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摘要

基于先验地表反射率数据库支持的动态阈值云检测算法(UDTCDA)可以显著提高卫星数据的云检测精度。为进一步提高其在波段相对较少的高空间分辨率卫星数据云检测应用中的精度,改进了UDTCDA中先验地表反射率数据与待检测卫星数据的空间匹配方法。与原方法使用重采样达到空间分辨率一致不同,该方法根据待检测影像高空间分辨率的特点,采用逐像元空间地理坐标配准的方法与真实地表反射率数据进行配准,然后进行云像元检测。该方法保留了高分辨率影像空间分辨率的优势,可以有效降低空间重采样造成的像元信息丢失。分别使用资源3号、高分1号、高分2号和高分4号高分辨率卫星数据开展云检测实验。通过遥感目视解译的方法对结果进行精度验证,并与UDTCDA云识别结果进行对比。结果表明,改进后的算法能以较高的精度识别不同高分辨率卫星影像中的云,总体精度可达到93.92%,对于碎云和薄云具有整体较高的识别精度,漏分误差和错分误差分别低于10.40%和9.57%。

PDF全文光学学报 | 2018,38(10):1028002
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013151

摘要

利用中心波长为815 nm的锁模飞秒激光的二次谐波抽运单共振同步抽运光学参量振荡器(SPOPO),实现了压缩真空态量子光频梳的产生。通过平衡零拍探测系统,测得0阶超模脉冲的压缩度为3 dB,实际压缩度为5.15 dB,理论模型得到的压缩度与实验结果吻合良好。理论分析了单共振SPOPO的输出耦合镜透过率、内腔损耗及探测装置效率对压缩度的影响,为优化量子光频梳的实验测量提供了指导。

PDF全文光学学报 | 2018,38(10):1027003
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07115

摘要

采用时域有限差分法研究了基于不同宽度的双狭缝复合光栅的光学传输特性。结果表明:相位共振劈裂现象可以通过调制狭缝宽度实现,而且可以实现在多个频率同时调制,所有模式都出现了明显尖锐的相位共振劈裂,其中一些劈裂谷底几乎趋近于0。其次,基于电磁场分布、法布里-珀罗共振和相位共振机制对产生的机理进行了定性的描述和解释。实现了光从两个狭缝中任意一个狭缝通过的可能,也可以选择劈裂低谷来实现禁带的设计。这些结果可以被用来设计光通道选择器、频率选择器、滤波器和光开关。相比于传统的复合光栅,基于两个不同宽度狭缝的复合光栅具有结构简单,材料单一,易于设计、分析和实现等优势。

PDF全文光学学报 | 2018,38(10):1024001
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018127

摘要

研究了电磁感应透明条件下五能级M型原子体系中探测光脉冲的非线性传播。当探测光脉冲的脉宽较大时,其色散效应可忽略,脉冲内具有不同偏振方向和不同边带的4个分量可发生四波混频,相互交换能量;当探测光脉冲的脉宽较短时,必须考虑其色散效应,4个分量可形成一种全新的四分量超慢光孤子。产生这种四分量超慢光孤子的输入功率为微瓦量级,远低于光纤中产生矢量光孤子所需的能量。

PDF全文光学学报 | 2018,38(10):1019001
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0296

摘要

啁啾调幅激光关联成像是一种将关联成像原理与脉冲压缩方法相结合的新型成像方法,能够获取目标的方位、灰度、距离和速度信息,并且可以有效抑制背景噪声对成像质量的影响。目前初步建立了啁啾调幅激光关联成像理论模型和仿真验证,然而并未涉及光源调制性能对成像质量的影响。为此理论推导并数值分析了背景光存在条件下,光源调制性能对非相干外差探测啁啾调幅关联成像质量的影响。并且得到了起始调制深度、调制深度衰减系数、频率改变率,以及光电探测器带宽等参数与探测信噪比及成像质量的关系,该工作对啁啾调幅激光关联成像雷达系统的设计和性能评估具有指导意义。

PDF全文光学学报 | 2018,38(10):1011001
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04103

摘要

夜间有雾图像光照不均、对比度较低且色偏严重。现有的去雾算法主要是针对白天图像,并不适用于夜间场景,夜间图像去雾难度较大。该文通过深入分析夜间有雾图像的成像特点,提出了基于低通滤波和多特征联合优化的夜间图像去雾算法。针对夜间图像环境光照不均匀问题,提出先对图像进行低通滤波,然后对其低频分量三通道利用最小-最大值滤波估计局部环境光;针对目前白天去雾算法先验不适用于夜间图像,提出结合图像对比度、饱和度和信息熵特征,构建多特征联合优化函数估计透射率;针对夜间图像存在非一致色偏问题,提出非重叠块局部Shade of Gray算法进行颜色校正。实验结果表明:所提算法去雾图像的主观视觉效果较好,且对比度和色偏程度两方面客观评价指标整体优于其他对比算法。该算法能够有效去除夜间图像雾气,提高图像的对比度,恢复更多的细节信息,且颜色自然,视觉效果理想。

PDF全文光学学报 | 2018,38(10):1010006
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030135

摘要

单晶光纤处于光纤和晶体介质之间的特殊结构使其同时具备光纤和晶体介质的优点。单晶光纤的增益高, 热管理简单, 非线性效应对其影响小, 在超短脉冲放大中得到了广泛应用。对单晶光纤放大器在超短脉冲放大中的研究进展进行了综述。介绍了单晶光纤常用的两种制备方法, 微拉伸法和激光加热基座法; 以提升单晶光纤放大器放大效率的各种方法作为主线, 分别介绍了Nd∶YAG和Yb∶YAG掺杂下的单晶光纤放大器以及一些具有特殊结构的新型单晶光纤放大器在超短脉冲放大中的研究进展; 对单晶光纤放大器的应用前景以及未来发展趋势进行了展望。

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03774

摘要

提出一种基于布里渊增益和损耗相互作用的光时域分析系统, 该系统将连续光与反向的斯托克斯和反斯托克斯脉冲同时输入光纤, 通过声光相互作用在布里渊增益谱中心频率处产生一个窄线宽的吸收峰。该吸收峰的线宽约为布里渊增益谱宽的1/5,并且其频率与布里渊频移相关。因此利用该窄线宽吸收峰可以提高布里渊传感器的频率分辨率, 从而实现高精度的温度和应变测量。实验结果表明, 与传统的基于布里渊增益谱的传感器相比, 该方案的温度测量精度提高了1倍多。

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03559

摘要

研究了传统时空条纹图法相位提取技术, 通过对移相条纹图存在线性载频时移相量的修正, 完善了该技术。将修正后的技术技术应用到光纤干涉条纹投影三维面形测量中, 并将其相位提取结果与传统的四步移相法、重叠四步平均法和改进迭代法进行对比, 结果表明:修正后的技术不仅有效抑制了光纤干涉条纹投影装置中移相器移相不准确和环境因素等引起的移相误差, 还能够消除杂散光等引起的高频噪声, 起到滤除高频噪声的作用。

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026116

摘要

基于所制备的高品质法布里-珀罗(F-P)光学微腔, 研究了一种基于激光信号的腔内高灵敏度熔解(HRM)曲线检测方法, 即将F-P光学微腔作为微激光腔, 将嵌入式饱和染料作为增益介质, 以产生的激光信号作为检测信号, 通过温度扫描, 实现了对碱基错配DNA分子的高灵敏度检测与筛查。分别研究了25个碱基对和50个碱基对的目标DNA及碱基错配DNA的熔解曲线, 理论及实验结果表明:基于激光信号的HRM检测技术具有低的熔解温度和高的信噪比。

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02454

摘要

综述了近年来国内外阵列检测型、光栅扫描型、滤光片型、傅里叶变换型和阿达玛变换型等多种类型微型近红外光谱仪关键技术的研究进展, 详细讨论了各种类型的优缺点、适合的应用领域及存在的问题。最后, 对微型近红外光谱仪的应用和发展趋势进行了总结和展望。

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03655

摘要

主动支撑系统能使大型光学望远镜的主镜具备面形控制及定位的能力, 单体镜面形主动控制技术及拼接镜共相位成像技术因而得到了迅速发展。回顾了近年来主动支撑系统及促动器在大型光学望远镜中的应用, 并对其进行了总结, 归纳出了几种常见的主动支撑系统及促动器, 比较了它们的特点, 陈述了主动支撑系统与促动器之间的内在联系。最后对未来应用于望远镜主镜的主动支撑系统及促动器进行了展望。

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02643

摘要

针对影响高功率激光系统输出性能的空间周期性调制, 提出并分析讨论了一种新的基于相位载波灵活补偿控制的方法。首先, 理论分析了本文方法对空间周期性调制的空间频率的控制, 通过改变相位载波的幅度调节空间频率的强度, 并且对于振幅型周期性调制, 相位载波的周期可以改变空间频率强度极大值的位置。然后, 进行了相位载波对振幅型周期性调制的空间频率影响的实验, 实验结果和数值模拟验证了该方法的可行性, 并对加载相位载波前后的输出近场图及对应的一维平均功率谱密度曲线进行了对比, 加载相位载波后, 空间频率的峰值下降了一个量级, 并降低到了本底值附近。该方法为高功率激光系统中敏感的空间周期性调制的补偿和控制提供了一个新的思路。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1005003
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0360

摘要

通过激光-CMT复合焊试验, 研究了激光波长对熔滴过渡行为的影响。结果表明, 激光通过改变熔池形态和加热焊丝影响了熔滴过渡过程, 激光-CMT复合焊过程比CMT焊接过程稳定。CO2激光对熔滴体积的影响较大, 当CO2激光功率较小时, 激光可以促进熔滴过渡; 当CO2激光功率增大后激光会阻碍熔滴过渡。光纤激光对焊丝加热的作用较小, 但可以增大熔滴过渡频率。CO2激光和光纤激光等离子体温度均随激光功率的增大而升高, 但CO2激光等离子体呈团状喷发, 而光纤激光等离子体几乎不喷发。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1002006
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0380

摘要

对激光熔注过程进行了多物理场仿真, 分析了电磁复合场参数对熔池内部流场、温度场和颗粒分布的影响规律, 并通过实验进行了验证。结果表明, 电磁复合场的施加可抑制熔池流速, 但对其温度场的分布无明显影响。当施加与重力同向的定向洛伦兹力时, 大部分增强颗粒集中在熔注层上层区域; 反之, 大部分增强颗粒集中在下层区域。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1002001
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0148

