1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 北京理工大学复杂环境智能感测技术工业和信息化部重点实验室，北京 100081
超快二维电子光谱技术在过去二十余年间得到了迅速的发展，并在研究光合作用、光伏材料与低维材料等的激发态布居动力学与相干动力学过程中发挥了重要作用。本综述将首先介绍二维电子光谱在拓展探测窗口与维度方面的技术发展。然后，讨论领域内现存的挑战与未来发展方向：在技术层面，如何降低二维电子光谱的技术门槛以及发展多光谱数据分析程序，是拓展二维电子光谱应用的重要瓶颈问题；在基础研究层面，如何发展新型的二维电子光谱技术，去更好地探测与解析相干调控动力学与极化基元动力学过程，是该领域的另一个关键难题。
超快光谱 激发态动力学 二维电子光谱 非线性光学 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0130002
光学 精密工程
2023, 31(23): 3405
北京理工大学 光电学院 “复杂环境智能感测技术”工信部重点实验室, 北京 100081
针对激光惯性约束核聚变实验中海量靶丸筛选效率低的问题, 提出一种基于改进YOLO-v5深度学习模型的靶丸快速筛选方法。方法通过控制靶丸在不同的景深处成像, 并将图像拼接在一起以获得其清晰图像; 同时引入通道注意力机制来增强模型的特征提取能力, 建立了SE-YOLOV5s深度学习靶丸表面缺陷识别模型, 并对靶丸缺陷按照缺陷种类进行了分类和评估从而实现对海量靶丸的筛选。靶丸表面缺陷检测的准确率为94.4%, 每秒可检测到约50张靶丸图像（分辨率3072×4096）, 为激光惯性约束核聚变试验提供一种快速、准确筛选海量靶丸的方法。
应用光学 聚变靶丸 目标识别 深度学习 YOLO算法 applied optics ICF capsules target identification deep learning YOLO algorithm
1 北京理工大学 光电学院 “复杂环境智能感测技术“工信部重点实验室, 北京 100081
2 北京理工大学前沿技术研究院 传感智能技术创新中心, 山东 济南 250300
针对弱散射样品的拉曼光谱信号弱, 探测时间长的问题, 提出了一种基于剪切模式的快速激光共焦拉曼光谱探测方法, 该方法通过减少信号传输单元来减小曝光时间, 通过只采集信号靶面单元有效拉曼光斑区域的方式, 在保证拉曼信号强度的基础上同时提升拉曼光谱探测信噪比, 进而减少所需探测时间, 实现弱散射样品的快速拉曼光谱探测。实验表明, 与传统共焦拉曼光谱探测系统相比, 文章采用的剪切模式可将硅拉曼光谱探测速度提升37.5倍以上, 为共焦拉曼光谱显微技术的快速探测提供了一种新的技术途径。
拉曼光谱 探测速度 剪切模式 raman spectrum detection speed EMCCD EMCCD crop mode
北京理工大学 光电学院 复杂环境智能感测技术工业和信息化重点实验室, 北京 100081
针对精密定位平台大行程下定位精度不足的问题, 提出一种基于非共光路外差激光干涉反馈的新型纳米精密定位系统。系统由非共光路外差激光干涉和高精度光栅构成复合反馈, 保留了高精度光栅大行程高分辨率的优势, 同时结合非共光路外差激光干涉协同定位, 消除了光栅的安装误差和变形对定位精度的影响, 提升了大行程下的定位精度。系统采用基于BP神经网络的预测微调定位技术, 一定程度上提升了定位效率。实验结果表明, 在100mm行程范围内,系统轴线双向定位精度可以达到28nm, 轴线重复定位精度可以达到26nm。通过预测定位, 定位结束门限设定为20nm时, 系统定位微调时间可由1.65s以内缩短至0.6s以内。5mm/s的速度下, 系统跟随误差可达100nm。
非共光路外差激光干涉 协同驱动 定位精度 预测定位 heterodyne laser interferometry with non-coaxial b collaborative drive positioning accuracy predictive positioning
北京理工大学光电学院复杂环境智能感测技术工信部重点实验室，北京 100081
光束扫描系统在光学显微成像中扮演着重要的角色，针对现有光束扫描中继系统尺寸、像差较大以及装调精度要求高的问题，提出一种双二维微机电系统（MEMS）振镜光束扫描方法。该方法采用两片二维MEMS振镜进行光束远心扫描，其中，一片MEMS振镜替代传统中继系统中的scan lens和tube lens，避免像差的引入，缩减系统尺寸，最终完成了小型化、结构简单和无像差的光束扫描系统设计。基于该方法构建了小型化共焦扫描显微镜，并对台阶样品进行扫描成像，验证了该方法的可行性。该方法为光学显微成像提供了一种新型的光束扫描手段，可为光学显微成像技术在深空探测、现场检测和生物医学等领域的进一步应用提供一种新的技术途径。
双二维微机电系统振镜 光束扫描 无像差 小型化 扫描成像 共焦 光学学报
2023, 43(21): 2111001
光学学报
2023, 43(15): 1500000
北京理工大学光电学院，复杂环境智能感测技术工信部重点实验室，北京 100081
球面光学元件的曲率半径、厚度、折射率、焦距和面形等多参数的高精度检测是光学元件超精密制造的迫切需求，但现有测量方法受层析定焦能力、抗散射能力及抗环境扰动能力的制约，难以实现上述参数的高精度共基准测量。为此，本团队提出了高层析、高分辨、抗散射和抗干扰的激光差动共焦多参数高精度共基准测量方法，并进一步与菲索干涉光路融合，实现了球面元件多参数的高精度、共基准、高效率测量。本文系统地介绍了所提出的激光差动共焦干涉元件参数系列测量方法及其仪器化研究进展，分析了目前存在的问题，展望了未来的发展趋势。
测量 差动共焦干涉 球面光学元件 高精度测量 层析定焦 共基准测量 光学学报
2023, 43(15): 1500003
1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 北京理工大学复杂环境智能感测技术工业和信息化部重点实验室，北京 100081
激光共焦拉曼光谱技术由于具有分子指纹及层析成像特性，成为探索微观分子世界的重要手段；但受原理限制，现有激光共焦拉曼光谱技术的分辨力及图谱成像能力逐渐桎梏了其发展。近年来，围绕激光共焦拉曼光谱技术性能改善方面，本研究团队基于发明的超分辨激光差动共焦技术，提出了激光差动共焦拉曼图谱成像系列新方法和新技术。系统地介绍所提激光差动共焦拉曼图谱系列测量方法及仪器化研究进展，并对未来发展方向进行了评述和展望。
共焦拉曼光谱 高分辨 图谱成像 差动共焦 光学学报
2023, 43(15): 1530001
