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摘要

为了识别植被场景中的叶片和相邻障碍物, 提出了一种三维激光雷达的目标检测算法。以雷达点云中的相邻点构建邻域特征, 提取新的特征参数作为判别依据, 采用期望最大算法求得混合高斯模型以表征特征参数的分布情况; 最后, 利用马尔可夫随机场建立先验模型, 在最大后验概率框架下采用图割法进行求解, 得到最优目标函数。该算法已成功应用于无人驾驶平台。研究结果表明, 该算法能有效地识别叶片及其邻接障碍物, 可以清楚地分辨障碍物边界。与传统算法相比, 该算法具有更高的稳健性和准确率, 且其实时性满足实际应用的需求。

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02595

摘要

近红外光谱数据的高维、高冗余、高噪声和非线性的特性严重影响了光谱相似性度量的准确性, 针对该问题, 提出了一种基于网格划分局部线性嵌入(GGLLE)算法的近红外光谱相似性度量方法。首先, 根据关键化学成分在光谱中的表达, 将高维光谱数据划分为多个网格子空间。其次, 对局部线性嵌入(LLE)算法做了两方面改进, 并采用改进的LLE算法依次实现每个子空间从高维空间向低维空间的特征映射, 计算生成子空间的相似度矩阵。最后, 将子空间相似度矩阵归一化处理并求解所累加和生成光谱样本集的相似度矩阵, 实现光谱的相似性度量。实验选取两组某烟草企业提供的烟叶光谱构建了光谱的相似性度量模型, 以相似性度量的准确率作为算法优劣的衡量标准。实验结果表明, GGLLE算法构建的相似性度量模型的准确率为93.3%, 明显优于主成分分析、栈式自编码器和LLE算法的64.2%、67.5%和82.5%, 从而证明了GGLLE算法的有效性。

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01769

摘要

利用波长为1070 nm, 最高输出功率为6 kW的连续式光纤激光器, 采用激光点焊技术, 对TC4钛合金/5052铝合金异种金属连接进行工艺特性研究。结果表明, 相同离焦量条件下, 激光功率较小时, 焊接过程中钛/铝接头会形成双熔池, 焊后下部铝合金出现缩孔, 并有气孔和裂纹产生; 增大激光功率, 钛熔化量增加, 液相钛流入焊缝形成钉扎状结构, 边缘处钛铝相互扩散反应, 生成近钛侧的TiAl2相和近铝侧的TiAl3相; 未流入熔合区的钛/铝界面生成TiAl3金属间化合物层, 且随激光功率的增加, 钛-铝反应层增厚。当离焦量小于+50 mm时, 接头强度随激光功率的增大先增大后减小, 最大断裂载荷不足3000 N; 采用+50 mm离焦量时, 随激光功率的变化, 接头强度出现两个峰值, 失效位置分别位于接头界面及铝合金母材处, 断裂形式为准解理断裂和韧性断裂, 最大断裂载荷达到3571 N。

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02769

摘要

阐述了激光电离空气成像的理论及其可行性, 描述了激光电离空气成像方式与装置, 提出了激光电离空气成像可触控的理论方法和方式, 认为只有用低功率飞秒激光电离空气成像, 才能让人触碰; 并提出基于检测激光回波相关参数, 检测图像是否被触碰的检测方式, 以及基于三角定位法向成像位置发射触碰检测信号的检测方式; 提出带有触感的、可应用于实践的空间可触控成像的方式, 即全息投影成像、雾屏成像与激光电离空气成像相结合, 前两者用来形成基本图像, 后者用来形成按钮图像并用于触控, 并在触碰时有触感。

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03373

摘要

为了在说话人识别任务中有效融合音视频特征, 提出一种基于深度门的多模态长短期记忆(LSTM)网络。首先对每一类单独的特征建立一个多层LSTM模型, 并通过深度门连接上下层的记忆存储单元, 增强上下层的联系, 提升该特征本身的分类性能。同时, 通过在不同模型之间共享连接隐藏层输出与各个门单元的权重, 学习每一层模型之间的联系。实验结果表明, 该方法能有效融合音视频特征, 提高说话人识别的准确率, 并且对干扰具有一定的稳健性。

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02060

摘要

针对人脸认证系统的欺骗攻击,传统欺骗攻击方式主要包括照片和视频攻击。随着三维(3D)打印技术的快速发展, 使用3D面具进行欺骗攻击逐渐成为新威胁。在剪切波变换基础上, 结合人脸3D几何特征和局部区域纹理变化, 针对3D面具欺骗攻击提出一种利用多层自编码网络进行特征融合分类来识别攻击面具的方法。通过非下采样剪切波变换从目标人脸3D图像中提取低频子带和高频子带。在低频子带上利用尺度空间函数对特征点进行检测、定位及方向分配, 生成特征描述子。将所生成的特征描述子与高频子带上提取的纹理特征输入栈式自编码器和softmax分类器进行瓶颈特征融合分类。在基于柔性TPU材质3D打印面具BFFD数据库上的实验结果表明, 相比于以往单独使用纹理特征的方法, 加入3D几何特征的多特征融合方法对反3D面具攻击的准确率有显著提升。

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03250

摘要

硫系玻璃具有较宽的红外透过范围及极高的线性和非线性折射率。综述了基于受激布里渊散射效应的硫系玻璃光器件研究进展, 以及硫系光纤和波导器件在布里渊激光器、慢光产生和微波光子滤波器等领域的应用现状, 指出了研究中存在的问题, 并展望了其发展前景。

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024221

摘要

以不同孔径的阳极氧化铝(AAO)多孔材料作为研究对象,基于高速摄影和原子发射光谱分别研究了AAO孔径对激光诱导等离子体形态演变和温度的影响,利用吸收光谱及时域有限差分法对样品的光反射率进行测试与仿真分析。研究结果表明:在一定的孔径范围内,随着AAO孔径减小,等离子体的存在时间变长,光谱谱线强度变大,等离子体的电子温度升高;AAO的等离子体参数均大于抛光铝片的,其电子温度比抛光铝片的高2000~3500 K;在一定的孔径范围内,AAO孔径越小,光在样品内部的吸收系数越高,解释了等离子体增强的原因。

PDF全文中国激光 | 2019,46(02):0211003
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02113

摘要

设计了一种光子晶体光纤(PCF)结构,基于新结构PCF和表面等离子体共振(SPR)效应实现了温度与磁场双参量传感。采用全矢量有限元方法对该传感器的理论模型进行了分析,结果表明,当温度在20~50 ℃内时,传感器的温度灵敏度可达-493.6 pm/℃;当磁感应强度在20~300 Oe内时,传感器的磁场灵敏度可达82.69 pm/Oe。

PDF全文中国激光 | 2019,46(02):0210002
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0676

摘要

研究了傅里叶空间不同纯相位编码方法对产生圆对称艾里光束的影响,详细分析了目前常用的编码方法,并引入了另一种已有的编码方法与常用方法进行比较,研究发现这两种方法都能产生高质量的圆对称艾里光束。其中常用方法产生的光束理论上质量相对较高,且受光束参数影响较小,适应性广,但衍射效率低;另一种编码方法产生的光束质量理论上相对较差,且对光束参数的选择有一定要求,但优点是衍射效率高,约为原方法的2.4倍,对于激光加工、非线性激发等应用有较大的优势。使用两种方法实验产生了圆对称艾里光束,发现常用的编码方法衍射效率低使得实际光束的质量受噪音影响较大,而另一种编码方法产生的光束与理论结果吻合较好,实验验证了此种编码方法的可用性。

PDF全文中国激光 | 2019,46(02):0209001
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0167

摘要

基于激光超声方法,对裂纹在加热光辐照及自然冷却条件下的透射超声信号进行了实时监测。在不同功率加热光辐照下,得到了裂纹壁上的突起在裂纹受加热光辐照闭合时的三种典型的变化过程,对所产生的三种典型的变化过程的成因进行了分析与讨论。研究结果表明,裂纹在加热光辐照及自然冷却条件下的变化均与裂纹在未加热时的初始形貌特征有关。

PDF全文中国激光 | 2019,46(02):0204009
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0386

摘要

基于长程气体吸收池技术,搭建了针对波长为1572 nm的单频激光的光谱纯度测量装置,理论分析了测量精度的影响因素,并推导出误差计算公式。结果表明,该装置可精确测量光谱纯度为90%~99.999%的激光输出。使用该装置对1572 nm种子注入光参量振荡器输出的单频纳秒脉冲进行测量,测得其光谱纯度为(99.996±0.0005)%,达到工业应用的要求。

PDF全文中国激光 | 2019,46(02):0204006
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0164

