight underwater wireless optical communication (UWOC) links suffer from huge signal fading in the presence of oceanic turbulence due to misalignment, which is caused by variations in the refractive index in the water. Non-line-of-sight (NLOS) communication, a novel underwater communication configuration, which has eased the requirements on the alignment, is supposed to enhance the robustness of the UWOC links in the presence of such turbulence. This Letter experimentally and statistically studies the impact of turbulence that arises from temperature gradient variations and the presence of different air bubble populations on NLOS optical channels. The results suggest that temperature gradient-induced turbulence causes negligible signal fading to the NLOS link. Furthermore, the presence of air bubbles with different populations and sizes can enhance the received signal power by seizing the scattering phenomena from an ultraviolet 377 nm laser diode.

        PDF全文Chinese Optics Letters | 2019,17(10):100013
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        摘要

        In this paper, recent advances in underwater wireless optical communication (UWOC) are reviewed for both LED- and LD-based systems, mainly from a perspective of advanced modulation formats. Volterra series-based nonlinear equalizers, which can effectively counteract the nonlinear impairments induced by the UWOC system components, are discussed and experimentally demonstrated. Both the effectiveness and robustness of the proposed Volterra nonlinear equalizer in UWOC systems under different water turbidities are validated. To further approach the Shannon capacity limit of the UWOC system, the probabilistic constellation shaping technique is introduced, which can overcome the inherent gap between a conventional regular quadrature amplitude modulation (QAM) format and the Shannon capacity of the channel. The experimental results have shown a significant system capacity improvement compared to the cases using a regular QAM.

          PDF全文Chinese Optics Letters | 2019,17(10):100012
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          摘要

          Underwater visible light communication (UVLC) is expected to act as an alternative candidate in next-generation underwater 5G wireless optical communications. To realize high-speed UVLC, the challenge is the absorption, scattering, and turbulence of a water medium and the nonlinear response from imperfect optoelectronic devices that can bring large attenuations and a nonlinearity penalty. Nonlinear adaptive filters are commonly used in optical communication to compensate for nonlinearity. In this paper, we compare a recursive least square (RLS)-based Volterra filter, a least mean square (LMS)-based digital polynomial filter, and an LMS-based Volterra filter in terms of performance and computational complexity in underwater visible light communication. We experimentally demonstrate 2.325 Gb/s transmission through 1.2 m of water with a commercial blue light-emitting diode. Our goal is to assist the readers in refining the motivation, structure, performance, and cost of powerful nonlinear adaptive filters in the context of future underwater visible light communication in order to tap into hitherto unexplored applications and services.

            PDF全文Chinese Optics Letters | 2019,17(10):100011
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            摘要

            In this work, a blue gallium nitride (GaN) micro-light-emitting-diode (micro-LED)-based underwater wireless optical communication (UWOC) system was built, and UWOCs with varied Maalox, chlorophyll, and sea salt concentrations were studied. Data transmission performance of the UWOC and the influence of light attenuation were investigated systematically. Maximum data transmission rates at the distance of 2.3 m were 933, 800, 910, and 790 Mbps for experimental conditions with no impurity, 200.48 mg/m3 Maalox, 12.07 mg/m3 chlorophyll, and 5 kg/m3 sea salt, respectively, much higher than previously reported systems with commercial LEDs. It was found that increasing chlorophyll, Maalox, and sea salt concentrations in water resulted in an increase of light attenuation, which led to the performance degradation of the UWOC. Further analysis suggests two light attenuation mechanisms, e.g., absorption by chlorophyll and scattering by Maalox, are responsible for the decrease of maximum data rates and the increase of bit error rates. Based on the absorption and scattering models, excellent fitting to the experimental attenuation coefficient can be achieved, and light attenuation by absorption and scattering at different wavelengths was also investigated. We believe this work is instructive apply UWOC for practical applications.

              PDF全文Chinese Optics Letters | 2019,17(10):100010
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              摘要

              The growing number of underwater activities is giving momentum to the development of new technologies, such as buoys, remotely operated vehicles, and autonomous underwater vehicles. The data collected by these vehicles need to be transmitted to a high-speed central unit. Clearly, wired solutions are not suitable, since they strongly impact the mobility. In this scenario, a promising solution is offered by underwater optical wireless communication (UOWC) technology, which can achieve both high-speed and wireless operation. Here, we provide a comprehensive survey on the challenges, the experimental realizations, and the state of the art in UOWC researches.

                PDF全文Chinese Optics Letters | 2019,17(10):100009
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                摘要

                We systematically investigate the bubble-induced performance degradation for underwater optical wireless communication (UOWC) with different bubble sizes and positions. By using different transmit and receive diversities, we investigate the effectiveness of spatial diversity on the mitigation of the bubble-induced impairment to the UOWC link. With the help of a 2 × 2 multiple input multiple output using repetition coding and maximum ratio combining, a robust 780 Mbit/s UOWC transmission is achieved. The corresponding outage probability can be significantly reduced from 34.6% for the system without diversity to less than 1%.

                  PDF全文Chinese Optics Letters | 2019,17(10):100006
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                  摘要

                  提出了一种新型的频率选择表面, 该结构具有良好的高频透射性能和较低频带的宽带吸收性能。吸收频率选择表面结构由有损层和带通层组成。通过等效电路法的分析, 有损层应该在通带内产生并联谐振, 因此给出了具体的等效电路模型并在ADS中进行了验证。在有损层的设计中, 在金属交叉贴片中加载两个电阻使其分为两部分实现了并联谐振。带通层利用无损耗槽型频率选择表面实现。仿真结果表明, 在12.75 GHz时只有0.7 dB的插入损耗, 并且实现了4.8 GHz到11.2 GHz的宽带吸收。最后, 制作了实物并进行了测试, 实验结果与仿真结果吻合得很好。

                  PDF全文强激光与粒子束 | 2019,31(10):103222
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                  摘要

                  应用三维并行蒙特卡罗程序JMCT, 计算了特征温度分别为1, 3, 5, 8 keV的黑体谱X射线入射到铝、二氧化硅、金的表面的背散射光电产额和电子能谱, 并与文献结果进行对比, 验证了程序的正确性, 进而针对系统电磁脉冲(SGEMP)研究中的典型几何结构--金属圆柱腔体, 模拟计算了其在黑体谱X射线照射下的光电输运过程, 用温度为1 keV、注量为1 J/m2的黑体谱X射线平行照射圆柱腔侧面, 半个侧面发射光电子, 计算得出了和方位角相关的不同面上发射光电子的光电产额、能谱分布和角分布, 结果表明掠入射的X射线会产生更高的光电产额; 光电子的发射角分布都基本符合余弦角分布的规律。

                  PDF全文强激光与粒子束 | 2019,31(10):103221
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                  摘要

                  建立了三种不同结构的硅基单片式复合晶体管(由T1和T2两个晶体管构成)的二维电热模型, 研究了高功率微波对不同结构的硅基单片式复合晶体管的损伤效应的影响。获得了不同器件结构下导致复合晶体管损伤的损伤功率阈值和损伤能量阈值分别与脉宽的关系。结果表明, 当复合晶体管的总体尺寸不变而T2和T1晶体管的面积比值更大时需要更多的功率和能量来损伤器件。通过分析器件内部电场、电流密度和温度分布的变化, 得到了复合晶体管的结构对其微波损伤效应的影响规律。对比发现, 三种结构的复合晶体管的损伤点均位于T2管的发射极附近, 随着T2和T1晶体管面积比的增大, 电场、电流密度和温度在器件内部的分布将变得更加分散。此外, 在发射极处增加外接电阻Re, 研究表明损伤时间随发射极电阻的增大而增加。因此可以得出结论, 适当改变器件结构或增加外接元件可以增强器件的抗微波损伤能力。晶体管的仿真毁伤点与实验结果一致。

