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摘要

提出了一种紧凑高效的吉赫兹(GHz)1.34 μm Nd∶GdVO4/V∶YAG调Q锁模激光器。采用激光二极管进行端面抽运,将紧凑线性腔结构与透过率为10%的输出耦合镜相结合。优化了激光晶体的相关实验条件,理论分析了激光晶体的相关特性。实验中使用了Nd∶GdVO4晶体,Nd3+离子掺杂质量分数为0.2%,V∶YAG晶体的初始透过率为83%。利用该晶体实现了重复频率高达2 GHz的锁模脉冲,所得锁模调制深度接近100%,调Q锁模激光器的最大输出功率可达715 mW。基于波动机制理论,模拟了单个调Q包络下的锁模脉冲图形,所得理论结果与实验结果相符。

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028635

摘要

自由空间光通信系统需要将空间光高效耦合到单模光纤中,但聚焦光斑与单模光纤间的初始对准误差和随机横向偏移会导致极大的耦合损耗。对空间光到单模光纤耦合的理论模型进行了阐述,并分析了横向偏移及随机抖动对耦合效率的影响。在此基础上,为了提高光纤耦合效率,提出了一种基于光栅螺旋扫描算法和随机并行梯度下降(SPGD)算法的耦合方案,并仿真分析了误差校正过程及其对耦合效率的改善情况。仿真结果表明:通过设定最佳扫描步长,光栅螺旋扫描算法能够有效地校正初始对准误差,校正成功概率高于99%;校正后的残余初始对准误差集中在0.5~6.5 μm范围内,耦合效率得到初步改善;开启SPGD控制算法后,聚焦光斑与单模光纤间的随机横向偏移得到校正,耦合效率能够有效提升至0.81,接近无湍流情况下的理论极限。校正后,耦合效率得到显著提高。

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010599

摘要

视网膜血氧测量技术可以为医学诊断提供可靠的视网膜血氧新陈代谢信息,这些信息可以反映出全身微循环状态。基于光谱法的非侵入性的视网膜血氧饱和度测量是生命科学研究的新热点,国外已开展了大量的研究工作,国内的相关研究还处于起步阶段。为更好地促进视网膜血氧测量在生命科学领域中的研究和应用,对现有的研究成果进行了梳理和回顾。首先介绍了视网膜血氧测量的基本原理,概述了当前已有的视网膜血氧测量技术并讨论了各自的优缺点;然后对现有研究成果和应用情况进行总结,并对视网膜血氧测量存在的若干问题进行讨论;最后对其在生命科学中的研究和发展进行了预测和展望。

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013292

摘要

对连续纤维增强铝基、镁基和钛基复合材料的制备方法、微结构与性能进行了综述,指出了存在的问题,提出了激光熔覆纤维增强金属基复合材料的新方法,即将纤维预置包埋在合金粉末中,然后进行快速激光熔覆。该方法能精确控制过程参数,大幅减少制备时间,可获得性能优异的复合材料。

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010279

摘要

双光子荧光显微成像是一种非线性光学显微技术,具有高空间分辨率、高信噪比和固有的三维层析分辨能力等优点。传统的双光子荧光显微成像通常使用波长可调谐的100 fs超短脉冲激光器作为激光光源。目前,人们对双光子荧光显微成像方法进行了深入研究,改进光源及探测方法是常用的手段。介绍和总结了多色双光子荧光显微成像技术的近期研究进展及其在生物医学中的应用。首先介绍了传统飞秒激光器及光学参量振荡器在多色成像中的应用,然后对光纤超连续谱在多色显微成像中的应用进行了分析,最后简要说明了增强自相位调制效应产生连续光谱以及选择性激发实现多色成像的工作。多色双光子成像技术不仅可以同时获取含有多种荧光团的待测样品的高对比度双光子荧光图像,而且具有系统结构简单、操作简便等优点,这使得其在生物医学和材料科学等领域具有广阔的应用前景,并且为生物医学诊断与研究提供了一种有效的工具和平台。

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026351

摘要

利用级联的线性电光效应对光进行控制是一种非常有效而且常用的控制光的手段。对于周期性畴反转铌酸锂(PPLN)一维光子晶体,在平行于光轴方向施加电场可周期性改变折射率大小,形成电光光子晶体结构;在垂直于光轴方向施加电场不仅可以改变折射率椭球大小,同时可以周期性改变折射率椭球主轴方向。综述了部分已报道的基于周期性的级联电光效应的应用,介绍了其在可调的手性器件、全光逻辑门、基于快慢光的时间隐身和非线性光学等方面的应用,展望了级联电光效应在未来集成光子芯片中的潜在应用。