摘要

基于Reynolds方程和P-C(Patir and Cheng)模型,分别建立了织构表面在流体动压润滑及混合润滑状态下的理论模型。采用有限差分法并结合数值迭代,利用Matlab编程对模型进行计算,获得计算域内的压力分布和织构表面的理论摩擦系数,以此作为织构表面摩擦学性能的判断标准。采用飞秒激光加工工艺,在氧化锆(ZrO2)增强HA(Hydroxyapatite,羟基磷灰石)生物陶瓷涂层表面,加工出具有不同排布方式的椭圆形织构阵列和不同面覆率的圆形织构阵列。在往复实验平台进行摩擦磨损实验,利用三维轮廓仪表征涂层的磨损深度,并验证了数值模型。

PDF全文中国激光 | 2019,46(02):0203003
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0240

摘要

利用波长为976 nm的抽运源对基于纤芯/内包层直径为20/400 μm的增益光纤放大器进行双向抽运,通过优化光纤弯曲半径,合理选择抽运方式并优化抽运功率配比,可有效抑制横向模式不稳定效应和受激拉曼散射,获得了输出功率大于3 kW的近单模全光纤放大器。光纤放大器的光-光转换效率约为73%,受激拉曼散射抑制比为20 dB,光束质量因子小于1.7,时/频域上没有出现模式不稳定现象。对该放大器进行10 h的连续测试,结果表明,该激光器性能稳定,有望用于工业加工等领域。

PDF全文中国激光 | 2019,46(02):0201004
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0345

摘要

炼锌溶液中痕量铜离子的光谱信号被掩蔽、干扰严重, 以及铜离子的非线性特性在高、低浓度区间的显著差异, 都会导致痕量铜离子的浓度检测比较困难。针对该问题, 提出了一种基于分区建模的锌液中痕量铜离子的光谱检测方法。该方法采用导数光谱结合小波去噪的方法对光谱信号进行预处理, 重现待测铜离子的谱峰。以相关系数-稳定性值作为变量的评价指标对波长变量进行排序, 并结合支持向量回归(SVR)模型选取最佳波长变量, 在此基础上, 根据混合溶液中铜离子光谱信号非线性特性将浓度划分区间, 并分别针对每个区间建立粒子群优化支持向量回归(PSO-SVR)模型, 计算出铜离子的质量浓度。将所提方法与现有多种回归方法进行比较, 结果表明:所提方法将预测方均根误差降低至0.0678, 模型决定系数提高至99.61%, 该方法的最大相对误差为6.94%, 平均相对误差为2.74%。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(02):0230002
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02124

摘要

提出了一种基于标记配对相干态(HPCS)和轨道角动量的循环差分相移量子密钥分发(RRDPS-QKD)方案, 以光子轨道角动量作为信息载体, 使用多种不同拓扑荷的轨道角动量的叠加态进行RRDPS-QKD的信息编码, 显著提高了密钥生成率。使用HPCS作为量子光源, 有效减小了空脉冲和多光子脉冲的比例, 提高了密钥生成率。分析了光源在湍流大气信道中的传输特性, 考虑了信道衰减和大气湍流对系统性能的影响。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(02):0227001
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0186

摘要

采用Hirota方法研究了描述超材料中电磁波传输的非线性薛定谔方程, 解析得到了线性增益和非线性吸收平衡下两个精确的空间啁啾暗孤子解:暗孤子I(DSI)和暗孤子II(DSII)。基于Drude模型, 研究了DSI和DSII在不同电和/或磁极化非线性超材料中的形成条件、存在区域和传输特性, 并进行了数值验证。研究发现:存在于负折射区的DSI, 传输过程中速度逐渐增加, 而存在于正折射区的DSII, 传输过程中速度逐渐减慢; DSI具有正的啁啾, 而DSII具有负啁啾; DSII的波束宽度远小于DSI的波束宽度; DSI和DSII的背景幅度和半峰全宽由其系统模型的参数决定, 因此与入射波的频率直接相关, 在每种非线性情况下DSI和DSII的传输特性都不同。这些研究结果表明, 通过选择不同的非线性超材料和入射电磁波频率可以控制啁啾暗孤子的传输特性。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(02):0219001
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02106

摘要

对室温下零声子线(抽运波长为969 nm)抽运Yb∶YAG激光器进行了理论研究, 建立了969 nm抽运Yb∶YAG的速率方程。在相同热负载状态下, 通过数值模拟分别得到969 nm和941 nm抽运时Yb∶YAG板条放大器的光-光转换效率和输出激光强度。模拟结果表明:941 nm和969 nm抽运的光-光转换效率基本相同; 抽运波长为969 nm的抽运强度比941 nm提高了20%以上。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(02):0214003
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01220

摘要

生物发光断层成像(BLT)是一种非侵入、高灵敏度的光学分子影像技术,可以通过探测生物体表面的光信号重建出生物体内部光源的三维分布情况。由于光在组织中传播时, 散射占据主导作用, 导致BLT重建问题的病态性, 给光源重建带来巨大的挑战。在BLT重建中, 基于光源稀疏分布的特征, 稀疏正则化方法相比于传统的L2范数正则化取得了显著进展。更进一步, 由于生物发光光源的分布具有的空间聚集特征, 利用该特征将有助于进一步提高BLT重建的准确性。相比于传统的针对求解域中所有未知量进行稀疏重建的算法, 探索了利用块稀疏进行生物发光断层成像重建的可行性, 首先通过对系统矩阵进行相关系数分析将求解域划分成一系列数据块, 然后利用块稀疏贝叶斯算法对生物发光光源的分布进行三维重建。通过仿真实验与小鼠活体实验, 并与传统稀疏重建算法L1-LS进行了比较, 结果表明该方法可以有效缓解BLT重建问题的病态性, 抑制噪声, 并且可提高重建结果的准确性。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(02):0211005
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0373

摘要

在短波红外成像光谱技术的应用背景下, 对HgCdTe短波红外焦平面探测器的校正技术进行研究, 包括坏像元校正和非均匀性校正, 并提出先进行坏像元校正后进行非均匀性校正的探测器校正原则; 在标准辐射源下, 对正常像元的输出值进行正态分布拟合, 并通过3σ准则设定正常像元输出值阈值的方法, 确定探测器中坏像元的数量与位置, 然后根据短波红外成像光谱技术的应用要求, 对坏像元进行光谱二邻域均值替换; 坏像元校正完成后, 再采用运算量小、实时性强的两点法对探测器进行非均匀性校正。综合校正结果表明:探测器坏像元得到有效剔除, 坏像元输出值得到良好校正, 且非均匀性校正效果明显, 图像细节更加丰富。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(02):0204001
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01199

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摘要

采用激光超声可视化技术研究了脉冲激光激励的表面波在不同深度缺陷上的反射和透射,实验得到了表面波在缺陷处的可视化声场。研究结果表明,随着缺陷深度的增大,表面波的反射系数先增大后平缓变化,透射系数先减小后平缓变化。研究结果为裂纹深度的激光超声表面波检测奠定了实验基础。

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00153

摘要

以血糖浓度为例,采用将动态光谱提取数据和非测量组分影响因素一同纳入预测模型的方式来提高血糖测量系统中的精度。通过支持向量算法建立血糖预测的模型,建模结果表明,考虑多因素模型的预测值优于未考虑非测量组分模型中的预测值。与后者相比,前者的相关系数达到0.9627,提高了14.23%; 均方根误差为0.13,减少了43.12%; 相对误差在10%范围内的样本数量增加8.33%。

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00138

摘要

提出了一种基于改进特征金字塔的Mask R-CNN目标检测方法。实验结果表明,在目标边缘和包围盒两项检测中,相比于Mask R-CNN检测框架,所提方法在不同的交并比阈值下的平均准确率分别提高了约2.4%和3.8%。尤其对于中等尺寸目标的检测准确率有较大的提高,分别为7.7%和8.5%,具有较强的稳健性。

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00139

摘要

为提高水下激光图像的质量,改进了生成对抗网络的生成网络,使其成为一种包含跳跃结构和空洞卷积的深度卷积神经网络。利用该网络从自建数据集中学习待修复图像到目标图像的端到端映射参数,再对带有强后向散射光的水下激光图像进行修复。实验结果表明,所提方法能够快速对后向散射光区域进行填充修复,相比传统去噪和增强对比度方法联合处理的结果,所提方法的峰值信噪比平均提高了9.10 dB,特征相似度平均提高了0.11,实现了水下激光图像的去噪、对比度增强和非均匀性照明改善,较好地去除了后向散射光。

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00133

摘要

利用经典超分方法获得高光谱超分图像集,研究了图像的特点,提出一种基于3类图像特征向量的高光谱超分图像质量评价方法。该方法分别计算了图像的空域自然场景统计、局部频域特征以及局部二值模式梯度,获得了3类特征向量,对3类低层特征向量建立回归森林模型,以预测图像的质量得分。与其他经典方法相比,所提算法具有更好的准确度和主客观一致性。