                  PDF全文强激光与粒子束 | 2019,31(10):103220
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                  摘要

                  针对限幅器遭受功能或物理损伤而发生的非线性效应, 给出了一种基于信号分析的受损限幅器非线性效应研究新视角, 并从该视角出发, 提出了模型建立方法。该方法首先测得受损限幅器幅频响应序列, 将其转化为零均值实平稳序列; 然后计算该序列的自相关函数和偏相关函数, 估计自回归滑动平均(ARMA)模型的阶数; 最后采用最小二乘法估计出模型的表达式, 并采用最终预测误差(FPE)准则对该表达式进行校验。试验结果和理论分析验证了该方法的良好效果。

                  PDF全文强激光与粒子束 | 2019,31(10):103219
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                  摘要

                  在网络作战体系中, 电磁泄漏探测是敌对双方都十分重视的领域。电磁泄漏探测分为主动探测和被动探测两种, 其中主动探测由发射源对外发射信号, 通过检测具体位置处的信号特征, 得到被测设备、系统或网络的泄漏信息或其它特征信息。针对一种主动传导电磁泄漏发射源进行分析, 结合其工作机理和具体的试验现象, 提出了对应的等效模型。该等效模型按工作频率的高低, 分为高频等效天线模型和低频等效电路模型两类, 通过理论分析了该模型的准确性, 通过电路仿真验证了等效模型的正确性。通过该模型研究, 可以为后续电磁泄漏探测的数据分析提供有力的分析手段。

                  PDF全文强激光与粒子束 | 2019,31(10):103218
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                  摘要

                  光子多普勒测速系统(PDV)常采用全光纤模式, 操作方便, 已成为材料超高压动态实验获取动力学特性的重要诊断技术。测速范围和精度与光电传感器和数据采集仪器有关, 激光到达靶面后返回光电转换器, 速度由多普勒引起的频率变化直接解读。聚龙一号装置是开展材料动态实验的重要平台, 放电电流峰值5~8 MA, 0~100%上升时间300~750 ns。在装置放电过程中, 靶室和大厅中的强电磁干扰可以达到10~300 MHz, 当干扰耦合进返回光信号后, 导致速度剖面解读困难。采用聚四氟乙烯绝缘膜和导电铝膜包覆测速探针很好地抑制了强电磁干扰信号对光信号的干扰, 大大提高了速度测量数据的有效性。

                  PDF全文强激光与粒子束 | 2019,31(10):103217
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                  摘要

                  随着高功率微波技术的发展, 电子设备面临强电磁辐射攻击的威胁越来越严重, 对电子设备的防护加固提出了更高要求, 临近空间飞行器及其放电效应是目前较少考虑的环节, 且缺少相应的环境试验条件。文章提出了一种将临近空间气体环境与高功率微波电磁环境相结合的方法, 在柱形真空罐内壁布置吸波材料, 使用MW级S波段微波源及辐射聚焦系统在腔室中心形成强电磁辐射区, 以便开展相关辐照放电试验研究。针对脉冲微波强场监测, 通过光纤电场探头测量小信号连续波的方式进行等效传递, 中心场强最高超过2 kV/cm。利用该试验装置可开展临近空间电子学系统在高功率微波辐照下的放电击穿研究, 对薄弱环节分析及防护加固提供帮助。

                  PDF全文强激光与粒子束 | 2019,31(10):103216
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                  摘要

                  物理隔离网络的电磁攻击手段, 其主要目标是建立与外部互联网的隐蔽连接通道。近年来跨越物理隔离网络的方法和工具被陆续公开, 相应的分析方法和检测手段也逐步被国内外安全团队提出。掌握漏洞才能掌握网络安全的主动权, 对比网络安全漏洞, 电磁漏洞定义为能对设备或系统造成损害的电磁因素。以物理隔离网络为例, 电磁漏洞主要指的是网络的硬件和系统缺陷, 利用这些缺陷可以直接建立或通过植入恶意软件建立能突破物理隔离的电磁信号的信息收、发隐蔽通道。通过广泛的漏洞挖掘与验证, 从物理信号类型、信息传递方向、信号生成与作用机理、漏洞利用方式以及漏洞检测方法上提出物理隔离网络电磁漏洞分类方法; 通过综合借鉴网络安全漏洞、电磁信息安全检测、物理隔离隐蔽通道等领域的研究方法, 提出电磁漏洞的研究方法; 从深化主动检测、群智漏洞挖掘、网络电磁安全融合、大数据监测等角度, 提出了物理隔离网络电磁漏洞库的建立方法。

                  PDF全文强激光与粒子束 | 2019,31(10):103215
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                  摘要

                  B-dot传感器因其频带宽, 体积小以及良好的稳定性而广泛应用于电磁脉冲(EMP)测量。任何理论模型与实际情况之间都存在差异, 因此B-dot传感器必须在实验室环境下进行标定。针对传统的时域标定方法存在的弊端, 提出一种基于输出误差(OE)模型的频域标定方法。该方法利用单输入单输出的OE模型传递函数来表征B-dot传感器的频响特性, 然后通过部分线性回归求得传感器实际工作的频率范围的灵敏度系数。经验证, 该方法能够有效避免因阻抗突变引起的过冲或振铃现象对标定精度的影响。

                  PDF全文强激光与粒子束 | 2019,31(10):103214
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                  摘要

                  电磁脉冲区域传播数值模拟是电磁环境效应分析的重要环节, 面临空间尺度巨大、多辐射源、复杂地貌等技术挑战。本文介绍了三维时域全波电磁模拟并行软件JEMS-FDTD的研制进展。在大规模并行计算FDTD方法的基础上结合自适应网格技术, 研制了一种适应于大区域电磁脉冲传播的高效时域全波计算方法。并基于该技术实现了千km2级城市电磁脉冲区域传播的数值模拟, 获取了全空间的时域电磁场信息, 验证了软件在电磁脉冲区域传播仿真应用中的可行性。

                  PDF全文强激光与粒子束 | 2019,31(10):103213
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                  摘要

                  为精确评价北斗用户机复杂电磁环境适应能力, 在分析北斗用户机工作机理及易攻击性的基础上, 构建了北斗用户机面临的战场复杂电磁环境, 进行了电磁干扰对北斗用户机信号捕获、跟踪环节影响的仿真和评估方法研究, 得到了某型北斗用户机定位成功率和通信成功率与电磁环境复杂度的关系, 对北斗用户机的推广应用具有重要的借鉴意义。

                  PDF全文强激光与粒子束 | 2019,31(10):103212
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                  按照不同平台构型来分类,无人机可主要有固定翼无人机和旋翼无人机(包括无人直升机和多旋翼无人机),其他小种类无人机平台还包括伞翼无人机、扑翼无人机和无人飞艇等。固定翼无人机是军用和多数民用无人机的主流平台,最大的优点是:航时更长、速度更快,飞行效率高,一旦失去动力还有一定机会靠滑翔降低下降速度减少坠机损失,缺点是需要专门的开阔地用于起飞降落,并且无法实现悬停;无人直升机是灵活性最强的无人机平台,可以原地垂直起飞和悬停;多旋翼(多轴)无人机是消费级和部分民用用途的首选平台,灵活性介于固定翼和直升机中间(起降需要推力),但操纵简单、成本较低。

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                    摘要

                    标定方法一直是线结构光三维测量系统研究的关键要素。重点讨论了线结构光传感器标定方法中的三个问题: 标定靶物、光平面标定方法以及标定精度评定方法的比较。首先, 总结了常用的标定靶物类型及其标定特点, 为标定靶物的选型提供参考;然后, 按照标定靶物和传感器标定时的相对运动关系, 将当前主要的光平面标定方法划分为三类, 分别是靶物与传感器位置关系固定不动的标定方法、靶物与传感器之间存在可控运动的标定方法以及靶物与传感器之间可自由移动的标定方法;其次, 系统归纳了现有标定精度的评定方法, 分析了各种方法的原理以及特点;最后, 总结了线结构光标定方法的发展现状, 指出线结构光自扫描测量系统和水下标定是线结构光传感器的发展趋势。