摘要

提出了基于空间光调制器(SLM)的飞秒激光双模式双光子聚合加工方式。通过在空间光调制器上加载相应的全息图, 可以实现焦点控制扫描加工和图形化曝光加工模式。 这两种加工模式不但可以保证加工质量, 而且能够提高双光子聚合加工的效率。采用这两种不同的模式, 分别加工了里约奥运会会徽和不同形状的图案, 验证了这两种加工方式在微纳加工领域的可行性。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1001005
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0452

摘要

详细介绍了基于数字散斑相关技术的三维重建方法, 包括双目立体视觉基本原理以及散斑三维重建基本流程。重点分析了整像素对应点查找方法以及基于牛顿-拉弗逊迭代的亚像素插值算法, 实现了散斑亚像素级三维重建。针对数字散斑相关计算模型, 分析了影响相关系数的因素, 并围绕相关系数计算和亚像素同名点插值精度两方面重点分析了二值随机散斑和灰度随机散斑的三维重建效果。通过设计不同尺寸颗粒的散斑图案和采用不同大小的相关计算窗口, 分别对平面陶瓷板和陶瓷标准球进行了三维重建精度分析。实验结果表明, 二值散斑能获得更高的重建精度。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1004004
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0390

摘要

基于高反射膜层和Gires-Tournois(G-T)腔, 优化设计了一对低振荡高色散镜。该色散镜对的中心波长为800 nm, 能够在680~920 nm的带宽范围内提供-200 fs2的平坦的群延迟色散。基于双离子束溅射工艺, 利用Nb2O5和SiO2制备了低振荡高色散镜对, 并将其应用于800 nm钛宝石激光器系统。通过高色散镜对2次,100.8 fs 激光脉冲被压缩至19 fs。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1003001
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02486

摘要

波长为2 μm的中红外掺铥光纤激光器可广泛应用于激光医疗、人眼安全雷达、非金属材料加工、光电对抗等领域, 具有其他类型光纤激光器不可替代的重要作用。报道了一种全光纤结构波长可调谐被动锁模掺铥光纤激光器。该光纤激光器利用半导体可饱和吸收镜与高双折射率光纤环镜实现锁模皮秒脉冲与波长可调谐激光输出。高双折射率光纤环镜由2×2激光分束器和高双折射光纤组成, 实验中通过改变光纤环镜中高双折射光纤的温度, 得到了中心波长可调谐范围为1952~1967 nm, 调谐宽度为15 nm, 重复频率为 29 MHz, 最短脉冲宽度为6 ps的可调谐皮秒脉冲激光输出。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(10):1001003
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0355

摘要

区域推荐搜索是机器视觉研究热点之一,针对传统目标检测使用穷举式搜索效率低下的问题,通过优化搜索的准确率可提高检测效率。引入复杂网络中用于社区发现的Girvan-Newman(GN)分裂算法,结合小目标区域特征,提出一种基于图像网络结构的小目标检测区域推荐搜索算法。该算法根据区域间多样性颜色直方图相似性构建图像与图的映射关系,通过图中连通子图的生成获取小目标可能区域。能在生成较少候选区的情况下满足较高的召回率,进一步优化小目标检测的时间消耗。

PDF全文光学学报 | 2018,38(09):0915005
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032534

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摘要

In order to improve the morphology of microchannels fabricated by femtosecond laser ablation, the thermal process was introduced into the post-treatment processing. It was found that the thermal process cannot only decrease the roughness but also the width and depth of the microchannel. The change rates of width, depth, and roughness of the microchannel increase with processing temperature. When we prolong the time of constant temperature, the change rate of the width decreases at the beginning, and then it tends to be stable. However, the change rates of depth and roughness increase, and then they tend to be stable. In this Letter, we discuss the reasons of the above phenomena.

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    027101

    摘要

    美国新一代环境气象卫星NPP/联合极轨卫星系统(JPSS)增加了可见光红外成像辐射仪(VIIRS)白天/夜间波段(DNB)的微光昼夜成像通道, 继承了国防气象卫星计划(DMSP)线性扫描业务系统(OLS)收集全球微光成像数据的能力, 并在性能上有大幅提升, 利用VIIRS DNB数据可以进行夜间城市灯光探测。针对中国中东部经济快速发展区域城市灯光产品的迫切需求, 综合考虑云层、月光、太阳照射、闪电、火灾等因素的影响, 对低质量数据和非灯光特征数据进行识别和剔除, 采用VIIRS DNB多天夜间数据进行融合, 将多天无月光的有效灯光辐亮度数据进行平均, 生成中国中东部地区夜间城市灯光的月合成产品。将本算法生成的产品与美国国家海洋和大气管理局(NOAA)业务城市灯光产品的辐射亮度值进行对比验证后发现, 两者具有可比性。所开发的城市灯光融合产品算法为后端的衍生应用及其他夜间微光遥感产品的反演奠定了技术基础。

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    055113

    摘要

    研究了传统时空条纹图法相位提取技术, 通过对移相条纹图存在线性载频时移相量的修正, 完善了该技术。将修正后的技术技术应用到光纤干涉条纹投影三维面形测量中, 并将其相位提取结果与传统的四步移相法、重叠四步平均法和改进迭代法进行对比, 结果表明:修正后的技术不仅有效抑制了光纤干涉条纹投影装置中移相器移相不准确和环境因素等引起的移相误差, 还能够消除杂散光等引起的高频噪声, 起到滤除高频噪声的作用。

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    026116

    摘要

    光镊技术是利用高度聚焦的激光束所形成的梯度力势阱对微纳粒子进行捕获和操控的技术, 在生物、物理、化学和医学等领域有着非常广泛的应用。基于4π聚焦系统, 理论研究了径向偏振高斯光束的紧聚焦特性及其对金属微粒的辐射力, 并与传统的单透镜聚焦系统结果进行比较; 还详细讨论了不同离焦和离轴距离对光阱刚度的影响。研究结果表明, 与传统的单透镜聚焦系统相比, 4π聚焦系统通过选择合适的光学参量, 可以获得具有三维球形结构的聚焦光斑, 显著增大了横向和纵向的梯度力, 从而显著增强光镊系统捕获金属微粒的稳定性。

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    050131

    摘要

    受传感器状态、成像机理、气候、光照等条件的影响, 高光谱遥感图像存在严重的畸变和失真。本征图像分解是计算机视觉及图形学领域广泛应用的图像处理技术, 采用该技术能够获得图像的本质特征。本研究将本征图像分解引入到高光谱图像处理中对原始图像进行本征图像分解。提出了一种基于自动子空间划分的高光谱本征图像分解方法。首先对高光谱图像进行子空间划分, 再对每个子空间应用基于最优化的本征图像分解方法进行分解, 然后对分解得到的反射率本征图像进行高光谱图像分类处理。实验结果表明:基于自动子空间划分的高光谱本征图像分解能够在较大程度上提高高光谱图像的分类精度。

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    032109

    摘要

    基于光学薄膜元件的热力学理论, 建立了强激光连续辐照下薄膜元件的热分析模型, 分析了强激光辐照下不同种类的表面杂质诱导薄膜元件的热熔融损伤和热应力损伤的过程。统计了不同口径和不同表面洁净度等级的薄膜元件上可诱导薄膜元件热损伤的杂质数量, 定量分析了杂质诱导薄膜元件热损伤的总面积, 计算了薄膜元件上热损伤的面积超过总面积的3%时所需的曝露时间。研究结果表明, 在强激光连续辐照下, 尺寸处于一定范围内的杂质会诱导薄膜元件的热熔融损伤和热应力损伤, 热损伤的方式与杂质类型密切相关。薄膜元件的口径越大、表面洁净度等级越高, 处于可诱导薄膜元件热损伤尺寸范围内的杂质数量越多。单个杂质诱导薄膜元件热应力损伤的损伤点面积比热熔融损伤的更大。

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    022113

    摘要

    基于Rudin-Shapiro(RS)非周期序列, 提出了一种能简易制作且可在轴向产生两个低色差图像的RS光子筛(RSPS)。基于角谱理论, 研究了光子筛筛孔的最小直径与对应波带片的最外环宽度的比值对RSPS聚焦特性的影响, 数值仿真结果表明, 当光子筛筛孔的最小直径是对应波带片最外环宽度的1.398倍时, RSPS能在轴向产生相同的高强度的双焦点。不同于RS波带片(RSZP)的环带结构, RSPS的孔状结构更容易制作。此外, 对比分析了RSPS、RSZP和Thue-Morse波带片(TMZP)的聚焦成像特性, 理论研究结果表明, RSPS在轴向两个焦平面产生的图像的色差比TMZP的色差低, 与RSZP的色差近似一样。因此, RSPS在多色成像, X射线显微等领域将具有广阔的应用前景。

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    02374

    摘要

    提出一种特征匹配融合结合改进卷积神经网络(CNN)的图像识别方法。针对局部二值模式(LBP)算子提取的特征信息局限以及不能准确描述图像轮廓信息的问题, 使用梯度方向直方图(HOG)和LBP分层特征融合的方法在卷积神经网络中对训练集进行特征提取, 再将匹配提取的特征图像输入改进的卷积神经网络进行训练、识别。以ReLU为激活函数, 输出层用Softmax分类器, 并通过TensorFlow框架进行训练, 在ORL、YALE和CAS-PEAL人脸库上进行人脸识别仿真, 该方法识别率分别达到了99.2%、98.7%、97.2%, 高于其他对比算法。

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    03388

    摘要

    激光雷达强度值能在一定程度上反映目标反射特性, 但由于受到距离、入射角、大气衰减效应等因素的影响, 并不能直接作为目标分类的重要特征。针对常用车载扫描激光雷达, 在对激光雷达强度值进行理论分析的基础上, 通过实验的方式固定了其他因素对强度值的影响, 建立了激光雷达强度值和表征目标反射特征参数间的关系模型。经过实验研究发现, 半椭圆模型形式的角度因子能更好地描述目标漫反射强度值随入射角的变化规律, 激光雷达强度值与接收功率间为线性转换规律; 在盲区范围外, 目标漫反射强度值随距离的变化遵循负指数规律。在实际应用中, 可以结合雷达运动来获得同一目标在不同相对位置处的强度值, 并将其代入模型中反演与目标反射特性相关的参数, 以实现对不同目标的区分。

