作者单位
摘要
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
激光被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”,与原子能、计算机、半导体并称为20世纪新四大发明。大功率半导体激光器在工业加工、医疗美容、光纤通信、无人驾驶、智能机器人等方面有着广泛的应用。如何实现大功率半导体激光光源,一直以来都是国际的研究前沿和学科热点。为此,简述了大功率半导体激光器的发展历史,综述了大功率半导体激光器的共用技术,包括大功率芯片技术和大功率合束技术,并对大功率半导体激光的发展方向进行了展望。
激光器 半导体激光器 大功率 芯片技术 合束技术 
光学学报
2021, 41(1): 0114001
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院光电科学技术系, 四川 成都 610065
近年来,客观世界和场景三维信息需求量的陡增,促使结构光三维测量技术快速发展。基于条纹投影和相移条纹分析的三维成像技术具有较好的精度和鲁棒性,在众多的技术方法中脱颖而出,被广泛地应用于工业检测、文物数字化、生物医学检测领域。而在人机交互、虚拟现实、在线检测、远程手术等具有时效性要求的应用场景中,实现实时三维测量具有重要意义和明显价值。首先简要介绍了基于相移条纹分析的三维成像技术基本原理,随后分类讨论了实时三维成像的多种优化实现方向,回顾了各类方向中不同的技术方案。最后,总结了基于相移条纹分析的实时三维成像技术所面临的挑战及有潜力的研究方向。
图像处理 三维成像 条纹投影 结构光照明 相移条纹分析 实时三维重建 
激光与光电子学进展
2021, 58(8): 0800001
朱日宏 1,2,*孙越 1,2沈华 1,2,**
作者单位
摘要
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
2 南京理工大学先进固体激光工业和信息化部重点实验室, 江苏 南京 210094
光学自由曲面具有强大的矫正像差和优化系统结构的能力,被誉为现代光学系统的变革性元件。但是,自由曲面面形过于复杂,其高精度检测存在巨大的难度,这限制了自由曲面面形的制造水平,其大规模应用也受到限制。目前,光学自由曲面的检测技术主要是从非球面检测技术发展而来的。回顾了近年来光学自由曲面检测方法的发展历程,着重分析了几种典型的检测方法及其特点,并展望了自由曲面检测技术的未来发展趋势。
测量 光学自由曲面 面形检测 轮廓法 结构光 干涉法 
光学学报
2021, 41(1): 0112001
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院光子学研究中心, 广西 桂林 541004
2 长飞光纤光缆股份有限公司光纤光缆制备技术国家重点实验室, 湖北 武汉430074
3 武汉理工光科有限股份公司, 湖北 武汉 430000
4 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
5 国防科技大学气象海洋学院, 湖南 长沙 410000
6 哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
7 电子科技大学信息与通信工程学院光纤传感与通信教育部重点实验室光纤光学研究中心, 四川 成都 611731
8 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
9 香港理工大学电机工程系, 香港 999077
10 山东省光纤传感技术重点实验室, 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院激光研究所, 山东 济南 250103
11 北京知觉科技有限公司, 北京 100085
12 燕山大学信息科学与工程学院, 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004

四十多年来,我国光纤传感技术在经济发展和市场需求的牵引下快速成长。针对我国光纤传感若干典型的细分技术领域,概括性地给出了各个细分技术的发展历程、技术现状及面临的主要问题,使读者能更好地理解我国光纤传感技术发展的样貌,把握我国光纤传感技术市场需求呈指数型增长的发展趋势。