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                    摘要

                    作为空分复用的多芯光纤成为进一步增大光纤通信容量的最后一块处女地,近几年来格外引人注目,已经有了大量的关于解决扩容增速的报道。本研究围绕多芯光纤的基本性能,特别是在非光纤通信及其传感应用方面,给出了较为全面的综述。讨论了多芯光纤有关的问题,包括芯间耦合与串扰问题、多芯光纤的传输特性与弯曲特性、多芯光纤的分束与连接技术,以及多芯光纤的锥体耦合技术等多芯光纤在光通信技术领域涉猎的核心问题,同时也讨论了新型中空椭圆形多芯保偏光纤,并给出多芯光纤在大功率光纤激光器、光纤干涉方面的若干应用实例,重点介绍了多芯光纤在传感领域的若干应用。

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                    摘要

                    微结构光纤(MOF)在结构和性能上的优越性引起了国内外光纤研究人员的广泛兴趣,成为光电子学领域的前沿热点,并得到了快速发展。MOF根据结构可分为实芯MOF和空芯MOF,根据传输机理可分为全内反射型MOF、光子带隙型MOF和反谐振MOF等多种类型,在激光技术、光传感技术、光通信技术、光电子集成和光纤器件等领域具有重要应用。本文综述了MOF的发展历程,并对MOF的种类、传输机理、结构设计和拉制进行了全面分析和归纳,为未来MOF的研究及应用提供借鉴。

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                    摘要

                    随着图像内容不断丰富,由计算机产生的屏幕内容(SC)图像开始普及。针对这类图像,高效视频编码标准(HEVC)增加了调色板模式来提升对SC图像的压缩性能,但会增加计算复杂度和编码时间。提出了一种基于视频内容复杂度分析的自适应调色板模式快速决策算法。该算法将图像亮度分量分块,并用离散余弦变换(DCT)来衡量每个块的复杂度,然后根据复杂度值形成判别矩阵,最后根据判别矩阵结合编码单元的信息来自适应地关闭或启用调色板模式,以减少计算量和编码时间。根据实验结果,当参考编码器设为启用调色板模式时,本文算法能节省的总编码时间达到完全关闭调色板模式所节省时间的69.24%,而相同峰值信噪比下的码率差异(BDBR)平均增加0.33%,相同码率下的峰值信噪比差异(BDPSNR)平均下降0.03 dB,基本不影响视频质量。

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                    摘要

                    针对获取的高光谱图像空间分辨率较低的问题,设计了一种空间光谱联合稀疏表示的超分辨率方法:提取图像中不同的反射光谱,通过压缩感知字典学习算法得到强稀疏性、弱相干性的光谱字典;利用高光谱图像信号的稀疏性、非负性以及空间结构相似性,通过同步正交匹配追踪算法,从相同场景的高空间分辨率的低光谱图像求解得到稀疏编码矩阵;联合光谱字典和稀疏编码矩阵得到目标图像。由于联合使用高光谱图像的空间与光谱信息,仿真实验数据和真实实验数据结果表明,相比于传统方法和矩阵分解方法本文方法,能够有效重建图像细节信息与纹理结构,有效提高波段平均峰值信噪比、波段平均结构相似度以及光谱角映射,并且更好地保持光谱信息。

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                    摘要

                    通过不同的扫描策略激光选区熔化(SLM)成形了钛合金样件, 分析了扫描策略对成形精度的影响。结果表明, 成形件侧表面的粗糙度受扫描策略的影响较大, 单向和Z型扫描策略成形件平行于扫描方向的侧表面粗糙度小于垂直于扫描方向的; 螺旋线扫描策略成形件的整体翘曲偏差范围较小, 外形结构较精准; 三种扫描策略成形件的外形长宽尺寸比设计模型减小了1~2 mm, 而其他特征结构尺寸与设计模型相近。螺旋线扫描策略成形件的整体成形精度优于单向和Z型扫描策略。

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                    摘要

                    利用传递矩阵法(TMM)优化设计多种介质膜材料的单层、双层增透膜结构。利用Silvaco 软件的ATLAS 器件仿真模块建立基于优化增透膜结构的二维晶硅太阳电池结构。对比分析了具有不同单层、双层增透膜结构的晶硅太阳电池的光谱响应情况。结果表明:在200~1100 nm 波长范围内,由多种不同介质材料组成的双层增透膜比单层增透膜具有更小的光反射损耗;双层增透膜结构可有效降低晶硅太阳电池的光谱响应损耗,且性能优于单层增透膜情况。其中MgF2/ZnS 双层增透膜减反效果最好,对380~1000 nm 波长范围的入射光,可将上表面光反射率降低到5%以下。

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                    摘要

                    卷积神经网络已广泛应用于目标检测领域, 然而基于卷积神经网络的方法所需要的计算量大, 以至于此类方法难以在计算能力有限的平台上运行。为此提出了一种基于SSD(Single Shot MultiBox Detector)的快速检测方法, 即Faster-SSD, 该方法在计算量有限的平台上达到了实时检测同时保持高精度。将SSD的基础网络更换为ResNet-34; 在生成预测框阶段, 先求得满足条件的先验框, 再生成对应类别的预测框; 提出了一个可变最低阈值来减少计算量; 使用在线难例挖掘来去除简单样本。实验结果显示, 该方法在NVIDIA Jetson TX2上可以达到14 frame/s。

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                    摘要

                    二维光子晶体波导具有特殊的光子能带结构、可控色散、极小的几何尺寸和极强的非线性特性,近年来在非线性光学、光学逻辑门、全光缓存、光功率分束器、光子晶体激光器以及高灵敏度传感器等领域引起了广泛的关注。介绍了二维光子晶体波导的制备方法,总结了其传输损耗、多模耦合的自成像效应和慢光效应等方面的研究进展,并特别提到基于硫系玻璃这一特殊基质的二维光子晶体波导,最后展望了二维光子晶体波导的发展前景进行了展望。

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                    摘要

                    机载激光测深系统能够快速、高效地测量浅海、岛礁、暗礁及船只无法安全到达的水域,能够提供近岸全覆盖50 m水深测量;船载移动测量系统可以获得近岸浅海水底地形数据及近岸岛礁精细三维激光点云,二者数据在测量区域以及测量范围上具有一定的互补性。文中采用一种基于曲率特征点的改进迭代最近点(ICP)算法,将国产机载测深系统和船载移动测量系统获取的机载激光测深数据、多波束数据、三维激光扫描数据进行配准融合。结果表明,通过将二者数据进行配准融合,可以实现陆地、浅海区域海陆地形的全面精准描述、海陆基准统一,有助于海岛礁地形地貌认识、水下目标物探测及发现等。

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                    摘要

                    采用同轴送粉激光熔覆技术在Ti811表面制备了CeO2质量分数分别为0,1%,3%的TC4+Ni45+CeO2多道搭接激光熔覆层。采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分析了熔覆层的微观组织和物相,利用显微硬度计、摩擦磨损试验机和白光轮廓仪测试分析了熔覆层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层中的物相包括TiC、TiB2、TiB、Ti2Ni和α-Ti;随着CeO2加入量增加,熔覆层中的物相未发生改变;当CeO2添加量为0时,熔覆层内部组织粗大,显微硬度为590~640 HV,磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损;当添加CeO2的质量分数为1%时,熔覆层组织逐步细化,枝晶的方向性减弱,显微硬度为625~655 HV,磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损;当添加CeO2的质量分数为3%时,熔覆层中的增强相由树枝晶状、长条状、须晶状向颗粒状、层状、短棒状转变,且均匀弥散地分布于熔覆层中,显微硬度为560~575 HV,磨损机制主要为磨粒磨损。