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024235

摘要

在轻气炮加载实验平台上, 利用小型闪光X射线源建立了一套脉冲X射线衍射测量系统。利用该测量系统对平面冲击加载条件下LiF晶体微观结构变化进行了研究, 得到了不同冲击加载压力下LiF晶体的单次脉冲X射线衍射图像。实验结果表明: 沿[100]晶向加载, LiF晶体晶格发生了压缩, 压缩量与衍射峰偏移量相关; 基于小型闪光X射线源的脉冲X射线衍射测量系统可实现冲击压缩下材料微观结构变化的定量化测量, 同时具有体积小、操作简单等优点, 为研究弹塑性形变微观机理提供了一种有效手段。

PDF全文光学学报 | 2017,37(06):0634001
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039140

摘要

如何有效矫正随人群起伏很大的人眼像差, 提高人眼自适应光学系统的人群适用范围是临床应用面临的最大难题。旋转双柱面镜散光补偿技术是一种使用灵活、低成本的散光补偿方法。给出了旋转双柱面镜散光矫正的理论依据, 并搭建了基于远场光斑形态的散光自动补偿实验系统, 验证了旋转双柱面镜散光矫正理论的正确性。在此基础上, 将旋转双柱面镜与人眼自适应光学系统相结合, 利用哈特曼波前测量数据调整双柱面镜, 实现了(-4~0 Dc)散光的全自动补偿, 补偿精度优于0.1 Dc, 并验证了实际人眼散光补偿效果。该技术结合Badal调焦可以为人眼自适应光学系统的大规模人群适用提供一种经济有效的低阶像差补偿方案。

PDF全文光学学报 | 2017,37(06):0633001
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0899

摘要

光子晶体特殊的色散特性能导致负折射现象发生。用波束位移法对二维光子晶体平板的负折射现象进行理论计算和实验测量, 得到了入射光经平板光子晶体折射后的二维光场分布。测量结果表明, 横电(TE)光在光子晶体中发生负折射, 出射光沿出射面产生了反方向的横向位移, 由此计算出来的负折射率约为-0.44, 而横磁(TM)光没有发生负折射。实验结果与仿真结果吻合较好。

PDF全文光学学报 | 2017,37(06):0616001
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027145

摘要

以太赫兹(THz)量子级联激光器为光源、低温热辐射计为信号接收端, 采用可旋转和平移的二维扫描平台搭建反射式快速扫描成像系统。通过计算机控制扫描平台进行连续的旋转与平移运动, 实时获取探测信号强度和样品位置信息, 成功实现对直径为80 mm圆形区域的快速扫描成像, 扫描时间为5 s, 图像的平均空间分辨率约为1 mm, 系统成像时间大幅缩短。此外, 成像装置中基于THz分束片的共光路设计, 可有效减少系统光路元件, 进一步缩小成像系统的体积。

PDF全文光学学报 | 2017,37(06):0611004
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08133

摘要

提出了基于光强检测方式的空芯光纤表面等离子体共振(SPR)传感器。采用波长为532 nm的激光作为光源,对所设计传感器的性能进行了研究, 并采用光传输模型对传感器的性能进行了理论分析, 所得理论结果与实验结果相符。传感器在线性区的最高灵敏度和最佳分辨率分别达到8380.3 μW/RIU和5.5×10-6 RIU。相比于波长检测型空芯光纤SPR传感器, 所提传感器的分辨率提高了2个数量级, 且实验系统简单, 有利于器件的进一步小型化。

PDF全文光学学报 | 2017,37(06):0606001
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054203

摘要

高精度低仰角大气折射修正方法是提高海陆域光电测控系统全方位测控能力的重要保证。利用光线追迹方法, 建立了一种考虑大气空间不均匀性的低仰角大气折射修正方法;对修正方法的影响因素及误差进行了深入分析, 包括大气空间不均匀性和湍流对低仰角大气折射修正的影响;给出了不同折射修正精度对应的大气折射率高度分布所要满足的最大误差, 修正方法的数据基础为自主建立的基于实测廓线数据的三维空间格点化大气参数高度分布模式。利用建立的修正模型和格点化大气参数廓线模式对典型大气状况下的折射修正结果进行了分析。

PDF全文光学学报 | 2017,37(06):0601004
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04106

