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摘要

三维激光雷达外参数标定是智能车通过激光雷达感知环境的基础, 针对常见标定方法实施繁琐、精度低, 以及依赖其他传感器的问题, 提出了一种分步自动标定算法。第1步对地面点云进行拟合得到地面方程, 构造水平度函数, 通过粒子群优化(PSO)算法优化水平度函数完成对激光雷达俯仰角、横滚角和纵向位移的标定; 第2步标定以第1步标定的完成为基础, 在车辆沿直线行驶过程中采集多帧含有同一标定杆的激光点云, 通过聚类得到标定杆聚类中心, 然后在二维平面内对多帧同一标定杆的聚类中心进行直线拟合, 根据直线斜率计算航向角。结果表明, 所提算法的精度可达10-5数量级, 耗时0.5 s, 极大地提高了标定精度和效率, 能满足实际工程的使用需求。上述两步自动标定算法由程序自动完成, 并且不依赖于其他传感器即可得到高精度的标定结果。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1010004
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027237

摘要

分析了由光相干域偏振计测得的光纤陀螺保偏光纤环(PMFC)分布偏振耦合测试数据, 建立了测量点偏振耦合幅度模型。结果表明, 测试数据是实际偏振幅度耦合被宽谱光源相干函数调制的结果, 且存在伪偏振耦合测试数据。在此基础上, 提出并实现了分布偏振耦合数据处理算法。绕制PMFC, 进行了不同温度条件下分布偏振耦合测试, 并提取了真耦合位置和强度信息。通过建立PMFC二次偏振耦合误差预估模型, 对不同温度下光纤环分布偏振耦合引起的光纤陀螺零漂误差进行了计算预估。利用高精度保偏光纤环分析测试仪对该环进行了对应温度的光纤陀螺零漂测试, 零漂预估值与实测结果一致。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1006004
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012195

摘要

研制了用于液体零场核磁共振探测的无自旋交换弛豫(SERF)铷原子磁力仪。通过实验测量原子的磁共振曲线, 验证了磁力仪工作在SERF状态, 且结果与理论相符。采用增加光强的方法提高磁力仪带宽, 满足了液体零场核磁共振的带宽需求, 磁力仪在20~300 Hz 频率范围内的灵敏度低于18 fT/Hz1/2。用基于磁力仪研制的液体零场核磁共振装置对甲酸样品进行测量, 得到了13C标记的甲酸的零场核磁共振谱, 验证了磁力仪的可用性。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1004001
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018190

摘要

针对非啁啾激光脉冲, 提出了一种基于枚举思想的高功率激光装置非线性相移测试方法。结合脉冲波形和能流变化, 得到不同非线性相移假设值下脉冲放大后展宽光谱的理论分布。然后将展宽光谱的理论分布与实测结果进行比较, 两者残差最小时理论展宽光谱对应的非线性相移假设值即为测量结果。测试技术和方法不受脉冲时间波形的限制, 有效提高了测量结果的置信度。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1001006
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01396

摘要

采用长焦距透镜与连续介质气体靶是目前高亮度高次谐波产生实验中谐波产率较高的方案, 在长焦距透镜方案中进一步探索使用准相位匹配技术, 有望在连续介质靶的基础上进一步提高高次谐波信号的强度。根据准相位匹配技术, 设计了一种多喷嘴阵列气体靶, 通过模拟计算的方法, 对比传统连续介质气体靶与多喷嘴气体靶这两种方案, 从理论上证实多喷嘴气体靶可以实现谐波信号强度的进一步提升。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1001002
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01183

摘要

以历史为引线, 综述了体全息存储技术的研究历史、现状和未来的发展趋势。列举了体全息存储原理、特点以及国内外体全息存储的发展历程。分别介绍了体全息存储驱动器结构、存储材料、信道处理的关键技术的现状, 并对相位型及偏振型体全息存储的最新进展进行了展望。对阻碍体全息存储实用化的技术问题进行了分析, 认为页间串扰噪声、材料散射噪声、材料收缩是限制存储密度的3个瓶颈问题, 是后续研究需要重点解决的问题。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1000001
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02096

摘要

为了提高合成孔径成像算法在医学超声内镜系统中的计算效率, 提出一种在图形处理器(GPU)上并行实现的合成孔径成像方法。首先介绍了合成孔径算法的基本原理和图像重构过程; 然后对该算法进行并行化处理分析; 最后采用CUDA编程模式单指令多线程(SIMT)的灵活架构, 实现了基于GPU的内镜超声合成孔径成像算法。对多组散射点仿真成像实验进行对比分析, 并采用自行搭建的超声内镜实验系统对铁丝、肿囊假体及猪皮组织进行成像实验验证。实验结果表明, 所提方法在保证成像结果和成像质量不变的前提下, 大幅度提高了计算效率, 在计算数据规模为1.47 GB(5305×581×64×8 byte)时, 获得了50.93倍的最大加速比。

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018439

摘要

针对基于特征相似性的图像质量评价方法(FSIM)在检测图像阶跃边缘时存在的局限性, 提出一种将FSIM与对阶跃边缘敏感的对称相位一致性(SPC)相结合, 并利用各向同性Sobel算子计算梯度幅值的新方法--对称特征相似度(SFSIM)。该方法利用SPC通过相位相邻像素响应的符号确定对称相位的特性和更加准确的各向同性Sobel算子加权系数, 能够很好地检测和定位尖锐的图像边缘特征。对不同失真类型的图像进行仿真实验, 结果表明, 在保留原始方法优良性能的基础上, SFSIM对比较尖锐的图像边缘特征和高斯模糊图像具有更高的敏感性。

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037334

摘要

峰值定位在处理光纤布拉格光栅(FBG)反射信号的过程中至关重要。针对FBG反射信号的特点, 为了解决峰值定位过程中峰值重叠的问题, 提出一种适用于FBG反射信号的寻峰方法。采用基于连续小波变换的脊线寻峰算法, 研究了连续小波变换中小波系数与FBG反射信号的对应关系, 将脊线寻峰算法进行了改进并运用于峰值重叠FBG反射信号的峰值定位。实验结果表明, 改进的小波脊线寻峰算法可以有效解决FBG反射信号的波峰重叠问题, 减小了寻峰误差, 提高了峰值定位的精确度。

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016326

摘要

基于原子发射双谱线测温原理, 提出了基于硅光电倍增管的光电测温系统, 介绍了该测温装置的结构及测温原理。基于原子光谱数据库选择Al I 690.6 nm和Al I 708.5 nm作为测温时的温标谱线, 通过光电测温计测量铝在纯氧中燃烧时的温度, 并将其与热电偶测量的温度进行对比。结果表明, 两种方法测得温度的平均相对误差为1.5%, 证明了基于原子发射双谱线测温技术的可行性。

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012173

摘要

近年来, 混沌激光已广泛应用于保密通信、高速随机数生成、混沌激光雷达、混沌光时域反射仪、光纤传感和测距等方面。与离散器件构成的装置不同, 集成芯片具有尺寸较小、功耗较低、稳定性较好和适用于大批量生产等优点。结合混沌应用和集成芯片的优势, 光子集成的混沌半导体激光器应运而生。将光子集成混沌半导体激光器分为五类, 并分别介绍了国内外相关机构在集成结构、集成区域的尺寸、集成构成的特点及集成混沌激光器的应用等方面的研究进展。另外, 设计并介绍了一种新型的面向蝶形封装的混沌外腔半导体激光器。

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060257

摘要

合成孔径激光雷达(SAL)能够突破激光的衍射限制, 满足对远距离目标和场景进行高精度实时成像的需求。从SAL理论和实验进展两方面, 详细总结分析了SAL的国内外发展现状。在此基础上, 总结和分析了实现SAL实际应用, 还需深入研究的几个关键技术: 激光光源、发射信号波形、探测体制、激光传输特性和目标反射特性、成像算法和运动补偿等, 为进行SAL的深入研究和实用化奠定基础。

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0197258

摘要

弹道导弹和巡航导弹是高技术战争中的主要威胁, 对弹道导弹最有效的防御是助推段拦截。首先总结了美国机载激光计划失败的原因和经验教训, 然后评述和分析了无人机载激光武器反导的概念、优势、研究计划和现状, 以及存在的问题和面临的挑战。最后, 讨论和分析了用于助推段拦截的二极管抽运碱金属激光器和相干合成光纤激光器的原理、特点、最新进展和技术挑战。

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186312

摘要

全芯片多参数联合优化是光刻分辨率增强技术的重要发展方向。提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法的光源掩模投影物镜联合优化(SMPO)方法。将由像素表征的光源、由离散余弦变换基表征的掩模及由泽尼克系数表征的投影物镜编码为粒子, 以图形误差作为评价函数, 通过不断迭代更新粒子, 实现光源掩模投影物镜联合优化。在标称条件和工艺条件下, 采用含有交叉门的复杂掩模图形对所提方法的仿真验证表明, 图形误差分别降低了94.2%和93.8%, 有效提高了光刻成像质量。与基于遗传算法的SMPO方法相比, 该方法具有更快的收敛速度。此外, 该方法具有优化自由度高和优化后掩模可制造性强的优点。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(10):1022001
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0103104