                    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0903001
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                    摘要

                    运用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-311G (d)基组的水平上对Mg2Sin(n=1~9)团簇的多种可能几何构型进行了结构优化,获得了各个尺寸下团簇的最低能量结构,随后对最低能量构型的稳定性、红外光谱与拉曼光谱性质进行了理论研究。结果发现:当n≥3时,Mg2Sin团簇的基态构型均为立体结构;Mg原子的掺入提高了体系的化学活性;Mg2Si4与Mg2Si6是幻数结构;在相同的观察频段内,Mg2Si4团簇的红外光谱只有一个强振动峰,拉曼光谱强振动峰的个数较多且位于高频段内,其拉曼活性较强,与之相反,Mg2Si6团簇的红外光谱强振动峰个数较多,而拉曼光谱强振动峰则只有一个,表明其红外活性较强。

                    PDF全文光学学报 | 2014,34(03):0316002
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                    摘要

                    2~3 μm光纤激光在军事、传感、通信、生物医疗和环境监测等领域具有非常广阔的应用前景。利用稀土掺杂氟磷酸盐玻璃制备光纤是直接获得2~3 μm光纤激光的有效途径。本研究综述了国内外面向2~3 μm光纤激光应用的稀土掺杂氟磷酸盐玻璃光纤的研究概况,指出了研究中存在的问题,并对其发展前景进行了展望。

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                    摘要

                    利用多圈光电编码器具有体积小、量程大以及数字量输出等优点,设计了基于双读数系统的航天级多圈绝对式光电编码器。根据航天相机的精度要求,采用精度高、分辨率高的绝对式矩阵玻璃码盘作为一级码盘完成角度测量;根据电机转动的计数要求,采用重量轻,体积小的绝对式矩阵金属码盘作为二级码盘完成对一级码盘的转动圈数计数;其具有的双狭缝及双读数系统可实现信号处理电路冷备份。按照鉴定级航天产品要求,通过热学环境实验和力学环境实验对编码器性能进行了验证。实验结果表明,所设计的编码器精度范围为±100″内、分辨率为80″、测量圈数为16 圈、外形尺寸为φ 50 mm×50 mm、重量为270 g,稳定性高、可靠性强,且满足高分辨率航天设备设计指标。

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                    摘要

                    提出了一种基于单模-保偏-单模(SPS)结构的高灵敏度曲率光纤传感器,该传感器将保偏光纤(PMF)的两端熔接在两段单模光纤之间。研究了传感器的曲率传感性能,以及保偏光纤的长度对传感器曲率灵敏度的影响。结果表明,随着曲率的增大,传感器输出光谱出现明显红移现象;保偏光纤长度对传感器的曲率灵敏度有重要的影响,当保偏光纤长度为11 cm,曲率为0.43~1.37 m-1时,获得最大灵敏度为59.849 nm/m-1的传感器。与其他光纤结构的传感器相比,该传感器具有结构简单、易于制造、灵敏度高等优点,可用于结构健康监测传感领域。

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                    摘要

                    悬浮颗粒物粒径是重要的海洋光学参数,在以悬浮颗粒物为主的黄渤海海域,对水体生物、化学过程等起着重要的作用,该参数的卫星遥感反演也对海洋光学与水色遥感研究具有重要意义。利用2014年5月和11月的黄渤海47组实测数据,建立了基于静止海洋水色卫星(GOCI)波段设置的遥感反射率(Rrs)与悬浮颗粒物中值粒径(D50)反演模型,555 nm 波段幂函数的反演效果最佳,决定系数R2为0.72, 绝对误差SMAPE 为6.35%,经实测数据检验,均方根误差SRMSE约为0.17,相对误差变化范围为-5%~5%。对反演模型引入5%误差进行敏感性检验,绝对误差、均方根误差分别控制在2%以及0.002以内,具有较好的稳定性。将此模型运用于2013年6月GOCI卫星数据,反演出悬浮颗粒物中值粒径D50的时空分布图,呈现从近岸向远海粒径逐渐变大的趋势。

                    PDF全文光学学报 | 2015,35(09):0901008
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                    摘要

                    针对Mirau型干涉显微物镜中干涉平板的装配误差问题,建立了参考板倾斜时的干涉光强表征模型,通过对光瞳面内测试光束和参考光束的分割,求解参考板倾斜时干涉光强的积分表达形式,通过数值计算定量分析参考板倾斜度对干涉条纹包络、对比度的影响,并采用宽带光八步移相算法进行三维形貌复原,据此确定参考板倾斜误差的容限。设计了50×Mirau型干涉显微物镜的参考板倾斜验证结构,通过实验测量了标准台阶板,验证了仿真分析模型的准确性,确定了50×干涉显微物镜中参考板倾斜误差容限为1.5°。

                    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0904001
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                    摘要

                    研究了两个通过偶极-偶极力关联的两能级原子在单模腔场中的辐射谱,发现原子间偶极-偶极力的贡献;使辐射谱偏离关于中心频率的对称性.对真空场和强场情况作了细致的讨论.

                    PDF全文光学学报 | 1992,12(12):1089-1093
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                    摘要

                    采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了激光选区熔化成形CP-Ti和Ti-5%TiN复合材料在人工模拟体液Hank溶液中的腐蚀性能,结果表明:激光选区熔化成形CP-Ti主要由针状α-Ti相组成,加入的TiN颗粒不仅可以与钛基体形成良好的界面结合,还可以细化α-Ti晶粒并产生更多的晶界;在Hank溶液中,激光选区熔化成形Ti-5%TiN复合材料具有比激光选区熔化成形CP-Ti更好的耐腐蚀性能,这是因为作为微阴极的TiN颗粒均匀地分布在钛基体内,可以加速钛基体的阳极溶解过程,使Ti-5%TiN复合材料能够优先进入钝化状态。

                    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0902005
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                    摘要

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

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

                    飞秒激光微加工技术具有加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维微结构加工等优点,这些特性是传统的激光加工技术所无法取代的。首先回顾了激光微加工和超短脉冲激光技术的发展历史,然后介绍超短脉冲激光与金属和介质材料相互作用的机制,接着阐述了飞秒激光直写、干涉和投影制备等各种加工方法的原理,重点讨论飞秒激光在三维光子器件集成、微流体芯片制备及其在生化传感方面的应用等,最后展望了飞秒激光微加工领域所面临的机遇和挑战,指出了未来的研究方向。

                    PDF全文中国激光 | 2007,34(05):595-622
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                    摘要

                    光子晶体光纤(PCF),又称为多孔光纤(HF)或微结构光纤(MF),是一种单一介质,并由波长量级的空气孔构成微结构包层的新型光纤。光子晶体光纤呈现出许多在传统光纤中难以实现的特性,从1996年世界上制造出第一根光子晶体光纤以来,它便受到了广泛关注并成为近年来光学与光电子学研究的一个热点。介绍了光子晶体光纤的制作工艺、工作原理、基本特性、目前的研究重点和进展情况,重点评述了光子晶体光纤非线性光学方面的研究及其潜在的应用。

                    PDF全文中国激光 | 2006,33(01):57-66
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                    摘要

                    高分辨力空间相机的光学系统决定相机的外形尺寸和布局,为了相机的小型化、轻量化和结构稳定,针对某一种光学设计指标要求,分析比较多种光学系统结构是有必要的。本文针对在太阳同步轨道上用TDI CCD 推扫方式成像的高分辨力可见光相机,在设轨道高度为500 km,地面像元分辨力达到 0.5 m的情况下,用CODE V软件分析研究了6种可能的相机光学系统结构,得到了不同相对孔径和不同视场角的光学设计结果,并给出了可供参考的6种光学系统设计数据。指出在实际工程应用时,应根据不同的地面覆盖宽度的需求确定光学系统视场角,然后根据不同的视场角选定能满足这个视场角要求且尺寸最小的光学系统结构形式。