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    01955

    摘要

    为进一步提高教学视频的压缩比及其制作效率, 针对教学视频中有效信息暂留时间持续较长、信息展示区域固定等特点, 提出一种基于关键帧检测和指示符运动建模的智能教学视频压缩算法。首先检测投影区域作为每帧图像的有效区域, 减少知识冗余; 然后通过变化检测确定视频帧的类型, 并对光标和激光笔投影点建立指示符运动模型, 进一步减少教学视频特有的知识冗余; 最后针对关键帧编码及指示符运动模型设计了相应的播放算法用于视频回放。实验结果表明, 针对以幻灯片投影区域为有效信息的教学视频, 与H.264标准相比, 本文算法在相同峰值信噪比下, 可使码率平均降低约88%, 且编解码过程满足实时要求, 无需额外人工剪辑, 可大幅提高在线教学视频的制作与传输效率。

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    01953

    摘要

    微波产生形式会影响激光诱导击穿光谱(LIBS)中等离子体光谱信号的强度和稳定性。实验选择重金属镉(Cd)质量分数为1.5×10-5的叶菜样品作为研究对象, 对比分析了双针、单针、环形、双环4种微波探针和前、中、后3个探针位置处传导微波对等离子体光谱信号强度和稳定性的影响, 以优化微波辅助LIBS(MA-LIBS)实验中的微波作用形式, 达到更好的辅助增强效果。分析MA-LIBS光谱图发现, Cd元素的等离子体光谱信号增强了2.58倍, Si、P元素的等离子体光谱信号强度分别增强了2.70倍和3.08倍, 有较好的增强效果。这表明:选择合适形状的微波探针和微波加载位置可以提高微波辅助增强效果, 增强LIBS技术在低浓度样品检测方面的应用性能。

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    02560

    摘要

    有机-无机杂化钙钛矿纳米材料因其具有直接带隙、吸收系数高、载流子迁移率高等特点成为新一代优良的光电探测材料。诸多研究表明该纳米材料具有量子点、纳米线、纳米棒、纳米片等多种形貌。纳米线结构具有各向异性, 光生载流子沿其轴向高效传输, 有利于改善光电探测器的电荷提取效率。基于此, 采用自组装生长法制备了钙钛矿纳米线阵列, 当前驱体溶液质量分数从10%逐渐减小为0.2%时, 纳米线直径从微米量级减小至百纳米量级。将0.5%的前驱体溶液所得的纳米线阵列应用到光电探测器中, 器件在2 V偏压、660 nm红光照射下亮暗电流比高达3.7×104, 外量子效率高达180.88%, 而暗电流密度低至1 pA。器件光电探测性能的显著改善归功于自组装生长的纳米线在径向的均匀排布及其高结晶质量。

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    01856

    摘要

    单晶光纤处于光纤和晶体介质之间的特殊结构使其同时具备光纤和晶体介质的优点。单晶光纤的增益高, 热管理简单, 非线性效应对其影响小, 在超短脉冲放大中得到了广泛应用。对单晶光纤放大器在超短脉冲放大中的研究进展进行了综述。介绍了单晶光纤常用的两种制备方法, 微拉伸法和激光加热基座法; 以提升单晶光纤放大器放大效率的各种方法作为主线, 分别介绍了Nd∶YAG和Yb∶YAG掺杂下的单晶光纤放大器以及一些具有特殊结构的新型单晶光纤放大器在超短脉冲放大中的研究进展; 对单晶光纤放大器的应用前景以及未来发展趋势进行了展望。

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    03774

    摘要

    介绍一种新的高功率、便携式光纤飞秒激光系统。该系统以半导体可饱和吸收锁模光纤激光器作为种子源, 通过光纤布拉格光栅对波长进行选择。振荡器输出的种子光经过两级单模掺镱光纤、一级双包层掺镱光纤预放大后, 进入主放大系统。主放大系统采用大模场掺镱光子晶体光纤放大, 并通过控制放大过程中产生的非线性积累, 有效降低非线性效应对脉冲的影响。加入声光调制器, 使输出重复频率可调, 并通过透射式光栅对, 对输出的脉冲进行压缩, 最终获得平均功率为1.34 W、重复频率为300 kHz、工作波长为1030 nm、脉冲宽度为202 fs的激光输出, 对应单脉冲能量为4.5 μJ, 峰值功率为22 MW。整套激光系统便携、稳定、成本较低, 可以进行广泛的生产应用。

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    02164

    摘要

    对于沿岸水体, 传感器接收到的水体辐射信号受到沿岸陆地高反射率的影响, 图像对比度降低, 邻近效应影响显著。有效剔除大气衰减和邻近效应, 准确获取水体表面反射率, 是水色遥感定量反演的重要前提。基于2016年4月29日太湖沿岸水体的实测光谱数据与同步过境的高分一号宽覆盖相机(GF-1/WFV)影像, 使用6S模型剔除大气衰减的影响, 并使用核函数表达大气点扩展函数, 进行邻近效应校正。实验结果表明, 邻近效应校正后的图像更清晰, 对比度增大, 水体细节信息更丰富。与6S校正结果相比, 3个同步实测样点的邻近效应校正结果的平均相对误差分别降低了10.8%, 5.24%, 10.39%, 邻近效应校正改进了水面遥感反射率的辐射探测精度。

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    0151559

    摘要

    通过采用直接的量子反馈方法控制量子比特的量子相干性, 研究了与单模腔相互作用的量子比特的量子相干性的动力学演化。利用l1范数相干性和量子相对熵相干性描述量子系统的相干性, 分析了量子反馈和外部驱动对系统相干性演化的影响。研究结果表明, 两种相干性表现出相同的动力学特性, 量子反馈减慢了量子相干性的衰减, 在一定程度上保护了量子相干性。若考虑外部驱动, 在强驱动下, 长时极限的稳态的量子相干性为零, 而在非强驱动下相干性达到一个不变的最大值。

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    02552

    摘要

    采用相干态正交化法研究了非旋波近似下Tavis-Cummings(TC)模型中两非全同量子比特间的纠缠动力学问题, 分析了同一耦合强度下不同跃迁频率的量子比特和光场对两量子比特间纠缠演化的影响。研究结果表明, 在弱耦合情况下, 当其中一个量子比特的跃迁频率与光场频率相同而另一个量子比特的跃迁频率与光场频率对称失谐时, 量子比特间的纠缠完全相同; 当耦合强度较大时, 两对称失谐情况下的量子比特间的纠缠演化由于非旋波项的作用不再完全相同。

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    01648

    摘要

    基于瑞利散射理论, 对天空光偏振分布模式进行了仿真。利用图像式全天空偏振模式测试系统对东海海域的天空光偏振分布模式进行了测试。提出了一种利用偏振方位角信息判断子午线的方法。研究结果表明, 当太阳高度角大于85°或低于25°时, 可利用偏振方位角定位子午线方向。该子午线方向与理论仿真结果一致。

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    02356

    摘要

    方差加权信息熵作为稳健的红外背景复杂程度定量描述指标, 在红外弱小目标检测中取得了不错的效果, 但由于其计算复杂, 导致算法实时性差, 很难在工程上应用。为了能快速地在红外复杂天空背景中识别到弱小目标区域, 对传统的基于图像方差加权信息熵的滤波算法进行改进。先对图像进行显著性区域分割, 粗略地得到显著性区域, 然后对显著性区域计算双分析模板区域方差加权信息熵差值, 根据复杂天空中典型区域的双分析模板区域方差加权信息熵差值的特点将候选目标区域识别出来。实验表明, 用本文算法既可以排除大量的复杂天空背景干扰区域, 又大幅缩短了算法运行的时间。

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    02140

    摘要

    对单模光纤中的孤子自频移效应进行了数值仿真和实验研究, 分析和验证了光纤和孤子脉冲的各种参数对孤子自频移的影响。利用分步傅里叶方法进行数值仿真, 发现孤子频移量随孤子脉冲峰值功率与光纤非线性系数的增加而增加, 随孤子脉冲宽度以及光纤色散的增加而减小。对2 km单模光纤中的孤子自频移效应进行实验研究, 通过调节孤子峰值功率实现了5.44~26.64 nm的连续可调谐移频, 所得结果与数值仿真结果一致。研究表明, 通过灵活调节孤子脉冲和光纤的各个参数, 可以有效地调节孤子频移量, 这为孤子自频移的多种实际应用提供了指导。

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    02252

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    摘要

    静脉穿刺是医疗行业中最基本的、临床应用最广泛的护理技术操作之一,静脉注射也成为临床治疗、抢救病人的重要给药途径。但是,由于有些特殊人群的血管并不容易找到,比如儿童、胖人、老人、长期静脉注射的人、肤色较深的人等一次注射成功的情况甚少,因此会增加病人的痛苦和加大护士的心理压力,并容易产生医疗纠纷。

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      031412537

      摘要

      在光全散射法粒度测量中,为简化求解颗粒系粒径分布函数,研究了颗粒系平均直径D32、平均消光系数Q以及粒径分布函数三者之间的关系,并提出一种计算方法。该方法利用两个波长下的消光比确定颗粒系平均直径D32,在此基础上,结合已求的平均消光系数Q,反演颗粒系粒径分布。数值模拟计算结果表明,在2μm<D32<9μm测量范围内,该方法较准确地反演颗粒系粒径分布,最大限度减少多个波长的使用,具有计算方法简单、直观,速度快等优点。

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      0146120462

      摘要

      表面等离激元是一种存在金属与介质界面的电磁模式, 具有亚波长传播和局域场增强的特性, 因而受到人们的青睐, 作为在微纳尺度下进行光子操纵和集成的优良载体。随着人们对表面等离激元认识的不断深入和对微纳光子器件应用需求的增加, 如何在近场范围内精确调控等离激元波的传播并实现特定的场强分布成为人们关注的热点。综述人们通过微纳结构对等离激元波进行操控所发展的新原理和新方法, 以及对波束性质和近场分布调控的研究进展; 重点介绍包括艾里波束、无衍射准直波束、角向贝塞尔波束在内的各类特殊等离激元波束的基本特性, 产生与调控的实现, 以及近年来拓展的近场全息技术; 并进一步探讨表面等离激元光场调控在新型微纳光子学器件中的可能应用。

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      013023805

      摘要

      We experimentally investigate an optimum scheme of coupling a collimated light from a Ti:sapphire laser source into a standard single-mode fiber (SMF). By adjusting the effective numerical aperture (NA) of coupling lens and eliminating the chromatic aberration, a coupling efficiency of around 70% is finally obtained. This result is close to the maximum value predicted by theoretical simulation. It is well demonstrated that high coupling efficiency between Ti:sapphire laser and SMF can also be obtained by optimizing certain parameters of a coupling lens, without employing any special optical components, or the specific fiber with complex structure.

