1 中电科思仪科技股份有限公司，山东 青岛 266555
2 西安电子科技大学 电子工程学院，陕西 西安 710071
3 山东大学 信息科学与工程学院，山东 青岛 266237
4 河北工业大学 先进激光技术研究中心，天津 300401
具有宽调谐范围、无跳模以及高光谱纯净度的半导体激光器在超精细光谱、相干检测和光纤智能感知等领域有着重要的应用。但是受到半导体激光器固有运转特性的制约，通过传统的单片集成式半导体激光器难以获得高光谱纯净度的宽范围可调谐激光输出。因此文中采用闪耀光栅作为外腔反馈元件，单角面度半导体增益芯片作为增益介质，通过Littman-Metcalf外腔振荡结构实现了1480~1580 nm的宽调谐范围、无模式跳变的线宽小于98.27 kHz的激光输出，在注入电流为410 mA的条件下获得了16.95 dBm的峰值功率、全范围功率优于14.96 dBm和边模抑制比优于65.54 dB的输出。相应的实验结果表明：采用机械刻划闪耀光栅的Littman-Metcalf结构用于半导体激光器，可很大程度的改善半导体激光器的综合性能。该研究有利于推动其在提升光频域反射仪测量精度方向的应用。
无跳模 外腔 可调谐 半导体激光光源 窄线宽 mode-hopping free external-cavity tunable semiconductor laser source narrow linewidth 红外与激光工程
2023, 52(8): 20230374
1 北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京 100081
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
本文设计了一种用于婴幼儿视网膜筛查的广域眼底相机。文中对该系统所包含的照明系统、成像系统的设计方法进行了探讨。首先，根据James Polans宽视场人眼模型和婴儿眼解剖学数据,建立了婴儿眼模型。接着，提出新的锥形光纤方案用于大视场照明。最后，重点介绍了广域眼底相机的成像系统（包括接触镜、中继物镜）的设计方法。设计实例表明：广域眼底相机的视场可以达到130°，对眼底的物方分辨率可以达到10 μm。设计结果符合眼底成像设备国家标准YY0634-2008，满足婴幼儿视网膜筛查的要求。
光学设计 广域视网膜成像 医用光学 optical design wide-area retinal imaging medical optics
1 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
为了满足紫外遥感器星上定标的高稳定度、小型化、低功耗 的应用需求以及紫外发光二极管(Light Emitting Diode, LED)定标在工作电流的典型值为200 mA时的稳定度不大于1‰、稳定 时间小于3 min的技术指标要求，提出了用基于FPGA的数字控制电路驱动紫外LED发 光并用增量式比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative, PID)进行闭环控制的方法。对紫外LED的电流稳定度进行了测试，获得了电流大 小随时间变化的误差关系。测试结果表明，该系统可以使紫外LED上的电流在3 min内 实现稳定，其稳定度达到0.2‰，满足星上紫外定标的要求。
紫外LED 稳定度 定标 UV LED PID PID stability calibration
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 质量检测中心, 吉林 长春 130033
2 中国科学院长春应用化学研究所 高分子与物理国家重点实验室, 吉林 长春 130022
构建了NaYF4∶Ce3+,Tb3+/NaYF4∶x%Ce3+核/活性壳结构, 系统地研究了能量激发、吸收、迁移和发射的每一个过程, 揭示了活性壳对增强发光所起的作用。研究表明, 活性壳增强发光的本质是增加了激发光的吸收效率。而对于量子产率而言, 计算得到裸核的荧光量子效率为 21.5%, 核/惰性壳结构的荧光量子效率为59.8%, 核/活性壳结构的荧光量子效率为53.2%。结果表明, 与核/惰性壳结构相比, 核/活性壳结构的发光量子产率并没有得到提高, 甚至还有所降低。
稀土掺杂 活性壳 纳米材料 发光效率 rare earth doped active shell nanomaterial luminescent efficiency
1 长春理工大学, 吉林 长春130022
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