                    PDF全文光学 精密工程 | 2008,16(11):2164-2172
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                    摘要

                    综述了近年来棒状、盘片、光纤和热容等高平均功率全固态激光器的进展和国内近期的工作。围绕限制激光器输出平均功率提高和激光光束质量下降的热效应问题, 比较了各类激光器的优缺点。总结了减小或补偿无用热不利影响的现有技术手段, 指出减小激光器热效应可能的技术途径。

                    PDF全文中国激光 | 2009,36(07):1605-1618
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                    摘要

                    将相位检测面形术(PMP)用于大尺度、 高精度三维面形测量中。 采用文中提出的双向高度坐标校正法, 可以得到精确的物面三维坐标。 提出了一种新的基于洪水算法的图像拼接法, 采用此方法可以按最佳的途径将各子区域的高度分布合成整个物面的高度分布。

                    PDF全文光学学报 | 2000,20(06):792-796
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                    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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                    摘要

                    以GaN基功率型发光二极管(LED)为代表的半导体照明光源, 具有其他传统光源无法比拟的诸多优点, 被公认为21世纪最有价值的新型光源。充分发挥功率型LED的优势, 利用非成像光学进行面向实际应用的功率型LED封装光学系统设计, 以高端半导体照明光源的制造为突破点, 带动整个半导体照明产业的快速进步, 已成为半导体照明技术发展的战略选择。回顾了非成像光学的历史、研究进展以及在半导体照明中的应用, 并通过设计实例, 介绍了面向功率型LED光线耦合、二维给定光分布以及三维给定光分布问题的非成像光学系统设计原理与解决方案。

                    PDF全文中国激光 | 2008,35(07):963-971
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                    摘要

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

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

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

                      采用两个中心波长约976 nm准直输出的高功率半导体激光模块为抽运源,通过空间滤波和非球面透镜耦合技术,双端抽运长度为21 m的大模场面积国产掺镱双包层光纤,获得了714.5 W的高功率连续激光输出。采用反向抽运,当入纤抽运功率为760 W时,激光输出功率达到501 W;采用双端抽运,当入纤抽运功率为1137 W时,获得了714.5 W的高功率连续输出,光光转换效率为62.8%,斜率效率为67%。

                      PDF全文光学学报 | 2006,26(07):1119-1120
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                      摘要

                      提出一种在数字加权滤波和调制度分析基础上形成可靠性控制模板,并按可靠度排序进行位相展开的新方法。该法用于傅里叶变换轮廓术中,可以兼顾所求位相精度和位相展开的可靠度,适合复杂物体面形的测量。给出了傅里叶变换轮廓术对复杂物体面形测量的应用实例。

                      PDF全文光学学报 | 1998,18(09):1228-1233
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                      摘要

                      近年来,结构光三维成像技术被深入研究和广泛应用,通常采用的技术方案是投影一个载频条纹到被测物体表面,利用成像设备从另一个角度记录受被测物体高度调制的变形条纹图像,再从获取的变形条纹图中数字解调重建出被测物体的三维数字像。与全息三维成像对应,结构光三维成像过程也是两步成像过程,先获取物体被结构光条纹调制的二维图像,再从包含变形条纹的二维像中通过数字重建方法得到物体的三维数字像。主要回顾了本课题组在基于结构光三维成像技术研究中的进展,讨论了基于傅里叶条纹分析、相移条纹分析和动态过程三维成像的方法,给出了相关应用的实验结果,分析了结构光三维成像的特点以及该领域今后的发展动向。

                      PDF全文中国激光 | 2014,41(02):0209001
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                      摘要

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

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

                      研究了光在一维周期性介电材料中的传播特性, 指出传统的高反膜只是光子晶体的一个特例, 从而从光子晶体的角度对多层膜系的设计提出了一条新的思路, 同时研究了材料的介电常数以及结构与高反带带宽之间的关系。 最后通过在多层膜中引入掺杂(中间一层被另一种介质所代替), 得到第一能隙中掺杂模式的频率与掺杂材料的介电常数之间的对应关系, 由此提出一种精确测量介质介电常数的方法。

                      PDF全文光学学报 | 2000,20(06):728-734
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                      摘要

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

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

                      可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者定量分析,这种方法不仅精度较高,选择性强而且响应速度快,已经被用于大气痕量气体监测以及工业控制。在对空气中的痕量气体进行检测中,由于气体浓度较低,需要和长吸收光程技术相结合。将可调谐二极管激光吸收光谱与经过108次反射后达到27 m光程的多次反射池相结合研制了用于地面环境空气中甲烷含量监测的便携式吸收光谱仪,并结合了用于微弱信号检测的二次谐波检测技术,从而达到了体积分数低于1×10-7的检测限,并利用不同体积分数的甲烷气体对系统进行了测试,得到了很好的测试结果。

                      PDF全文光学学报 | 2006,26(01):67-70
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                      摘要

                      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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                      摘要

                      利用双面神结构实现形状转换是一种非常重要的方法。提出了一种通过控制飞秒激光扫描次数在pH敏感的水凝胶中制备形状可调的双面神微柱的方法,并探讨了该方法在信息加密、解密及显示方面的应用。结果表明:通过改变环境的pH值可使微柱表现出可逆的结构变形;激光打印技术的高灵活性使得微柱的空间布局、高度以及弯曲方向都能被灵活地控制,从而实现多种形状可转换的有序图案。

                      PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0902001
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                      摘要

                      基于透射式激光空气隙干涉原理,建立微位移测量系统,实现纳米分辨率的物体微小位移测量。利用外加微小位移并将前后光强度相减的图像处理方法,有效地提高激光干涉图像的信噪比,将掩没于杂散噪声中的干涉条纹提取出来。实验结果表明,该系统的相对位移测量分辨率优于10 nm,绝对位移测量不确定度优于5%。该系统结构紧凑,安装、使用方便,测量分辨率达到nm级,可实现快速、便捷、稳定的测量,适用于临时性的高分辨率精密位移测量需求。

                      PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0904006
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                      摘要

                      研究了一种复合光纤马赫-曾德尔外差干涉测量系统,并采用该系统对位移进行在线测量。基于光纤光栅只反射布拉格波长的特性,构建了两个独立但光程几乎重合的光纤马赫-曾德尔干涉仪。其中的一个马赫-曾德尔干涉仪用于完成测量工作,另一个马赫-曾德尔干涉仪用于监测环境干扰,补偿环境干扰对测量结果的影响,使测量系统适合用于在线测量。位于马赫-曾德尔干涉仪参考臂的声光调制器组可对参考光进行移频,当参考光与测量光会合时形成外差干涉信号,实现外差干涉测量。实验中,该系统对100 μm位移进行10次重复测量的标准差为6 nm。

                      PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0904007
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                      摘要

                      针对高功率激光的应用需求,提出一种新构型的低温激光放大器方案,采用低温液体侧面冷却三角形沟槽设计的块状Yb∶YAG晶体,抑制了介质内寄生振荡,改善了热管理效果,实现了放大器高效储能与提取,获得了能量为9.4 J、脉冲宽度为10 ns、重复频率为5 Hz、远场3.3倍衍射极限的激光输出,为后续更大能量的Yb∶YAG激光放大器设计提供了有益的参考。

                      PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0901008
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                      摘要

