中国计量大学计量测试工程学院，浙江 杭州 310018
针对共程Tolansky干涉测量中出现的干涉圆环嵌套问题，基于多光束反射原理建立了分析模型，通过将MATLAB的仿真实验和实体双臂Tolansky干涉系统相结合的方式进行交叉验证，结果显示嵌套环确实是由光束在干涉分光镜和干涉反射镜之间来回反射产生的多光束干涉造成的。由仿真和实验的验证显示可知，通过合理调整干涉分光镜的透射率、反射率和干涉反射镜的反射率可以对嵌套现象进行有效地抑制，为后续利用共程Tolansky干涉进行精密测量提供了理论和实验指导。
物理光学 Tolansky干涉 共程干涉 非定域 圆环嵌套
1 中国计量大学 计量测试工程学院, 浙江 杭州 310018
2 中国计量科学研究院, 北京 100013
利用光学拍频法可实现稳频He-Ne激光波长稳定度的测量以及波长不确定度的评定。报道了一种可应用于测量现场的便携式633nm激光波长评价系统, 介绍了拍频测量技术原理、激光波长评价系统的基本构成以及与非便携式的传统拍频系统测量激光波长的比对结果。波长评价系统对传统光学拍频光路部分进行了改进并集成为一个便携测量系统, 系统采用了全新设计的集成式光学拍频模块、小型化高精度频率计以及频谱监测仪器实现了高信噪比拍频信号的产生、计数与监测, 并自主开发了拍频测量数据采集、处理与分析软件。实验结果表明该系统能够在测量现场实现激光波长的稳定度以及不确定度评价, 提升了现场测量的便捷性以及测量效率。
计量学 激光波长测量 光学拍频 阿伦方差 metrology laser wavelength measurement optical beat frequency method Allen variance
红外与激光工程
2022, 51(4): 20210156
中国计量大学计量测试工程学院, 浙江 杭州310018
针对大型金属桶内底部高反射表面缺陷检测难度大的问题,提出了一种内窥式的机器视觉检测方法。综合考虑金属桶的结构特性和表面特性,结合双向散射分布函数,对桶底的非正向照明方案进行了仿真研究。结果表明,在理论条件下,桶底照度呈现良好的均匀性。对应的实验验证结果显示,实际照明情况与仿真结果基本一致,相比于一般照明方式,图像的质量得到了有效提高。
光学设计 机器视觉 高反射表面 照明设计 缺陷检测 激光与光电子学进展
2021, 58(8): 0822001
中国计量大学计量测试工程学院, 浙江 杭州 310018
高分辨率图像的获取是图像模式自动识别的前提和基础。以稻田害虫为对象,研究立体害虫多聚焦成像问题。以Harris角点数和图像熵为图像质量检测标准,采用基于小波变化的图像融合算法,针对不同倍率的稻田害虫图像,分析图像采集时的步进量对图像融合分辨率的影响。通过实验对比,获得最佳的图像采集与图像融合策略,得到放大倍率与最适步进量的关系曲线。实验结果显示,该方法对于立体害虫采集有较好的景深扩展能力,可为建立高质量稻田害虫样本图像数据库提供有效手段。
图像处理 图像采集 图像融合 水稻害虫 激光与光电子学进展
2018, 55(2): 021006
1 中国计量大学 计量测试工程学院, 浙江 杭州 310018
2 比萨大学 物理系, 意大利 比萨 56127
3 中国计量科学研究院 光学与激光计量科学研究所, 北京 100029
4 比萨高等师范学校国家纳米科技中心和意大利研究院纳米科学研究所, 意大利 比萨 56127
太赫兹技术的独特性和优越性吸引着众多科学研究者的关注, 在生物医药、信息科学、公共安全、量子研究和太空探测等领域具有巨大应用潜力。这些应用的有效性和可信度都需要以太赫兹相关参数的量值溯源为前提。文章以太赫兹光谱、频率、功率和强度等参数为对象, 介绍了太赫兹计量研究的最新进展, 分析了各种计量技术的特点, 以期促进太赫兹计量技术发展, 保障太赫兹研究和应用的量值可靠。
太赫兹技术 太赫兹计量 太赫兹时域光谱仪 太赫兹辐射度 THz technology THz metrology THz Time-Domain Spectroscopy(THz-TDS) THz radiometry 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(4): 553
1 中国计量大学 计量测试工程学院, 杭州 310018
2 比萨大学 物理系, 比萨 56127
3 讯技光电科技(上海)有限公司, 上海 200092