        PDF全文Chinese Optics Letters | 2013,11(05):050605
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        012681502

        摘要

        论述了光学相控阵的原理, 回顾了光学相控阵的发展历程, 特别是近年来硅光子相控阵的研究进展。利用与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺线相兼容的绝缘体上硅(SOI)技术实现了大规模的集成, 目前国外报道的最大的硅光子相控阵集成了4096个阵元。在硅光子上实现的二维光束扫描角度可以达到46°×36°, 光束宽度只有0.85°×0.18°, 天线的损耗小于3 dB, 且旁瓣抑制大于10 dB。此外, 采用微机电系统(MEMS)器件实现的光学相控阵的光束扫描速度超过0.5 MHz。阐述了各种方式实现光学相控阵的优缺点, 并对未来发展前景进行了展望。最后, 介绍了光学相控阵在激光雷达、成像、军事上的应用。

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        09771716

        摘要

        光具有由偏振性决定的自旋角动量(SAM)和由光场空间分布决定的轨道角动量(OAM)两种不同的物理性质。重点对光的自旋和轨道角动量在光束生成和变换性质、存在形式和描述方法、力学效应、空间相干性和时间相干性、角向多普勒频移效应及参量转换与量子纠缠等方面进行对比,探索它们的现象学差别,以期更好地理解光的本性,为该领域的研究提供启发和拓展思路。总结和分析了轨道角动量的最新研究成果,并展望了该领域的最新研究动态。

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        06752409

        摘要

        激光清洗技术采用短脉冲激光对材料表面进行快速清洁, 在工业制造、生产和维修等领域具有广泛的应用前景。介绍了激光烧蚀清洗、液膜辅助式激光清洗和激光冲击波式清洗三种典型的激光清洗方法, 并综述了激光清洗技术的国内外研究现状。根据清洗材料本身的特点, 列举了激光清洗技术的典型应用, 并展望了其在国内制造业的发展方向。

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        0586514

        摘要

        光子晶体光纤(PCF)具有许多不同于普通光纤的特性,将PCF应用于传感领域是近年来的研究热点。介绍了PCF的基本结构、导光原理及制备方法,概述了干涉型、吸收型、荧光型、表面等离子体共振型、拉曼散射型及光栅型PCF传感器的原理及国内外研究进展,分析了其应用领域和优缺点,展望了PCF传感器的发展趋势。

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        04851542

        摘要

        高功率窄线宽光纤激光器在地球科学、光束合成、非线性频率转换等领域有重要的应用价值,近几年已经成为激光领域的研究热点。受激布里渊散射(SBS)、自相位调制(SPM)、四波混频(FWM)等非线性效应限制了窄线宽光纤激光器输出功率的提升。随着各种非线性效应抑制技术的发展,窄线宽光纤激光器的输出功率也得到了大幅提升,目前已经达到了千瓦量级。对1 μm波段高功率窄线宽光纤激光器的研究进行了详细的介绍,重点介绍了限制窄线宽激光器功率提升的非线性效应及其抑制方法、高功率窄线宽光纤激光器的种子源技术以及国内外典型的高功率窄线宽光纤激光器的研究成果。

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        0465543

        摘要

        机载双频激光雷达探测技术利用双波长激光实现海陆一体化测绘,从1969年至今,国际上已经形成了成熟的商业产品,应用于海洋、海岸带和岛礁的探测。中国科学院上海光学精密机械研究所从1998年开始,先后研发了三代机载双频激光雷达,完成了从原理样机阶段到产品样机阶段的转化。最新的Mapper5000系统在南海完成了11个架次的机载飞行试验,获得南海岛礁的三维地形数据,最大实测深度达到51 m,最浅水深达到0.25 m,测深精度为0.23 m,水平位置精度为0.26 m,海洋测点密度为1.1 m×1.1 m,陆地测点密度为0.25 m×0.25 m。

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        0442648

        摘要

        利用傅氏域全光程光学相干断层扫描(FD-CPOCT)技术对关节软骨进行次表面成像。与皮下注射器集成的裸光纤探头达到了所需求的刚度,纵向扫描时的微尺度弯曲更小。我们将探针和样本同时沉浸在盐溶液中,发现不仅可以减小发散角,还可以增加信噪比。该系统可以区分鸡的膝关节软骨区的特征,同时分辨不同的微结构损伤,所以可以用于诊断早期的关节炎和外科手术内在显微技术。

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        04202863

        摘要

        拓扑学上的光网络由边(光传输)和节点(光交换)组成。从业务属性出发,基于连接和无连接方式,分析了光交换的时间结构,包括光分组和光突发的时间结构,以及不同动态性的光电路交换的时长及其度量标准,结合实验结果分析了最短光电路交换的时长极限。从多端口和大容量的要求出发,重点讨论了基于微电子机械系统(MEMS)开关、波长选择开关(WSS)和阵列波导光栅(AWG)的三种光交换结构。分析了光交换结构的扩展方法,并讨论了光交换的几个具有挑战性的问题,包括缓存和能耗问题。通过分析,希望从时间和空间两个维度更清晰地认识光交换的本质及其与电交换的异同。

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        03272966

        摘要

        单目红外图像的深度估计是夜间无人车场景理解的关键, 针对夜间无人车场景的深度估计, 提出一种基于深度卷积-反卷积神经网络的深度估计方法。将红外图像和雷达距离数据作为深度卷积-反卷积神经网络的输入, 并将深度估计问题转化为像素级分类任务进行深度估计模型的训练。将雷达的距离数据根据深度值的范围量化为与红外图像像素一一对应的离散值并对其做标记, 然后训练过程采用分类的思想解决深度估计问题。实验结果表明, 利用训练得到的深度估计模型对夜间无人车获取的红外图像进行深度估计的时间为0.04 s/frame, 达到了实际应用中的实时性要求。

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        0144519

        摘要

        在研究了大功率半导体激光器(HPLD)光束特性的基础上,提出了实现大功率半导体激光束变发散角的设计方法。针对线源像散激光光源设计了由两个垂直放置的平凸柱透镜组成的可变激光束发散角的整形系统。在满足光束发散角要求的前提下,通过离焦使其出射光束的发散角在一定范围内连续改变。建立了两个柱透镜移动量与光束发散角关系的数学模型。利用商用光学软件对整形系统进行了模拟,结果表明,光束发散角被压缩在一定范围内连续改变,从而可实现对不同范围物体照明。

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        01383610

        摘要

        针对非接触采集图像时容易出现模糊,导致识别系统稳健性下降、识别效果不佳的问题,提出一种基于分块增强局部方向模式(BSLDP)和典型相关分析的掌纹掌脉融合识别方法。首先对传统局部方向模式(LDP)进行了改进,提出BSLDP来获取掌纹掌脉图像的纹理方向特征,然后基于典型相关分析法实现掌纹掌脉特征的有效融合,最后根据融合特征向量间的卡方距离进行匹配识别,并在CASIA-M图库及自建非接触图库上进行实验测试,最小等误率分别为0.63%和1.21%。结果表明与其他传统及最新算法相比,本文方法能够消除冗余信息、准确地保留掌纹掌脉的有效特征信息,提高系统识别性能。

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        0135262

        摘要

        光纤布拉格光栅具有体积小、耐腐蚀、抗电磁干扰、传感灵敏度高、可实现准分布式测量等优点, 是一种重要的光纤传感器件。传统紫外激光制备光纤布拉格光栅时需要对光纤进行载氢预处理, 这种方法制备的光纤光栅热稳定较差, 无法用于极端高温环境。近年来, 随着飞秒激光在玻璃材料微加工领域研究的深入, 研究人员开始将飞秒激光应用于光纤光栅的研制, 飞秒激光制备光纤光栅具有更好的加工灵活性, 无需对光纤进行载氢预处理, 也无需剥除光纤涂覆层, 而且飞秒光纤光栅具有极佳的高温稳定性。介绍了光纤光栅的飞秒激光加工机理, 以及三种典型的光纤光栅飞秒激光制备方法, 综述了飞秒光纤布拉格光栅在高温传感领域的研究进展。

        PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(03):0328009
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        0119754

        摘要

        提出一种分束调制技术来实现高精度单次曝光相位恢复成像,将待测光束用二维光栅分成一组彼此相同的衍射光束簇,并同时入射到一个结构已知的调制板上,当调制板为弱衍射物体时,在探测器上形成一组彼此相分开的衍射斑阵列。联合这些衍射光斑和弱衍射物体的透射函数,可通过一次曝光迭代计算出待测量光束的强度和相位信息,同时具有Gergberg-Saxton算法等单次曝光方法的成像速度快和相干叠层衍射成像算法等扫描成像技术的高信噪比和高精度等优点,对X射线成像和高功率激光光束在线监测等领域有重要的实用价值。

        PDF全文光学学报 | 2018,38(09):0911002
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        096480

        摘要

        采用激光熔覆技术, 在1Cr17Ni2钢表面制备了不同含量SiC的NiAl-SiC复合涂层, 研究分析了熔覆层的物相、微观组织结构、化学成分和摩擦性能。结果表明, 熔覆层主要包含AlFe0.23Ni0.77和AlNi物相; NiAl-SiC复合涂层中存在微裂纹、空隙及脱落等缺陷; SiC质量分数为3%的熔覆层和基体的平均摩擦系数分别为0.731和1.260, 熔覆层的耐磨性优于基体的。

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        093156

        摘要

        In order to fabricate a large-aperture continuous phase plate (CPP) using atmospheric pressure plasma processing (APPP) with high efficiency and precision, the position dwell mode and velocity mode were proposed and the iterative calculation method was developed for the non-constant removal rate. Two 320 mm × 320 mm × 2 mm CPPs were fabricated with two processing modes. The experiment results show that the velocity mode is capable of significantly reducing the processing time and shape error. The total processing time is decreased from 13.2 h to 9.3 h, and the surface shape error is decreased from 0.158λ to 0.119λ (λ = 632.8 nm) (root mean square).