摘要

提出了一种扫频光学相干层析成像k-clock延时校正算法, 该算法基于互相关运算, 能够有效校正光源自带k-clock信号的延时。由于扫频光源的不稳定性、同步触发硬件的精度不足以及外界环境影响, 扫频光源自带的k-clock信号在重采样干涉信号时很可能与干涉信号之间有一个不确定的延时, 导致系统分辨率下降。通过实验获得一个标准k-clock信号, 然后利用互相关运算计算出需要校正的k-clock信号的延时。由计算出的延时, 将k-clock信号进行左右移动从而对其进行校正, 再利用三次样条插值获得波数域等间隔的干涉信号。实验结果表明, 该算法平均运行时间为0.18 s, 能够将系统分辨率提高18.2%, 改善系统性能。

PDF全文中国激光 | 2017,44(06):0607001
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019109

摘要

采用激光增材制造技术制备了05Cr15Ni5Cu4Nb沉淀硬化不锈钢板件, 分析了沉积态、调整态、固溶态组织经时效热处理后的显微组织、析出相及力学性能, 并优化了热处理工艺。结果表明: 沉积态组织主要由外延生长的柱状晶组成, 柱状晶内包含多个胞状枝晶, 枝晶间存在残余铁素体, 沉积态组织抗拉强度为1128.5 MPa。经时效热处理后, 残余铁素体消除, 马氏体板条中弥散分布NbC颗粒和大量纳米级ε-Cu相。与沉积态组织相比, 时效态组织的显微硬度和拉伸强度均有大幅提高, 直接时效态和固溶时效态组织的塑性稍有降低, 但抗拉强度分别达1440 MPa和1367 MPa; 调整时效态组织可获得良好的强韧性配比, 延伸率与抗拉强度分别为16%和1164.5 MPa。

PDF全文中国激光 | 2017,44(06):0602010
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015103

摘要

建立了能够反映高功率连续激光辐照碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板时材料发生烧蚀、热解与层间开裂等热力损伤效应的多尺度分析模型。从细观尺度分别建立了纤维和基体的热解动力学方程, 通过热重分析获得热解动力学参数, 进而得到CFRP层合板宏观的热物与力学性能参数。通过内聚力模型建立了激光辐照引起层间开裂的分析模型, 提出并建立了热解和层间开裂效应阻碍能量传递的热阻模型。将多尺度模型获得的热-力学性能参数与热力耦合数值模型相结合, 模拟了高功率连续激光引起的烧蚀、热解及层间开裂行为, 模拟结果与实验结果吻合较好。

PDF全文中国激光 | 2017,44(06):0602003
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08111

摘要

飞秒激光直写技术(FsLDW)因其优异的三维加工能力、高空间分辨率、低附加损伤等优点被广泛地应用于微纳加工领域, 但传统飞秒激光直写技术在加工效率、加工面积和加工精度之间存在矛盾。为了实现高速、大面积、高精度的激光微纳加工, 构建了一种由大范围水平位移台和高速旋转台组成的极坐标系飞秒激光直写系统。基于该系统, 研究了轴对称样品中心对准方法及曲面曲率校准方法, 并在曲面上制备了多阶三维结构。最终完成了在透镜曲面上制备直径为10 mm的衍射圆光栅结构, 实现了飞秒激光高速、大尺寸、高精度地制备大面积三维结构。该研究为高性能折衍混合光学元件的制备提供了有力的技术支持。

PDF全文中国激光 | 2017,44(06):0602002
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06124

摘要

报道了一种紧凑型930 nm被动锁模掺钕全光纤激光器, 该激光器由掺钕全光纤振荡器和一级掺钕全光纤放大器构成。振荡器采用线型腔结构, 增益介质为长度8 cm的高掺杂掺钕石英光纤, 抽运源为一个最大功率为200 mW的808 nm单模半导体激光器, 利用半导体可饱和吸收镜实现被动锁模, 获得超短脉冲激光输出。振荡器输出平均功率为1 mW, 重复频率为28.2 MHz, 脉冲宽度为8.8 ps, 3 dB光谱宽度为0.37 nm。为抑制掺钕光纤放大器中1060 nm波段激光的竞争, 采用长度为10 m 的W型掺钕光纤作为增益介质进行功率放大, 很好地抑制了1060 nm波段激光, 最终实现了平均功率为117 mW, 中心波长为930 nm, 单脉冲能量为4.15 nJ, 重复频率为28.2 MHz, 脉冲宽度为8.8 ps, 10 dB光谱宽度为2.98 nm的脉冲激光输出。