摘要

光谱偏振成像技术可同步测量目标的空间信息、光谱成分和偏振特性分量, 在天文物理研究、大气成分的探测和生物医学等领域具有巨大的发展潜力。偏振信息的同步获取通常牺牲光谱成像的空间分辨率, 为避免光谱成像空间分辨率的降低, 提出基于双通道剪切干涉的高光谱偏振成像方法。利用双矩形干涉器实现双通道剪切干涉, 两个通道分别进行高分辨率干涉光谱成像以及基于微偏振阵列的光谱偏振成像。分析了双通道剪切干涉以及基于微偏振阵列调制的傅里叶变换光谱偏振成像原理, 论述了光谱信息反演方法以及偏振信息提取方法。搭建了实验装置, 对实际场景目标进行光谱偏振成像实验, 获得了目标的高空间分辨率光谱图像和偏振分量信息。研究表明, 该高光谱偏振成像技术可同步进行偏振成像测量和高分辨率光谱成像测量。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(10):1011002
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0149207

摘要

设计了一种太赫兹量子阱光电探测器(THz-QWP), 并利用该器件研究了多体效应。通过表征和分析器件的光电流谱, 发现多体效应改变了器件的峰值响应频率, 并且引起了双响应峰现象, 从而验证了多体效应能加深有效势阱深度并增大基带与第一激发能级态之间的间距。因此, 在THz-QWP的结构设计中, 考虑多体效应具有重要意义。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(10):1004001
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01371

摘要

针对序列长脉冲激光, 提出了衡量序列长脉冲激光热晕效应强度的热畸变参数, 建立了序列长脉冲激光热晕效应的数值仿真模型, 并进行了实验验证。对比分析后发现实验结果与仿真结果在光斑形态和大小方面具有较好的一致性,从而验证了序列长脉冲激光热晕效应的数学物理模型及仿真算法的可靠性。在此基础上, 通过改变大气参数及发射系统参数进行大量的数值仿真, 得出由序列长脉冲激光热晕效应引起的光斑扩展与热畸变参数的定量关系, 即序列长脉冲激光热晕效应的定标规律。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(10):1001001
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0580

摘要

水体是合成孔径雷达(SAR)图像解译的一类重要内容。针对含水体的SAR图像的成像特点, 给出了一种基于轮廓的配准方法。首先, 提出了融合观测图像局部统计信息的自适应权马尔科夫随机场 (MRF)分割模型, 以分割SAR图像水体目标并提取其精确轮廓。然后, 提出了轮廓匹配的非均匀高斯混合模型(GMM), 该模型能融合轮廓上点的位置信息和以轮廓点为中心的窗口的灰度相似性信息。最后, 对含水体目标的SAR图像进行配准实验。结果显示所提出的MRF分割模型能精确地定位目标边缘并保持图像的细节, 轮廓匹配的非均匀GMM对噪声、外点及局部变形具有稳健性, 能较好地实现含水体目标的SAR图像配准。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(09):0928001
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053938

摘要

提出一种基于一维光栅函数进行纯相位编码的方法, 该方法以双相位全息编码技术为基础, 将复振幅图像编码成纯相位图, 并将编码得到的相位图直接加载到相位型空间光调制器上进行光学重建。在重建过程中, 用一个有低通滤波器的4-f系统选择衍射级次, 并选用一级衍射分量进行重建。一维光栅函数编码可以提高一级衍射分量所能获得的能量。因为没有相位元件零级信息的影响, 重建图像的质量得到了提升。数值模拟和实验结果证明, 该方法可以有效重构编码复杂物体的振幅和相位, 该方法得到的一级衍射能量比二维棋盘格函数编码得到的一级衍射能量高。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(09):0909001
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0107994

摘要

针对基于高阶正交幅度调制(QAM)的大线宽相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统, 提出了一种基于时域和频域卡尔曼滤波(KF)联合估计的相位噪声补偿算法。所提算法在发射端插入时域训练符号和导频序列, 在接收端基于训练符号进行频域卡尔曼滤波后得到信道估计值, 进行时域扩展卡尔曼滤波(EKF)后得到相位噪声粗略估计值。时域相位噪声估计值为复数值, 为获得较好的补偿效果, 根据导频序列数目将每个OFDM符号分割为若干个亚符号。在导频序列处进行时域EKF, 通过在每个亚符号最后一个导频处进行线性插值, 得到每个采样点的相位噪声粗略估计值。对粗略相位噪声补偿后的频域数据进行预判决, 并对时域相位噪声进行精细补偿。采用所提算法对传输速率为50 Gbit·s-1 、传输距离为100 km的CO-OFDM系统进行了数值模拟, 结果表明所提算法与其他方法相比取得了较好的补偿效果。对于激光器线宽为1 MHz(16QAM)和800 kHz(32QAM) 的CO-OFDM系统, 误码率可达前向纠错上限。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(09):0906002
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022822

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摘要

以低温燃烧合成法制备了BaxNayYzF2x+y+3z+3m∶Er3+m上转换荧光粉, 通过X射线衍射仪和扫描式电子显微镜对荧光粉的物相及形貌进行分析, 采用正交实验法得出最佳配方。通过测试Er3+和Y3+掺杂浓度不同的样品的上转换发光性能, 研究了掺杂浓度对红绿光上转换的影响。结果表明:增大Y3+的掺杂浓度, 有利于绿光上转换过程; 增大Er3+的掺杂浓度, 有利于红光上转换过程。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1003004
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0092

摘要

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1015001
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    0493

    摘要

    设计了一种竖直式封装结构的分布反馈式(DFB)光纤激光加速度传感器, 建立了加速度灵敏度与质量块尺寸参数的理论模型。基于有限元软件, 对该加速度传感器的频率响应性能进行了仿真分析, 加工制作了传感器原型样品并进行了实验研究。实验结果表明, 研制的DFB光纤激光加速度传感器在10~4000 Hz频率范围内的平均加速度灵敏度为-119.1 dB, 且谐振峰值出现在5000 Hz附近, 与理论和仿真分析结果吻合较好。光纤激光加速度传感器的工作频带在高频方向得到了有效扩宽, 能更好地满足DFB光纤激光加速度传感器在高频领域的工程化应用需求。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1010002
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    02106

    摘要

    为了设计宽带光吸收器件, 构建了一个由石墨烯超材料层、空气层和金属层组成的复合结构模型。推导其传输矩阵公式, 并利用它计算结构的传输特性。结果表明, 通过调节结构参数, 可以实现在高吸收率的条件下波长带宽与角度带宽的同时扩展。入射角为π/4时, 在入射波长0.1~6.0 μm内, 吸收率均达到0.8以上。入射波长为3.5 μm时, 入射角在-70°~70°的范围内吸收率可以达到0.9以上。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1003005
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    0483

    摘要

    基于光纤布拉格光栅(FBG)构建的传感器网络, 将粒子群(PSO)算法与最小二乘支持向量机(LSSVM)相结合, 应用于304钢板损伤识别研究中。以FBG中心波长变化量的信息特征为输入量, 钢板结构损伤位置为输出量, 构建基于LSSVM的损伤识别预测模型, 并与相同条件下构建的反向传播(BP)神经网络预测模型进行对比验证。采用PSO算法优化LSSVM损伤识别模型的核函数参数σ和正则化参数γ, 实现钢板结构的损伤位置识别。在300 mm×300 mm×1 mm钢板实验区域, 对34组样本进行了损伤位置识别测试。结果表明, 33组损伤位置得到了准确识别, 准确率达97.06%。这表明PSO优化后的LSSVM的损伤识别预测模型具有自诊断功能。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1006006
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    0194

    摘要

    采用顺序耦合的方法建立了交叉筋壁板激光弯曲成形的有限元模型, 对壁板成形过程中的温度场和应变场进行分析, 提出一种变功率扫描策略来减小壁板的非期望变形。结果显示, 恒参数扫描时交叉筋壁板不仅发生横向弯曲, 还发生纵向弯曲, 并且扫描线上的蒙皮发生下凹。分析表明, 蒙皮的下凹是由横向弯曲变形不一致导致的, 纵向弯曲是由纵向塑性压应变导致的; 采用提出的变功率扫描策略可以有效减小壁板的非期望变形, 将蒙皮的最大下陷量和自由端的相对弯曲程度分别减小了80%和58%。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1002004
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    0132

    摘要

    三维激光雷达外参数标定是智能车通过激光雷达感知环境的基础, 针对常见标定方法实施繁琐、精度低, 以及依赖其他传感器的问题, 提出了一种分步自动标定算法。第1步对地面点云进行拟合得到地面方程, 构造水平度函数, 通过粒子群优化(PSO)算法优化水平度函数完成对激光雷达俯仰角、横滚角和纵向位移的标定; 第2步标定以第1步标定的完成为基础, 在车辆沿直线行驶过程中采集多帧含有同一标定杆的激光点云, 通过聚类得到标定杆聚类中心, 然后在二维平面内对多帧同一标定杆的聚类中心进行直线拟合, 根据直线斜率计算航向角。结果表明, 所提算法的精度可达10-5数量级, 耗时0.5 s, 极大地提高了标定精度和效率, 能满足实际工程的使用需求。上述两步自动标定算法由程序自动完成, 并且不依赖于其他传感器即可得到高精度的标定结果。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1010004
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    027237