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          077253

          摘要

          在少模光纤中写制的纤芯LP01模式向纤芯LP11模式耦合的长周期光纤光栅具有双谐振耦合现象,且该双谐振耦合峰随着温度或应变的增加向相反的波段漂移,从理论和实验上揭示了该现象产生的机理,并基于该现象及特性设计了温度、应变双参量传感器。与传统的基于纤芯基模与包层模耦合的长周期光纤光栅传感器相比,该传感器具有折射率不敏感、光谱稳定、灵敏度高等优势。

          PDF全文光学学报 | 2018,38(09):0906003
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          067543

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          摘要

          通过单个自由曲面反射器的反射, 令光源发出的能量重新分布, 在特定照明面上实现所需照明, 从而简化了投影设备中的照明系统, 使设备的进一步小型化成为可能。根据给出的光源辐射特性和所需实现的照明面上的能量分布, 可得到一组偏微分方程, 数值差分求解直接得到自由曲面反射器。光源采用发光面积1 mm×1 mm朗伯体发光的LED, 视角为120°, 照明面为4∶3的均匀矩形光斑。设计了两种自由曲面反射器, 并用软件对得到的曲面进行了照明模拟, 模拟得到的照明均匀性接近90%。两种反射器在光轴方向上的投影尺寸均小于25 mm, 垂直光轴方向上投影长度均小于22 mm, 照明系统总长均小于40 mm, 结构紧凑, 适用于小型LED投影设备。

          PDF全文光学学报 | 2007,27(03):540-544
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          037118434

          摘要

          飞秒激光微加工技术具有加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维微结构加工等优点,这些特性是传统的激光加工技术所无法取代的。首先回顾了激光微加工和超短脉冲激光技术的发展历史,然后介绍超短脉冲激光与金属和介质材料相互作用的机制,接着阐述了飞秒激光直写、干涉和投影制备等各种加工方法的原理,重点讨论飞秒激光在三维光子器件集成、微流体芯片制备及其在生化传感方面的应用等,最后展望了飞秒激光微加工领域所面临的机遇和挑战,指出了未来的研究方向。

          PDF全文中国激光 | 2007,34(05):595-622
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          0157820119

          摘要

          光子晶体光纤(PCF),又称为多孔光纤(HF)或微结构光纤(MF),是一种单一介质,并由波长量级的空气孔构成微结构包层的新型光纤。光子晶体光纤呈现出许多在传统光纤中难以实现的特性,从1996年世界上制造出第一根光子晶体光纤以来,它便受到了广泛关注并成为近年来光学与光电子学研究的一个热点。介绍了光子晶体光纤的制作工艺、工作原理、基本特性、目前的研究重点和进展情况,重点评述了光子晶体光纤非线性光学方面的研究及其潜在的应用。

          PDF全文中国激光 | 2006,33(01):57-66
          分享:
          1239931826

          摘要

          高分辨力空间相机的光学系统决定相机的外形尺寸和布局,为了相机的小型化、轻量化和结构稳定,针对某一种光学设计指标要求,分析比较多种光学系统结构是有必要的。本文针对在太阳同步轨道上用TDI CCD 推扫方式成像的高分辨力可见光相机,在设轨道高度为500 km,地面像元分辨力达到 0.5 m的情况下,用CODE V软件分析研究了6种可能的相机光学系统结构,得到了不同相对孔径和不同视场角的光学设计结果,并给出了可供参考的6种光学系统设计数据。指出在实际工程应用时,应根据不同的地面覆盖宽度的需求确定光学系统视场角,然后根据不同的视场角选定能满足这个视场角要求且尺寸最小的光学系统结构形式。

          PDF全文光学 精密工程 | 2008,16(11):2164-2172
          分享:
          01146586

          摘要

          将相位检测面形术(PMP)用于大尺度、 高精度三维面形测量中。 采用文中提出的双向高度坐标校正法, 可以得到精确的物面三维坐标。 提出了一种新的基于洪水算法的图像拼接法, 采用此方法可以按最佳的途径将各子区域的高度分布合成整个物面的高度分布。

          PDF全文光学学报 | 2000,20(06):792-796
          分享:
          0023537

          摘要

          综述了近年来棒状、盘片、光纤和热容等高平均功率全固态激光器的进展和国内近期的工作。围绕限制激光器输出平均功率提高和激光光束质量下降的热效应问题, 比较了各类激光器的优缺点。总结了减小或补偿无用热不利影响的现有技术手段, 指出减小激光器热效应可能的技术途径。

          PDF全文中国激光 | 2009,36(07):1605-1618
          分享:
          0137923529

          摘要

          以GaN基功率型发光二极管(LED)为代表的半导体照明光源, 具有其他传统光源无法比拟的诸多优点, 被公认为21世纪最有价值的新型光源。充分发挥功率型LED的优势, 利用非成像光学进行面向实际应用的功率型LED封装光学系统设计, 以高端半导体照明光源的制造为突破点, 带动整个半导体照明产业的快速进步, 已成为半导体照明技术发展的战略选择。回顾了非成像光学的历史、研究进展以及在半导体照明中的应用, 并通过设计实例, 介绍了面向功率型LED光线耦合、二维给定光分布以及三维给定光分布问题的非成像光学系统设计原理与解决方案。

          PDF全文中国激光 | 2008,35(07):963-971
          分享:
          037118891

          摘要

          采用两个中心波长约976 nm准直输出的高功率半导体激光模块为抽运源,通过空间滤波和非球面透镜耦合技术,双端抽运长度为21 m的大模场面积国产掺镱双包层光纤,获得了714.5 W的高功率连续激光输出。采用反向抽运,当入纤抽运功率为760 W时,激光输出功率达到501 W;采用双端抽运,当入纤抽运功率为1137 W时,获得了714.5 W的高功率连续输出,光光转换效率为62.8%,斜率效率为67%。

          PDF全文光学学报 | 2006,26(07):1119-1120
          分享:
          024527796

          摘要

          综述了用于下一代移动通信的光纤毫米波副载波通信技术(ROF)的研究进展。介绍了系统的基本构想和涉及的关键技术。着重介绍几种毫米波副载波光发射器以及有关光学技术的新进展,包括外调制器方法、射频上转换法、光学外差法、毫米波调制光脉冲发生器等;简要介绍了ROF接收技术、系统技术和有关应用的研究动向。

          PDF全文中国激光 | 2006,33(04):481-488
          分享:
          023422228

          摘要

          提出一种在数字加权滤波和调制度分析基础上形成可靠性控制模板,并按可靠度排序进行位相展开的新方法。该法用于傅里叶变换轮廓术中,可以兼顾所求位相精度和位相展开的可靠度,适合复杂物体面形的测量。给出了傅里叶变换轮廓术对复杂物体面形测量的应用实例。

          PDF全文光学学报 | 1998,18(09):1228-1233
          分享:
          086027147

          摘要

          光电跟踪和测量设备用于测量飞行器在空中的飞行轨迹,作为飞行器飞行性能的评价.随着现代技术的发展,对飞行器性能提出愈来愈高的要求,从而也对跟踪和测量飞行器飞行轨迹的光电跟踪和测量设备提出了相应的技术进步要求,特别是对其测量精度指标.如何做好和完善误差分析、误差分配和误差综合,成为研制更高性能的光电跟踪测量设备总体设计中的一个重要问题,贯穿从可行性论证、方案论证、方案设计、设计、制造、装调、直到试验等整个研制过程.就这一类设备中最为复杂的机载光电跟踪测量设备的目标定位误差(即3轴上的测量误差),通过建立从被测目标到地面中心测量站9个坐标系,进行31次线性变换,构造35个变量的统一测量方程;进行测量误差因素的分析和分配,以及用蒙特卡洛法来分析和计算系统的目标定位误差.

          PDF全文光学 精密工程 | 2005,13(02):105-116
          分享:
          007713

          摘要

          综述了现有的3类激光光束质量评价方法, 即近场质量、远场质量和传输质量。主要的评价参数包括近场调制度和对比度、聚焦光斑尺寸、远场发散角、衍射极限倍数β因子、斯特列尔比、环围能量比以及M2因子等。讨论了它们各自的适用范围、优点和局限性。提出了采用M2因子矩阵以表述光束的像散特性, 给出了M2因子的不变量。

          PDF全文中国激光 | 2009,36(07):1643-1653
          分享:
          03789952

          摘要

          简要介绍大型钛合金结构件激光直接制造的技术特点及其在航空航天等工业装备中的应用前景,重点报道大型钛合金结构件激光直接成形制造工艺、内部质量控制和应用研究进展。深入评述大型钛合金结构件激光直接成形制造技术发展面临的问题及其热物理、熔池非平衡冶金动力学、内部组织快速凝固和内部缺陷控制的复杂性。指出零件“变形和开裂”预防和“内部质量”控制是目前制约该技术发展和应用的关键“瓶颈难题”,只有加强对零件“内应力演化规律与变形开裂行为”及“凝固组织形成规律及内部缺陷形成机理”等基础问题的研究和认识,才能有效解决上述瓶颈难题。

          PDF全文中国激光 | 2009,36(12):3204-3209
          分享:
          02256977

          摘要

          研究了光在一维周期性介电材料中的传播特性, 指出传统的高反膜只是光子晶体的一个特例, 从而从光子晶体的角度对多层膜系的设计提出了一条新的思路, 同时研究了材料的介电常数以及结构与高反带带宽之间的关系。 最后通过在多层膜中引入掺杂(中间一层被另一种介质所代替), 得到第一能隙中掺杂模式的频率与掺杂材料的介电常数之间的对应关系, 由此提出一种精确测量介质介电常数的方法。

          PDF全文光学学报 | 2000,20(06):728-734
          分享:
          0025576

          摘要

          讨论了由无窗硅光电二极管构成的反射式陷阱探测器的设计方案和工作原理,通过实验测试证明它具有良好的线性、空间响应均匀性、偏振非敏感性和稳定性。在可见波段的7个激光波长上(488nm~786nm),通过低温辐射计标定了陷阱探测器的绝对光谱响应率,不确定度小于0.035%,比现有的标准辐射源的精度提高了约2个量级,证明其可以作为高精度的绝对光谱响应率标准探测器。

          PDF全文光学学报 | 2001,21(06):749-752
          分享:
          07318310
          N/A 

          摘要

            PDF全文发光学报 | 2015,36(01):1
            分享:
            018988

            摘要

            对半导体激光器的发展历史和发展现状进行了综述, 并具体介绍了长春光学精密机械与物理研究所近年来在大功率半导体激光器方面所取得的主要进展,特别是在大功率半导体激光器的激光光源、垂直腔面发射激光器和新型激光器芯片等方面。

            PDF全文发光学报 | 2015,36(01):1
            分享:
            01133359

            摘要

            可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者定量分析,这种方法不仅精度较高,选择性强而且响应速度快,已经被用于大气痕量气体监测以及工业控制。在对空气中的痕量气体进行检测中,由于气体浓度较低,需要和长吸收光程技术相结合。将可调谐二极管激光吸收光谱与经过108次反射后达到27 m光程的多次反射池相结合研制了用于地面环境空气中甲烷含量监测的便携式吸收光谱仪,并结合了用于微弱信号检测的二次谐波检测技术,从而达到了体积分数低于1×10-7的检测限,并利用不同体积分数的甲烷气体对系统进行了测试,得到了很好的测试结果。

            PDF全文光学学报 | 2006,26(01):67-70
            分享:
            012318332

            摘要

            激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术.检测算法的精度和速度直接影响了测量的精度及速度,传统的检测算法如重心法、Hough变换法等在检测精度或速度上存在不足.基于圆拟合的激光光斑中心检测算法是根据最小二乘原理用圆来逼近激光光斑轮廓,该算法除了可以检测光斑中心外,还可以检测光斑半径,达到亚像素级的定位精度,具有很快的计算速度,可适用于实时的光学测量.