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00131

摘要

基于等效媒质理论,分析了近红外波段的石墨烯-电介质多层膜结构双曲超材料(GDM-HMMs)的双曲色散关系,对传输矩阵法(TMM)进行了优化,计算分析了不同周期数下的石墨烯双曲超材料的透射谱。基于法布里-珀罗共振腔(F-P腔),理论分析了透射谱的演变规律,验证了石墨烯双曲超材料在近红外波段的双曲色散关系。研究结果表明,实现电磁波传输需要大切向波矢条件。结构总周期数影响透射谱特性,可用F-P腔理论进行分析和反向结构设计。

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0011

摘要

提出了一种能够实现近红外区域(780~1100 nm)高反射的聚合物交替多层聚碳酸酯(PC)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 周期性光学薄膜的设计方案,验证了利用微纳层叠共挤设备制备特殊多层光学膜结构的可行性。利用遗传算法搜索出4个周期的最优布拉格中心波长,得出了最优膜的总厚度。仿真了4个周期叠加多层膜的光谱特性,讨论了入射角及厚度误差对多层膜近红外区域总反射率的影响。研究结果表明,所提方案满足对太阳光的隔热及内部智能采光的需求。

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007

摘要

提出了一种基于结构光多频相移法的相位校正算法。基于相位梯度,建立可靠度判据,将煤块有效测量区域内的相位点分成两类,并依次对其进行校正。实验分析了所提结构光投影算法的适用性,并测量该算法的精度。实验结果表明,所提方法较好地解决了煤块表面形貌测量中无效相位点的问题。

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0012

摘要

可调窄带滤波器是光学系统中的核心器件之一,在光信号处理、光学传感等领域中有广泛的应用价值。基于亚波长光栅结构,利用微流控技术,提出了一种新型可调控窄带滤波器的实现方法,通过调控微流体通道中流体的折射率,获得了大范围可调窄带滤波功能。采用严格模式理论对其光学性能进行了分析与模拟,数值结果表明,该器件波长调谐范围可达28 nm,其滤波带宽不大于0.03 nm,灵敏度S大于350 nm·RIU-1,品质因数Q高达50000,光学性能优异。另外,该新型器件具有结构简单、易于制作、调控简便等诸多优点,在生物传感、化学分析等领域具有广阔的应用前景。

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008

摘要

细粒度车型图像的类间特征差异小,在复杂图片背景中识别干扰因素多。为提高模型在复杂背景中对图像的特征提取能力和识别准确度,提出了基于支持向量机(SVM)和深度卷积神经网络(DCNN)的分类器集成模型Softmax-SVM。它将交叉熵代价函数与hinge损失函数相结合,代替Softmax函数层,减少了过拟合的发生。同时,设计了一个10层的DCNN提取特征,避免了手工提取特征的难题。实验数据集为复杂背景下的27类精细车型图像,尤其还包含同一汽车厂商的相近车型。实验结果表明,在不进行大量预处理的前提下,Softmax-SVM分类器识别269张测试样本能够获得97.78%的准确率,识别每张样本的时间为0.759 s,明显优于传统模式识别方法和未改进前的DCNN模型。因此,基于DCNN的Softmax-SVM分类器能够适应环境的复杂变化,兼顾识别精度与效率,为复杂背景下的细粒度车型分类提供了实际参考价值。

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009

摘要

异常目标检测在高光谱图像(HSI)处理领域发挥越来越重要的作用。低秩稀疏矩阵分解算法(LRaSMD)可将背景和异常区分开,可以极大地减弱异常目标对背景的污染。基于此,提出一种基于低秩稀疏矩阵分解和稀疏字典表达(LRaSMD-SR)的高光谱异常目标检测算法,通过LRaSMD的方式获取背景集,通过稀疏表达的方式从背景集中构建背景字典模型,最后通过计算重构误差来检测异常点。该算法在模拟和真实数据上都进行了有效性验证,实验结果证明LRaSMD-SR算法具有非常好的异常目标检测性能。

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0015

摘要

在传统的高倍频光毫米波系统中,当边带间的抑制比较大时,高阶边带的存在可直接忽略。当边带抑制比很小时,高阶边带的功率较高,将对光毫米波产生影响。为研究高阶边带对生成高倍频光毫米波的影响,利用级联马赫-曾德尔调制器(MZM)的抑制偶数阶边带方式产生8倍频光毫米波。在实际的光毫米波产生系统中,高阶边带经过调制后会生成冗余的低阶边带,使得边带功率累加,相位不相干,从而造成系统无法解调。为此,详细讨论了不同调制深度下调制器输出的高阶边带对系统的影响。通过对高阶边带的分析可知,当射频信号满足最优的相位关系式时,由第1个MZM输出±1,±3,±5,±7阶平坦边带后,无需光滤波器,即可直接经过第2个MZM调制得到4阶边带的8倍频光毫米波。利用该方法,不需要大幅度的射频信号就可得到纯净的8倍频毫米波。该方案结构简单,频谱纯度高。

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008

摘要

采用正交试验研究了42CrMo合金表面单道轨迹激光熔覆的Stellite6涂层,分析了激光功率、扫描速度、送粉速率、光斑直径对熔覆层稀释率和显微硬度的影响及主要影响因素之间的交互作用。结果表明,激光功率对熔覆层稀释率的影响最大,而扫描速度对熔覆层显微硬度的影响最大。综合熔覆层稀释率和显微硬度的评价得到的最优工艺参数组合为激光功率1100 W,扫描速度8 mm·s-1,送粉速率1.2~1.4 rad·min-1,光斑直径3.7 mm。

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0011

摘要

基于半导体硅电导率的可调性,设计了一种基于金属短线(CW)和圆形开口谐振环(SRR)的可控电磁诱导透明(EIT)结构,实现了对电磁诱导透明(EIT)效应的主动调控。研究发现,当半导体硅的电导率为1 S/m时,透射谱在1.33 THz附近呈现出透射率约为94%的窄透明窗口。当电导率为5000 S/m时,透射率变为58%; 当电导率为15000 S/m时,EIT效应基本消失,调控效率达到了66%。利用耦合模理论对不同电导率的透射谱进行拟合,发现拟合曲线与透射谱非常吻合,这表明仿真结果和理论计算结果是一致的。仿真和计算结果表明,当硅的电导率增大时,暗模式的阻尼率增大,其损耗也增大,当电导率增大到一定值时,暗模式的谐振不能被激发,EIT效应消失。

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0013

摘要

针对非约束环境下,受姿态、遮挡、尺度变化等因素的影响,密集、分辨率较低的人脸难以检测问题,提出了一种上下文敏感的多尺度人脸检测 (CSMS) 方法。该方法引入一种结合人脸上下文信息的提取模块,通过有效地融合多感受野特征来丰富目标的判别性信息。从模型结构设计的角度出发,利用多尺度特征提取尺度专门化的特征向量,使人脸检测中尺度变化具有很好的稳健性。在训练阶段采用端到端的学习方式,并引入专注于难分负例样本的训练方法来解决小尺度目标检测中的类间不平衡问题,提高了网络对难例样本的判别能力。实验结果表明,该方法对于非约束环境下的人脸检测具有很好的稳健性,在Wider Face数据集上实现了先进的检测效果。

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0010

摘要

场景理解是信息科学里的重要研究内容,而三维(3D)数据相比于二维(2D)数据有着众多优势。目前点云的获取有多种方式,且不同获取方式的点云具有不同的特点,此外,基于点云的3D场景理解中的关键技术研究还没有完整、系统的综述。为此,总结了不同方式的点云获取方法,并对不同的点云数据及相关数据库进行对比分析。基于目前3D场景理解的研究进展,针对3D场景理解中的点云滤波、特征提取与点云分割和点云语义分割等技术进行了对比分析与总结。通过对近些年国内外文献的结论进行梳理,凝练出3D场景理解关键技术中存在的问题,并对3D场景理解问题的发展趋势做了展望。基于点云的3D场景理解因其数据的丰富性而被广泛应用在众多领域中,但是目前基于3D点云的场景理解效果,尤其是针对具有颜色信息的激光点云的场景理解,还有众多内容有待深入研究。

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0022

摘要

使用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对葛粉中苯甲酸含量进行了定量分析。检测样品为有塑料包装袋的葛粉。对原始数据进行多元散射校正、基线校正、一阶导数、二阶导数等预处理,利用偏最小二乘(PLS)法对葛粉中苯甲酸的含量建立预测模型。检测结果显示:无塑料包装袋样品的模型决定因子为0.975,预测集的均方根误差(RMSEP)为1.126%; 有塑料包装袋样品的模型决定因子为0.976,RMSEP为1.356%。

