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 长春精测光电技术有限公司,吉林 长春130012
3 小米通讯技术有限公司,北京100089
针对多重差分航空相机图像检焦精度的问题,提出了一种多重差分空间滤波器参数选取方法。首先,介绍了空间滤波法以及基于空间滤波效应的自动检焦。然后阐述了多重差分滤波检焦法的具体实施过程,并从滤波器输出信号功率谱角度分析了滤波器参数的选取与检焦精度、灵敏度的关系。最后设计动态成像实验,在典型导轨移速532 mm/s下采集外景图像,选取不同的滤波器参数分别进行20次像面检测,并将其结果与传统图像检焦算子的检焦效果进行比较。结果表明,本文方法选取的参数使得检焦精度比Brenner算法提高了18%,且检焦系统的最大误差为3392 m,小于光学系统允许误差(768 m),满足实际工作需求。
光学成像系统 航空相机 焦面检测 空间滤波器参数 optical imaging system aerial camera focal plane detection filter parameters
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室,上海 201800
2 中国科学院大学材料科学与光电工程中心,北京 100049
3 白俄罗斯共和国开放式股份公司“精密电子机械制造设计局-光学机械设备”,白俄罗斯明斯克 220033
石英晶体是一种重要的双折射材料,广泛应用于光学相关领域。石英晶体在宽光谱下的参数测量通常使用椭圆偏振法,但现有的椭偏测量仪器往往假定晶体的光轴与测量光路对准,从而引入测量误差,这一问题在紫外波段尤为显著。为此提出了一种采用椭圆偏振法精确测量石英晶体参数的穆勒矩阵模型,运用坐标变换和Berreman 4×4矩阵理论建立石英晶体参数与穆勒矩阵的关联,通过拟合计算可以得到晶体的厚度、光轴欧拉角和相位延迟量。实验结果显示,拟合得到的穆勒矩阵与测量结果高度一致,模型拟合的均方根误差<5,拟合厚度的相对误差<1%,拟合的欧拉角与测量结果吻合。该模型包含的信息丰富,拟合准确,对椭圆偏振法测量各向异性材料的精确参数具有重要参考价值。
测量 椭偏技术 石英晶体 介电张量 相位延迟量 欧拉角 中国激光
2023, 50(14): 1404006
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Advanced Photonic Technology, Faculty of Materials and Manufacturing, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
2 Key Laboratory of Trans-scale Laser Manufacturing Technology (Beijing University of Technology), Ministry of Education, Beijing 100124, China
The self-mixing interferometry (SMI) technique is an emerging sensing technology in microscale particle classification. However, due to the nature of the SMI effect raised by a microscattering particle, the signal analysis suffers from many problems compared with a macro target, such as lower signal-to-noise ratio (SNR), short transit time, and time-varying modulation strength. Therefore, the particle sizing measurement resolution is much lower than the one in typical displacement measurements. To solve these problems, in this paper, first, a theoretical model of the phase variation of a single-particle SMI signal burst is demonstrated in detail. The relationship between the phase variation and the particle size is investigated, which predicts that phase observation could be another alternative for particle detection. Second, combined with continuous wavelet transform and Hilbert transform, a novel phase-unwrapping algorithm is proposed. This algorithm can implement not only efficient individual burst extraction from the noisy raw signal, but also precise phase calculation for particle sizing. The measurement shows good accuracy over a range from 100 nm to 6 μm with our algorithm, proving that our algorithm enables a simple and reliable quantitative particle characteristics retrieval and analysis methodology for microscale particle detection in biomedical or laser manufacturing fields.