    摘要

    研制大面积阴极磁聚焦分幅变像管。在2∶1电子光学倍率下, 研究单磁透镜和双磁透镜成像的像场弯曲。基于光学透镜成像原理, 假设成像面形状不随激励微调而改变, 推导了离轴点最佳成像位置与激励变化的近似关系式, 并由此提出一种测量并减小像管像场弯曲的方法; 借助Matlab编程模拟了像管各离轴点的最佳成像位置, 拟合得到成像曲面方程, 并利用所提出的像场弯曲测量方法进行了测试验证。结果表明, 在一定视场范围内, 计算机模拟与实验测试结果比较接近。单、双磁透镜下的最佳成像面均为旋转抛物面, 但双磁透镜成像像场弯曲比单磁透镜有明显的改善。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1004004
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    0033

    摘要

    针对船舱复杂构件点云提取存在人工成本高、效率低的问题, 提出了一种适用于平面舱壁类型船舱点云的分割方法。通过种子点集构建、点云法线估计及直线拟合的方式建立以船舱纵向为X轴、横向为Y轴、竖向为Z轴的独立坐标系, 以简化分割算法的复杂度; 根据船舱内部复杂构件的分布特性, 制定最佳分割次序, 基于随机采样一致性算法拟合平面的思想有序地分割船舱构件点云。选用两组不同结构的船舱点云数据进行算法验证, 实验结果表明:该方法能够从不同结构的船舱散乱点云中快速、准确地自动分割出主要构件点云, 可靠性强, 具有较高的实用价值。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1010006
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    0136

    摘要

    对GH738镍基高温合金贯通槽式损伤试样进行激光沉积修复, 分析了修复试样的显微组织及室温拉伸性能。结果表明:激光沉积修复区组织为典型的外延生长柱状枝晶, 枝晶垂直于基体, 并趋向激光沉积高度方向贯穿多个沉积层连续生长, 修复区中心的枝晶取向出现了较大偏转; 修复区内未发现γ′相, 且碳化物含量较少, 枝晶干上主要为富含Cr、Co的颗粒状M23C6型碳化物, 枝晶间存在少量尺寸相对较大的立方体MC型碳化物, 其Ti、Mo含量较高。相比于基体, 热影响区中γ′相的尺寸明显增大, 部分尺寸超过了200 nm, 平均间距明显增大; 热影响区内的碳化物含量减少, 且部分碳化物发生分解。激光沉积修复试样的室温抗拉强度为锻件的78.2%, 断后伸长率为锻件的69.2%。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1002003
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    0134

    摘要

    设计了一种带圆角的金属脊和低折射率空气间隙的新型混合表面等离子体波导结构。基于有限元法建立数学模型, 在工作波长为489 nm的可见光波段研究了该波导的电场分布、归一化模式面积、传输距离、品质因子和珀塞尔因子随金属脊曲率半径的变化情况。结果表明, 调整结构参数可使波导实现超深亚波长的光场限制, 同时获得较大的SPPs辐射增强倍数。在最优几何参数(纳米线半径为95 nm, 金属脊曲率半径为20 nm)下, 波导有效模式面积为0.0037λ2, 品质因子为268, 珀塞尔因子为65, 增益阈值为 0.2768 μm-1, 其表征激光增强值为69800。该激光器谐振腔具有超强的局域能力和激光增强能力, 可以实现超深亚波长的低阈值激射。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1001005
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    0128

    摘要

    基于光注入法布里-珀罗(F-P)激光器的波长选择性放大理论, 设计并实现了一种窄带可调谐的单通带微波光子滤波器(MPF)。通过改变注入锁定参数, 研究了注入锁定参数对中心频率、插入损耗和带外抑制比等性能指标的影响, 以及波长功率放大与腔模红移的关系。实验结果表明, 通过合理调节注入功率比、主从激光器失谐频率和偏置电流, 可以获得带外抑制比为27.9 dB、3 dB带宽为275 MHz和调谐范围为9~32 GHz的MPF。所提结构可以应用于高频、宽带可调谐的滤波选频和光电振荡。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1006002
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    0029

    摘要

    制备了不同Ce3+掺杂浓度(摩尔分数)的钇铝石榴石(YAG)单晶和陶瓷, 并对激光激发Ce∶YAG单晶和陶瓷的光通量、光电转换效率、显色指数及色温进行了研究。在电流为2.6 A的激光激发下, Ce3+掺杂浓度为0.3%的陶瓷的光通量最高, 为617.2 lm; Ce3+掺杂浓度为0.5%的单晶的显色指数较高, 为62, 色温为5841 K。在功率为2.61 W、材料中心功率密度达10.8 W·mm-2的激光激发下, Ce∶YAG单晶和陶瓷的光转换均未达到饱和, 对应的光-光转换效率均约为240 lm·W-1。实验结果表明, 在高功率密度激光激发下, 陶瓷和单晶均适用于产生高亮度白光。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1003001
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    010130

    摘要

    为了满足大型自由曲面工件高精度实时三维测量的需求, 设计了一种超大尺度线结构光传感器三维测量系统, 并提出一种基于一维靶标的传感器外参数的现场标定方法。实验结果表明, 该方法的标定精度与基于平面靶标的方法相当, 且其一维靶标的高精度制作更容易, 外参数的现场标定过程操作更方便, 更适合超大尺度线结构光传感器的现场标定。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1004003
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    0227

    摘要

    为降低导光镜面激光辐照区的温度梯度, 利用有限体积法求解三维湍流传热方程, 得到激光辐照区温度场分布, 研究了矩形流道尺寸参数、冷却液的浓度与流速等因素对导光镜面平均温升和温升差的影响, 并设计了双流道结构。结果表明, 对于单流道, 镜面辐照区温度场不随其几何中心呈对称分布, 最高温度点位于流道下游; 增大流道截面尺寸和冷却液流速可以提高换热效果; 流道不同面之间的温度分布并不相同; 乙二醇冷却液浓度越高, 换热效果越差; 相比于单流道结构, 双流道结构的平均温升降低幅度最大可达17.79%, 温升差降低幅度最大可达67.97%。

    PDF全文中国激光 | 2017,44(10):1001004
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    0032

    摘要

    研制了用于液体零场核磁共振探测的无自旋交换弛豫(SERF)铷原子磁力仪。通过实验测量原子的磁共振曲线, 验证了磁力仪工作在SERF状态, 且结果与理论相符。采用增加光强的方法提高磁力仪带宽, 满足了液体零场核磁共振的带宽需求, 磁力仪在20~300 Hz 频率范围内的灵敏度低于18 fT/Hz1/2。用基于磁力仪研制的液体零场核磁共振装置对甲酸样品进行测量, 得到了13C标记的甲酸的零场核磁共振谱, 验证了磁力仪的可用性。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1004001
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    018190

    摘要

    采用长焦距透镜与连续介质气体靶是目前高亮度高次谐波产生实验中谐波产率较高的方案, 在长焦距透镜方案中进一步探索使用准相位匹配技术, 有望在连续介质靶的基础上进一步提高高次谐波信号的强度。根据准相位匹配技术, 设计了一种多喷嘴阵列气体靶, 通过模拟计算的方法, 对比传统连续介质气体靶与多喷嘴气体靶这两种方案, 从理论上证实多喷嘴气体靶可以实现谐波信号强度的进一步提升。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1001002
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    01183

    摘要

    基于波导耦合光栅的共振原理和多孔硅的光学传感特性, 提出一种含多孔硅层的波导耦合光栅纳米异质结构的折射率传感模型。根据古斯-汉欣(Goos-Hnchen)位移理论和波导耦合光栅共振的相位匹配条件, 建立共振波长与待测样本折射率之间的关系模型, 并分析了折射率传感结构的折射率传感特性。利用多孔硅高效的承载机制, 将其作为待测样本承载单元, 选用不同浓度的乙二醇溶液作为待测样本, 对该折射率传感结构的灵敏度和品质因数Q进行分析。结果表明, 该折射率传感结构对乙二醇溶液的灵敏度为2.2 nm/1%, Q值为226, 证明了该传感结构的有效性, 它可实现对低浓度待测样本的检测。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1010003
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    0429

