1 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
2 西安工业大学兵器科学与技术学院，陕西 西安 710021
基于非近轴光线追迹算法对光楔扫描系统的正向问题进行求解，得到不同速度比下的花瓣形扫描轨迹。根据光楔转速和取样间隔计算轨迹点数，根据轨迹点与坐标原点的距离曲线的极小值点个数计算花瓣数，进而建立由速度比计算花瓣数的关系式。通过轨迹点数和花瓣数评估不同速度比对应的扫描轨迹的扫描时间和覆盖率，总结扫描轨迹与速度比之间的规律，提出三光楔扫描系统获取规则、对称且不存在大片扫描盲区的扫描轨迹时速度比需要满足的条件。所得规律和结论可在光楔扫描系统的应用中合理确定速度比，从而选取满足扫描效率要求的扫描轨迹。
光学设计 光楔 非近轴光线追迹 花瓣形扫描轨迹 速度比
南京理工大学 电子工程与光电技术学院，南京 210094
结合奇偶函数理论，提出了一种基于两平晶三面干涉测量平晶折射率均匀性的方法。该方法通过两块平晶3个表面之间的组合测量，对折射率均匀性引入的误差进行分部求解，生成4个随机波面作为初始3个表面面形和折射率均匀性误差，对其中的均匀性误差复原，结果与初始值仅相差0.6×10-6，残差与平晶表面面形的低频信息无关，仅取决于折射率均匀性本身的旋转不变项。在100 mm口径Zygo干涉仪上完成了两平晶折射率均匀性检测实验。同时通过三平晶透射法对同一块平晶的折射率均匀性进行检测，将两种方法的测量结果进行对比。结果表明两平晶方法获得的折射率均匀性结果与透射法获得的折射率均匀性波面形状相同，指标结果仅相差0.2×10-6，波面偏差峰谷值相差3 nm。分析了影响评估精度的误差项，旋转角度误差与对准误差的影响在实验精度条件下，均方根偏差均小于1 nm。实验结果表明所提出的两平晶三面互检方法能够有效地对平晶的折射率均匀性进行测量。
物理光学 光干涉测量 奇偶函数法 光学均匀性 绝对检测 Physical optics Optic interferometry Odd and even function Optical uniformity Absolute test
华中光电技术研究所- 武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
光电装备伺服系统因减速制动会产生反馈能量, 生成泵生电压从而引发电源过压保护等一系列问题, 采用传统的能量耗散方法难以有效解决。针对反馈能量引发的泵升电压问题, 从伺服系统的软、硬件两个方面进行了研究与分析, 探讨了伺服系统的反馈能量作用机理, 从伺服供电电源、伺服驱动电路、控制参数等方面提出了几种处理反馈能量、解决泵升电压问题的有效方法。提出了一种新的送零控制方式, 泵生电压抑制率达74.7%。基于一种全桥式驱动电路, 利用反馈能量实现了电机快速制动, 并同时消除了泵升电压。对光电装备伺服系统的调试、试验工作, 具有实际工程指导意义。
减速制动 反馈能量 泵升电压 控制参数调整 快速刹车 deceleration braking feedback energy pump voltage control parameter adjustment fast braking
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(1): 011001
辐射研究与辐射工艺学报
2022, 40(5): 050101
1 南京师范大学物理科学与技术学院, 江苏省光电技术重点实验室, 江苏 南京 210023
2 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
数字全息显微成像技术因能高精度实现定量相位成像的优势受到生物成像与材料科学领域的关注,但共轭像的存在、相位包裹的困扰以及分辨率受限等问题一直阻碍了数字全息显微术的广泛应用。近些年,深度学习作为机器学习中一种对数据特征提取进行特化的模型,在光学成像领域中被广泛应用。除用于提高成像效率外,其解决成像逆问题的潜力也不断被研究人员发掘,为成像领域开辟了一条蹊径。本文从深度学习应用于数字全息显微成像的工作原理出发,介绍它解决光学成像逆问题的思路与重要数理概念,同时对深度学习的完整实施过程进行归纳。扼要地总结了近年来深度学习对于全息重建、自动聚焦与相位恢复、全息去噪与超分辨等方面的研究进展,并对该研究领域中存在的问题与发展趋势进行展望。
成像系统 数字全息显微 深度学习 定量相位成像 激光与光电子学进展
2021, 58(18): 1811006
太原科技大学环境与安全学院, 山西 太原 030024