self-mixing interferometry particle detection continuous wavelet transform laser processing Hilbert transform Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 041204
1 河南理工大学土木工程学院, 焦作 454003
2 河南理工大学深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室, 焦作 454003
3 河南理工大学材料科学与工程学院, 焦作 454003
为了响应“双碳”政策节能减排的号召, 本文采用偏高岭土和高炉矿渣为原材料制备地质聚合物。以抗压强度为指标优化制备条件, 探讨确定影响地质聚合物强度的因素。通过正交试验确定偏高岭土基地质聚合物的最佳配比, 通过热重和XRD分析不同温度煅烧的偏高岭土组分。研究结果表明, 在高岭土煅烧温度为800 ℃时, 偏高岭土基地质聚合物的最佳配合比为氢氧化钠与硅酸钠的质量比为6.5∶1, 激发剂的质量掺量为14.2%, 其28 d抗压强度能达到46.6 MPa。偏高岭土基地质聚合物抗压强度随激发剂的掺量增加而增大, 随氢氧化钠与硅酸钠的质量比的增大先增大后减小, 随高岭土煅烧温度的升高先增大后减小。
地质聚合物 偏高岭土 碱激发 水玻璃模数 抗压强度 正交试验 geopolymer metakaolin alkali activated modulus of sodium silicate compressive strength orthogonal test
强激光与粒子束
2022, 34(1): 011013
1 中国科学院理化技术研究所光化学转换与功能材料重点实验室, 北京 100190
2 中国工程物理研究院流体物理研究所光电技术与装备研发中心, 四川 绵阳 621900
3 四川大学物理学院, 四川 成都 610065
4 中国科学院大学, 北京 100049
全息记录介质中光敏剂的用量非常少,但对记录波长的选择起到决定性的作用。针对最常用的532 nm激光器,设计并合成一系列环戊酮类光敏剂,研究它们的光谱特性、敏化引发单体聚合的反应动力学及其在光致聚合物型全息记录介质中的应用性能。结果表明,含有BTMI(2,5-bis(2-(1,3,3-trimethylindolin-2-ylidene)ethylidene)cyclopentanone)的样品具有最优的全息记录性能,在总曝光量为64 mJ/cm 2的情况下单光栅衍射效率达到90%,折射率调制度为4.14×10 -4,Bragg光栅选择角的半峰全宽为0.90°。在单个激光脉冲(波长为532 nm,脉宽为150~200 ps,能量密度为25 mJ/cm 2)的曝光下,该样品能够获得衍射效率为7%的全息光栅,说明可以实现信息的快速记录。通过配方的优化,BTMI有望应用于制备快速且高密度的全息存储介质。
全息 全息存储 光致聚合物 感绿光敏剂 衍射效率 单脉冲曝光
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250358, China
2 Shandong Labor Vocational and Technical College, Jinan 250022, China
We take as a prototype to analyze the effect of ion or proton collision on molecular orientation modulated by a two-color shaped pulse combined with the time-delayed terahertz (THz) pulse. Through examining the effect of ion collision on the molecular orientation, we found that when the impact parameter and collisional velocity have weak inverse influences on the maximal orientation degree, the appropriate two-color and THz field intensity employed can improve the molecular orientation degree. The carrier envelope phase and frequency of the THz laser pulse as well as the temperature also have certain influence on the collision-induced molecular orientation.
ion collision orientation combined fields Chinese Optics Letters
2021, 19(11): 110201
某透射式低温光学红外相机工作于倾斜地球同步轨道,所处空间热环境复杂多变,整个光学路径部组件属于低温光学系统,对温度梯度及温度稳定性要求较高,这对热控系统设计带来挑战。结合相机在轨成像温度需求及空间外热流特点,详细分析了相机热控设计的重点和难点,通过低温热管热量传输和辐射制冷的方式实现了低温光学系统的降温,通过高效热防护、热隔离及间接辐射控温技术实现了低温光学系统的高精度控温。热平衡试验温度数据表明:成像模式下,各光学部组件温度均满足指标要求,光学透镜温度均匀性和稳定性较高,光学透镜间最大温差小于1 K,最大温度波动小于±0.3 K,实现复杂内外热环境下光学透镜高精度控温;加热去污模式下,利用低温热管“热开关”的特点在常温下热阻增加,通过较小热控功耗实现光学透镜加热去污的需求。
低温光学 全光路 热设计 红外相机 cryogenic optical all-optical path thermal design infrared camera 红外与激光工程
2021, 50(5): 20200345