    摘要

    分析了由光相干域偏振计测得的光纤陀螺保偏光纤环(PMFC)分布偏振耦合测试数据, 建立了测量点偏振耦合幅度模型。结果表明, 测试数据是实际偏振幅度耦合被宽谱光源相干函数调制的结果, 且存在伪偏振耦合测试数据。在此基础上, 提出并实现了分布偏振耦合数据处理算法。绕制PMFC, 进行了不同温度条件下分布偏振耦合测试, 并提取了真耦合位置和强度信息。通过建立PMFC二次偏振耦合误差预估模型, 对不同温度下光纤环分布偏振耦合引起的光纤陀螺零漂误差进行了计算预估。利用高精度保偏光纤环分析测试仪对该环进行了对应温度的光纤陀螺零漂测试, 零漂预估值与实测结果一致。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1006004
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    012195

    摘要

    设计了基于数字微镜器件(DMD)的荧光显微镜探测系统。该系统不仅能对样品实现荧光成像, 而且能探测不同区域样品激发荧光信号能量的实时变化。实验采用DMD快速加载多通道不同帧率的视频信息, 实现了对激发光束的分割与频率调制。采用光电倍增管采集样品的荧光信息, 荧光信息经模/数转换处理后再进行傅里叶变换、滤波和解调操作, 得到了不同信道区域荧光信号强度随时间变化的曲线。实验结果表明, 将DMD加入到荧光显微镜系统中可以加快集成多通道, 且计算机可调控DMD通道, 能有效提高荧光显微镜的探测效率。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(10):1006007
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    0328

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    摘要

    作为无人机的“头脑”和“眼睛”,光电载荷在无人机系统中起着举足轻重的作用,且往往也是无人机系统中造价较高的部分。美国MQ-1“捕食者”多用途无人机中的MTSA 光电载荷几乎和无人机平台本身的价格一样,“全球鹰”无人机的RQ-4 BLOCK10综合传感器系统的造价占无人机总成本的33%,BLOCK20 综合传感器系统造价占总成本的比重将上升到54%。作为无人机系统的重要组成部分,光电载荷的发展也是无人机系统发展的重要一环。

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      015181068

      摘要

      自激光器问世以来,空间激光通信在全世界备受重视,美国、欧洲、俄罗斯、日本等起步较早,至今已有四十多年时间。空间激光通信的技术内涵是以激光为载波,在空间实现语音、图像、数据等信息无线传输的通信方式。具有通信速率高、信息容量大、抗干扰能力强、抗截获能力强、安全保密性好、体积小重量轻等优点,工作时要求通信时信道无遮挡、可通视。

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        013701451

        摘要

        红外焦平面探测器是热成像系统的核心部件,是探测、识别和分析物体红外信息的关键,探测器的性能直接决定了热成像系统的最终性能。红外焦平面探测器可分为制冷型和非制冷型两大类。制冷型红外焦平面探测器的优势在于灵敏度高,能够分辨更细微的温度差别,探测距离远,但是其结构复杂且成本高昂,主要应用于高端军事装备;非制冷红外焦平面探测器无需制冷装置,能够在室温状态下工作,具有启动快、功耗低、体积小、重量轻、寿命长、成本低等诸多优点。非制冷红外焦平面探测器虽然在灵敏度上与制冷器件有一定差距,但经过近十余年的发展,其在性价比上已经明显优于制冷型探测器,具有更加广阔的应用前景。

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          01142474

          摘要

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            010931248

            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。

            分享:
            09031954

            摘要

            到2018年,普通发光二极管(LED)的普及率将达到80%。基于LED的可见光通信(VLC)技术有望为高速VLC的实现提供新方案。国内外研究者们分别对先进调制、编码/均衡、复用技术及材料/芯片等进行了研究,以扩展调制带宽、提高传输速率和增加传输距离。对载波幅相调制、自适应比特功率加载的正交频分复用调制、硬件/软件预均衡、后均衡等技术以及新型光学材料的原理和性能等国际研究热点进行了分析与讨论,对最新的研究进展进行了总结,从而为未来VLC的研究提供一定的参考。

            PDF全文中国激光 | 2017,44(03):0300001
            分享:
            04881073

            摘要

            A non-adiabatic microfiber coupler is fabricated by flame brushing technique and then theoretically and experimentally analyzed. The effective length of the microfiber coupler is determined by simulation, and a low-noise laser is demonstrated using various lengths of erbium-doped fiber (EDF) when incorporated in a laser setup. At 18.6-mW input pump power, the maximum output power of 20 \mu W and the lowest lasing threshold of 3.8 mW are obtained with a 90-cm-long EDF.

              PDF全文Chinese Optics Letters | 2014,12(02):021403
              分享:
              04832421

              摘要

              激光是一种受激辐射相干光源,其形成是在一定条件下,光电磁场和激光工作物质相互作用,以及光学谐振的选模作用的结果,是清洁、环保的新型能源。激光加工技术具有具有传统加工方法无可比拟的优点。围绕激光加工的特点,人们相继研究并开发出一些具有工业应用前景的激光表面处理技术,大体分为激光表面硬化、激光表面熔敷、激光表面合金化、激光冲击硬化和激光非晶化。激光再制造技术以激光熔覆及合金化、现代先进制造、快速原形制造等为技术基础[5]。本文将其关系梳理如图1。

                分享:
                0447307

                摘要

                用平行三维有限元时域方法研究了亚波长直径二氧化硅线和硅基波导间的耦合。传统的对接耦合在1300-1750nm光进入二氧化硅基底的硅线波导后,有40%的透过率,并对轴向失准有良好的鲁棒性。在二氧化硅线和二维硅光子晶体条形波导间的反向耦合可产生慢光。在50晶格常数的耦合距离内,通过色散带控制,实现了82%的传输率。群速度估计为真空光速的1/35。

                分享:
                03623364

                摘要

                在2016年全球经济不景气、中国经济也受之影响的背景下,我国激光加工产业逆势上扬,取得了良好的发展态势。2014年,中国地区的激光器装机量首次超过欧洲,占据了全球总量的约30%。2016年,中国地区的激光器装机量稳步增长,占据了全球总量的约40%。已有超过65万台激光焊接、打孔、打标等中小功率的激光加工设备正服务于全国的各行各业。

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                  0315198

                  摘要

                  近年来, 基于相关滤波的目标跟踪算法因其具有很好的跟踪精度和明显的速度优势, 引起了研究人员的极大关注。提出一种基于自适应特征选择的多尺度相关滤波跟踪算法。首先, 提取三种互补特征, 通过相关滤波响应图评估各特征的跟踪性能, 自适应选择最优特征进行位置跟踪; 其次, 预设响应图阈值作为位置相关滤波模型更新的判断条件, 优化模型更新方式; 最后, 引入尺度相关滤波跟踪器, 进一步提高了算法的尺度适应性和跟踪精度。实验部分将该算法和近年来流行的相关滤波及非相关滤波类跟踪算法进行了对比, 结果表明, 该算法在精度上优于其他算法, 同时具有53.12 frame/s的实时跟踪速度。

                  PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0515001
                  分享:
                  0246655

                  摘要

                  We report on the generation of Q-switched and Q-switched mode-locked (QML) pulses in an erbium-doped fiber ring laser by using a polyvinyl alcohol (PVA) -based gold nanorod (GNR) saturable absorber (SA). The PVAbased GNR SA has a modulation depth of -4.8% and a non-saturable loss of -26.9% at 1.5 μm. A Q-switched pulse train with a repetition rate varying from 18.70 to 39.85 kHz and a QML pulse train with an envelope repetition rate tuning from 20.31 to 31.50 kHz are obtained. Moreover, the lasing wavelengths of the Q-switched pulses can be flexibly tuned by introducing a narrow bandwidth, tunable filter into the laser cavity. The results demonstrate that the GNRs exhibit good optical performance and can find a wide range of applications in the field of laser technology.

                    PDF全文Chinese Optics Letters | 2015,13(08):081401
                    分享:
                    02371546

                    摘要

                    We demonstrate an ultralow-noise single-photon detection system based on a sensitive photomultiplier tube (PMT) with precise temperature control, which can capture fast single photons with intervals around 10 ns. By improvement of the electromagnetic shielding and introduction of the self-differencing method, the dark counts (DCs) are cut down to ~1%. We further develop an ultra-stable PMT cooling subsystem and observe that the DC goes down by a factor of 3.9 each time the temperature drops 10°C. At ?20°C it is reduced 400 times with respect to the room temperature (25°C), that is, it becomes only 2 counts per second, which is on par with the superconducting nanowire detectors. Meanwhile, despite a 50% loss, the detection efficiency is still 13%. Our detector is available for ultra-precise single-photon detection in environments with strong electromagnetic disturbances.

                      PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(10):100301
                      分享:
                      0204338

                      摘要

                      合成孔径激光雷达(SAL)能够突破激光的衍射限制, 满足对远距离目标和场景进行高精度实时成像的需求。从SAL理论和实验进展两方面, 详细总结分析了SAL的国内外发展现状。在此基础上, 总结和分析了实现SAL实际应用, 还需深入研究的几个关键技术: 激光光源、发射信号波形、探测体制、激光传输特性和目标反射特性、成像算法和运动补偿等, 为进行SAL的深入研究和实用化奠定基础。

                      分享:
                      0197258

                      摘要

                      In order to improve the frequency and precision of radiometric calibration, the automated vicarious calibration system (AVCS) is developed and deployed at the Dunhuang test site to perform vicarious calibration without the in situ manned measurements. The surface and atmospheric parameters are automatically collected by AVCS. An absolute radiometric calibration approach based on AVCS is proposed. Six successful calibrations of the Aqua Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) are conducted. The results are in good agreement with the on-board calibration system with all the relative differences less than 4%. It enables us to monitor the change of a sensor over long time scales.