硒是动植物及人体生长必需的十五种微量元素之一, 具有清除体内自由基、 抗氧化、 增强免疫力等功能, 但其安全剂量的范围却很窄。 利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对湿法球磨制备的硫铁矿形貌进行了表征。 SEM观测发现加乙醇助磨后的硫铁矿为粒径大小较均匀的球形颗粒团聚体, 粒径范围在17～200 nm之间, 平均粒径138 nm。 XRD衍射图谱中的特征峰与FeS2衍射图谱中各峰位置基本一致, 因此判定硫铁矿中主要化学组分为FeS2, 且图谱中基本没有杂峰, 表明制备过程中并未混入杂质, 样品纯度较高。 实验结果表明, 该法制备的硫铁矿具有颗粒粒径小、 比表面积大、 反应活性高等优点。 研究中利用X射线光电子能谱仪（XPS）对硫铁矿去除水体中SeO2-3的机理进行了研究。 研究结果表明, （1）在较为广泛的实验pH范围（pH 2.2～11.5）, 硫铁矿均能有效去除水体中SeO2-3, 去除效率（除pH值7.8以外）均达到90%以上; （2）硫铁矿与SeO2-3发生反应后, 其主要组成元素的XPS特征峰结合能有所减小, 表明硫铁矿表面发生了一定化学变化; （3）酸碱环境下硫铁矿去除SeO2-3的机理不完全相同, 酸性环境下, 硫铁矿对SeO2-3的去除是单纯的氧化还原过程, 即硫铁矿中被酸活化的S2-2将SeO2-3还原为单质Se(0), 并且酸性越强, SeO2-3去除效果越好; 碱性环境下, SeO2-3的去除过程中氧化还原与络合反应并存, 硫铁矿表面有络合态Fe(OH)SeO3和单质Se(0)两种存在形态, 且碱性越强, 络合态Fe(OH)SeO3含量越高。 以上研究结果为硫铁矿去除固定水体和土壤中以SeO2-3为代表的可变价金属阴离子提供重要理论依据和应用基础。
X射线光电子能谱 硫铁矿 氧化还原 络合反应 XPS Pyrite SeO2-3 SeO2-3 pH pH Redox Complexation reaction 光谱学与光谱分析
2021, 41(5): 1458
1 中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国人民解放军 95899部队, 北京 100096
本文提出一种对飞行中的飞机蒙皮进行辐射测量和温度反演的方法。首先建立蒙皮辐射模型、大气传输模型和绝对辐射校正模型, 然后推导出温度反演的公式, 使用逐次逼近法计算蒙皮温度。在理论分析的基础上, 使用 8～12 μm的宽波段长波红外相机进行试验验证和温度反演, 对反演温度的不确定度计算并进行修约, 得到 5 km飞行高度的民航飞机蒙皮温度的修约结果为 268 K, 修约不确定度为 4K, 修约相对不确定度为 1.49%。论文研究工作对获取飞机目标红外辐射特性有重要参考价值。
长波红外 温度测量 蒙皮 大气衰减 逐次逼近 不确定度分析 long wave infrared, temperature measurement, skin,
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院，光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
2 中航工业飞行自动控制研究所，陕西 西安 710065
为解决远距离漫反射激光测距系统能量损耗严重问题，并提高测距系统的响应速度，设计了一种小探测靶面大通光孔径的接收镜头。以3组4片式Petzval结构作为接收镜头的初始原型，将孔径光阑前移放置在第一面，同时增大其孔径以提高接收效率，最后一片引入非球面，以减小球差并使系统小型化；靶面采用直径为75 μm的雪崩光电二极管探测器，保证响应速度小于45 ns。经过优化设计得到通光孔径为120 mm的接收镜头，F数为0.6，可用于远距离漫反射激光测距领域。
光学设计 激光测距 小F数 Petval镜头 optical design laser ranging small F-number Petzval lens
1 南京师范大学 物理与技术学院 江苏省光电技术重点实验室, 江南 南京210023
2 南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 江南 南京 210094
3 江苏省地理信息资源开发与应用协同创新中心, 江南 南京210023
作为图像处理的一个重要手段, 边缘增强技术对振幅型和相位型物体成像有着重要的作用。而基于径向希尔伯特变换的涡旋滤波技术因其能够实现各向同性边缘增强倍受关注, 但传统的涡旋滤波由于中心奇点和锐利边缘引起的衍射会造成背景噪声的加剧和对比度的降低。近年来众多课题组针对涡旋滤波旁瓣抑制提出了种类各异的新型涡旋滤波器, 此外基于涡旋滤波的各向同性和各向异性边缘增强技术也得到了迅速发展。文中扼要地总结了近年来几种抑制涡旋旁瓣的方法, 包括拉盖尔高斯振幅调制、贝塞尔振幅调制、艾里振幅调制, 并从标量涡旋滤波和矢量涡旋滤波两个方面分别综述了各向同性和各向异性边缘增强的实现方法与研究进展。
旁瓣抑制 涡旋滤波 边缘增强 side lobe suppression vortex filtering edge enhancement 红外与激光工程
2019, 48(6): 0603015