                      建立了激光-MIG复合焊接过程的三维瞬态传热和流体流动模型,分析了小孔行为、熔池温度场和流场演变过程的特点,探讨了激光电弧前后相对位置对熔池传热和流动的影响。模型考虑了焊枪倾角对熔滴过渡的影响以及多次反射对激光能量分布的影响。结果表明:小孔壁面向下流动经熔池底部反射后形成后向流动和逆时针环流;后向流动向熔池尾部输运热量和动量,增加熔池体积;而逆时针环流则冲击小孔后壁,降低小孔的稳定性。激光在前时,熔滴和电弧压力作用在小孔后方,并产生两个流动模式:朝向前方和四周的流动。朝向前方的流动增强了逆时针流动对小孔后壁的冲击作用,使得小孔坍塌现象更加严重;朝向四周的流动将热量输运至熔池两侧,增加了焊缝宽度。

                      PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0902003
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                      摘要

                      通过测试15个白光LED球泡灯的光谱分布及蓝光危害值、色温、功率、光效等参数,研究了灯源的蓝光危害值与光谱结构的关系,计算了叠加单色光光谱后新光谱结构的蓝光危害值。结果表明在长波段和短波段同时叠加两个不同幅值的单色光光谱时,可以得到色温基本保持不变、蓝光危害值降低的光谱结构光源,其显色指数得以提高,但光效变化略有降低,实现了通过优化光谱来降低白光LED球泡灯蓝光危害值、提高光源显色指数的目的。

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                      摘要

                      提出一种智能方法来分析风云三号A星(FY-3A)中分辨率光谱成像仪(MERSI)的长期响应衰变。该方法通过使用迭代加权多元变化检测(IR-MAD)算法识别同一区域、不同时相卫星图像的不变像元,基于这些不变像元的信号变化评估仪器在该时段的响应衰变。先用IR-MAD方法分析图像场景的不变像元,通过两幅图像不变像元的正交回归获取仪器的相对衰变;再对多个图像对的长时间序列进行分析,采用多项式拟合获得传感器衰变随时间的变化曲线。采用所提方法研究了FY-3A/MERSI北非地区和中国西北部地区的数据,并与其他相关研究得到的仪器衰变结果进行比较。结果显示,所提方法与其他方法获取的仪器衰减规律具有良好的一致性(差异在2%以内),而且从北非地区与中国西北地区得到的结果相吻合(大部分通道的差异在1%以内),验证了本文方法的通用性与可重复性。

                      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0912001
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                      摘要

                      针对化学气相沉积法制备的光纤组分变化范围受限的问题,介绍了近年来发展迅速的光纤拉丝法(MIT),并从预制棒芯原料为玻璃、半导体、晶体角度总结归纳近年来MIT法制备特种光纤的重要进展,分析了所制备特种光纤的性能和应用特点。最后对这种拉制光纤的方法存在的问题和未来发展趋势进行了展望。

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                      摘要

                      微纳光纤(MNF)是直径接近或小于光波长的一种新型光纤。近年来,微纳光纤因在光流控传感器方面的重要应用受到了广泛关注。首先简要介绍了微纳光纤的制备方法和导波特性,然后重点介绍了强度调制型和相位调制型光流控微纳光纤传感器在高灵敏、快响应、小尺寸生化传感中的研究进展,最后对光流控微纳光纤传感器的研究及应用进行了总结及展望。

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                      摘要

                      近年来,掺镱大模场光子晶体光纤由于在高峰值功率皮秒超快激光放大器方面的重要应用而受到广泛关注。简要分析了掺镱大模场光子晶体光纤的研制难点,介绍了国内外掺镱大模场光子晶体光纤的研究进展,以及应用于掺镱大模场光子晶体光纤制备的掺镱石英玻璃芯棒制备方法及其光学、光谱性能,重点介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所基于溶胶-凝胶工艺制备大直径、低数值孔径掺镱石英玻璃芯棒玻璃,以及大模场掺镱光子晶体光纤的制备及其用于皮秒脉冲激光放大的研究进展。最后对掺镱大模场光子晶体光纤的研发及应用进行了总结及展望。

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                      摘要

                      提出了一种使用飞秒激光直写掩模加工微柱阵列的方法。利用高重复频率飞秒激光的热氧化效应在硅表面制作出二氧化硅点阵列,然后经氢氧化钾刻蚀得到微柱阵列。相比于传统的制作微柱阵列的方法,使用飞秒激光直写掩模制作微柱阵列的方法工艺简单,成本更低。此外,探究了激光功率、曝光时间和氢氟酸蚀刻对掩模尺寸的影响。这种微柱阵列在减反、传感等领域具有很好的应用价值。

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                      摘要

                      石墨烯材料的发展将光电子学、微纳米技术和材料物理学紧密联系在一起。作为一种柔性薄膜,石墨烯材料在光纤光波导平台上的组装更加方便。近年来,基于石墨烯的光纤功能器件以其丰富的功能推动着光电子学科的发展。重点关注当前广泛应用的传感、激光和非线性器件,介绍了石墨烯及其相关材料的制备工艺和与光纤结合的方法。通过对国内外相关研究成果的综述,充分展现了石墨烯光纤器件的性能和应用优势。

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                      摘要

                      微结构光纤(MOF)在结构和性能上的优越性引起了国内外光纤研究人员的广泛兴趣,成为光电子学领域的前沿热点,并得到了快速发展。MOF根据结构可分为实芯MOF和空芯MOF,根据传输机理可分为全内反射型MOF、光子带隙型MOF和反谐振MOF等多种类型,在激光技术、光传感技术、光通信技术、光电子集成和光纤器件等领域具有重要应用。本文综述了MOF的发展历程,并对MOF的种类、传输机理、结构设计和拉制进行了全面分析和归纳,为未来MOF的研究及应用提供借鉴。

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                      摘要

                      基于各种光学玻璃材料的微球激光器是一种回音壁模式的微纳激光器件。近年来,因其具有激光阈值低、线宽窄以及利于集成化等特点而得到广泛关注。石英玻璃以及各种类型的多组分玻璃微球激光器相继被报道。本文简要介绍玻璃微球腔的制备方法以及石英玻璃和各种多组分玻璃微球激光器的最新研究进展。

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                      摘要

                      单晶光纤(SCF)是体块晶体与常规光纤的结合体,拥有优异的物理和化学性能以及良好的热管理能力,已经逐渐成为固体激光领域的研究热点。详细介绍两种主要的单晶光纤生长方法:激光加热基座(LHPG)法和微下拉(μ-PD)法,以单晶光纤制备及单晶光纤激光器研究为主线,对国内外的研究现状进行综述。最后,结合目前研究基础,分析单晶光纤的研究前景及发展趋势。

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                      摘要

                      硫系玻璃具有红外透过范围宽、非线性系数高、易光纤化等特点,在中红外光子集成、光纤光源、传感等光学领域极具应用前景。随着红外光学的发展,硫系玻璃及其光纤研究取得了许多进展。为此,综述低损耗硫系玻璃光纤制备及其在光纤器件(耦合器、合束器、传像束和光纤光栅)和光纤光源、光纤传感等方面的研究进展,分析存在的问题,并展望未来发展方向。

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                      摘要

                      研制了一套结构简单、易于操作的条纹反射测量系统,用以测试Angel型龙虾眼X射线镜片的面型。通过电荷耦合器件(CCD)相机拍摄40 mm×40 mm口径的龙虾眼镜片的条纹反射图像,计算得到了龙虾眼镜片面型的斜率误差分布,并通过积分得到了龙虾眼镜片的面型误差均方根及峰谷值,分别为0.81 μm和6.34 μm。该结果与Zygo干涉仪得到的面型分布规律大体一致。基于条纹反射方法重复测量面型得到的均方根和峰谷值的标准差分别为0.017 μm和0.11 μm,验证了条纹反射方法测量龙虾眼镜片面型的可行性。利用蒙特卡罗方法对待测龙虾眼镜片的面型误差进行X射线聚焦成像模拟,得到面型误差引起的弥散十字焦斑的半峰全宽为0.23 mm,对应的角分辨率为2.11''。该光学测量系统的建立为龙虾眼镜片的球面热成形提供了参考依据。