                        PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(10):100101
                        分享:
                        0151338

                        摘要

                        光谱偏振成像技术可同步测量目标的空间信息、光谱成分和偏振特性分量, 在天文物理研究、大气成分的探测和生物医学等领域具有巨大的发展潜力。偏振信息的同步获取通常牺牲光谱成像的空间分辨率, 为避免光谱成像空间分辨率的降低, 提出基于双通道剪切干涉的高光谱偏振成像方法。利用双矩形干涉器实现双通道剪切干涉, 两个通道分别进行高分辨率干涉光谱成像以及基于微偏振阵列的光谱偏振成像。分析了双通道剪切干涉以及基于微偏振阵列调制的傅里叶变换光谱偏振成像原理, 论述了光谱信息反演方法以及偏振信息提取方法。搭建了实验装置, 对实际场景目标进行光谱偏振成像实验, 获得了目标的高空间分辨率光谱图像和偏振分量信息。研究表明, 该高光谱偏振成像技术可同步进行偏振成像测量和高分辨率光谱成像测量。

                        PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(10):1011002
                        分享:
                        0149207

                        摘要

                        针对复杂背景下红外图像中低信噪比弱小目标实时检测问题,提出一种基于相关滤波器的红外弱小目标检测算法。该算法将红外目标检测转化为模式分类问题,在离线训练阶段,利用二维高斯模型构造红外小目标训练集,在此基础上训练得到对目标背景具有区分能力的相关滤波器,在线检测阶段,利用滤波器对图像分块进行滤波操作,目标和背景的滤波响应有着显著的差异,最后生成整幅图像的滤波响应置信图以此来判断图像中是否包含目标及其具体位置。在单帧单目标图像、序列图像多目标检测实验结果表明,与经典检测算法相比,所提方法不仅具有更高检测性能,有效降低了虚警概率,而且具有较好的实时性,适用于复杂背景条件下弱小目标的实时检测。

                        PDF全文光学学报 | 2016,36(05):0512001
                        分享:
                        01351163

                        摘要

                        全芯片多参数联合优化是光刻分辨率增强技术的重要发展方向。提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法的光源掩模投影物镜联合优化(SMPO)方法。将由像素表征的光源、由离散余弦变换基表征的掩模及由泽尼克系数表征的投影物镜编码为粒子, 以图形误差作为评价函数, 通过不断迭代更新粒子, 实现光源掩模投影物镜联合优化。在标称条件和工艺条件下, 采用含有交叉门的复杂掩模图形对所提方法的仿真验证表明, 图形误差分别降低了94.2%和93.8%, 有效提高了光刻成像质量。与基于遗传算法的SMPO方法相比, 该方法具有更快的收敛速度。此外, 该方法具有优化自由度高和优化后掩模可制造性强的优点。

                        PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(10):1022001
                        分享:
                        0103104

                        摘要

                        弹道导弹和巡航导弹是高技术战争中的主要威胁, 对弹道导弹最有效的防御是助推段拦截。首先总结了美国机载激光计划失败的原因和经验教训, 然后评述和分析了无人机载激光武器反导的概念、优势、研究计划和现状, 以及存在的问题和面临的挑战。最后, 讨论和分析了用于助推段拦截的二极管抽运碱金属激光器和相干合成光纤激光器的原理、特点、最新进展和技术挑战。

                        分享:
                        186312

                        摘要

                        近年来, 混沌激光已广泛应用于保密通信、高速随机数生成、混沌激光雷达、混沌光时域反射仪、光纤传感和测距等方面。与离散器件构成的装置不同, 集成芯片具有尺寸较小、功耗较低、稳定性较好和适用于大批量生产等优点。结合混沌应用和集成芯片的优势, 光子集成的混沌半导体激光器应运而生。将光子集成混沌半导体激光器分为五类, 并分别介绍了国内外相关机构在集成结构、集成区域的尺寸、集成构成的特点及集成混沌激光器的应用等方面的研究进展。另外, 设计并介绍了一种新型的面向蝶形封装的混沌外腔半导体激光器。

                        分享:
                        060257

                        查看更多

                        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
                        分享:
                        035417391

                        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:
                        1235030264

                        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
                        分享:
                        0151218572

                        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:
                        0915778

                        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:
                        0022789

                        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:
                        035917723

                        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:
                        0133921999

                        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:
                        020721256

                        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:
                        023826139

                        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:
                        084126259

                        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:
                        03688922

                        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:
                        012017528

                        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:
                        01169519

                        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:
                        0024941

                        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:
                        07017621

                        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:
                        007126

                        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
                        分享:
                        01615848

                        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:
                        0514372

                        摘要

                        随机并行梯度下降算法能不依赖波前传感器直接对系统性能进行优化。以32单元变形镜为校正器,采用随机并行梯度下降算法建立了自适应光学系统仿真模型。通过分析该系统对静态波前畸变的校正能力,验证了随机并行梯度下降算法的收敛性;讨论了算法增益系数、随机扰动幅度与收敛速度的关系,并指出通过算法增益系数的自适应调整可以改进算法的收敛速度。

                        PDF全文光学学报 | 2007,27(08):1355-1360
                        分享:
                        0776747

                        摘要

                        卫星激光通信具有巨大的潜在应用价值, 国际上已实现高码率、小型化、轻量化和低功耗激光通信终端, 全文的第一部分即“链路和终端技术”综述了卫星激光通信的国外进展, 介绍了终端的关键技术, 讨论了终端设计思想。第二部分(另文)将讨论和介绍卫星激光通信终端地面检测和验证技术。

                        PDF全文中国激光 | 2007,34(01):3-20
                        分享:
                        0117427261

                        查看更多

                        摘要

                        提出一种基于一维光栅函数进行纯相位编码的方法, 该方法以双相位全息编码技术为基础, 将复振幅图像编码成纯相位图, 并将编码得到的相位图直接加载到相位型空间光调制器上进行光学重建。在重建过程中, 用一个有低通滤波器的4-f系统选择衍射级次, 并选用一级衍射分量进行重建。一维光栅函数编码可以提高一级衍射分量所能获得的能量。因为没有相位元件零级信息的影响, 重建图像的质量得到了提升。数值模拟和实验结果证明, 该方法可以有效重构编码复杂物体的振幅和相位, 该方法得到的一级衍射能量比二维棋盘格函数编码得到的一级衍射能量高。

                        PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(09):0909001
                        分享:
                        0107994

                        摘要

                        水体是合成孔径雷达(SAR)图像解译的一类重要内容。针对含水体的SAR图像的成像特点, 给出了一种基于轮廓的配准方法。首先, 提出了融合观测图像局部统计信息的自适应权马尔科夫随机场 (MRF)分割模型, 以分割SAR图像水体目标并提取其精确轮廓。然后, 提出了轮廓匹配的非均匀高斯混合模型(GMM), 该模型能融合轮廓上点的位置信息和以轮廓点为中心的窗口的灰度相似性信息。最后, 对含水体目标的SAR图像进行配准实验。结果显示所提出的MRF分割模型能精确地定位目标边缘并保持图像的细节, 轮廓匹配的非均匀GMM对噪声、外点及局部变形具有稳健性, 能较好地实现含水体目标的SAR图像配准。

                        PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(09):0928001
                        分享:
                        053938

                        摘要

                        在介绍捕获、跟踪、瞄准(ATP)精跟踪子系统结构、控制原理及控制算法的基础上, 通过搭建半物理模型来分析不同分辨率数模转换器对应的跟踪性能, 分别对同一位置光束与加入扰动后的光束进行跟踪对比实验。结合精跟踪控制系统的信号传输, 分析不同分辨率的数模转换器对ATP系统跟踪精度的影响。实验结果表明, 数模转换器的分辨率越高, ATP系统的跟踪性能就越好; 使用14位数模转换器时, 继续增加分辨率, ATP系统的跟踪精度没有得到显著提升。对跟踪后的光斑质心信号进行频谱分量统计,得出干扰抑制带宽之外的频段内数模转换器的分辨率与对应的频谱分量成正比, 因此需要进一步提高精跟踪系统的干扰抑制带宽来实现更高精度的跟踪。

                        PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(08):0806004
                        分享:
                        036829

