期刊基本信息
创刊：
1964年 • 半月刊
名称：
激光与光电子学进展
英文：
Laser & Optoelectronics Progress
主管单位：
中国科学院
主办单位：
中科院上海光机所
出版单位：
中国激光杂志社
主编：
范滇元
执行主编：
邱建荣
副主编：
戴琼海 张龙 张雨东 曹良才
ISSN：
1006-4125
刊号：
CN 31-1690/TN
电话：
021-69918427
邮箱：
地址：
上海市嘉定区清河路390号
邮编：
201800
定价：
120元/期
激光与光电子学进展 第48卷 第4期
介绍基于光学原理的云、能见度及天气现象的器测原理和仪器，探讨应用中需关注和解决的问题。从相关技术、设计研发和业务使用的角度做了一定的思考，认为需要从加强基础理论研究、构建相关识别模型和建立器测标准等方面来推进地面气象观测全要素的自动化观测，提高我国气象观测自动化水平。
大气光学 大气探测 地面气象观测仪器 光电技术 自动识别 测云技术 天气现象 
分析了光电探测器偏振响应产生的原因，定义了探测器偏振敏感度的公式，制备了测试用InGaAs探测器。为了测试器件的偏振敏感度，搭建了测试系统，并对器件的偏振敏感特性进行了测试。结果表明，测试系统具有较好的稳定性；器件响应存在明显的偏振特性，正入射时器件的偏振敏感响应为0.27 dB，斜入射时器件偏振敏感有所增加，入射角度为10°时达到0.41 dB。
探测器 半导体器件物理 光电探测器 偏振响应 敏感度 介绍了在辐射环境中研究应用前景较好的几种主要的光纤传感器。结合已初步完成的布里渊传感器的相关实验，详细阐述了光纤布拉格光栅传感器、法布里珀罗光纤传感器、分布式光纤传感器和传输光纤在受到辐射时其性能发生变化的研究进展。简要分析了辐射对光纤传感器性能影响的几种不同观点，并分别展望了光纤传感器在辐射环境中的应用前景。
光纤光学 光纤传感器 辐射效应 光纤布拉格光栅 利用大气散射效应，无线紫外(UV)通信能够提供非视距的无线光通信。推导了紫外无线通信信道的脉冲响应近似解析表达式，以此研究紫外信道的特性。得出了信道长度，码间干扰和信道误码率与收发机光学几何结构，数据速率的关系。研究表明，信道带宽和时延扩展主要取决于大气条件，即大气衰减系数，同时得到了信道容量与衰减系数，通信距离的关系。结果表明，紫外通信系统对收发机光学结构敏感，带宽低，码间干扰严重，适合于低速近距离保密通信。
光通信 紫外光通信 信道 脉冲响应 码间干扰 频谱 光纤干涉仪的消光比在很大程度上决定了干涉型光纤传感系统的灵敏度从而决定了干涉仪的应用范围和前景。简要介绍了目前超长距离光纤干涉传感系统的发展现状，并在理论上分析了光纤传感系统中的偏振态对消光比的影响以及能够影响光波偏振态的各种因素。将基于光弹效应的挤压型偏振控制器应用于该系统的消光比调谐，给予光纤干涉臂径向应力，动态调谐系统光波偏振态，实现了长距离光纤传感系统的消光比在一点上的调谐。提出了长距离光纤传感系统灵敏度的新调谐方法，消光比动态调谐范围为0.21～11.03 dB。
光纤传感 长距离 偏振控制器 消光比 提出了基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法，首先对激光成像雷达目标的距离像进行二维小波变换；然后从近似分量和细节分量中提取奇异值特征，利用遗传算法对支持向量机参数进行智能优化；最后应用支持向量机对三种地面目标进行识别。仿真实验表明，该方法与直接应用距离像奇异值特征进行识别的方法相比，在高载噪比20 dB时的平均识别率提高了3.2%，在低载噪比10 dB时的平均识别率提高了6.5%，取得了比较好的识别效果。