PDF全文中国激光 | 2017,44(06):0601006
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012111

摘要

给出了一种适用于空间应用的全固态高重复频率窄脉冲激光器。激光器采用超稳双porro棱镜直线谐振腔, 以LD侧面抽运Nd∶YAG板条, 磷酸氧钛铷(RTP)晶体作为电光调Q开关, 并利用偏振耦合输出激光。实现了激光脉冲重复频率为1 kHz、平均功率为1.15 W、脉冲宽度为1.3 ns、光束质量因子M2为M2x=1.20和M2y=1.23、波长为1064 nm的脉冲激光输出。激光器结构紧凑, 性能良好, 可作为未来新型空间探测激光雷达系统的光源。

PDF全文中国激光 | 2017,44(06):0601005
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026204

摘要

国家重大基础设施和关键区域的安全, 对于保障经济发展、国家安全、社会稳定和人民生活具有极其重要的意义。基于相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)的分布式光纤振动传感系统在入侵探测、周界安防和基础设施安全监控等方面具有独特的技术优势, 近年来受到各国科技界和工业界的广泛关注。详述了本课题组近10年来在该领域的研究成果, 包括Φ-OTDR定量化相位解调技术、信号干涉衰落的机理研究、超高频率响应带宽系统、超高空间分辨率系统、低噪声窄线宽单频激光器和激光扫频技术等方面的进展; 介绍了Φ-OTDR系统在周界安防和铁路安全监测等领域的工程应用, 并对Φ-OTDR的国内外发展趋势进行了简要的评述。

PDF全文中国激光 | 2017,44(06):0600001
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094151

摘要

为实现自然的三维光显示, 需按照真实物体的呈现方式, 且同时保证双目视差和平滑的运动视差。回顾国内外三维光显示的研究现状, 重点介绍北京邮电大学在密集视点显示、集成成像显示、光场显示和全息显示方面的研究进展, 认为全视差光场显示和全息显示是未来三维光显示发展的方向。

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0234948

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摘要

目的: 通过白癜风豚鼠模型, 观察308 nm准分子光的疗效及对Treg、Thl7细胞的影响, 探讨紫外光疗机制中的免疫学通路。方法: 通过文件检索使用化学脱色法制备白癜风豚鼠模型并筛选造模成功的小鼠作为实验对象, 将小鼠分为实验组和对照组, 另选取相同数量的健康小鼠作为空白组, 对实验组进行308 nm准分子光的干预治疗, 造模成功的对照组以及健康小鼠的空白组均不予以处理, 10周后分别从肉眼复色程度、组织病理及免疫组化结果中的改变、mRNA以及蛋白表达的水平观察IL-17细胞和Treg细胞在三组之间的实验过程中的变化趋势。结果: 308准分子光对白癜风豚鼠模型达到治疗效果, 经过10周治疗后, 5只豚鼠达到完全复色。在组织病理中, 白癜风模型组豚鼠皮损中表皮黑素细胞减少, 伴随真皮淋巴细胞浸润。治疗后, 从组织学水平观察到, 黑素细胞的增多, 以及淋巴细胞浸润减少。免疫组织化学染色对皮损中IL-17标记可见, 造模成功组中真皮层可见阳性结果的出现, 此模型可用于本课题的研究。通过对皮损中IL-17及Foxp3的mRNA及蛋白表达水平定量检测发现, 模型组IL-17表达升高, Foxp3表达降低, 治疗后IL-17表达水平降低, Foxp3表达水平升高。结论: 308 nm准分子光疗可以通过降低豚鼠白癜风皮损中Th17细胞水平, 升高Treg细胞水平调节皮损中Th17和Treg细胞的平衡紊乱。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):148
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00123

摘要

目的: 观察Nd: YAG激光治疗上颌窦提升术后疼痛与肿胀的临床疗效。方法: 共24名需行侧壁开窗式上颌窦提升术的患者, 随机分为两组: 激光治疗组和对照组。激光治疗组术后采用Nd: YAG激光照射, 对照组常规处理。术后1、7 d评价疼痛度, 术后3、7 d评价面部肿胀程度。结果: 术后第1天, 激光治疗组的疼痛度明显低于对照组, 差异有统计学意义(P<0.05), 术后第3天, 激光治疗组的肿胀程度与对照组相比明显改善, 差异有统计学意义(P<0.05), 术后第7天, 激光治疗组与对照组相比均无统计学意义(P>0.05)。结论: 通过临床观察, 其结果表明, Nd: YAG激光可有效减轻上颌窦提升术后疼痛与肿胀。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):144
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01151