                      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0934001
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                      摘要

                      中红外波段光纤激光光源在基础科学研究、光通信、生物医疗、环境监测以及国防安全领域有着重要应用。超连续谱(SC)激光光源和稀土离子掺杂光纤激光器是目前研究得较多的两类中红外波段激光光源。面向该类光源的应用需求,笔者研究组经过大量实验探索,筛选出一种具有较高稳定性和较高损伤阈值的氟碲酸盐玻璃光纤,并利用其作为非线性介质研制出了光谱范围覆盖0.6~5.4 μm宽带的SC激光光源和平均功率约为20 W、光谱范围覆盖1~4 μm的SC激光光源;制备出具有较强抗潮解能力的Ho 3+离子掺杂AlF3基玻璃光纤,并利用其作为增益介质,获得了波长约为2868 nm的激光输出;研制出具有较低声子能量的Ho 3+离子掺杂InF3基玻璃光纤,并利用其作为增益介质,获得了波长约为2875 nm的激光输出。总结了氟碲酸盐玻璃光纤、AlF3基玻璃光纤和InF3基玻璃光纤的特点及相应激光器的研究进展。

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                      摘要

                      An all-optical light–control–light functionality with the structure of a microfiber knot resonator (MKR) coated with tin disulfide (SnS2) nanosheets is experimentally demonstrated. The evanescent light in the MKR [with a resonance Q of 59,000 and an extinction ratio (ER) of 26 dB] is exploited to enhance light–matter interaction by coating a two-dimensional material SnS2 nanosheet onto it. Thanks to the enhanced light–matter interaction and the strong absorption property of SnS2, the transmitted optical power can be tuned quasi-linearly with an external violet pump light power, where a transmitted optical power variation rate ΔT with respect to the violet light power of 0.22 dB/mW is obtained. In addition, the MKR structure possessing multiple resonances enables a direct experimental demonstration of the relationship between resonance properties (such as Q and ER), and the obtained ΔT variation rate with respect to the violet light power. It verifies experimentally that a higher resonance Q and a larger ER can lead to a higher ΔT variation rate. In terms of the operating speed, this device runs as fast as 3.2 ms. This kind of all-optical light–control–light functional structure may find applications in future all-optical circuitry, handheld fiber sensors, etc.

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                        摘要

                        针对高光谱数据量大、信息冗余严重的现象,应用稳定竞争性自适应重加权采样(sCARS)、连续投影算法(SPA)、遗传算法(GA)、迭代保留有效信息变量(IRIV)和稳定竞争性自适应重加权采样结合连续投影算法(sCARS-SPA),从全波段光谱数据中筛选特征变量,并利用全波段和特征波段建立偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)模型预测土壤有机质含量。结果表明, PLSR和SVM模型结合特征变量选择,不仅提高了模型运算效率,而且模型预测能力较全波段均有一定提高;RF模型采用特征变量建模,对模型精度的提高不是十分明显,但其构建模型的变量数量却显著减少,大大提高建模效率。RF模型精度优于SVM和PLSR模型,IRIV结合RF建立的土壤有机质含量预测模型,变量数仅63个,校准集和验证集模型决定系数(R2)分别为0.941和0.96,验证集相对分析误差(RPD)为4.8。与全波段建模相比,特征变量选择和回归方法相结合,在保证模型精度的同时,可有效提高建模效率。

                        PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0930002
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                        摘要

                        经典移动曲面滤波算法可以对多种地形取得较好的滤波效果,但是移动曲面取格网内最低点作为地面点仍存在粗差问题,本文提出置信区间检验方法,利用残差,均方差和置信概率作为参考值,选择最佳的初始种子点;并采用格网重叠方式改进相邻格网间板块化问题,同时应用分层聚类自适应阈值确定方法确定高差阈值。对特殊种子点不足拟合曲面的特殊格网,建立平面,设置阈值判断平面是否满足条件。对改进型移动曲面滤波

                        PDF全文 光学学报 | 2020,40(03):032801
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                        摘要

                        管激发X射线荧光CT成像研究中,探测角度的改变可有效降低康普顿散射引起的背景噪声,从而改善探测灵敏度,提高信噪比。基于此,本文详细研究了探测角度与多针孔管激发X射线荧光CT成像系统信噪比之间的关系:基于Geant4设计了一套多针孔准直XFCT系统,通过改变管电压Vsrc,ROI区域直径DROI,金纳米溶液浓度ρ等三个参数,模拟了60°、90°、120°、150°等4个角度下Kα1=68.8keV 的X射线荧光投影数据和散射噪声的探

                        PDF全文 光学学报 | 2020,40(01):011109
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                        摘要

                        近十几年来,中国近海频繁暴发的大规模绿潮事件严重影响海洋生态环境并造成巨大经济损失。利用卫星遥感技术可以准确获取绿潮的位置、面积和漂移路径等信息,这为绿潮灾害的早期发现、动态跟踪以及灾后评估等提供技术支持。因此,结合静止水色卫星GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)传感器的波段特征,本文基于缨帽变换方法设计了一种简单有效的绿潮指数算法(Green Tide Index based on TCT,TCT-GTI)

                        PDF全文 光学学报 | 2020,40(03):030101
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                        摘要

                        数字图像相关方法是一种重要的位移和应变非接触式测量方法。为了准确地对物体的非均匀应变进行测量,在数字图像相关方法中引入了位移最小一乘拟合。针对最小一乘拟合解析法难以求解的困难,采用基于模拟退火的混合粒子群算法进行求解。通过虚拟剪切带数值实验和相似材料断层滑移实验,对比了非均匀变形条件下最小一乘拟合和最小二乘拟合的应变测量结果。研究发现,对于非均匀应变测量,最小一乘拟合的结果要优

                        PDF全文 光学学报 | 2020,40(03):031201
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                        摘要

                        实现脉冲星导航首先需要对脉冲星进行高精度测量,而脉冲星辐射的X射线相干时间极短,到达卫星探测器的光通量极低,必须在极弱光条件下实现强度关联探测来获取脉冲星信息。针对这一问题,使用可见光模拟源进行了强度关联干涉测量实验研究,获取二阶干涉条纹并得到了对应的角直径,分析了符合计数对测量误差的影响,以及探测系统的空间和时间分辨率对强度关联干涉测量结果的影响,为脉冲星X射线强度关联探测系统

                        PDF全文 光学学报 | 2020,40(01):011108
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                        摘要

                        基于近红外H2O的吸收光谱,开发了一种同时测量高速气流温度、速度及组分浓度等参数的方法并在超声速燃烧场开展了应用研究,分析了超声速燃烧场中存在的现象及规律。基于扫描波长调制光谱技术,利用两条H2O吸收谱线在超燃直连台隔离段和扩张段中开展了实验研究,实现了气体速度等参数的同步测量。燃烧室点火后,隔离段内无激波时,气流速度、温度、压强和H2O组分浓度测量值与预测值基本吻合,相对偏差分别小于3

                        PDF全文 光学学报 | 2020,40(03):033001
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                        摘要

                        通过波导模式下的光子格林函数展开,将其与分子的量子光学形式结合起来,理论分析和计算了槽型波导耦合结构中单分子及多分子的拉曼增强因子;以平均增强因子、珀赛尔因子、波导收集百分数为主要性能参数,对比了独立槽型波导和复合型槽型波导的差异。验证表明:复合型槽型波导获得显著更高的拉曼增强因子(相对于槽型波导提高了2到3个数量级),主要是由于电场、珀塞尔因子、光物质相互作用体积和拉曼信号收集

                        PDF全文 光学学报 | 2020,40(03):031301
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                        摘要