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008

摘要

简要回顾了高功率光纤激光光谱合成的研究进展和现状,介绍了影响合成激光光束质量的外界因素,主要包括合成系统中的元器件及子光源阵列的线宽展宽。现有的理论、实验结果以及中国科学院上海光学精密机械研究所在光谱合成光束质量改进方面的最新研究进展,有助于优化设计光纤激光器光谱合成系统的内置参数,推动高亮度光谱合成技术的进一步发展。

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0012

摘要

提出了一种基于V型三能级原子和腔量子电动力学系统的量子纠缠态制备方案。在不同耦合参量条件下,数值分析了任意两腔之间的纠缠演化规律。研究结果表明,当原子以恒定速度通过空腔时,通过改变耦合腔间的耦合参量,可实现对腔间纠缠的控制。利用此方案可同时实现多分量量子纠缠态的产生和控制。

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009

摘要

综述了世界各国近年来在大功率半导体激光器方面所取得的研究成果,重点介绍了砷化镓基近红外大功率半导体激光器在输出功率、亮度、电光转换效率、光束质量、寿命与可靠性方面的研究进展。结合目前市场分析,详细阐述了半导体激光器的应用前景,展望了未来大功率半导体激光器的发展趋势。

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0010

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摘要

The quasi-phase-matching (QPM) technique has drawn increasing attention due to its promising applications in areas such as nonlinear frequency conversion for generating new laser light sources. In this paper, we will briefly review the main achievements in this field.Wegive a brief introduction of the invention ofQPMtheory, followed by the QPM-material fabrication techniques. When combing QPM with the solid-state laser techniques, various laser light sources, such as single-wavelength visible lasers and ultraviolet lasers, red–green–blue three-fundamentalcolor lasers, optical parametric oscillators in different temporal scales, and passive mode-locking lasers based on cascaded second-order nonlinearity, have been presented. The QPM technique has been extended to quantum optics recently, and prospects for the studies are bright.

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    09822014

    摘要

    在可见/红外频段,纳米光学天线一般是指金属(金、银、铜等)纳米颗粒及其相同结构的不同组合构成,这些金属纳米结构在特定波长光激发下产生局域表面等离子体共振(LSPR),因此在纳米尺寸上能对可见/红外场约束、场增强或重定向等功能。对纳米光学天线的调控分为通过改变天线设计的被动控制和通过改变介质的介电常数主动控制模式。纳米光学天线是近年来纳米光学方向新兴的前沿课题,有望广泛应用于纳米光学、化学、生物医学等领域。主要介绍纳米光学天线的主要功能、调控模式及其在生物医学中的应用。

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    08425029

    摘要

    作为光的一个基本属性, 偏振态提供的自由度对光场调控具有重要作用。具有空间结构偏振态分布的矢量光场因其具有不同于传统标量光场的独特性质而被应用于诸多领域, 但矢量光场的早期研究主要集中于柱对称的局域线偏振矢量光场。近年来, 偏振态分布更加丰富的新型矢量光场逐渐得到关注, 这些新型矢量光场的出现丰富了矢量光场的种类并提供了新的调控自由度, 被应用于焦场调控、光学微加工、光学微操纵和光信息传输等领域。综述了近年来出现的新型矢量光场, 包括柱坐标系中的杂化偏振矢量光场、庞加莱球相关的矢量光场、阵列矢量光场、多奇点矢量光场和其他非柱对称的矢量光场, 介绍了其进展、设计方案、实验生成、性质和相关应用。

    PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126001
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    07561362

    摘要

    光纤结构光场作为光场调控的一个重要分支, 逐渐引起了研究者们的广泛关注。首先基于光纤矢量模式理论, 讨论了光纤中具有空间偏振/相位奇异特性的结构光场的产生机理; 然后, 介绍了光纤结构光场的产生方法, 如长周期光纤光栅耦合法、光纤端面微结构法和轨道角动量转换法等; 最后, 介绍了光纤结构光场在超分辨成像、涡旋光通信、等离子针尖纳米聚焦和非线性频率转换等方面的一些典型应用。

    PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126003
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    0561785

    摘要

    相干测风激光雷达采用外差探测方式, 其后向散射信号经本振光放大, 信噪比理论上可达到量子极限, 具有高时空分辨、高精度的特点。相干测风激光雷达广泛应用于测量风切变、大气湍流、飞机尾流、阵风以及重力波等。目前, 国内外相继开展了相干测风激光雷达的研究。介绍了相干测风激光雷达的发展历史, 详细介绍了各波段相干测风激光雷达的最新研究进展, 并对相干测风激光雷达的发展趋势进行了简要总结。

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    05171550

    摘要

    涡旋光束具有螺旋波前、携带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, 将相干性作为新的自由度引入涡旋光束中, 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会引发一系列奇特的新物理效应(如相干奇点、光束整形、偏振态转换、自修复等)。回顾了部分相干涡旋光束的基本理论及发展历程, 着重对部分相干涡旋光束的理论模型、传输特性、实验产生、实验测量和应用基础研究进行了阐述。

    PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126004
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    0453873

    摘要

    概述了矢量光场的基本理论及常见的生成方法, 详细介绍了基于空间光调制器的矢量光场生成系统及性能改善方法。回顾了强聚焦下的矢量衍射理论, 重点介绍了激光焦场强度分布、偏振指向及自旋指向的定制方法; 介绍了定制焦场在显微成像、定向耦合等方面的应用。

    PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126002
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    0442661

    摘要

    综述了近几年薄膜应力研究的重点及新进展,探讨了薄膜应力研究的发展方向。

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    04375433

    摘要

    光学成像以其非侵入性的特点被广泛应用于生物医学、物理和化学等领域。通过对光场时域和空域参数的调控, 可以有效调制光的时序、波前、振幅、相位、色散等特性, 从而获得具有高时空分辨率的光学图像。以光场调控原理为主线, 综述近年来高时空分辨成像技术的研究进展。

    PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126010
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    0411830

    摘要

    复杂光场通常是指相位、振幅和偏振等具有特殊分布的结构光场, 包括以轨道角动量模式为代表的涡旋光场和以偏振态非均匀分布的矢量光场。利用复杂光场构建多维复用光纤通信系统已成为空分复用光通信技术的研究热点。介绍了通过光纤实现复杂光场产生、调控、传输的方法; 简述了新型环形纤芯光纤在低复杂度、短距模式复用光纤通信系统中的应用; 介绍了基于Q玻片的短距直接检测矢量模式复用光纤通信系统实验; 简要分析了光纤光栅耦合模式转换法, 以及利用少模光纤实现一阶和二阶轨道角动量模式的产生方案; 同时介绍了利用一维和二维周期渐变相位光栅测量涡旋光场特性的技术方案。光纤损耗和模式串扰是限制基于复杂光场的模式复用光纤通信系统性能的关键因素; 基于光纤产生和调控高阶复杂光场仍然具有很大的挑战性。复杂光场模式复用技术作为一种基于光纤本征模式的复用技术, 与其相关的研究在未来超大容量模式复用光纤通信系统中具有重要的研究意义和潜在的应用价值。

    PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126008
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    0379811

    摘要

    结构光场是一类对光波空间结构进行剪裁的特殊光场。广义的结构光场包括具有空间变化的幅度、相位、偏振分布和空间阵列分布的光场。结构光场因其独特性而在光学操控、显微、成像、计量、传感、非线性光学、天文学、量子科学和光通信等领域获得了广泛应用。基于结构光场的光通信技术包括复用通信和编译码通信。本文回顾了结构光场编译码通信的研究进展, 全面综述了结构光场的产生方法以及不同空间模式(轨道角动量模式、无衍射贝塞尔模式、线偏振模式、矢量模式、空间阵列)、不同编码方式(直接模式编码、高速映射)和不同应用场景(光子芯片、自由空间、光纤)的结构光场的编译码通信, 并对其未来发展趋势进行了分析和展望。结构光场编译码通信开发了光场空间域维度资源, 有望为解决光通信新容量危机和实现光通信可持续扩容提供潜在的解决方案。

    PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126013
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    0291875

    摘要

    光谱仪器采集光谱数据时, 散射噪声会对光谱数据产生影响。同一种矿物质在不同颗粒度和浓度状态下的光谱数据曲线会产生偏移, 进而降低光谱数据的匹配精度。针对这一问题, 研究了基于多元散射校正融合增广拉格朗日消除光谱数据散射噪声和偏移的方法, 先用该方法对光谱数据预处理进行校正, 再结合光谱角方法进行相似度匹配测量。实验选取了6种矿物和6种壁画颜料作为光谱数据样本, 使用光谱匹配方法分别对原光谱数据和消除散射噪声和偏移后的光谱数据进行匹配计算和分析。实验结果表明, 使用多元散射校正融合增广拉格朗日方法消除散射噪声和偏移校正后的光谱数据匹配精度高于未校正的光谱数据, 因此该方法可提高识别效果。