                        摘要

                        针对基于高阶正交幅度调制(QAM)的大线宽相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统, 提出了一种基于时域和频域卡尔曼滤波(KF)联合估计的相位噪声补偿算法。所提算法在发射端插入时域训练符号和导频序列, 在接收端基于训练符号进行频域卡尔曼滤波后得到信道估计值, 进行时域扩展卡尔曼滤波(EKF)后得到相位噪声粗略估计值。时域相位噪声估计值为复数值, 为获得较好的补偿效果, 根据导频序列数目将每个OFDM符号分割为若干个亚符号。在导频序列处进行时域EKF, 通过在每个亚符号最后一个导频处进行线性插值, 得到每个采样点的相位噪声粗略估计值。对粗略相位噪声补偿后的频域数据进行预判决, 并对时域相位噪声进行精细补偿。采用所提算法对传输速率为50 Gbit·s-1 、传输距离为100 km的CO-OFDM系统进行了数值模拟, 结果表明所提算法与其他方法相比取得了较好的补偿效果。对于激光器线宽为1 MHz(16QAM)和800 kHz(32QAM) 的CO-OFDM系统, 误码率可达前向纠错上限。

                        PDF全文HTML全文 光学学报 | 2017,37(09):0906002
                        分享:
                        022822

                        摘要

                        为实现机械手指的复合式触觉传感, 以光纤布拉格光栅(FBG)为传感元件, 将压力传感器和温度传感器封装在同一聚合物传感单元中。分析了压力传感器受目标物体温度扰动的特性, 同时利用逆传播神经网络对FBG触觉传感信号进行处理, 实现了对传感单元表面正向压力的准确识别。仿真与实验结果表明, 该方法进一步消除了目标物体温度对应变传感器的影响, 减小了应变传感器的不确定性误差, 提高了压力测量结果的稳定性和测量精度, 补偿后压力传感器的温度漂移率仅为1.2×10-4 nm/℃。将补偿研究应用于机械手指FBG触觉传感阵列, 可以有效抑制温度对应变传感的干扰, 使得柔性机械手指触滑测量系统具有更加广阔的应用前景。

                        PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(08):0806001
                        分享:
                        027782

                        摘要

                        随着水下光通信、传感和激光雷达等领域的快速发展, 深入研究海洋湍流对光束传输特性的影响具有重要的意义。采用数值模拟方法研究了慧差光束通过海洋湍流的传输特性。研究结果表明海洋湍流会导致光束慧形分布消失; 慧差光束的质心位置与最大光强位置不重合; 相比于以最大光强位置为中心、以光束质心位置为中心时计算得到的束宽要小, 但其受海洋湍流影响更大; 以能量Strehl比作为评价参数时, 慧差越严重, 则光束能量集中度受海洋湍流影响越小; 以β参数作为评价参数时, 当慧差系数取某特定值时, 光束能量集中度受海洋湍流的影响最大, 在实际应用中应该避免这种情况。能量Strehl比与β参数的物理含义不同, 分别表示按照给定桶半径内所含能量定义的能量集中度(能量Strehl比)与给定桶中功率百分比定义的能量集中度(β参数), 两者受海洋湍流的影响是不同的, 这在实际应用中应当特别注意。

                        PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(08):0805003
                        分享:
                        023741

                        摘要

                        训练模型复杂且训练集庞大导致深度学习的发展受到严重阻碍。使用Google最新开源的TensorFlow软件平台搭建了用于视频目标跟踪的深度学习模型。介绍了深度学习的原理和TensorFlow的平台特性, 提出了使用TensorFlow软件平台设计的深度学习模型框架结构, 并使用VOT2015标准数据集中的数据设计了相应的实验。经实验验证, 该模型具有较高的计算效率和识别精度, 并可便捷地调整网络结构, 快速找到最优化模型, 很好地完成视频目标识别跟踪任务。

                        分享:
                        020558

                        摘要

                        二极管抽运的全固态锁模Yb激光器能够在1 μm附近输出高平均功率窄脉冲宽度的飞秒激光, 在超快非线性频率变换、飞秒光学频率梳、超快光谱学等领域具有重要应用。利用被动锁模技术和克尔透镜锁模技术, 人们在一系列新型Yb掺杂激光介质中实现了飞秒锁模激光运转。介绍了近年来在二极管抽运全固态飞秒Yb激光器的研究进展, 并展望了进一步提高输出功率和缩短脉冲宽度的技术途径及发展前景。

                        PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(09):0900001
                        分享:
                        167539

                        摘要

                        空间碎片的存在对在轨运行航天器的安全构成严重的威胁, 同时空间碎片的不断产生对有限的轨道资源也将构成严重威胁。采用激光测距技术可实现空间碎片的实时高精度定轨, 从而可有效规避其对航天器的撞击。为了开展高精度小尺寸空间碎片激光测距, 研制了可快速平稳跟踪400 km以上空间目标的53 cm双筒望远镜, 然后结合低功率高重频亚纳秒激光器和单光子探测技术, 在该望远镜上研究和实现了空间碎片激光测距技术。结合激光测距方程, 分析研究系统的空间碎片探测能力, 当碎片距离为1 000 km时, 能探测到回波光子的碎片最小尺寸约为478.5 cm。实际观测表明: 该激光测距系统具有探测米级空间碎片(约1 000 km远)的能力。

                        PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(07):0729001
                        分享:
                        00525

                        摘要

                        为满足氦(He)激光雷达系统的探测指标, 实现200~1000 km大气中He原子密度的测量, 对He密度探测激光雷达系统的参数和性能进行设计(主要包括激光发射部分、光学接收部分、数据采集和控制部分), 对比在不同亚稳态He密度、不同积分时间、不同距离分辨条件下系统接收光子数与距离的关系, 其中亚稳态He的密度对信号强度的影响最大。用较低高度的瑞利散射信号标定共振荧光信号, 获得相对数密度曲线和信噪比(SNR)曲线。仿真结果显示, 在积分时间为30 min, 距离分辨为50 km, 亚稳态He原子[He(23S)]密度最低的情况下, 在250~530 km高度范围内, 相对误差小于2%, SNR大于40。结果证明系统设计的参数可以满足高层大气He原子密度的探测要求, 对将来系统的实现有一定参考价值。

                        PDF全文HTML全文 中国激光 | 2017,44(09):0910001
                        分享:
                        037519

                        摘要

                        实时微型多光谱成像方法能够在零机械运动下, 单次曝光同时获取目标对应于几个不同特征波段的多幅二维空间光谱图像, 具有效率高、体积小、抗震等优点。具有高光密度值的二维点阵式窄带微滤片(简称微滤片)是用于活体荧光成像的实时微型多光谱荧光成像技术的核心部件。首先对微滤片进行优化设计及关键参数的确定, 其次研制了既具有二维空间分辨、又有高光学密度值的微滤片。实测结果显示所研制微滤片基本周期单元具有52 ?滋m×52 ?滋m空间分辨率、透过带带宽为24 nm、光密度值高达4、不同光波段通道之间图像信号串扰微弱。该二维点阵式窄带微滤片的成功研制为实时微型多光谱荧光成像技术的应用扫清了障碍, 对医疗活体光学病理诊断及使用多荧光探针来探索生命过程的研究有重要意义。

                        PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(07):0720004
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                        00510

                        摘要

                        如何在复杂背景和低信杂比条件下准确检测到小目标对于精确制导武器的发展和红外预警等具有重要意义。为了在复杂背景条件下提高图像信杂比并有效地检测出小目标, 提出一种基于中心域与邻域灰度对比度的红外小目标检测方法。通过计算输入图像的对比度图和显著度图, 提高了目标对比度同时抑制背景杂波; 在此基础上自适应设定阈值分离出小目标。实验结果表明: 与传统LCM(Local Contrast Measure)方法相比, 所提出的方法能够取得更高的检测率和较低的虚警率, 尤其是对于复杂背景下的弱小目标检测, 相对于对比算法, 优势更明显。

                        PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(07):0726002
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                        00508

                        摘要

                        基于融合多幅低动态图像来获取高动态图像的过程中, 传统方法中低动态图像获取时对曝光时间选取的策略简单, 使拍摄的多幅图像信息冗余较多, 严重影响融合效率。提出了一种基于局部信息熵最大准则的多曝光控制方法。讨论了低动态场景图像信息熵与曝光时间的关系, 得出了低动态范围场景的图像信息熵随曝光时间的增加呈现先增加后减小的规律, 并在某个曝光时间处信息熵最大。对于高动态场景, 首先, 利用图像平均灰度响应与曝光时间的近似线性关系确定场景的曝光时间范围; 然后, 根据图像直方图将高动态场景分成若干个低动态范围场景区域; 最后, 以信息熵最大为优化目标, 设计一维搜索算法, 搜索各个低动态范围区域的最优曝光时间, 直到所有区域都搜索到最优曝光时间。此方法将场景的局部信息熵与曝光时间联系起来, 能针对不同的区域进行曝光时间优化, 目的性强, 有效地避免了传统曝光控制中的缺点, 实验证明: 用该方法获取的图像进行融合获得了良好的效果。

                        PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(07):0726001
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                        00504