                        针对传统单幅图像去雾算法容易受到雾图先验信息制约而导致颜色失真,以及深度学习去雾算法受网络模型限制存在去雾残留等问题,本文提出了一种基于双域分解的多尺度深度学习单幅图像去雾方法,该方法设计了一个包含低频去雾子网和高频去雾子网的多尺度深度学习网络模型。首先采用双边滤波器对有雾图像进行分解,得到雾图的高频子图和低频子图;然后通过设计的网络模型分别学习雾图高低频子图与高低频透射率之间

                        PDF全文 光学学报 | 2020,40(02):021003
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                        摘要

                        傅里叶变换是干涉图分析处理的常用方法,由于截断效应,对样本数据直接进行傅里叶变换会导致频谱泄露,常采用加切趾函数的方法减小泄漏影响。本文首先分析多种常见切趾函数的性能,研究切趾函数主瓣宽度与旁瓣衰减对频谱泄漏的影响;在此基础之上,提出一种基于零阶贝塞尔函数加权的三角窗切趾函数,通过对三角窗函数加权,使其旁瓣衰减加快。实验结果表明:采用本文提出的改进的三角窗切趾函数能有效抑制频谱

                        PDF全文 光学学报 | 2020,40(03):030701
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                        摘要

                        基于光波在PT(parity-time;简称PT)对称波导中传输的理论模型,数值研究高斯光波在高斯型PT对称克尔非线性平板波导中的控制特性。PT对称波导要求其折射率分布呈现偶对称,而增益/损耗分布呈现奇对称。研究结果表明:在PT对称波导中,基阶高斯光波传输随着折射率分布强度的增加,传输会出现越来越稳定的特性,而且光波在传输的过程中,光束由波浪形向前传输逐渐转变为直线形传输方式。二阶高斯光波在PT对称波导

                        PDF全文 光学学报 | 2020,40(03):031901
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                        摘要

                        为了研究煤烟凝聚粒子对量子卫星通信性能的影响,根据煤烟凝聚粒子等效模型对粒子消光特性进行分析,结合粒子质量浓度转换公式建立了传输距离、粒子数量浓度与链路衰减、振幅阻尼信道容量、纠缠保真度和信道误码率之间的关系并进行仿真。仿真结果表明,当传输距离为2 km时,煤烟凝聚粒子数量浓度从2.22×1012 m-3增加到1.11×1013 m-3,链路衰减从0.396 dB增加到2.47 dB,振幅阻尼信道容量和纠缠保真度均有不同

                        PDF全文 光学学报 | 2020,40(03):032701
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                        摘要

                        为提高复杂场景下目标跟踪的鲁棒性,解决因光照变化、目标形变、尺度变化和遮挡等因素导致的目标跟踪失败问题,提出了一种自适应特征融合的多尺度核相关滤波目标跟踪算法。该算法首先通过两种不同的特征分别训练两个核相关滤波器,接着利用它们响应的峰值旁瓣比和相邻两帧之间的响应一致性获得融合权重,同时采用自适应加权的融合策略将它们的响应结果进行融合,完成目标的位置估计;然后以此为中心进行多尺度

                        PDF全文 光学学报 | 2020,40(03):031501
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                        摘要

                        为解决现今激光制导武器指示器指示效率低下、单次指示集群目标能力差等问题,本文从光束偏转控制和光束角度放大技术的原理出发,以液晶相控阵和多路复用体全息光栅为控件,设计了可用于多目标指示的大角度激光光束偏转控制系统;分析了影响液晶相控阵光束偏转特性的参数的选取规则,确定了大角度光束偏转系统的设计方法,模拟了激光多目标指示系统的指示过程,并对系统误差来源及误差修正方法进行了理论分析和

                        PDF全文 光学学报 | 2020,40(03):032301
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                        摘要

                        采用脉冲激光偏移镁侧并添加铜中间层的方法实现了镁/钛对接激光焊,研究了界面元素扩散及反应特点。对比分析了添加不同厚度铜中间层对接头组织和力学性能的影响规律及引起接头断裂的主要原因,从而实现接头组织与性能的调控。结果表明,铜中间层的加入改善了焊缝/钛界面处组织结构,提高了界面附近Ti-Cu化合物的含量。随着铜中间层厚度的增加,界面处Ti2Cu反应层的厚度逐渐增加并变得连续,同时接头的断裂位置

                        PDF全文 中国激光 | 2020,47(01):010205
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                        摘要

                        同轴送粉激光熔覆由于熔覆层力学性能良好和加工余量小,适用于高端制造领域工件的成形与修复,但全过程的稳定受诸多因素影响,且因素之间存在复杂耦合关系,导致工艺参数难以寻优。通过设计以过程参数(激光功率、送粉速度、扫描速度)为输入、以反映熔覆形貌和质量的特征参数为响应的中心复合实验(CCD),对比分析了响应曲面法的回归模型与神经网络对单道熔覆结果的预测效果。在此基础上,采用多目标优化算

                        PDF全文 中国激光 | 2020,47(01):010204
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                        摘要

                        非量测的多视组合相机具有成本低、高分辨率、高影像采集频率的特点。为了满足高精度测量和三维重建的目的,需要高效率、稳健、高精度标定各子相机的内参数以及子相机间的相对位置和姿态。为了提高大视场靶标场标志点自动编码的容量和效率,设计了自编码标志和普通标志,建立了以自编码标志作为编码基准、以普通标志点作为控制点靶标的室内靶标标定场。提出自编码标志和普通标志点的自动编码方法,基于“同名点

                        PDF全文 中国激光 | 2020,47(01):011003
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                        摘要

                        传统集成成像显示技术存在深度反转问题,因而需要进行二次成像。本文提出了一种无深度反转的集成成像一次拍摄方法,该方法采用离轴平行式集成成像拍摄结构对三维(3D)场景进行拍摄,通过设计合理的拍摄参数和图像元重排,生成无梯形畸变的图像阵列(EIA),直接用于集成成像显示,解决了传统集成成像的深度反转问题,避免了复杂且繁琐的图像校正和二次成像过程,可快速生成具有正确深度信息的EIA。该方法所获取的

                        PDF全文 中国激光 | 2020,47(01):010902
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                        摘要

                        针对无人船海上近距离实时性避碰检测的需求,发展了一种基于三维激光雷达的无人船障碍物自适应栅格表达方法。根据无人船周边环境障碍物的激光雷达点云分布,建立障碍物密集度和障碍物表达时间与栅格地图分辨率之间的函数关系,自适应确定适中的地图分辨率,构建栅格地图;对三维激光雷达点云数据进行降维处理,将三维激光雷达点云投影到栅格地图,减小数据量,提高障碍物检测效率。进一步,利用三维激光雷达开

                        PDF全文 中国激光 | 2020,47(01):011002
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                        摘要

                        在室温环境下,实验采用Nd:YAG光纤脉冲激光器辐照银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)三种金属薄膜,制备出对应的三种金属纳米颗粒。通过调节激光扫描速率实现三种金属纳米颗粒局域表面等离子体共振(LSPR)波长和强度的调谐。其中,Ag纳米颗粒在可见光波段等离子体吸收峰的波长和强度均表现较宽的调谐范围,Cu纳米颗粒在可见光波段等离子体吸收峰的波长和强度均表现较弱的调谐范围,Al纳米颗粒在紫外光波段等离子

                        PDF全文 中国激光 | 2020,47(01):010301
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                        摘要

                        本文搭建了基于 2.3 μm中红外可调谐二极管激光器的一氧化碳(CO)光声光谱测量系统,选取4300.699 cm-1处的CO吸收谱线作为传感目标。为了克服CO分子弛豫时间较长对测量的影响,在实验气体中混入水汽以增强光声信号。通过优化调制参数,确定系统的最佳调制振幅和调制频率分别为4.29 cm-1和785 Hz。在最优实验条件下,所选谱线的二次谐波信号与CO浓度间具有良好的线性关系,其线性度为0.994,并利用该关系反演

                        PDF全文 中国激光 | 2020,47(01):011102
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