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    02461493

    摘要

    上海软X射线自由电子激光装置(SXFEL)是中国第一台X射线相干光源, 其最短波长可达到2 nm。这台基于1.5 GeV C波段高梯度电子直线加速器的激光装置包含1条种子型自由电子激光(FEL)束线、1条自放大自发辐射束线以及5个实验站。整个装置的研制分试验装置(SXFEL-TF)和用户装置(SXFEL-UF)两个阶段进行, 基于0.84 GeV直线加速器的SXFEL-TF以掌握种子型FEL级联技术和短波长回声型FEL为主要目标, 而SXFEL-UF的目标则是建成可提供5个实验站的用户装置并于2019年底开始首批实验。介绍了SXFEL的基本构成和目前装置研制的进展。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0100004
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    0174445

    摘要

    神光Ⅱ大型固体高功率激光装置是我国激光驱动器发展历史的里程碑, 其成功研制使我国高功率固体激光工程与技术、聚变物理与基础物理研究实现了全面且本质的跨越式发展。简要概述了神光Ⅱ激光装置研制中创新发展的大量工程方案与技术手段, 举例介绍了神光Ⅱ激光装置在近20年来的高质量运行中取得的众多有国际影响力的研究成果。经多方支持和多年持续发展, 已经形成数万焦耳级纳秒激光装置、皮秒拍瓦以及飞秒拍瓦激光装置等, 这些装置是我国惯性约束核聚变、强场物理、高能量密度物理等研究领域中重要的物理实验核心平台之一。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0100002
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    0164451

    摘要

    为了提高曲面零件的熔覆加工效率和质量, 实现离线编程, 根据激光熔覆的工艺特性对曲面零件进行路径规划。基于逆向工程对零件建模, 根据模型提出一种基于切平面法的路径生成方法, 通过分析熔覆道搭接率来确定切平面间的距离, 利用有效加工离焦量得出轨迹上的插补点集, 通过计算插补点在三角形面片上的位置确定法矢, 并用偏置法计算出激光枪头的位置与姿态, 最后对曲面的熔覆层形貌和组织性能进行分析。相较于一般的路径规划算法, 该方法建立在满足激光熔覆工艺参数的前提下, 综合考虑了轨迹间距、光斑大小等多种因素, 提升了熔覆效率和质量, 利于实现激光熔覆在曲面零件再制造领域的推广。

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    01361060

    摘要

    利用激光诱导击穿掺杂Cr、Cu 元素的自制土壤样品,对元素特征谱线的信背比随含量的变化情况进行对比分析,并选择常用谱线Cr(I) 425.435 nm,427.481 nm、Cu(I) 324.754 nm,327.396 nm,利用相应Fe 谱线作为内标作出校准曲线,计算检出限,研究谱线跃迁能级的原子组态、角动量和跃迁几率等微观特性对校准曲线和检出限的影响。研究结果表明,信背比高的谱线得到的检出限相对较低,对元素检测更为敏感;谱线的信背比与谱线对应的跃迁几率无关。跃迁原子组态相同的谱线的信背比随含量变化显示出相同的变化趋势,其中角动量相对较大的谱线Cr(I)425.435 nm(4-3)和Cu(I) 324.754 nm(3/2-1/2)激发状况较好,得到的校准曲线的线性拟合值也相对较高,检出限相比于角动量小的谱线Cr(I) 427.481 nm(3-3)和Cu(I) 327.396 nm(1/2-1/2)分别降低了11%和42%,对元素检测的灵敏度更高,更适合作为元素检测的特征谱线。

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    01262188

    摘要

    高光谱遥感影像分类通常基于地物光谱特征,但影像中同时还存在丰富的空间信息。空间信息的有效利用能显著提高图像分类效果。因其具有的特殊结构,卷积神经网络(CNN)已成功地应用在图像分类领域,对二维图像分类具有很好的效果。如何通过深度学习并结合空间光谱信息来提高分类性能是一个关键问题。结合高光谱影像中的空间特征与光谱信息,提出一种适合于高光谱像素级分类的深度学习三维卷积神经网络模型(3D-CNN),并在初始分类的基础上利用多标签条件随机场进行优化。选取三个通用公开高光谱数据集(Indian Pines数据集、Pavia University数据集、Pavia Center数据集)进行测试,结果表明分类优化后精度得到很大提升,总体精度可达98%,Kappa系数达到97.2%。

    PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(08):0828001
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    075749

    摘要

    采用皮秒激光在不锈钢表面加工形成了6种不同规则形态的微结构,这些微结构微观形貌呈现微米级类波纹状突起,突起表面分布有一个个纳米级的小微坑。加工区域元素的组成成分基本和基底一样,含量也接近,只有C元素含量有所增加,Fe元素含量有所降低。织构区域的摩擦系数普遍都比无织构区域小,无织构的不锈钢薄板摩擦系数在0.8~0.9之间,而织构过的表面摩擦系数明显降低,在0.1~0.2之间。摩擦系数均呈现出先爬升后稳定的变化,但织构表面相对未织构表面摩擦系数达到稳定状态的时间较短。织构表面摩擦系数在4 000~7 500 s时显著升高,表面微结构的减磨作用贡献结束。织构表面磨斑均比原始表面的磨斑宽,当摩擦方向垂直于织构表面,具有更好的减磨作用。

    PDF全文应用激光 | 2018,38(06):981
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    03867

    摘要

    针对压铸铝与6063铝合金焊接中焊缝内部存在气孔的问题,采用功率为1 000 W光纤激光器进行焊接实验,通过对激光重复频率进行实验,得到没有气孔的焊缝。然后对激光功率、焊接速度及激光重复频率三因素进行正交实验,得到最佳工艺参数,焊缝接头最大强度为120.5 MPa。对焊缝表面成型进行研究,结果表明,焊缝成型状态直接影响了焊接接头强度。

    PDF全文应用激光 | 2018,38(06):963
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    02559

    摘要

    介绍了绿光激光器的发展现状及应用前景,对绿光激光焊接工艺进行了研究,并与传统近红外激光焊进行对比。在不同激光峰值功率、脉冲宽度下,测试激光焊接紫铜的焊缝成型。结果表明,随着激光峰值功率、脉宽的增加,绿光激光焊接紫铜的焊缝熔深、熔宽随之增加。绿光激光焊接紫铜最大熔深0.5 mm,由于光斑较小,更适合0.2 mm紫铜搭接焊。相比传统近红外激光焊接,绿光激光焊接焊点一致性良好、表面光滑美观、无飞溅。

    PDF全文应用激光 | 2018,38(06):946
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    02272

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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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    037718743

    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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    0161120581

    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
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    1241332299

    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
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    01146856

    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:
    0138323911

    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
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    0023798

    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:
    037319219

    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:
    02257262

    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:
    023422493

    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:
    024628061
    N/A 

    摘要

      PDF全文发光学报 | 2015,36(01):1
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      0181155

      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:
      01213663

      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:
      087427482

      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:
      007905

      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:
      0025792

      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:
      038610189

      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:
      07318542

      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
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      012418559

      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
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      012310434

      摘要

      调制传递函数(MTF)是描述光学成像系统信息传递频率特性的一个关键指标。在成像系统满足线性和空间不变性的条件下,对于含有点、狭缝和边缘等不同特征的图像,可以使用相应的方法计算得到成像系统的MTF。采用了倾斜刃边法来计算得到成像系统的MTF,分析了成像器件和算法步骤对计算结果产生的影响,进行了相应的校正,提高了计算结果的准确性。运用MTF补偿(MTFC)技术,分别使用了镜头MTF的设计值、测量值和计算值对实际拍摄得到的图像进行了复原。通过对以上3种复原图进行对比,实验结果证明了MTF计算值的可靠性和用于降质图像复原时的有效性。

      PDF全文光学学报 | 2010,30(10):2891-2897
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      01817006

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      摘要

      为了满足激光驱动惯性约束聚变(ICF)的诊断需求, 研制了一台大动态范围高时空性能X射线条纹相机系统; 通过优化电子光学设计、改进条纹变像管的制作工艺, 以及制作和使用高效器件来达到提高条纹相机动态范围以及时间和空间性能的目的; 设计相机的阴极工作长度为30 mm, 聚焦电压为12 kV; 借助飞秒和皮秒激光器组建相机的静态和动态标定测试系统。结果表明:该相机系统的空间分辨率大于20 lp/mm, 时间分辨率达到5 ps, 动态范围达到2237∶1, 扫描速度非线性小于3%; 相机具有4个挡位, 可以实现4个扫描速度下的超快信号获取; 该相机性能优良, 可以满足激光聚变研究中时间、空间、能谱分辨的精密化诊断要求。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(12):1234001
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      01062064

