1 长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，吉林 长春 130022
2 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
3 天津津航技术物理研究所，天津 300309
减反射微纳结构表面具有宽光谱、宽角度抗反射的优异光学性能，在光电池、光探测领域有广阔的应用前景。但微纳结构表面的周期结构单元微小，容易受到外界环境影响而损伤。为增强微纳结构表面微纳结构单元的机械稳定性，提出并制备了复合网栅减反射微纳结构表面，在硅基底上构建氧化硅复合网栅结构，实现了对内部微纳结构单元的保护作用。经过光学反射率测试，所制备的复合网栅微纳结构表面在3~5 μm宽谱段、0°~40°宽角度内的平均反射率小于4%。此外，利用胶带剥离法测试网栅结构对微纳结构的保护作用，实验结果表明，带有网栅结构的微纳结构形貌并未产生损伤且减反射性能保持良好，最终证明设计的网栅结构具有力学保护性能。该研究将有助于推动微纳结构表面在高精度光学探测领域内的应用。
减反射微纳结构 复合网栅结构 光学性能 力学保护 光学学报
2023, 43(16): 1623024
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国第一汽车集团有限公司研发总院，吉林 长春 130013
为了提升无人机机载光电吊舱在特殊工况条件下的自主侦察能力，本文结合实际工程项目研发了适用于机载光电吊舱的目标定位技术，并在嵌入式GPU（Graphics Processing Unit，型号为Jetson-TX2i）上实现了功能验证。首先，提出一种改进的SURF（Speeded Up Robust Features）算法与GPU加速数字图像处理方案，对不同焦距下获取的两幅图像进行实时特征检测与匹配。接着，利用几何交比不变性校正图像边缘畸变特征点的位置信息。最后，使用最小二乘法估计目标深度信息并结合四元数空间模型确定目标姿态信息，从而实现目标定位。实验结果表明，改进的SURF算法在特征匹配方面，精度和速度都优于经典的SURF算法。若角点特征位置误差控制在一个像素以内，深度误差不超过2%，方位角、俯仰角和滚转角的角度误差分别小于4°，5°和2°，这一误差满足机载光电吊舱的目标定位准确性需求。此外，处理一组（两帧）分辨率为1080P的图像，利用GPU加速可以将处理时间提升至74 ms，这一速度满足机载光电吊舱数据处理的实时性需求。
特征提取 特征匹配 目标定位技术 姿态 feature extraction feature matching targeting technology attitude
1 长春理工大学物理学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学重庆研究院，重庆 401122
3 微光夜视技术重点实验室，陕西 西安 710018
4 昆明物理研究所，云南 昆明 650221
5 埃因霍芬理工大学光电子集成研究中心，荷兰埃因霍芬 5600 MB
6 埃及国家天文与地球物理研究所空间太阳能研究部，埃及开罗 11421
为了对电子束泵浦钙钛矿量子点器件的建模与设计提供理论支撑，探究了电子束泵浦钙钛矿量子点膜层发光的微观过程，揭示了其能量转化模型与发光机理。首先从理论层面分析了电子束泵浦钙钛矿量子点发光与激射的微观物理过程，指出电子束泵浦量子点发光的激射阈值与发光阈值是构建其能量转化模型所需检测的宏观物理约束边界。分析讨论了其激射阈值与发光阈值的有效检测方法，并多次开展了具体的评估实验。最后，结合检测物理约束边界，模拟并构建了钙钛矿量子点膜层内部发光能量转化效率、纳米晶极化分布随电子束泵浦强度变化的关系。
量子光学 钙钛矿量子点 电子束泵浦 随机激射 发光效率 极化分布 光学学报
2022, 42(19): 1927001
长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室, 吉林 长春 130022
利用原子层沉积技术共形生长的特点,同时利用自组装掩模刻蚀技术,在单晶硅基底上制备了具有低深宽比和满占空比特点的Al2O3-Si复合微纳结构表面。光谱反射率测试结果表明,在底端满占空比、微结构深宽比接近1∶1的情况下,入射角在8°时复合微纳结构表面在3~5 μm谱段的平均反射率小于3.5%。纳米压痕测试结果表明,Al2O3-Si复合微纳结构表面的弹性恢复率较单一硅基底结构增加10.14%,证明沉积氧化铝薄膜具有提升抗反射微纳结构力学性能的作用。
薄膜 复合微纳结构表面 氧化铝原子层沉积 中红外抗反射 弹性恢复率 光学学报
2022, 42(10): 1031001
1 南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室, 江西 南昌 330063
2 西北工业大学凝固技术国家重点实验室, 陕西 西安 710072
通过激光立体成形得到了Inconel 718合金沉积态和固溶态试样,研究了时效温度及时效时间对δ相尺寸、形貌和体积分数的影响。结果表明,沉积态试样δ时效处理时,δ相首先在枝晶间的Laves相周围以短针状的形态析出,不形成长针状的穿晶δ相;固溶态试样δ时效处理时,在890 ℃下长时间时效处理可形成穿晶的δ相,而950 ℃下时效处理时δ相只在晶界处以短棒状析出。固溶态试样δ相析出的孕育期延长,且时效结束后形成的δ相体积分数较小。沉积态和固溶态试样中δ相的析出表观激活能分别为1917 kJ·mol