            PDF全文红外与激光工程 | 2002,31(03):275-279
            分享:
            012310278

            摘要

            对几台国内外典型的星载高光谱成像仪所采用的光学系统结构进行了分析,阐述了棱镜色散、光栅色散、傅里叶变换3种主流高光谱成像仪分光方式的结构原理和优缺点。根据宽波段、小型化的研究目标,设计了一个全反射式高光谱成像仪光学系统。该系统由离轴非球面三反射镜望远成像系统和两个Offner凸光栅光谱成像系统组成,通过改变两个光谱成像系统的变倍比来实现两种探测器的匹配。给出的该系统的详细设计结果显示,光学系统128个谱段的调制传递函数均达到0.6以上,畸变<0.44%,谱线弯曲<0.03%。实验结果表明,选定的全反射式光学系统满足小型化星载高光谱成像仪的技术要求,有效降低了仪器的体积和质量,通过加大光学系统的相对孔径弥补了光栅衍射效率低的缺点。

            PDF全文光学 精密工程 | 2009,17(11):2629-2637
            分享:
            0534820

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            摘要

            通过小鼠实验提出了一种亮白光LED联合古典音乐疗法。遭受过慢性不可预知性应激的小鼠被随机分成3组, 均饲养在350 lx、光周期为12小时明亮12小时黑暗的环境中。对照组(C): 不做任何处理。五行音乐组(M): 每天播放2个小时古典音乐。五行音乐+光照组(M+B): 每天播放2小时古典音乐并采用5 000 lx的白光LED照射。30天后用糖水偏爱度测试和强迫游泳实验来评估抑郁程度。与C组相比, M和M+B组的小鼠表现出更短的游泳不动时间和更长的游泳和攀爬时间(p<0.001)。M+B组小鼠的游泳不动时间(52.3±25.18 s)要短于M组(78.9±14.82 s), 且差异存在统计学意义(t(9)=3.414, p=0.008<0.05)。亮白光LED联合古典音乐疗法能够提高应激小鼠的活力, 具有一定的抗抑郁作用。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0420002
            分享:
            01609

            摘要

            提出了一种通过改变晶体切割方向, 调控和提高锗酸铋晶体半波电压的方法, 可以显著扩大光学电压传感器的测量范围。使用电光效应耦合波理论, 分析了半波电压对晶体切割方向的依赖关系。晶体切割方向决定了锗酸铋晶体的通光方向和电场方向。分析结果表明, 当晶体沿[-2-0.5, 2-0.5, 0]和[0.219, 0.219, 0.951] 方向切割时, 可使半波电压提高为标准切割方向的5倍; 当晶体沿[0.140, 0.275, 0.951]和[2-0.5, 2-0.5, 0]方向切割时, 半波电压可提高至12倍。讨论了光传播方向对半波电压的影响, 锗酸铋晶体采用标准切割方向, 光路角度偏移在±0.05π范围内时, 半波电压的变化量小于0.06%。该半波电压调控方法同样适用于其它电光晶体。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0420003
            分享:
            08598

            摘要

            超辐射发光二极管因其宽光谱低抖动的光谱特点以及输出光为非相干光的特性, 在光学相干层析成像技术、光处理技术等领域具有重要应用。为获得宽光谱低抖动的超辐射输出光, 设计并制备了一种1 550 nm AlGaInAs多量子阱超辐射发光二极管。采取倾斜12°波导并增加隔离区, 结合抗反射薄膜, 最终实现宽光谱输出的超辐射发光二极管, 并比较了有无隔离区对器件性能的影响。实验结果表明, 制得的超辐射发光二极管3 dB光谱宽度可拓宽至83 nm, 光谱纹波小于0.1 dB, 在200 mA工作电流下, 出光功率大于1.5 mW。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0420001
            分享:
            00593

            摘要

            设计了一种新型的矿用光纤光栅风速传感器, 利用差压原理实现风速转化, 由波纹管、等强度悬臂梁和双光纤光栅组成差分敏感机构, 并通过算法进一步进行温度补偿, 有效克服了温度交叉敏感问题, 提高了应变测量的灵敏度。文中推导了光纤光栅中心波长变化量与风速的关系, 同时对敏感机构进行了水压模拟试验, 得到传感器敏感机构的灵敏度为0.703 pm/Pa, 与理论值具有很好的吻合度; 对风速传感器样机进行风洞试验测试, 结果表明风速在0.2~20 m/s的情况下, 传感器测量误差可基本控制在±0.3 m/s以内, 并具有良好的线性关系。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0422002
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            00575

            摘要

            温度传感器是制冷型红外焦平面探测器的重要组成部分, 它用于测量探测器工作温度, 其输出用于制冷机控制, 从而控制探测器温度。探测器的工作温度将直接影响探测器的性能, 如信噪比、探测率和盲元率等。针对传统PN结温度传感器需要模拟信号处理电路及易受电磁干扰的弊端, 设计了一种基于CMOS工艺的集成式数字温度传感器, 可以集成到红外焦平面探测器读出电路中, 直接通过SPI接口输出数字测温值。设计的集成式数字温度传感器采用0.35 μm CMOS工艺流片, 芯片面积为380 μm×500 μm(不包含PAD), 在电源电压2.5 V和采样频率6.1次/s条件下, 功耗为300 μW, 分辨率0.061 6 K。在77 K温度下输出的RMS噪声为0.148 K。测试结果表明, 集成式数字温度传感器可以应用于制冷型红外焦平面探测器温度测量。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0422003
            分享:
            00565

            摘要

            提出了一种基于深度频谱卷积神经网络的视觉目标跟踪算法。该算法在深度模型训练阶段采用谱池化替代深度卷积神经网络中的最大池化过程, 用贝叶斯分类器替代softmax损失层计算最大分类值, 并将其整合到深度神经网络跟踪框架中, 通过新网络计算输入正负样本的概率分布预测目标位置。该算法充分利用谱池化在频域下降维到任意维度且计算高效的优点, 克服了最大池化采样造成大量空间信息丢失的不足, 提升了计算速度。在权威多场景视频标准测试库上对所提算法进行验证, 结果验证了该算法兼顾了效率和跟踪精度, 有效提高跟踪器的性能, 在相同测试条件下, 文中算法性能优于同类对比算法。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(06):0626005
            分享:
            00544

            摘要

            在少模光纤中写制的纤芯LP01模式向纤芯LP11模式耦合的长周期光纤光栅具有双谐振耦合现象,且该双谐振耦合峰随着温度或应变的增加向相反的波段漂移,从理论和实验上揭示了该现象产生的机理,并基于该现象及特性设计了温度、应变双参量传感器。与传统的基于纤芯基模与包层模耦合的长周期光纤光栅传感器相比,该传感器具有折射率不敏感、光谱稳定、灵敏度高等优势。

            PDF全文光学学报 | 2018,38(09):0906003
            分享:
            067543

            摘要

            无人机在复杂战场环境下, 因敌我双方无人机外形、颜色等特征较为相似, 如何准确地对敌方无人机识别是实现其自主导航及作战任务执行的关键。由于受敌方无人机飞行速度、形状、尺寸、姿态等的改变及气象环境因素的影响, 无法准确地对其进行识别与分类。针对这一问题, 提出基于迁移学习卷积稀疏自动编码器(Sparse Auto-Encoder, SAE)实现对航拍多帧图像中敌方目标对象的识别与分类。算法首先借助SAE对源领域数据集中大量无标记样本进行无监督学习, 获取其局部特征; 然后, 采用池化层卷积神经网络(CNN)算法提取目标图像全局特征; 最后, 送入Softmax回归模型实现目标对象的识别与分类。实验结果表明: 与传统非迁移学习的SAE算法及基于底层视觉特征学习的识别算法相比, 该算法具有更高的准确性。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(06):0626001
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            00540

            摘要

            孔径综合是提高成像分辨率的有效手段。针对综合孔径数字全息术, 提出一种亚像素位移精度的孔径综合方法。利用基于快速傅里叶变换的菲涅耳衍射公式进行目标光场重构, 利用傅里叶变换的移位性质, 将全息图的位移量转化为活塞相位和倾斜相位, 从而实现任意位移量的数字全息孔径综合。开展了数字离轴全息综合孔径实验, 实验结果验证了该方法的有效性。同时, 在牺牲一定分辨率的前提下, 该方法能够显著减少孔径综合的运算量, 具有很好的实时性, 并降低处理器的硬件配置要求。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(06):0626002
            分享:
            00535

            摘要

            区域推荐搜索是机器视觉研究热点之一,针对传统目标检测使用穷举式搜索效率低下的问题,通过优化搜索的准确率可提高检测效率。引入复杂网络中用于社区发现的Girvan-Newman(GN)分裂算法,结合小目标区域特征,提出一种基于图像网络结构的小目标检测区域推荐搜索算法。该算法根据区域间多样性颜色直方图相似性构建图像与图的映射关系,通过图中连通子图的生成获取小目标可能区域。能在生成较少候选区的情况下满足较高的召回率,进一步优化小目标检测的时间消耗。