      摘要

      相干测风激光雷达采用外差探测方式, 其后向散射信号经本振光放大, 信噪比理论上可达到量子极限, 具有高时空分辨、高精度的特点。相干测风激光雷达广泛应用于测量风切变、大气湍流、飞机尾流、阵风以及重力波等。目前, 国内外相继开展了相干测风激光雷达的研究。介绍了相干测风激光雷达的发展历史, 详细介绍了各波段相干测风激光雷达的最新研究进展, 并对相干测风激光雷达的发展趋势进行了简要总结。

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      05171550

      摘要

      光谱仪器采集光谱数据时, 散射噪声会对光谱数据产生影响。同一种矿物质在不同颗粒度和浓度状态下的光谱数据曲线会产生偏移, 进而降低光谱数据的匹配精度。针对这一问题, 研究了基于多元散射校正融合增广拉格朗日消除光谱数据散射噪声和偏移的方法, 先用该方法对光谱数据预处理进行校正, 再结合光谱角方法进行相似度匹配测量。实验选取了6种矿物和6种壁画颜料作为光谱数据样本, 使用光谱匹配方法分别对原光谱数据和消除散射噪声和偏移后的光谱数据进行匹配计算和分析。实验结果表明, 使用多元散射校正融合增广拉格朗日方法消除散射噪声和偏移校正后的光谱数据匹配精度高于未校正的光谱数据, 因此该方法可提高识别效果。

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      02461493

      摘要

      视网膜投影显示(RPD)是头戴显示器(HMD)领域的一个研究热点, 能够克服传统HMD辐辏聚焦矛盾(VAC)。为了使RPD小型便携化, 以微机电系统(MEMS)扫描镜作为空间光调制器(SLM)设计制造了折反式激光RPD系统。首先, 介绍了辐辏聚焦矛盾, 分析了RPD的基本原理。通过传统的RPD光路结构, 实验验证了以MEMS激光扫描投影作为图像源的麦克斯韦观察法原理的可行性, 分析并解决了黑斑问题。接着, 完成了RPD系统的光学设计, 分析评价了系统的性能。最后, 制造出小型便携式的原型机, 原型机瞳距可调, 视场角为30°(H)×22°(V), 无畸变, 并通过实验对其显示效果进行了验证。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(12):1222001
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      0681489

      摘要

      水下图像成像过程与雾天图像类似, 但传统的去雾方法用于水下图像处理效果欠佳。针对水下捕获图像存在颜色衰减严重和蓝(绿)色基调的问题, 提出了一种基于改进暗原色先验和颜色校正的水下图像增强方法。结合光在水下的传播特性, 对空气中的暗原色先验去雾算法进行改进, 在求取水下暗原色通道和图像背景光时考虑红色通道的逆通道; 提出先采用改进的水下暗原色先验法去除后向散射光, 再通过白平衡算法对增强后的水下图像进行颜色校正的方法。实验结果表明, 相比于传统算法, 本文的方法在处理后向散射严重的水下图像时, 可以获得更高的清晰度和对比度。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(12):1211003
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      01831389

      摘要

      作为光的一个基本属性, 偏振态提供的自由度对光场调控具有重要作用。具有空间结构偏振态分布的矢量光场因其具有不同于传统标量光场的独特性质而被应用于诸多领域, 但矢量光场的早期研究主要集中于柱对称的局域线偏振矢量光场。近年来, 偏振态分布更加丰富的新型矢量光场逐渐得到关注, 这些新型矢量光场的出现丰富了矢量光场的种类并提供了新的调控自由度, 被应用于焦场调控、光学微加工、光学微操纵和光信息传输等领域。综述了近年来出现的新型矢量光场, 包括柱坐标系中的杂化偏振矢量光场、庞加莱球相关的矢量光场、阵列矢量光场、多奇点矢量光场和其他非柱对称的矢量光场, 介绍了其进展、设计方案、实验生成、性质和相关应用。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126001
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      07561362

      摘要

      针对深层卷积神经网络模型的训练复杂、调参技巧和经验要求高、理论分析难等问题, 提出一种训练效率高、可解释性强以及理论分析简单的图像分类算法。基于主成分分析网络(Principal Component Analysis Network, PCANet)进行特征提取, 并采用宽度神经网络(Flat Neural Network, FNN)分类图像, 最后通过直接计算得到模型参数。根据训练数据集自适应决定宽度神经网络节点数目, 增加节点时不需要重新训练, 只需要调整局部参数。实验表明, 该模型能够快速训练, 较其他非监督分类算法以及传统深层神经网络, 该模型在识别准确率方面具有较强的竞争力。

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      01241325

      摘要

      针对传统深度图超分辨率重建算法需要人工提取特征、计算复杂度较高且不容易得到合适表示特征的问题, 提出一种基于卷积神经网络(CNN)的深度图超分辨率重建算法。该算法不需要提前对特定的任务从图像中提取具体的手工特征, 而是模拟人类的视觉系统对原始深度图进行层次化的抽象处理以自主地提取特征。该算法直接进行从低分辨率深度图到高分辨率深度图的映射学习。映射由7个卷积层和1个反卷积层联合实现。卷积操作学习丰富的图像特征, 而反卷积实现上采样重建高分辨率的深度图。Middlebury RGBD数据集的实验结果表明, 该模型得到的峰值信噪比(PSNR)较传统双三次插值算法平均提高了2.7235 dB, 均方根误差(RMSE)平均降低了0.098; 与经典CNN算法相比, PSNR平均提高了1.5244 dB, RMSE平均降低了0.043。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(12):1210002
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      0911304

      摘要

      为解决距离选通式激光成像中由于图像模糊而导致目标识别率偏低的难题, 提出一种保留特征的卷积神经网络(KFCNN)模型, 用于激光选通图像中的目标识别。与传统的卷积神经网络不同, KFCNN使用一个特征保留层来提高模糊目标的识别率, 提高目标识别的稳健性。为实现特征保留, KFCNN通过增加特征保留约束项及正则化来优化特征保留目标函数并进行训练, 通过减小特征保留目标函数值来保证训练样本在模糊之前和之后的特征映射相一致。实验结果表明, KFCNN改善了因模糊造成识别率降低的问题, 进而提升了距离选通式激光成像中对指定目标的识别率。

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      01301300

      摘要

      为改善结合界面的状况, 缩短工艺流程, 降低铜的消耗, 减少生产投入, 采用选择性激光烧结成型技术快速制备多孔石墨成型件。在此基础上, 研究了不同石墨预制体状态、电镀工艺参数和电镀时间对镀层的沉积速率、表观形貌以及镀层与基体结合状况的影响。结果表明:未经真空压力浸渍酚醛树脂的石墨预制体, 其镀层与基体的结合力不符合应用要求, 在真空压力下浸渍酚醛树脂2~3次后, 镀层沉积速率较佳, 镀层与基体的结合力符合应用要求; 电镀时间为30~50 min时, 沉积速率较佳, 可得到表面覆盖完整、连续且有光泽的镀层; 电流密度为5×102~6.25×102 A·m-2时, 镀层晶粒均匀致密, 可得到较佳的镀层。

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      01031281

      摘要

      地表反照率是研究陆地辐射收支情况、区域及全球气候、地貌等信息的先决条件, 对其进行精确测量是开展相关研究的前提和保证。由于大气层吸收的影响, 地表反照率不能进行直接测量。因此, 采用测量垂直向下与向上散射光的方法, 结合SCIATRAN辐射传输模型获得地表反照率。基于此方法, 在机载平台上进行观测实验, 获取机载平台上垂直向上和向下的辐亮度值, 采用迭代反演方法获得石家庄到保定地区紫外波段350~395 nm的地表反照率, 并对不同下垫面、不同波段反照率进行比较, 对城区中心到边缘过渡变化进行详细分析。结果表明, 紫外波段350~395 nm地表反照率随波长增大而缓慢升高, 结果与中等分辨率成像光谱仪(MODIS)数据可达到良好的一致性。不同观测区域结果对比显示, 城区地表反照率大于农田, 且城区中心比边缘地表反照率大0.014左右, 其差异也随波长增大而升高。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(12):1228001
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      0361097

      摘要

      与传统的激光测高技术相比,单光子激光测高技术具有数据量大、质量轻、测距精度高等优势,是激光测高技术的发展趋势。建立数学模型对单光子激光测高特性进行研究,用数值计算估计了单光子激光测高的性能,并建立了地物模型,用蒙特卡罗方法进行了仿真,提出了测高数据的滤波方法和一种利用遥感图像优化高程信息的算法。结果表明:在正午阳光背景最强烈的条件下,典型地物模型单光子激光测高的均方根误差为6.1 cm,用算法优化后的误差为2.6 cm。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2018,38(12):1228001
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      0311075