-1和1867 kJ·mol
-1。
激光技术 激光立体成形 镍基高温合金 δ相; 析出规律 中国激光
2018, 45(12): 1202009
1 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
2 中国科学院大学, 北京100049
中国科学院近代物理研究所承担的强流重离子加速器装置目前已进入了初步设计阶段。增强器作为该装置的主加速器, 可利用双向涂抹技术将238U35+束的粒子数累积至1.0×1011, 并将其从注入能量为17 MeV/u加速至高能量, 引出能量的范围为200-835 MeV/u。为了提供s量级的准连续束以开展辐照实验, 增强器中设计了慢引出系统, 该系统将采用三分之一共振与RF-knockout的引出方法。同步加速器中有两种不同种类的六极磁铁, 用于实现色品校正与共振驱动, 并在设计中考虑了两者能同时运行并互不影响。针对增强器中不同引出能量的238U35+束, 对其相应的稳定接受度模拟结果进行了比较, 并给出了在引出静电偏转板处的光学匹配参数, 这将为增强器中重离子束的慢引出及放射性次级束流分离器的入口光学设计提供重要的理论依据。
RF-knockout 慢引出 界轨 增强器 RF-knockout slow extraction separatrix BRing MAD-X MAD-X 强激光与粒子束
2018, 30(10): 105104
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院航空光学成像与测量重点实验室，吉林 长春 130033
目前基于TDI 方式的电子像移补偿方法中曝光期间电荷包以行为步长进行转移，使电荷包移动和像移之间存在较大的非同步效应，降低了补偿效果。为了提高像移补偿效果，首先分析了目前基于TDI 方式的电子像移补偿方法中电荷包移动的离散性对补偿效果的影响，提出了一种改进的电子像移补偿方法，从而可以大大减小电荷包和像移之间存在的非同步效应，对比两种方法调制度，从理论上证明了其对补偿效果的提高作用。给出了改进式的电子式像移补偿方法的驱动时序图，通过室内模拟不同像移补偿实验进行了两种方法的验证，分别比较采用两种像移补偿方法图像的清晰度。结果表明，改进式电子像移补偿法图像调制度平均值47/96大于传统像移补偿法图像调制度平均值1/3，改进式像移补偿法图像清晰度平均值为0.550 2大于传统像移补偿法图像清晰度平均值0.475 3。可以看出，改进式的像移补偿方法相对于传统TDI像移补偿方法,效果明显改善。
全帧型面阵CCD 像移补偿 驱动时序 非同步效应 full-frame type area array CCD image motion compensation drive timing non-synchronized effects
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院航空光学成像与测量重点实验室,吉林 长春 130033
为了设计一种支持电子式像移补偿功能的高帧频大面阵CCD驱动电路，满足像移补偿功能。论文首先给出了大面阵CCDFTF5066M的基本驱动电路，然后在其基础上通过增加一个“像移补偿时序发生器”与主时序发生器SAA8103配合工作来实现电子像移补偿，给出了“像移补偿发生器”内部设计结构，所增加的像移补偿时序发生器只用于产生曝光期间所需的几个垂直转移驱动时序和转发SAA8103 产生的时序信号。选择了FPGA作为像移补偿时序发生器，并且进行了时序仿真。最后对设计的驱动电路进行了室内像移补偿实验验证，取得了很好的补偿效果，该驱动电路系统支持最大帧频可达2.7 F/s,信噪比达到了66 dB。该驱动电路能方便地选择输出通道数量和输出方式，使相机适用于不同的场合。
面阵CCD 驱动电路 像移补偿 时序驱动 area array CCD drive circuit image motion compensation timing-driven
长春理工大学 理学院 国际纳米光子学与生物光子学联合研究中心，吉林 长春 130022
以氯化锌、氯化镉、氢氧化钠为原料，采用水热法合成Cd掺杂纳米花状ZnO光催化剂，并通过该样品对罗丹明B水溶液的降解来研究其光催化活性。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)、光致发光谱(PL)及紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等测试手段对材料物性进行表征。实验结果表明：当掺杂Cd2+时，样品形貌发生变化、粒径减小; 掺杂Cd2+后的ZnO的吸收边和紫外峰对比于纯ZnO均发生红移，禁带宽度由324 eV 减小到316 eV。通过光催化实验分析可知，掺杂后纳米ZnO光催化剂对罗丹明B 水溶液的降解率有所提高，光照3 h其降解率高达98%，说明与纯ZnO相比，Cd掺杂ZnO纳米花具有更高的光催化活性。
氧化锌 Cd掺杂 光催化 ZnO Cd-doped photocatalytic