                        摘要

                        面向工业、国防及重大科学研究领域超大电流在线计量的迫切需求, 提出基于光纤电流传感器量程自扩展特性实现超大电流计量标准的量值传递。基于微分琼斯矩阵方法, 建立了光纤敏感环路的数学模型, 揭示了线性双折射对传感器量程自扩展特性的影响机理, 并证明了采用椭圆双折射光纤的电流传感器具有良好的量程自扩展能力, 可通过光纤圈数对Faraday效应的比例放大作用, 利用小电流实现传感器在超大电流下的等效校准。研制了干涉式数字闭环柔性光纤电流传感器, 可在不断开载流母线的情况下直接形成敏感环路, 实现在线计量。样机性能测试结果表明: 在直流等效10 ~210 kA范围内, 样机的测量准确度优于±0.1%; 在工频额定等效25 kA条件下, 样机的比差准确度满足IEC60044-8 0.2 S级要求; 样机的带宽大于10 kHz。

                        PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(07):0722001
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                        00497

                        摘要

                        纳米金属颗粒及其与金属膜的耦合结构具有比单元结构更优越的物理性质。为了给实验研究纳米银立方体和银膜耦合结构在传感中的应用提供理论依据, 运用FDTD方法数值分析了纳米银立方体与银膜耦合体系在波长为514.5 nm的激光激发下的电场性质。结果表明, 耦合结构的电场分布与纳米银立方体的大小、及其与银膜间的介质层厚度有关; 纳米银立方体与银膜耦合结构局域电场比纳米银立方体的局域电场强; 当其间没有介质层时, 局域电场主要分布在纳米银立方体的上表面顶点; 当有介质层时, 局域电场会有部分转向高折射率介质层中。因此, 可根据需要, 通过调控纳米银立方体的大小及其与银膜间的介质厚度来获得理想的局域电场。

                        PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(07):0720003
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                        00496

                        摘要

                        研究了基于微波光子技术的相控阵雷达天线现场校准技术。介绍了微波光子技术进行相控阵天线现场校准的基本原理, 通过利用架设在相控阵天线阵面上的光学探针中的电光晶体的泡克尔斯效应, 使得自探针反射的光学信号携带有天线单元的近场辐射信息, 在将其进行光电转换后采用外差相干检测的方法来获得信号中所携带的天线单元的幅相信息, 便可实现对天线阵面天线单元辐射场信息的快速检测, 实验验证系统的电场幅度和相位测量精度可以分别达到0.3 dB和2°, 同时该方法对被测天线单元具有侵入性低、抗干扰能力强、体积小等优点, 满足相控阵天线现场校准的实际需要, 具有很强的工程实用价值。

                        PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(07):0717005
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                        00479

                        摘要

                        利用熔融淬冷法制备了Ge20As20Se15Te45硫系玻璃, 测试结果表明该玻璃在中红外波段具有良好的红外透过特性和极高的非线性, 采用Z-扫描技术测试其中红外三阶非线性系数高达n2=6.72×10-18 m2/W @ 4 μm。以此材料为基质, 设计了两种工作在中红外波段的硫系玻璃光纤光栅光开关。利用分布时域传递矩阵法(TD-TMM)和非线性耦合方程模拟计算了光栅光开关的反射谱和波长偏移特性。研究结果表明, 通过调节输入光强可以灵活调节光纤光栅的中心波长向短波或长波方向移动, 进而可以获得光开关。在调制深度为1×10-3的均匀硫系光纤光栅, 获得光开关的功率阈值约为1.6 GW/cm2, 当引入相移光栅后, 调制深度可以降低为3×10-4, 并且其光开关的功率阈值也降低到210 MW/cm2。

                        PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(07):0720002
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                        00478

                        摘要

                        像素匹配是在线三维测量中的关键技术之一, 提出了基于归一化等相面的在线三维测量像素匹配方法。仅投一帧正弦光栅条纹到在线运动的物体上, 由CCD再依次移动相同步距时刻同步采集受物体调制的变形条纹图。利用FTP方法预测物体不同位置的相位信息并进行归一化, 再以二值化等相面协助像素匹配, 不仅实现了物体在各帧条纹图中的像素坐标一一对应, 而且归一化减少了由于物体运动产生的不同位置相位展开起始点不一致导致的不同位置相位展开的差异性而引入的误差, 同时节省了像素匹配计算量。对最大高度为8 mm的peaks函数型物体的模拟结果表明: 均方差为0.021 mm, 像素匹配时间上, 该方法较直接用FTP方法预测得到的相位为模板进行像素匹配缩短了近2倍, 同是实物测量也验证了该方法的有效性和可行性。所提方法不仅可以保证在线三维测量的精度, 而且有效地提高了测量速度。

                        PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(07):0717004
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                        00475

                        摘要

                        在InSb衬底上利用分子束外延生长了p-i-n结构的InAlSb/InSb材料, 通过在吸收层和接触层之间生长宽禁带的InAlSb势垒层, 验证了势垒层对耗尽层中暗电流的抑制作用。分别基于外延生长的InAlSb材料和InSb体材料, 借助标准工艺制备出二极管, 并对其电性能进行测量分析, 研究发现: 77 K温度时, 在-0.1 V的外偏电压下, p+-p+-n--n+结构和p+-n--n+结构InAlSb器件的反偏电流分别为3.4×10-6 A·cm-2和7.8×10-6 A·cm-2。基于p+-p+-n--n+结构研制的InAlSb二极管的暗电流保持在一个很低的水平, 这为提高红外探测器的工作温度提供了重要基础。

                        PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(07):0704002
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                        00474

                        摘要

                        采用旋转光栅法实现了声光调Q CO2激光器可调谐脉冲激光输出。理论分析了CO2激光波长调谐特性, 发现调节各支谱线腔内损耗是实现激光波长调谐的有效方法。进而理论计算了特定设计波长闪耀光栅的衍射效率与激光波长间的关系, 结果显示光栅调谐的激光谱线自准直角与光栅闪耀角一致时具有最高的衍射效率。采用闪耀角分别为31.97°(闪耀波长10.59 μm)和28.71°(闪耀波长9.60 μm)的光栅实验研究了声光调Q CO2激光器波长调谐特性, 分别获得了65条和75条激光谱线。实验结果显示: 光栅设计闪耀波长处于弱激光增益分支时可获得更多条激光谱线, 该实验与理论计算结果相符。在脉冲重复频率为1 kHz时, 获得10.59 μm激光脉冲宽度为160 ns, 平均功率4.2 W, 脉冲峰值功率26.25 kW, 且稳定性良好。

                        PDF全文红外与激光工程 | 2017,46(07):0705002
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                        00474

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                        摘要

                        为了满足现代医疗内窥镜针对小型化大视场的行业需求,本文采用反远距光学结构作为初始结构,利用ZEMAX光学设计软件在原有结构中加入5×5阵列光学元件,得到了一种工作于可见光波段,全视场为110°,焦距1.55mm,F数为4.2,最大通光口径为3.15mm,系统总长为7.99mm的高清电子内窥镜物镜的光学系统。该系统由6片透镜组成,以光阑面为界分为前组和后组,其中前组包括一片前后两面均为阵列面的镜片,后组包含一组双

                        PDF全文 光学学报 | 2018,38(02):022203
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                        0 1 40

                        摘要

                        针对血管内光学相干断层扫描(Intravascular Optical Coherence Tomography,IVOCT)成像系统,提出一种改进的自适应增强算法(Adaboost)及一种基于动态规划的轮廓分割算法用于可降解支架的自动检测与分割,从而实现对支架贴壁情况的自动评估。在检测阶段,利用多层决策树构建Adaboost分类器,实现对支架位置和大小的检测;基于检测结果,利用动态规划算法对支架轮廓进行分割;最后,结合分割结果,对支架贴

                        PDF全文 光学学报 | 2018,38(02):021505
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                        0 0 26

                        摘要

                        为了提高条纹投影三维测量系统的测量速度和准确度,本文提出了一种改进的相位高度转换映射模型。通过建立虚拟相机坐标系以及分析条纹信息在投射器坐标系与相机坐标系之间的转换关系,在相机坐标系中建立了相位到高度的一一映射模型,并在映射模型中校正了相机镜头的畸变。模型结构简单,适合结合查表法使用。应用查表法后,模型算法复杂度极低,可以应用在高速测量中。同时,本文提出了一种针对映射模型的标定

                        PDF全文 光学学报 | 2018,38(02):021204
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                        0 0 27

                        摘要

                        针对现有立体匹配算法对噪声敏感、易失真、在视差不连续区域与弱纹理区域误匹配高的问题,提出一种改进Census变换与梯度融合的多尺度立体匹配算法。采用支持窗口内所有像素的加权平均灰度值作为Census变换的参考值,将Census代价与由水平和垂直方向归一化结合的梯度代价进行加权融合,通过设置噪声容限获得稳定的代价,提高了单像素匹配代价的可靠性;在多分别率尺度下,采用改进引导滤波算法完成对匹配代价的

                        PDF全文 光学学报 | 2018,38(02):021506
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                        0 0 35