图像处理 目标识别 二维小波变换 奇异值 在相位去包裹算法中，以调制度为参数的质量导向算法能够较好地抑制阴影、陡峭变化区域错误的传播；而以包裹相位二阶导数模值为参数的导向算法能引导去包裹沿连续性最高的方向进行。综合这两种参数导向算法的特点，提出了基于调制度分析与包裹相位二阶导数导向的综合去包裹算法。该算法首先找到一个最优门限，并根据该门限将调制度质量图分为“好”与“差”两种区域，然后在好质量区域采用洪水算法以提高去包裹算法效率，在差质量区域利用包裹图二阶导数模值引导去包裹路径沿连续性最好的方向进行。对投影条纹法和数字散斑法所得的包裹图处理结果表明，所提出的算法具有较高稳健性和效率。
图像处理 相位去包裹 调制度分析 二阶导数导向 串音使得焦平面输出信号的对比度降低，进而影响系统的调制传递函数(MTF)。随着器件的发展，用MTF来评价器件越来越受到重视；从民用领域的趋势看，MTF将逐步取代传统的串音、极限分辨率等参数。这就使得现阶段搭建串音专用测量设备处于进退两难的地位。考虑到串音和MTF间的密切联系，从串音的定义和传统测量方法出发，分析了串音和MTF间存在的定量关系，指出在Nyquist频率处串音影响下的总体MTF与无串音时的总体MTF存在一最大差值；据此得出了从实测红外焦平面MTF曲线计算百分比串音值的一种新方法。
探测器 红外焦平面阵列 串音 调制传递函数 Nyquist频率 设计了基于CCD成像法的激光远场能量密度测量系统，给出了CCD成像法测量远场激光能量密度分布的基本原理，并在特定条件下对激光能量测量模型进行简化。利用漫反射靶板将激光的能量分布信息采集至CCD相机，并在靶板的特征位置上安装能量探测器，依据激光能量模型，将激光光斑图像灰度信息与激光能量探头所测的实际能量值进行信息融合，得出灰度值与能量密度的映射关系，进而推测激光远场能量密度分布。实验表明，此系统可以精确测量千米以上的激光远场能量密度分布，测量误差小，且系统简单、可靠，适于各种条件下的激光远场能量密度测量。
激光技术 远场激光测量 能量密度分布 图像与数据分析 介绍了采用CO2激光器对聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)板进行刻蚀制备微流道的工艺实验。通过实验分析工艺参数对微流道深度和宽度的影响及其中变化规律。结果表明，激光线能量密度与刻蚀微流道宽度两者关系呈指数增长，得到了线能量密度和微流道宽度的数学拟合公式，曲线和数据点拟合决定系数R2=0.96。当线能量密度小于300 J/m时，微流道深度与线能量密度呈近似线性关系；当线能量密度大于300 J/m时，偏离线性关系。通过理论计算得到在低线能量密度下微流道深度的变化曲线图，并与实际测量值吻合较好。最后，通过优化工艺参数，制备出微流道宽度为170 μm，深度为180 μm的生物芯片。
激光刻蚀 聚甲基丙烯酸甲脂 CO2激光 微流道 深度模型 GaAs纳米线通常呈现纤锌矿结构（WZ），而WZ（1010）侧面已被实验所观测到。利用第一性原理计算了GaAs（1010）的表面弛豫和表面能，计算结果表明：（1010）A表面只出现原子的弛豫现象，表面能为40.6×1020 meV/m2；而（1010）B表面却重构形成了Ga-Ga和As-As二聚体，表面能为63.5×1020 meV/m2。相对于ZB（110）表面，WZ（1010）A面具有更低的表面能，（1010）A表面具有更好的稳定性，说明了在表面能占重要影响的纳米线中WZ结构存在的合理性。