            PDF全文光学学报 | 2018,38(09):0915005
            分享:
            032534

            摘要

            冷像是影响制冷型红外探测器成像质量的重要因素。虽然可以通过非均匀校正技术进行去除, 但当校正后的工作条件发生改变时, 冷像的影响又会显现出来。根据冷像产生的机理以及频率特点, 提出了一种基于时空估计的冷像校正算法。首先, 通过使用小波分解与重构对原始图像进行冷像噪声空间域估计; 然后, 利用自适应时域低通滤波获得冷像噪声的时间域估计; 最后, 利用原始图像与获得的冷像估计噪声做差完成校正过程。使用仿真和实际的红外图像序列进行实验, 结果表明所提算法能够有效地去除冷像噪声。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(06):0626003
            分享:
            00531

            摘要

            为了反应真实导引头在隔离度作用下的输出特性, 提出了一种基于隔离度寄生回路的导引头传递函数概念及测试方法。通过建立导引头隔离度模型, 推导了不同干扰力矩作用下的隔离度传递函数, 对隔离度寄生回路稳定域进行分析, 并得到了寄生回路失稳频率变化规律。建立了包含寄生回路的真实导引头传递函数模型, 对真实导引头传递函数的频域特性和时域特性进行了仿真分析。最后, 提出了基于寄生回路的导引头传递函数半实物仿真测试方法, 通过测试从而得到真实导引头模型, 提高导引头系统建模的准确性。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(05):0531001
            分享:
            00529

            摘要

            设计了一款用于高速CMOS图像传感器的多列共享列并行流水线逐次逼近模数转换器。八列像素共享一路pipeline-SAR ADC, 从而使得ADC的版图不再局限于二列像素的宽度, 可以在16列像素宽度内实现。该模数转换器采用了异步控制逻辑电路来提高转换速度。半增益数模混合单元电路被用于对第一级子ADC的余差信号放大, 同时被用于降低对增益数模混合单元电路中运放性能的要求。相关电平位移技术也被用于对余差信号进行更精确的放大。整个pipeline-SAR ADC第一级子ADC精度为6-bit, 第二级子ADC为7-bit, 两级之间存在1-bit冗余校准, 最终实现12-bit精度。输入信号满幅电压为1 V。该8列共享并行处理的pipeline-SAR ADC在0.18 μm 1P4M工艺下制造实现, 芯片面积为 0.204 mm2。仿真结果显示, 在采样频率为8.33 Msps, 输入信号频率为229.7 kHz时,该ADC的信噪失真比为72.6 dB; 在采样频率为8.33 Msps, 输入信号频率为4.16 MHz时,该ADC的信噪失真比为71.7 dB。该pipeline-SAR ADC的电源电压为1.8 V, 功耗为4.95 mW,功耗品质因子(FoM)为172.5 fJ/conversion-step。由于像素尺寸只有7.5 μm, 工艺只有四层金属, 因此这款12-bit多列共享列并行流水线逐次逼近模数转换器非常适用于高速CMOS图像传感器系统。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(05):0520001
            分享:
            00525

            摘要

            为了准确监测小麦白粉病染病早期病情, 给喷药防治提供技术指导, 论文将染病初期的小麦叶片作为研究对象。首先, 利用高光谱图像数据, 通过图像特征分割出叶片区域和病斑区域, 定量计算病情严重度; 其次引入Relief-F算法提取染病早期最敏感波段和波段差, 计算出白粉病病害指数PMDI(Powdery mildew disease index); 并通过分析病情指数DI(Disease index)与11种植被指数(含PMDI指数)的相关性及线性模型, 得出PMDI模型有最高的决定系数(R2=0.839 9)和最低的均方根误差(RMSE=4.522 0), 效果优于其他病害植被指数的结果(其中, Normalized Difference Vegetation Index, NDVI的模型决定系数最高, R2=0.777 1, RMSE=5.336 4); 最后, 选择PMDI和NDVI植被指数分别构建小麦白粉病染病早期病情严重度的支持向量回归模型。结果表明: 经敏感波段筛选构建的PMDI指数的预测结果更好, 预测模型的R2=0.886 3, RMSE=3.553 2, 可以实现小麦白粉病早期无损诊断, 这为指导作物病害喷药防治提供重要的技术支撑。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(05):0523001
            分享:
            00523

            摘要

            提出并设计了一种基于双层石墨烯结构的电控太赫兹波开关。该开关结构由棱镜-石墨烯-二氧化硅-石墨烯-锑化铟组成。太赫兹波从棱镜左侧以特定角度入射, 棱镜右侧固定有太赫兹波探测器, 通过外加电场改变石墨烯介电常数, 影响等离子体波矢匹配, 进而控制太赫兹波反射率, 实现太赫兹开关目的。实验运用COMSOL软件对双层石墨烯电控开关进行仿真模拟, 将1 THz的太赫兹波以35.42°从棱镜左上方入射, 在无外加电场时, 太赫兹波反射率为2.63%, 此时为太赫兹波开关的“关”状态。施加外加电场时, 石墨烯的介电常数发生变化, 太赫兹波反射率改变并达到93.01%, 棱镜结构接近全反射, 此时为太赫兹波开关的“开”状态。研究结果表明该结构具有良好的太赫兹波强度控制性能, 电控太赫兹波开关消光比为15.5 dB。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(05):0520003
            分享:
            00519

            摘要

            图像中背景与前景对象的空间位置决定了场景在图像中的相对深度, 利用图像的局部特征相似性和流形结构的降维性能, 并应用salient区域DCT高频系数分布的深度排序索引性能, 定义出图像深度的马尔科夫概率图模型MRF。通过划分场景对象检测salient区域模糊度, 最后估计得出图像场景的相对深度图。通过学习图像数据的流形嵌入对数据流形分布概率密度函数进行迁移, 得出遵循相似流形分布的对象特征类别标记概率密度分布。进一步检测空间变化salient区的模糊程度, 融合多尺度梯度幅度的高频离散余弦变换DCT系数特征, 依据模糊变化高频特征计算深度标记索引确定深度标签的层级次序, 融合类别标签以生成深度图。这种模型框架下检测单个图像中模糊和未模糊的区域, 可获得图像中场景的相对深度, 而无需了解相机设置或模糊类型的先验参数。在典型的深度图估计数据集中应用MRF深度图模型评测图像的深度估计性能, 实验结果给出该方法在检测场景分布和划分场景深度次序上的准确率, 验证了方法的有效性。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(06):0626004
            分享:
            00517

            摘要

            太赫兹波低频段辐射计在地球大气和分子探测中的需求不断增加。在微波电开口谐振环等效电路模型及其谐振特性仿真设计的基础上, 将微波谐振结构和传统带状线偶极子光电导天线结合, 提出了新型微结构光电导天线, 具有频率调节灵敏度高、谐振特性明显的优点。加工了不同尺寸的新型光电导天线和常规的带状线偶极子光电导天线实物, 并进行了实验对比研究。两种类型的太赫兹辐射频谱明显不同, 新型光电导天线由于微结构电开口谐振环的双频谐振特性出现了两个谐振峰, 3 dB相对带宽约为50%, 得到了窄带特性; 而传统光电导天线只有单峰, 3 dB相对带宽为93.07%, 显然为宽谱特性。对于新型光电导天线的仿真和实测吻合较好, 调节微结构天线的谐振环臂长可以获得较大的峰值频率移动相对值, 从而也验证了理论模型、谐振单元仿真结果的有效性。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(05):0520002
            分享:
            00503

            摘要

            为获取更多惯性约束聚变内爆运动信息和测量聚变燃烧阶段等离子体的时空特性, 以微通道板(MCP)选通分幅变像管为基础, 采用电子束时间展宽技术和组合透镜成像技术, 研制了曝光时间优于30 ps的分幅变像管, 并通过变像管结构、工作原理和实验测试分析了2类像管性能差异的原因。研究结果显示, MCP选通分幅变像管具有良好的空间分辨性能, 而采用新技术的变像管则具有更优秀的时间分辨性能, 实验测试获得MCP选通分幅变像管的曝光时间和空间分辨率分别为97 ps和~53 μm(调制度为4%), 而采用新技术的分幅变像管分别为和21 ps和~74 μm(调制度为3%)。高时间分辨分幅成像技术的应用可为惯性约束聚变的研究提供更多的可信数据。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(06):0624002
            分享:
            00502

            摘要

            针对激光冲击强化涡轮机匣部件难以贴覆吸收保护涂层的问题, 提出无保护层激光冲击(LSPwC)+水砂纸磨除烧蚀层的复合工艺, 研究LSPwC对GH3044合金微观组织和力学性能的影响, 验证复合工艺的可行性。采用能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜分析试样表层元素组成和微观组织, 通过测试残余应力和高周疲劳寿命表征其力学性能。结果表明, LSPwC在试样表层产生约10~15 μm的烧蚀层, 烧蚀层内碳、氧元素富集且残余拉、压应力交替存在, 烧蚀层以下晶粒和碳化物不同程度地均匀细化; 相比原始试样, LSPwC对GH3044合金疲劳寿命提升不明显; 水砂纸磨除烧蚀层后, 试样表面残余压应力约510 MPa, 影响深度层达1 mm, 疲劳寿命提高到原始试样的3倍。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0406005
            分享:
            00502

            摘要

            星载积分路径差分吸收(IPDA)激光雷达是全天时全球范围内探测CO2浓度的一种有效的方法, 而作为接收系统关键元件的光电探测器对激光雷达系统性能有着较大的影响。雪崩光电二极管(APD)有着较大的动态范围与高的响应度, 因此它在星载激光雷达中广泛应用。介绍了IPDA激光雷达和APD探测器的工作原理, 并根据实际工作条件, 测试了一款APD探测单元的响应度、动态范围、不同光功率下的信噪比等主要性能参数, 分析了这些性能参数对星载激光雷达CO2浓度的反演带来的影响。结果表明, 在CO2浓度为400 ppm(1 ppm=10-6), 吸收波段信号的探测器输出电压在280~980 mV范围内时, APD探测器本身的非线性和噪声造成的误差小于0.8 ppm。

            PDF全文红外与激光工程 | 2018,47(04):0406002
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            00497

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            摘要

            分析了上海天文台皮秒激光器系统实现方法,研究了其在不同重复率下的输出功率、输出波形等性能,实现了4kHz重复率、3W功率532nm波长激光稳定输出。对1kHz激光测距系统适应性改造,建立了4kHz重复频率卫星激光测距系统,实现了4kHz重复率卫星测距,测量数据量和标准点数据精度相比1kHz重复率分别提高了约2.62倍和1.62倍,提升了测距系统的卫星观测性能。对具有自转特征的Ajisai卫星进行4kHz重复率激光观测,结