                        摘要

                        为提高光载无线系统传输容量,本文提出一种混合频相调制信号光学产生技术。利用保偏光纤光栅对不同输入偏振态响应不同的特性,此技术将加载到信号偏振态的基带信息转换到输出波长上,并通过在接收端的外插拍频实现频率调制,同时通过光学相位调制将信息映射到拍频产生的微波信号上,最终产生混合频相调制信号。通过搭建基带传输式光载无线系统,该信号产生方案的有效性得到了验证。实验产生了码率为1Gbit/s、

                        PDF全文 光学学报 | 2018,38(02):020602
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                        0 0 25

                        摘要

                        色散和激光器频偏能够对使用交错正交幅度调制格式的相干光滤波器组多载波系统(CO-FBMC/OQAM)产生严重影响。针对这个问题,本文重点研究了该系统的基于训练序列的信道和载波频偏联合估计及补偿方法。我们首先详细分析了CO-FBMC/OQAM系统的信道传输模型,对训练序列的结构进行了仔细设计和优化,使得它能够抑制固有虚部干扰(IMI)的影响。为了消除信道噪声对估计过程的干扰,我们提出了基于不同帧之间频域平

                        PDF全文 光学学报 | 2018,38(02):020603
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                        摘要

                        研究了大功率LED作为光源的聚合物光纤(POF)光纤束透镜耦合器原理和设计方法,基于能量补偿和坐标迭代法设计了一种能量均匀分布自由曲面透镜耦合器。透镜耦合器由两个折射曲面和两个反射曲面以及一个环形柱透镜面组成,折射曲面将修正的朗伯光型大功率LED光束中发散角度较小的光线准均匀分配在POF光纤束端面上;反射曲面将LED光束中发散角度较大的光线作为补偿光线进行能量重新分配以提高目标面的照度均匀性

                        PDF全文 光学学报 | 2018,38(02):020801
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                        摘要

                        本文围绕红外辐射特征信号与目标机动模式的相关性展开研究,拟解决目标机动模式可分性问题。通过建立目标光谱辐射包络模型和目标姿态角动态特性模型,重点分析了目标机动模式与姿态角变化率之间的关系;建立了红外辐射响应信号模型,并对影响信号特征的关键因素进行了理论分析,结果证明空间距离指数项和高次幂项是影响红外辐射信号幅度整体趋势变化的主要因素,而目标姿态角变化率对红外辐射响应信号局部特征

                        PDF全文 光学学报 | 2018,38(02):020403
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                        摘要

                        采用射频溅射镀膜技术在干净的玻璃基底上溅射厚度约为60 nm的金银合金膜,然后于室温下通过化学脱合金法制备纳米多孔金薄膜(Nanoporous gold film,NPGF)。利用自建的波长检测型SPR传感平台测试NPGF的共振反射光谱,并基于Fresnel公式与Bruggeman介电常数近似方程对其进行最佳拟合,得到NPGF的多孔度约为0.38。为进一步确定NPGF的多孔度,利用Image J软件对NPGF的扫面电子显微镜照片进行深入分析。以水溶液

                        PDF全文 光学学报 | 2018,38(02):022802
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                        摘要

                        面向光发射机损伤及其信号畸变的场景,提出了一种相位近似缓慢变化的相干检测系统,并借助聚类分析算法对畸变光信号预处理,精确估计畸变信号的畸变系数并实现较好的星座图恢复。该系统首先通过调整本振光传输长度,使其与信号光传输链路的长度严格相等,因而本地光和信号光之间的相位差在较长的时间窗口内可近似恒定,从而允许借助聚类分析方法对长时间窗口数据进行星座图分析与处理,基于聚类中心点位置处理

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                        摘要

                        提出将偏振态显微成像技术应用于各向异性晶体生长的研究。以物体的偏振态作为物理量进行成像,将描述偏振态的三个Stokes参量转换成RGB三基色,实现用RGB色度值(称为偏振色度值)来表征相应的偏振态。在此基础上,利用Stokes参量-共焦显微成像系统对物体进行逐点扫描,获得各向异性物体的Stokes参量的空间分布,然后通过偏振色度值的分布来表征物体的偏振态的空间分布。实验结果表明:偏振态显微成像技术能够

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                        摘要

                        为了比较年轻和老年观察者的颜色色差评价差异,进而研究不同年龄观察者的视网膜锥细胞光谱响应分布差异,基于灰色、棕色、蓝绿色、蓝色和紫色5个目标色,共制作了20对近同色异谱色样对(围绕每个目标色分别制作了4个待比较色)。组织了56名观察者(其中18-25岁年轻观察者30人,60-74岁老年观察者26人)基于心理物理实验方法中的比较法,开展了色差大小比较实验。结果表明,实验组织的年轻和老年观察者对20对近

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                        摘要

                        在过去的数十年,随着荧光探针的出现,超分辨成像领域发展迅速,产生了多种不同的超分辨显微技术,并且得到了广泛的应用。超分辨成像领域的发展为生命科学领域的研究提供了极大便利,也越来越受到研究者的重视。由于传统的超分辨显微成像技术在成像速度、观察视野范围、系统成本等方面仍存在一定的限制,新型超分辨显微成像技术的发展让我们再次看到了超分辨领域的曙光。本文主要介绍了近几年来出现的几种新型

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                        摘要

                        摘要 如何提高人脸图像的分辨率是计算机视觉中的经典问题。在视频监控中,由于目标人物距离摄像头较远,得到的往往是低分辨率的人脸图像。针对此问题,提出一种结合主成分分析(PCA)和最大后验概率(MAP)的人脸超分辨复原算法。首先利用PCA模型获得高分辨率人脸库的特征;然后通过MAP计算输入的低分辨率人脸图像在这些特征上的表示系数,并重建出其对应的高分辨率特征;接着对重建的特征进行约束增强;最后

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                        摘要

                        SUS301L不锈钢新一代地铁车辆车体专用材料。本文研究比较了MAG焊、激光焊和激光-MAG复合焊三种焊接方法对8 mm厚SUS301L不锈钢接头组织和力学性能的影响。结果表明:焊缝均为δ铁素体和奥氏体的双相组织,但δ铁素体的尺寸和含量存在明显的差别;由于热输入量的不同,MAG的热影响区达到了3 mm,而激光焊和激光-MAG复合焊仅为1 mm;残余应力峰值均分布在焊趾位置,MAG焊具有最高的纵向和横向残余应力峰值;激光-

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                        摘要

                        设计了一种新型双环减敏式光纤布拉格光栅应变传感监测装置,可以应用在如船舶、桥梁、飞行器等需要对关键结构进行较大应变范围测量的情况,传感器在兼顾测量精度的同时也保证了足够大的测量范围。同时对长为26mm的减敏基片进行有限元分析,在轴向位移为0.13mm的端面上各施加0.065mm的位移,经仿真计算结果满足应变减敏系数3.0,这一设计应使得减敏基片在其材料的弹性范围内运行,保证了传感器足够长的使用寿命

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                        摘要

                        针对相干光通信中载波频率漂移的问题,根据实际相干光通信系统,分别采用BPSK和QPSK的调制方式,仿真分析了频率漂移会引起星座图周向旋转和误码率升高。依据激光器频率调节和控制原理,采用在信号输出端外接鉴相器、单片机和压电陶瓷驱动放大器的方法,设计了一种基于反馈判决控制回路的电路,实现本振激光器的频率对信号激光器的频率的跟踪,稳定载波频率。实验结果表明:当中频载波以100MHz为基准时,反馈判

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                        摘要

                        提出了一种并联五微环谐振器模型,利用传输矩阵法对并联微环的输出函数进行建模,采用Matlab仿真工具对输出频谱强度进行分析;设置微环间距与微环周长比值分别为0.25和0.5,研究谐振器频带和叠加频带的频谱输出特性。通过优化传输耦合系数、系统折射率、微环半径等参数获得形状因子超过0.85,阻带串扰小于-25dB的谐振器频带,并级联四个并联微环阵列,实现1×4密集波分复用器。

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                        摘要

                        针对传统的局部保持投影算法(LPP)直接使用数据的原始空间信息导致选取近邻不准确,以及LPP算法投影时忽略数据类别信息的问题,提出一种基于自适应近邻的局部保持投影的人脸识别方法。该方法在特征提取时利用可变的相似度、近邻信息以及数据类别信息构建目标函数,使得在投影子空间中同类样本尽量紧凑、异类样本尽量远离。通过最小化目标函数来自适应优化邻接矩阵与投影矩阵,使用优化后的投影矩阵对高维人脸

                        PDF全文 激光与光电子学进展 | 2018,55(03):031010
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                        摘要

                        为提高立体匹配算法的效果和稳定性,本文提出了一种基于HSV颜色空间的自适应聚合区域的引导滤波算法。首先,结合图片的结构和纹理信息,采用颜色和横向梯度的相互作用计算初始匹配代价。然后,在HSV颜色空间中运用颜色和距离信息计算每一点的自适应支撑臂长,解决了图片中RGB颜色变化趋势相近,不能有效反映图片信息的问题。自适应聚合区域利用中心点纵向臂上各点的横向臂进行构造,采用引导滤波的方法在自适

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