      摘要

      光频扫描干涉(OFSI)技术是一种具有广阔发展前景的高精度绝对测距技术。在实际应用中, 该技术对光程差漂移非常敏感, 测量过程中光程差的微小漂移通过放大因子的放大, 引入显著的测量误差。详细分析了由于测量臂光程漂移引入的多普勒效应对测量结果的影响, 并根据频移误差放大项的符号与光频扫描方向相一致的特点, 使用光频三角波扫描方法对漂移误差进行补偿。实验结果显示, 对距离为3.6 m的目标进行10次重复测量的标准差从21.51 μm减小到2.85 μm。另外, 与干涉仪的对比实验结果显示, 本方法所得残余误差的标准差由补偿前的18.6 μm减小到5.6 μm, 提高了测量精度。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(12):1212001
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      0271030

      摘要

      针对目前基于样例学习的图像超分辨率方法难以同时满足快速运算和生成高质量图像的问题, 提出一种基于去卷积的快速图像超分辨率方法。设计新型网络模型, 以低分辨率图像作为输入图像, 利用卷积层进行特征提取与表示; 利用去卷积层对图像特征放大膨胀, 再以池化层浓缩特征图, 提炼出对结果更敏感的特征; 以亚像素卷积层实现特征映射与图像融合, 获得高分辨率图像。在图像集上进行测试, 相比其他方法, 本文方法的测试结果具有较高的峰值信噪比, 且平均每秒能处理24幅以上大小为320 pixel×240 pixel的图像, 表明该方法不仅可以生成更高质量的图像, 且具有较高的处理速度, 能满足视频实时处理要求。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(12):1210004
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      01211010

      摘要

      设计有效的特征向量是显著性检测方法的关键, 决定了模型效果的上限, 基于深度卷积神经网络和手工提取特征相结合的思路, 提出了一种新的基于全局模型和局部搜索的显著性检测方法。在全局模型中, 通过对VGG-16网络设计额外的卷积层进行训练, 生成初始显著图, 达到了从图像整体角度预测每一个候选区域显著性的目的。在局部优化模型中, 设计区域对比度描述子和区域特征描述子对多级分割的超像素点进行描述, 预测每一个区域的显著性值。最后, 利用线性拟合的方法将两种模型中产生的显著图进行融合, 得到最终的显著图。对4个数据集进行对比测试实验, 实验结果表明, 本文方法具有最高的准确率。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(12):1215005
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      070992

      摘要

      针对大数据环境下, 三维模型的传输和存储需求, 提出了一种基于八叉树的三维点云有损压缩算法。该算法改进了八叉树分割的停止条件, 可以在适当的深度停止分割并确保体素大小合适。同时在分割的基础上通过建立K邻域, 利用简单有效的统计方法去除原始点云的离群点。在数据结构上, 对每个节点分配位掩码, 通过操纵位掩码, 在遍历时对数据查询和操作, 并优化随后的点位置编码。该算法可以有效地移除离群点和表面杂点, 并在区间编码上提高了点云压缩效率。实验结果表明, 该算法较完整地保留了三维点云数据的关键信息, 取得了良好的压缩率并缩短了压缩时间。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(12):1210003
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      052977

      摘要

      提出了一种基于微腔耦合结构的等离子体弯曲波导新型滤波器, 该滤波器由两个直角波导和一个矩形谐振腔组成, 光通过该结构会激发表面等离子体激元(SPPs)。采用时域有限差分(FDTD)法研究了此结构SPPs的传播特性。结果表明, 相比于传统的直波导结构, 由于其会引发双边耦合效应, 这种单微腔弯曲波导结构产生了更强烈的共振作用, 其耦合效率也得到了进一步的提高。数值仿真结果表明, 通过改变谐振腔的腔长, 也可达到线性调节滤波器共振波长的目的。此外, 在上述设计思路的基础上还提出了一种双微腔结构, 此结构由一个弯曲波导与左右两个谐振腔组成, 其可利用两个微腔透射波的叠加作用, 产生动态可调控的等离子诱导透明效应。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(12):1213001
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      020936

      摘要

      在相干光成像研究中, 相干传递函数是考查相干光成像质量的基本依据。目前的相干传递函数是在特定的近似条件下定义的, 因此, 基于相干传递函数建立的单透镜系统成像公式只能近似计算像光场的振幅分布。像光场的振幅和相位是同等重要的物理量, 对单透镜成像系统进行研究, 建立了理想像及像平面附近像光场复振幅分布的准确计算公式, 给出了离焦像场的振幅和相位分布的计算方法, 并进行了实验验证。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(12):1207001
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      038935

      摘要

      为了增强切伦科夫荧光的强度, 促进切伦科夫发光成像(CLI)技术的临床转化, 在前期研究中提出了一种基于辐射发光颗粒(RLMPs)的增强型切伦科夫发光成像(ECLI)技术, 并取得了显著的增强效果; 为了将ECLI技术扩展到三维成像领域, 提出一种新型单视图增强型切伦科夫发光断层成像(ECLT)重建方法; 该方法仅使用一个角度的测量数据, 采用结合可行区域迭代收缩策略的稀疏贝叶斯学习(SBL)重建算法求解逆问题; 设计了非匀质圆柱仿真和物理仿体实验, 以验证该方法的准确性和稳定性。结果表明, 所提方法可以提高光源目标重建的精度和速率, 具有良好的稳定性, 能够有效缓解逆问题的不适定性。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(12):1217001
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      09934

      摘要

      针对槽式聚光系统, 设计了一种倒梯形管簇式腔体接收器, 采用理论研究、TracePro软件模拟以及实验的方法对腔体结构设计中某些几何参数对接收器的光学性能的影响进行分析及优化, 并对其安装位置偏移对光学性能的影响展开研究。结果表明:倒梯形上壁面为弧面反射面可使光学效率提高近4%; 随着开口角度增大光学效率逐渐增大, 随着圆弧半径增大光学效率先增大后缓慢降低, 开口角度65°与反射圆弧半径90 mm的组合结构具有较高的光学效率、较均匀的集热管壁能流以及较好的光热转化效率; 腔体接收器安装在焦距垂直向下5 mm范围内可获得优于焦距处的光学效率; 运用归一化温差和测试瞬时集热效率的方法得到槽式聚光集热系统的光学效率为73%, 与模拟的理想值较吻合。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(12):1222003
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      摘要

      针对现实场景中跟踪目标的光照变化、尺度变化、遮挡等问题,提出了一种基于通道可靠性的多尺度背景感知相关滤波跟踪算法。首先,提取方向梯度直方图特征、灰度特征和颜色属性特征,来增强算法复杂场景中的判别力,提高目标跟踪的鲁棒性;其次,对每个通道的背景感知相关滤波器进行独立训练,并采用通道可靠性系数衡量每个通道响应图的置信度;然后,根据所有通道的响应图和可靠性系数合成多通道背景感知相关滤

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):051502
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      摘要

      在基于主振荡放大结构的光纤放大器中,提升放大级光光转换效率、降低非线性效应对获得万瓦单纤激光输出至关重要。本文基于自研光纤和器件,采用双端泵浦放大结构,实现10.14 kW,中心波长1070.36 nm,3 dB带宽5.32 nm全光纤激光输出,放大级最大光光转换效率87.9%,斜率效率89.1%,是目前国内报道的效率最高的单纤万瓦光纤激光器。

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(03):031403
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      摘要

      当探测激光扫频CaF2光学谐振腔时,在微腔中的传输波形上观察到了显著的自激光热振荡现象。该振荡的形成原因是热膨胀效应,光热效应以及克尔效应三者之间的相互作用。理论分析研究表明,光热振荡上的振荡周期与微振腔腔体到环境之间的热耗散率有关,并且通过测量振荡周期可以检测出与之对应的热耗散率。然而多个振荡周期与热耗散率呈现非线性关系,无法用某个振荡周期值有效测量其热耗散率。本文使用一种基于反

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):051204
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      摘要

      城市环境中的精确定位是自动驾驶领域的重点和难点问题。现有的LiDAR定位算法虽然能够在多数情况下保持较高的精度,但在一些比较复杂的城市动态场景中仍存在问题。针对这类场景中遮挡导致的GPS定位精度下降以及运动目标和环境变化导致的有效点云特征减少的问题,提出了一个新的概率定位框架。该框架使用核密度估计的方法对改进后的ML-RANSAC算法和直方图滤波算法进行融合,有效克服了ML-RANSAC在部分场景的定位

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):052803
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      摘要