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031402
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            摘要

            涡旋光束具有螺旋波前,携带有相位奇点和轨道角动量等物理特性,在粒子操控、量子信息、超分辨成像、光通信等领域具有重要的应用,并已成为学术界的研究热点。得益于相干光学理论的快速发展,研究人员将相干性作为新的自由度,引入到了涡旋光束中,提出新型涡旋光束即部分相干涡旋光束。相较于完全相干涡旋光束,部分相干涡旋光束具有独特的物理内涵和光学特性,尤其是对其相干性和拓扑荷的联合调控,引发了一

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(01):012603
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            摘要

            针对目前中红外波片相位延迟精确测量困难、测量精度低,且单个弹光调制器(Photoelastic-modulator,PEM)调制频率高、普通中红外探测器及面阵探测器无法有效探测等问题,提出一种基于双弹光差频调制的中红外相位延迟精确测量方法。采用两个硒化锌型PEM差频的方式来降低系统调制频率(相比于单个PEM的调制频率可降低3-4个数量级),从而对光进行差频调制并产生载有被测相位延迟的低频调制信号,对调制后的1倍

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031202
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            摘要

            为满足不同材料不同厚度板材加工的需求,本文设计了一种光斑大小和焦点位置可变的激光切割光学系统。变斑变焦激光切割光学系统由复合准直镜组、变焦镜组、补偿镜组和聚焦镜组四部分组成。采用在普通光学聚焦系统的准直镜组和聚焦镜组中间放置可调倍率扩束系统,再将准直镜组和可调倍率扩束系统合并成一个复合准直镜组的方案,简化系统的设计。本文建立了四镜组可变斑变焦光学系统的物理模型,推导出了各镜组之

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):022201
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            摘要

            飞秒激光脉冲加工具有热效应小、加工精度突破衍射极限、三维内部加工能力等特性,在微纳制备领域独具优势。本文综述了利用飞秒激光脉冲整形技术结合飞秒激光三维直写进行透明介质中微纳制备的最新进展,这些技术有望在新型集成光学和微纳光学中发挥重要的作用。

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(01):012609
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            摘要

            采用飞秒激光对氟化钙晶体表面进行加工。通过调控激光参数,采用静止聚焦和动态扫描两种方式在晶体表面生产一系列微结构(烧蚀孔和烧蚀线)。分别对两种加工方式烧蚀后的氟化钙晶体表面微结构进行系统研究,包括参数依赖关系、材料表面烧蚀阈值以及相应的累积因子等。研究表明飞秒激光加工过程中的脉冲累积效应以及热累积效应能够对晶体的烧蚀产生重要的影响。

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(01):0126017
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            摘要

            摘要:光栅色散型光谱仪会受到自身偏振响应的影响,而大气及大气中的悬浮物质的反射光具有明显的偏振特性。因此星载光栅色散型光谱仪在大气中得到的精度与地面上辐射定标时的精度有着很大的差别。为了保证成像测量结果的相对准确性,需要消除光谱仪中光学器件的偏振响应,加入消偏器是一种常用的消偏方法。由于成像光谱仪探测性能要求,不仅需要消偏器在光谱仪的响应波段内具有良好的消偏效果,还要求尽可能小

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031301
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            摘要

            高分辨率遥感影像场景的分类对影像解译有重要意义。传统场景分类方法仅可获取中低层局部特征或全局特征,造成信息的丢失,且中低层特征对高分辨率遥感场景语义信息表达不足。本文提出一种融合全局和局部深度特征的视觉词袋模型(Global and Local Deep Features based Bag-of-visual-words,GLDFB),它同时顾及场景的局部和全局信息,通过视觉词袋模型将深度卷积神经网络提取的多个层次的高层特征进行重组编码

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):030102
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            摘要

            通过分析螺旋相位调制型携带轨道角动量 (orbital angular momentum, OAM)光场的传播演化特性,提出以该光场演化波源为对象进行非线性效应研究的新途径。基于三波耦合模型和柯林斯路径积分理论,得到以OAM演化波源为基频光的二次谐波光场及衍射传播解析表达式。采用飞秒钛宝石激光器,基于4f相干成像系统,将OAM演化波源成像于倍频晶体处,实验研究了该波源产生的二次谐波传播特性,测量了不同阶数OAM波源的倍

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031901
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            摘要

            本文以LYTRO相机为例,提出一种精确色彩矢量约束下的光场图像超分辨率算法,主要研究内容分为两部分。第一部分,通过相机内部微透镜阵列按照六边形分布的特点,结合点扩散函数,及相机探测器阵列上滤光片的排列方式,计算出每单一像素点的RGB色彩分量值,精确恢复出每一个像素的颜色信息;同时,采用金字塔算法对色彩恢复的时效性进行优化。第二部分,提出一种基于相机子孔径图像序列颜色矢量约束下的超分辨率

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):030401
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            摘要

            在颗粒粒径分布的光学测量问题中,不适定问题的反演算法至关重要。本文综合奇异值截断法、奇异值修正法、Tikhonov正则化思想及Chahine迭代算法,提出了一种改进的病态问题求解算法测量颗粒系的粒径分布。结合BG折中准则与奇异值最小原则确定了奇异值截断值,并用L曲线法确定了最优正则化参数,同时利用联合迭代反演法(SIRT)实现解的非负约束。模拟及实验结果表明:该算法对单、双峰分布下的测量误差均低于3%

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):021209
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            摘要

            超表面是一种新型的二维人工微结构。由于其在亚波长尺度上对光场的调控具有灵活性与多元性,使得多维度、全方位的光场调控成为可能,近年来吸引了广泛的关注。本文基于傅里叶理论对胞间弱耦合超表面的设计进行了理论分析,并提出了收敛性条件,补全了超表面非连续相位设计中亚波长条件的不充分性。并且进一步将超表面中的相位调控与光场中的偏振,振幅,频率等物理性质相结合,介绍了超表面在多维光场调控上的

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(01):012607
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            摘要

            本文基于布里渊光时域分析技术对镀金光纤进行了分布式应变测量,当应变量小于1300 με时,镀金光纤局部存在应变不敏感区域,这是由于镀金光纤涂覆层厚度的不均匀性导致的;当应变量大于1300 με时,整条镀金光纤的布里渊频移随应变线性增加。通过分布式测量选取涂覆层相对较均匀的镀金光纤,在8000 με范围内对其进行应变测量。镀金光纤在首次测量应变时先发生塑性变形,再发生弹性变形,这是由于镀金光纤

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):021902
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            摘要

            提出一种基于标记配对相干态和轨道角动量的循环差分相移量子密钥分发方案,采用光子轨道角动量作为信息载体,使用L种不同拓扑荷的轨道角动量的叠加态进行循环差分相移量子密钥分发的信息编码,显著提高了密钥生成率。同时,使用标记配对相干态作为量子光源,有效地减少空脉冲和多光子脉冲的比例,提高密钥生成率。此外,还分析了在湍流大气信道中的传输特性,分别考虑了信道衰减和大气湍流对系统性能的影响。

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):022701
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            摘要

            针对模板匹配方法用于三维目标位姿测量时,退化视图易出现误匹配导致位姿测量失败的问题,提出了一种基于多传感器的三维目标位姿测量方法。利用多传感器技术,充分发挥深度相机和高分辨率CCD相机各自的优势,两种成像技术形成互补,提高了测量的鲁棒性和效率。首先利用物体与其固定平面之间的关系,在点云中粗略定位出目标区域,然后通过预先标定信息将目标区域转换到灰度图像空间。在灰度图像中,利用LSD直线

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):021207
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            摘要

            提出了一种新的非线性相位误差的全场补偿方法。在相位测量轮廓术中,参考面相位的准确度直接影响物体三维测量精度,投影仪Gamma非线性效应会导致相位中含有非线性相位误差。本文通过对参考面相位的多次测量,提高参考面本身的解相精度,并提取出一个逼近理想值的期望相位面,用该期望相位面检测出非线性相位误差。大量实验发现展开相位与非线性相位误差呈一一对应关系,因此可用参考面的全场展开相位建立对应

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031201
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            摘要

            土壤有机质(SOM)含量是评价土壤肥力的重要指标。本研究以新疆渭-库绿洲为研究区,基于室内获取的SOM含量及反射光谱数据,对其进行SG平滑和一阶微分 (FD)预处理。在此基础上,为了减少敏感波段遴选对建模精度的影响,本研究引入了谐波分析(HA)算法对全波段光谱数据进行谐波分解。并基于主成分分析(PCA)降维后的7个主分量对SOM含量进行了基于BP神经网络、GA-BP和多元线性回归(MLR) 3种方法的定量估算并进行精度

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):022803
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            摘要

            针对单一结构纳米天线吸收率不高和波段较窄的缺点,结合多缝隙结构和蝶形偶极子,提出了一种多缝隙蝶形偶极子纳米天线。多缝隙蝶形偶极子是由Au纳米蝶形偶极子刻蚀多条缝隙构成,该结构能同时实现尖端近场耦合、光栅耦合以及不同介质间的杂化耦合,这三种耦合共同作用可以在宽波段内有效提高吸收率。采用时域有限差分方法分析了宽波段下该纳米天线的吸收性能,数值分析表明:在400~1800nm波段,多缝隙蝶形偶极

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(02):022302
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            摘要

            为研究大气背景辐射和仪器辐射规律,控制仪器热辐射和仪器精度,设计了一套大气背景辐射测量系统。分析了测量系统各组件和辐射定标等各类误差源对总测量误差的影响,还分析了定标精度的影响因素,最后确定了测量工作的改进方向。结果表明该系统在定标区间内的测量误差主要是定标误差和随机误差,两者分别为1.8312%、0.0729%;合成误差为1.8327%。当用该系统测量大气背景辐射时,对大多数优良的天文台站而言,大

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):030101
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            摘要

            应用高效传输型超表面,构造可控相位的传输透镜,以标准喇叭发出的准球面波照射,产生携带不同拓扑荷值的涡旋场波束。所用超表面在大于10%带宽范围内能实现大于90%的传输效率和进行三比特以上的相位调制。通过补偿相位公式的理论推导,对超表面进行设计,得到30GHz的高效率传输型超表面产生携带轨道角动量(OAM)的高阶涡旋波束。利用全波仿真对所提出的方案进行验证,得到了与理论相符合的结果。

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(01):0126015
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