为了研究扫描近场光学显微镜(SNOM)光纤探针的光学特性, 采用基于场追迹方法的光学软件VirtualLab Fusion进行了仿真实验, 取得了SNOM光学探针尖端外部光场的分布情况。结果表明, 沿z轴方向, 不同截面上的光场分布都会呈现小孔衍射的图案, 其中心斑点中心强度随着z值的变大而呈近似指数函数衰减, 到z=100nm位置处几乎衰减为0; 中心斑点轮廓线的半峰全宽随着z值的变大而呈现先不变后增大的趋势, 其拐点处于z=20nm位置处, 此时对应的中心强度值为7.2V/m2,这个强度值按指数函数计算正好处于z=0nm位置处强度的e-2。结果清晰显示了SNOM光学探针的光学特性, 证实SNOM探针工作时需要与样品表面保持在10nm左右的必要性。
成像系统 扫描近场光学显微镜 场追迹 光纤探针 imaging system scanning near-field optical microscopy field tracing VirutalLab Fusion VirutalLab Fusion optical fiber probe
1 桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院，广西 桂林 541004
2 广西高校光电信息处理重点实验室，广西 桂林 541004
3 中国计量学院 计量测试工程学院，浙江 杭州 310000
利用激光驻波场操纵中性原子沉积纳米光栅结构是一种新颖的制备纳米计量标准技术，但采用传统的一维和二维方式对激光驻波场操纵中性原子沉积过程的分析缺乏纳米光栅的全貌信息，而采用三维分析方法则能给出纳米光栅的三维全貌信息，对结果的分析越精确。针对此，基于采用三维分析方法建立了激光驻波场与中性原子作用的模型，通过三维分析实现了不同原子束发散角条件下中性原子运动轨迹及沉积结果的三维仿真，结果显示当中性原子束发散角小于0.6 mrad时，所获得的纳米光栅的沉积质量较好，而超过0.6 mrad后所沉积的纳米光栅将会出现分裂现象。
三维分析 中性原子 发散角 高斯激光驻波场 three-dimensional analysis neutral atom lithography divergence angle Gaussian laser standing wave field 红外与激光工程
2016, 45(3): 0306003
中国计量学院 计量测试工程学院，杭州 310018
光纤布拉格光栅(FBG)反射谱特性的变化是传感检测的关键，光学低相干反射(OLCR)技术是获得FBG 反射谱特性的重要方法。构建了一套基于Michelson 干涉光路结构的OLCR-FBG 检测系统，给出了系统工作原理和实现方式，研究中提出系统实现的关键是干涉微弱信号采集、均匀分布采样、离散数据处理过程。实验测试了非平衡探测结构和平衡探测结构的系统信号，普通电动平移台驱动和高精度气浮平移台驱动的系统信号。实验结果表明，平衡探测结构提高了微弱干涉信号信噪比；低振动噪声的气浮平移台能实现均匀分布采样，避免反射谱被淹没；通过数据处理，能从干涉信号快速解调出FBG 反射光谱，其Bragg 波长重复性达到4 pm。
光纤布拉格光栅 光学低相干反射 干涉信号 反射谱 Michelson 干涉 FBG OLCR interference signal reflectance spectrum Michelson interference
1 中国计量学院计量测试工程学院, 浙江 杭州 310018
2 中国计量学院光学与电子科技学院, 浙江 杭州 310018
通过数值计算,仿真研究了高斯激光情况下基片表面不同位置处激光会聚铬原子沉积条纹结构的一致性.研究结果显示高斯激光束构成的光学势阱沿激光中轴线和垂直于激光中轴线两个方向相对于准直高斯激光都有独特的分布结构.这种独特的结构导致铬原子运动轨迹相对于波节位置对称性的破坏,进而导致沉积条纹结构发生变化:在沿激光中轴线方向上, x0 从0 mm 变化到-50 mm 过程中,铬原子的运动轨迹最终的聚集区域相对于波节慢慢失去对称性,并且向x0 绝对值较小的一边偏离波节位置;铬原子沉积条纹的半峰全宽、中心峰值和中心线相对于波节的偏移量都随x0 的变化而趋向线性变化.其中, 半峰全宽约有8 nm 的增宽,中心峰值约有50 个单位的减少量,中心线相对于波节的偏移量约有15 nm 的增大量.
高斯激光 激光会聚 铬原子