      本文使用磁控溅射镀膜仪制备了基于过渡金属钨和介质二氧化硅的六层薄膜样品,具体膜系结构为:Cu (>100.0 nm)/SiO2(63.5 nm)/W(11.0 nm)/SiO2(60.0 nm)/W(5.4 nm)/SiO2(75.5 nm)。该样品在250-2500 nm的波长范围内,太阳光吸收率为95.3%,且在400 ℃低真空条件下退火72 小时之后,样品的反射光谱特性变化较小,证明样品具有极好的热稳定性。另外,工作中使用红外热像仪对样品的红外辐射特性进行了在位实时

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):053101
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      摘要

      用于天文探测的视向速度测量系统的精度提高受到仪器照明稳定性的限制。提高光纤的扰模性能以稳定输出给光谱仪的光场可以减少入射耦合变化带来的谱线漂移。近年来在高精度的视向速度测量系统中圆形光纤逐渐被多边形光纤替代,一些结合了多边形光纤、透镜和圆形光纤的扰模方案也被陆续提出。本文通过光线追迹的方法对圆形、八边形截面的两种光纤以及基于这两种光纤的双光纤扰模器的扰模性能进行了模拟分析。模拟

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):050605
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      摘要

      在连续变量量子密钥分发(CVQKD)多维数据协调过程中,低密度奇偶校验码(LDPC)的纠错性能直接影响协调效率和传输距离。本文构造了一种双边类型的低密度奇偶校验码(TET-LDPC),引入了类似于RA码中的累计结构提高其纠错性能,在多维数据协调算法中得到了更小的收敛信噪比、更高的协调效率以及更远的传输距离。仿真结果表明:当TET-LDPC码在码率为0.5,分组码长为2×105时,收敛信噪比降至1.02dB,协调效率达

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):052701
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      摘要

      报道了一种激光二极管(LD)端面连续抽运的稳定的单频主动调Q Nd:YVO4激光器。采用RBG和标准具组合的方式获得一种稳定的高功率单频激光输出。其中RBG既作为输出耦合镜又作为纵模选择元件,和标准具组合进一步抑制多纵模,增长谐振腔的光学腔长,获得高的功率输出。通过优化标准具倾斜角度,使标准具和RBG中心波长匹配并减小腔内插入损耗。最终,在物理腔长148.7mm条件下,获得功率750mw,脉冲能量75uJ@10kHz,

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):051402
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      摘要

      为了增强正交频分复用无源光网络(OFDM-PON)系统的安全性,同时降低峰值平均功率比(PAPR),本文提出一种基于二维混沌加密的选择性映射(SLM)方案。该方案利用二维Logistic映射分别产生随机交织器和相位序列对OFDM信号进行加扰,达到系统加密同时降低PAPR的目的。仿真结果显示,与传统SLM算法和原始光OFDM(O-OFDM)信号相比,所提出的方案可分别获得0.5dB和3.8dB的PAPR抑制增益。实验证明,7Gb/s 16QAM O-

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):050604
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      摘要

      为提高金属材料表面涂层的耐磨性能,采用激光熔覆工艺制备Al2O3增强Fe901金属陶瓷复合涂层,研究了添加Al2O3陶瓷增强相对Fe基熔覆层组织与性能的影响。利用扫描电镜和X射线衍射仪检测了复合涂层的微观组织和物相;采用显微硬度仪和摩擦磨损试验机分析了复合涂层的显微硬度与耐磨性能。结果表明:单一的Fe901涂层组织以柱状枝晶和等轴枝晶为主,而添加Al2O3可促使涂层组织转变为均匀白色网状晶间组织及其包裹的

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):051401
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      摘要

      等离子体的精确诊断对等离子体的应用和研究具有重要的价值。激光干涉技术是诊断等离子体的有力工具,其特点是具有超高的时间分辨率和空间分辨率,能够观察到等离子体的内部精细结构,获得等离子体的电子密度、电子温度等重要参数,并且不需要假设等离子体的平衡态模型。本文介绍了激光干涉技术诊断等离子体的基本原理、实验装置搭建以及干涉图像的处理方法等。实验上采用激光干涉技术诊断了空气开关等离子体。

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):051203
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      摘要

      利用布设在敦煌辐射校正场自动化观测设备,对Hyperion开展了自动化定标试验。详细描述了自动化定标的原理和方法,明确了定标流程。由于定标场地受到降雨、风沙等天气的影响,导致地表光谱反射率光谱形状发生变化,针对高光谱遥感器自身的特点,本文建立了参考反射率数据库,以解决通道反射率与参考反射率光谱形状不匹配问题。在2016年10月~2017年4月间,对Hyperion共完成了4次有效的自动化定标试验,并与Hype

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):052802
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      摘要

      太阳耀光是海洋卫星遥感中的强辐射干扰,易造成成像探测器大面积像元饱和,恶化图像质量,对太阳耀光抑制具有重要的应用意义。基于耀光的显著偏振特征,采用偏振技术是较为有效的太阳耀光抑制方法。为此,基于同时偏振成像技术,提出基于偏振辐射图融合的太阳耀光抑制新方法。首先,采用同时偏振成像技术对耀光水面进行偏振测量,获取0°、45°、90°三个方向偏振辐射图。其次,在耀光受到最强抑制的偏振辐射图中

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):052901
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      摘要

      小型机载光电平台受限于体积质量等因素无法安装激光测距设备和独立的导航系统,导致无法获取平台与目标间的距离信息,也无法准确获取平台的姿态信息。为提高其目标定位精度,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的目标定位算法。利用机载光电平台锁定跟踪目标的特性,对同一目标多次测量。依据组合导航系统测量的载机位置、姿态信息以及光电平台中位置编码器测量的框架角位置信息,结合WGS-84 (World Geodetic System

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):052801
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      摘要

      提出了一种基于受激布里渊散射的单双通带可切换的微波光子滤波器。通过改变泵浦光与信号光两波长之间的间隔,可实现单通带滤波器与双通带滤波器之间的切换,且通带频率可调。建立了理论模型并进行了模拟仿真分析,最后通过实验进行了验证。获得了抑制比达30dB,在18GHz范围内可调的滤波器频率响应的实验结果。实验结果与模拟结果相吻合。

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):050603
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      摘要

      污染气体对环境和人类健康具有严重危害,被动红外遥感技术是一种行之有效的监测手段。开放光路条件下,污染气体与大气成分的光谱特征相互混叠,难以直接对污染气体进行识别,迫切需要一种实时特征提取算法。Harig提出的亮温光谱法是目前常用的一种特征提取算法,但其仅能够有效扣除设定大气条件下的光谱特征,缺乏自适应性;基于辐射传输理论的迭代算法可有效扣除大气特征,但这种方法需要实时测量大量辅助参

      PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):053003
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      摘要

      在相干光通信系统中,激光器相位噪声导致信号在复平面发生旋转,因此在接收端需要对信号进行载波相位估计和恢复。本文在利用M次方载波相位恢复算法进行相位估计时,简化了其中对相邻N个符号进行求和取平均以减轻加性高斯噪声影响这一步,将由残余频偏、相位噪声及加性高斯噪声总的引起的相位偏移量看作一个整体,直接估计出每个符号由残余频偏、相位噪声以及加性高斯噪声总的引起的相位偏移,之后再恢复出调制

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      摘要

      针对目前医疗输液袋印刷过程中存在的漏印、错印等影响医疗品质的问题,提出一种基于支持向量机的输液袋智能检测与缺陷分类方法。通过对生产过程中常见的医疗输液袋缺陷特征的分析,选取品名偏移、品名旋转和品名污迹作为缺陷分类目标,将候选区与监测区位置关系、候选区与监测区旋转角度和填充度等3种特征作为支持向量机的输入向量训练分类器。实验中使用径向基核函数结合一对一分类法,以平均运算时间和识别

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      摘要

      基于放大自发辐射(ASE)噪声扰动和半导体激光器互注入的方法,设计并研制了一款50 GHz宽带混沌信号发生器。该信号发生器主要包括两个分布式反馈半导体激光器(DFB-SL)和一个半导体光放大器(SOA),利用SOA产生的ASE噪声扰动SL产生混沌激光,SL互注入的拍频效应进一步实现频谱整形和带宽增强。在反馈强度9.096%、频率失谐量32.75 GHz、耦合强度1.966的状态下,信号发生器可以产生频谱带宽超过50 GHz、平坦度为±2.5

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      摘要

      点云配准是地面三维激光扫描数据处理的重要环节。本文面向地形起伏较小的场景提出了一种基于投影分布熵的地面激光点云自动配准方法,利用信息熵对点云投影分布的集中程度进行描述,并寻找点云间的最佳分布实现粗配准,以此作为ICP算法的初始值进行精配准。相对于基于特征的自动配准方法,该方法主要关注点云整体分布的一致性。三组地面激光点云数据的配准试验表明,该方法具有更好的稳定性和成功率,尤其在点

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