表面重构 纤锌矿结构 第一性原理 表面能 采用微结构硫化物光纤，以非线性薛定谔方程(NLSE)为理论模型，利用分步傅里叶计算方法，研究了输入脉冲的中心频率和脉宽对中红外超连续谱(SC)的影响。采用的微结构硫化物光纤具有较高的非线性效应和两个零色散波长(ZDW)，且第二个零色散波在中红外波段，有利于中红外超连续谱的产生。通过仿真发现，输入脉冲的中心频率和脉宽对连续谱的产生都有很大影响。数值仿真中，输入具有不同频率和脉宽的脉冲，输入波长接近零色散点时较远离色散点时产生的中红外超连续谱要宽。而且，在保持峰值功率不变的情况下，脉宽对频谱展宽程度没有影响，但是较短脉冲产生的中红外超连续谱更为平坦。
非线性光学 非线性薛定谔方程 分步傅里叶算法 中红外超连续谱 微结构硫化物光纤 为了提高光学干涉仪的灵敏度，从光速调控技术出发，理论上得到应用慢光以及超光速介质的光学干涉仪的灵敏度与介质群折射率的关系。该关系表明利用超光速介质的光学干涉仪可以获得很高的光学灵敏度，在慢光情况下对应材料的吸收区域对于弱信号的探测不利，而超光速情况下对于弱信号的探测更有优势。
非线性光学 光学干涉仪 光速调控 灵敏度 研究了三片式硅基液晶（LCOS）激光投影显示中散斑的成因、类型及其光学统计特性，并分析了激光散斑大小的测量方法。在此基础上，选用旋转散射片来减少三片式LCOS激光投影系统中产生的复合散斑，并通过一系列的仿真和实验，使得该激光投影机对比度C降到了人眼可接受的范围4.2%。证明了旋转散射片的方法能有效减少复合散斑，具有光学结构简单、实施性强等优点。
激光投影显示 光学引擎 复合散斑 硅基液晶 压电陶瓷 气囊柔性抛光是一种新型的精密光学元件的抛光技术，在非球面制造领域有着广泛的应用。采用柔性气囊抛光装置，选择了三种不同的抛光模层材料进行实验，分析了抛光材料对样片表面粗糙度与表面缺陷的影响。实验研究表明，呢绒是一种高效的非球面元件柔性抛光的模层材料，丝绒材料适用于高质量超光滑元件的抛光。
光学制造 气囊抛光 模层材料 表面粗糙度 利用Zemax光学工程软件，设计了一种应用于闭路电视监控镜头的光学系统。该系统有效焦距f为5 mm，F数为2.8，视场2ω为70°，采用1/2 inch CCD作为图像接收器件，像元尺寸为6.5 μm×6.5 μm。为实现系统结构紧凑和大视场的特点，采用反远型结构进行放缩和简化。根据闭路电视镜头的特点，在允许存在一定的场曲的条件下，使系统具有较高的分辨率。设计结果表明，利用5片球面透镜即可满足设计要求。该镜头在奈奎斯特频率处， 0.7视场(FOV)以内的调制传递函数(MTF)值大于0.3，在奈奎斯特频率1/2处视场的MTF值均大于0.5。系统各组元均为球面镜，形式简单、结构紧凑。
光学设计 闭路电视镜头 优化 大视场 求取未知参数或有面形误差的实际非球面光学零件面型方程，在非球面加工精度分析、光学系统成像质量分析、拆解分析光学镜头等方面都有实际需求。分析了Taylor Hobson轮廓仪测量数据格式，采用遗传算法，根据测量数据反演非球面的方程，对反演过程中采取的关键技术进行了分析。编制软件实现了非球面方程的反演，验证了所提方法的可行性。
测量 轮廓仪 非球面 光学系统 先后在脉冲平面波和环形高数值孔径聚焦倏逝场两种不同的入射场条件下，使用时域有限差分(FDTD)方法对金属平行纳米棒结构和U型纳米结构的表面等离子体(SPs)激发特性进行了仿真研究。在脉冲平面波入射条件下，发现两种纳米结构在可见光波段具有相同的表面等离子体共振(SPR)激发波长。在此波长的线偏振光环形聚焦倏逝场中对这两纳米结构激发SPs的特性进行了仿真。结果表明，U型纳米结构具有最佳的局域场增强和远场传导能力，可构成等离子体光镊用以捕获纳米粒子。
表面光学 远场传导 时域有限差分方法 表面等离子体 纳米结构波导 