传感器 光纤传感技术 细分技术领域 指数发展规律 发展趋势 
光学学报
2022, 42(1): 0100001
杨通 1,2段璎哲 1,2程德文 1,2王涌天 1,2,*
作者单位
摘要
1 北京理工大学光电学院, 北京 100081
2 北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心, 北京 100081
传统球面以及非球面可供光学系统设计使用的自由度较少。自由曲面打破了旋转对称以及平移对称的几何约束,特别适用于校正非旋转对称系统的像差,同时可以减少系统中元件的数量,减小系统的体积与质量,实现传统光学系统难以实现的系统参数、结构与功能。自由曲面为光学设计的发展注入了巨大潜力,但同时也带来了全新的困难与挑战。概括性地总结了自由曲面成像系统设计的研究现状。简要介绍了自由曲面的常用数学描述与自由曲面成像系统的像差理论,总结了自由曲面成像系统的设计方法,并对自由曲面在各类成像系统中的应用进行概述。最后,对自由曲面成像光学设计的未来发展方向进行了讨论与展望。
几何光学 自由曲面 成像系统 初始结构 系统优化 
光学学报
2021, 41(1): 0108001
作者单位
摘要
国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
本文回顾了过去10年激光相干合成领域取得的重要进展,总结了可合成激光模块性能提升的标志性成果,梳理了相干合成使能技术取得的重要突破,展示了不同类型激光相干合成取得的成果及其多样化应用,并对激光相干合成领域的发展进行了展望。
激光器 相干合成 高能激光 光纤激光 固体激光 半导体激光 
中国激光
2021, 48(4): 0401003
作者单位
摘要
1 沈阳理工大学理学院, 辽宁 沈阳 110159
2 中国科学院金属研究所, 师昌绪先进材料创新中心, 辽宁 沈阳 110016
选区激光熔化(SLM)在航空航天领域精密复杂结构件的制造中极具发展潜力,它突破了传统制造技术成本高、周期长、精度低等问题,可更加灵活地实现功能-结构-材料一体化。本文针对航空航天轻量化结构件广泛采用的铝合金及其复合材料的SLM技术进行探讨,并进一步总结了提升SLM铝基材料样品力学性能的方法,包括前期参数优化、成形件后处理和添加增强相。综述了国内外关于SLM铝合金在航空航天领域的研究进展、具体应用及其成果展示,并探讨了其未来的发展前景。
激光技术 激光3D打印 选区激光熔化 铝合金 航空航天 
中国激光
2021, 48(14): 1402002
赵亮 1,2,3,4胡杰 1,2,3,4,*刘汉 1,2,3,4安永鹏 1,2,3,4[ ... ]王宇 1,2,3,4
作者单位
摘要
1 武汉理工大学汽车工程学院, 湖北 武汉 430070
2 武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430070
3 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心, 湖北 武汉 430070
4 武汉理工大学湖北省新能源与智能网联车工程技术研究中心, 湖北 武汉 430070
最远点采样(FPS)算法可用于三维(3D)目标检测算法中关键点的采集,针对FPS采集的关键点中前景比例较低的问题,提出了一种基于语义分割特征的区域卷积神经网络(Seg-RCNN)3D目标检测算法。用一种基于语义分割特征的最远点采样(SegFPS)算法预测点的语义分割类别,以提高采集关键点中前景点的比例,从而提升Seg-RCNN算法的检测精度。该算法以激光点云作为输入,在第一阶段,利用3D稀疏卷积网络和2D卷积生成候选框和前景点分割网络(SegNet),得到每个点的分割类别;在第二阶段,基于SegNet输出的分割类别用SegFPS算法从原始点云中采集一小部分关键点,从而在降低算法时间复杂度和空间复杂度的同时保留一定比例的前景点和背景点。在KITTI测试集上的测试结果表明,相比现有的主流算法,Seg-RCNN算法的检测精度高、运行时间短,对中等级、容易等级Car类的3D检测精度分别为79.73%、89.16%,运算时间仅需80 ms。此外,基于机器人操作系统实现了算法的在线检测,验证了算法的工程实用性。
遥感 自动驾驶 激光雷达 三维目标检测 深度学习 
中国激光
2021, 48(17): 1710004
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学通信工程学院, 陕西 西安 710071
2 西安电子科技大学物理与光电工程学院应用物理系, 陕西 西安 710071
轨道角动量(OAM)作为一个全新的通信复用维度,在大气激光通信、卫星通信等领域有着广泛的应用价值。主要采用双路多进制OAM调制进行信息的传输,利用两路多进制信号产生具有不同拓扑荷值的涡旋光束再进行相干叠加,产生不同的光强图案,在接收端利用CCD相机记录下光强信息,通过光强信息可以识别不同的符号信息。采用双路四进制信息传输时,可以产生16种不同的光强图案,为了保证光强图案的差异性,提出了一种基于光强相关性的编码方案,同时探索了大气湍流对光强的影响。使用卷积神经网络(CNN)进行光强信息的识别,能够显著提高大气湍流影响下光强信息的识别率。
光通信 自由空间光通信 轨道角动量 涡旋光 卷积神经网络 大气湍流 
光学学报
2021, 41(12): 1206001
左超 1,2,3陈钱 2,*
作者单位
摘要
1 南京理工大学 电子工程与光电技术学院 智能计算成像实验室(SCILab),江苏 南京 210094
2 南京理工大学 江苏省光谱成像与智能感知重点实验室,江苏 南京 210094
3 南京理工大学 智能计算成像研究院(SCIRI),江苏 南京 210019
计算光学成像是一种通过联合优化光学系统和信号处理以实现特定成像功能与特性的新兴研究领域。它并不是光学成像和数字图像处理的简单补充,而是前端(物理域)的光学调控与后端(数字域)信息处理的有机结合,通过对照明、成像系统进行光学编码与数学建模,以计算重构的方式获取图像与信息。这种新型的成像方式将有望突破传统光学成像技术对光学系统以及探测器制造工艺、工作条件、功耗成本等因素的限制,使其在功能(相位、光谱、偏振、光场、相干度、折射率、三维形貌、景深延拓、模糊复原、数字重聚焦,改变观测视角)、性能(空间分辨、时间分辨、光谱分辨、信息维度与探测灵敏度)、可靠性、可维护性等方面获得显著提高。现阶段,计算光学成像已发展为一门集几何光学、信息光学、计算光学、现代信号处理等理论于一体的新兴交叉技术研究领域,成为光学成像领域的国际研究重点和热点,代表了先进光学成像技术的未来发展方向。国内外众多高校与科研院所投身其中,使该领域全面进入了“百花齐放,百家争鸣”的繁荣发展局面。作为本期《红外与激光工程》——南京理工大学专刊“计算光学成像技术”专栏的首篇论文,本文概括性地综述了计算光学成像领域的历史沿革、发展现状、并展望其未来发展方向与所依赖的核心赋能技术,以求抛砖引玉。
计算成像 计算摄像 光学成像 光学传感 computational imaging computational photography optical imaging optical sensing 
红外与激光工程
2022, 51(2): 20220110

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