土壤光谱分析技术具有分析速度快、成本低、无危险、无破坏、可同时反演多种成分等特点, 基于高光谱成像技术可以快速获取土壤性质及其空间分布特征。本文针对农田土壤监测的需求, 设计了一种无人机载高光谱成像仪, 选择Offner凸光栅光谱成像系统实现了无谱线弯曲和无色畸变的设计结果。400～1 000 nm波长范围内的衍射效率为15%～30%, 对地成像效果清晰, 在3 km飞行高度可以获得覆盖宽度为0.6 km、地面分辨率为0.6 m的地物目标高光谱图像, 可提供0.4～1.0 μm波长范围内120个谱段的高光谱图像, 光谱数据准确、稳定。结果表明, 该高光谱成像仪满足设计要求且可以快速获得高精度成像光谱信息, 适合用于对农田土壤的监测。
高光谱成像仪 农田土壤 监测 hyperspectral imager farmland soil monitor
1 长春理工大学, 吉林 长春 130022
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
高光谱遥感器光谱性能参数的准确定标是高光谱遥感器数据定量应用的基本前提。本文基于单色准直光标定法对高光谱遥感器进行了光谱性能参数定标, 通过数据采集软件及数据处理软件对高光谱遥感器光谱性能参数定标数据进行了分析。分析结果显示: 定标测试的重复性在1 h内小于0.2 nm, 在20 h内小于0.35 nm。光谱定标结果表明: 高光谱遥感器的平均光谱分辨率为4.94 nm, 且各高光谱遥感器空间维光谱分辨率均小于5 nm, 典型谱段的平均带宽均在6 nm左右。
高光谱 光谱性能参数 光谱定标 hyperspectral spectral performance parameters spectral calibration
中国科学院上海技术物理研究所， 上海 200083
在光反射矢量理论和反射镜转动定理的基础上，结合反射镜转轴与镜面的偏心距所产生的影响对二维扫描成像特性进 行了分析，给出了单点二维扫描的公式，并以此为基础得到了仿真图像。同时对线状发射光的反射情形进行了理论计算，给出了二维扫 描镜的联合作用矩阵，得到了经过二维扫描镜两次反射后线状发射光在目标面上的投影长度以及偏转角，为后续的数据处理提供了一些 参考依据。最后对二维扫描镜的形状进行了设计分析，以保证在满足接收视场的情况下最大程度地利用扫描镜镜面，降低扫描镜的转动惯 量，从而降低负载电机的功耗。
激光雷达 二维扫描特性 反射镜转动定理 扫描镜形状 laser radar two-dimensional scanning characteristics mirror rotation theorem shape of scanning mirror
中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
激光三维成像雷达是空间着陆导航中的一个最重要的传感器。开展激光雷达关键技术研究, 具有重要的科学价值和应用价值, 在国内具有一定的开创性。快速二维扫描系统设计是其中的一项关键技术。采用模拟、数字结合的方法, 设计了扫描系统的驱动、控制电路; 基于虚拟仪器, 采用NI的高速数据采集卡, 设计了电机的测试和标定系统, 测试得到了系统的非线性度和动态特性。结果表明, 此扫描系统可以很好地满足激光三维成像雷达的需求。
成像系统 三维激光雷达 扫描系统 虚拟仪器 测试
中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
运用超辐射机理,通过粒子模拟设计了X波段超辐射相对论返波管,并在小型Tesla脉冲源平台上开展了实验研究。通过空间功率积分和直接对辐射微波时域波形的分析得到实验结果:在束压350 kV、束流4.8 kA、脉宽3.1 ns、引导磁场2.2 T条件下,产生的微波辐射功率1.4 GW,中心频率9.36 GHz,脉宽500~700 ps,辐射模式为TE11,能在重复频率100 Hz下稳定运行。功率转换效率超过80%。实验结果与粒子模拟结果比较吻合,成功实现了在短脉冲条件下产生重复频率、亚纳秒脉宽、GW级微波辐射。
超辐射 相对论返波管 亚纳秒 高功率微波 superradiance relativistic backward wave oscillator subnanosecond high power microwave
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所检测室, 吉林 长春 130033
调制传递函数(MTF)是评价红外光学镜头性能的最基本的技术指标之一。对刃边扫描法测量红外光学镜头的MTF进行了研究, 并对f=50 mm, F=1.2波长范围为8～12μm的红外光学镜头的MTF进行了测量。得到了在几个特征频率下的MTF值, 并给出了MTF的曲线图。
红外光学镜头 调制传递函数 刃边扫描法