摘要

随着信息技术发展越来越迅速, 计算机智能化图像识别技术的发展也日益完善, 其发挥的作用也越来越重要。本文以神经网络方法为基础, 对计算机智能化图像识别技术进行了研究, 本文将遗传算法GA 与 BP 算法进行结合, 通过分析智能化图像识别原理、图像模式识别和BP 神经网络学习算法, 建立了GA-BP网络图像识别模型。采用四层神经网络, 输入节点设置为 256, 输出节点设置为5, 进行了GA-BP网络和BP 神经网络的对比实验, 结果表明, 在进行数字图像识别时, GA-BP网络正确识别率为 98.7%, BP 网络正确识别率为92.5%, GA-BP网络正确识别率比BP网络要高出6.2%, GA-BP网络克服了BP网络收敛速度慢和训练时间长的缺点。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):139
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00165

摘要

随着信息技术的发展, 对等网络P2P信息流量经常出现偏离正常范围的异常情况, 以决策树算法为基础, 对P2P流量检测和流量异常时的检测技术进行了研究。采用改进的C4.5决策树P2P流量检测模型, 通过P2P流量异常检测模型对大量训练数据集的训练, 实现了对对错误的逐步修正, 通过实验室仿真试验, 经过选择网络流量特征后, 基于改进的C4.5决策树的P2P网络流量分类器能实现较好的分类效果, 分类检测率在94.6%~96.7%, 较高的检测率说明采用改进的C4.5决策树算法能有效对P2P流量进行检测, 为今后研究P2P流量异常检测技术提供了参考。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):134
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00139

摘要

板条激光器初始光束为矩形光束, 光束的发散角与半径在相互垂直方向上相差很大。因此, 光束整形系统是板条激光器能够实际应用的关键技术之一。以2 kW射频板条CO2激光器为基础, 针对双柱面镜整形系统与带空间滤波器整形系统, 应用特征向量法与柯林斯公式进行了仿真分析。给出了光束通过这两种整形系统后光强的分布与光束半径的变化。结果表明, 板条激光器的矩形光束经过这两种整形系统后都能转变为近似圆形分布, 两个方向上的半径差值小。但光束通过双柱面镜整形系统后非稳方向光束质量没有得到改善, 聚焦后存在旁瓣, 能量占比约为9%。带空间滤波器整形系统则能够将旁瓣完全滤除, 提升了光束质量。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):129
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01156

摘要

为了得到工业上广泛使用的基模拉盖尔-高斯光束, 2 kW射频板条激光器谐振腔输出的简单像散光束需要腔外光束整形系统, 理论分析和实验研究了变换系统中各光学元件对输出光束光强分布的影响, 取得了在系统中不同光学元件处的光强分布数据。结果表明, 经光束系统后, 输出光束首先由带高频振荡的矩形象散光束聚焦成条状的光束, 然后由空间滤波器滤除非稳光束的高频振荡, 滤除后光束到达柱面镜处非稳与波导方向半径近似相等为5.7 mm, 接着柱面镜将非稳和波导方向光束的发散角转为近似相等, 光束变为非象散光束, 最后再经球面镜准直为近圆形高斯分布光束。所得到的结果对腔外变换系统的进一步优化提供了重要的参考。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):125
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0089

摘要

领域驱动设计(Domain-Driven Design)是指导专业领域复杂软件开发的系统分析和设计方法, 其将着眼点集中于应用领域本身, 可以最大程度、最短路径反映领域专家的专业思维, 是工业领域很适用的软件开发模式, 但在激光加工专业领域尚未见到应用报道。提出了通用型激光加工工艺控制软件的用户界面层、应用层、领域层和基础结构层四层软件系统架构, 对激光加工工艺控制的核心业务及其相互关联关系进行了分析建模, 建立了一个由加工图形、加工参数、虚拟设备构成的加工任务超聚合领域模型, 并设计了“薄层耦合”的应用服务函数将领域层与其他层隔离, 有效提升了软件快速迭代、可移植性、扩展性和可维护性。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):118
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00134

摘要

激光在不锈钢表面诱致彩色的工艺进一步挖掘了产品识别、产品装饰、产品个性化方面的潜在应用。脉宽和频率独立可调的新型MOPA光纤激光器, 具有宽的可调参数窗口, 可方便的优化参数组合标识出更丰富、更鲜艳的色彩。本文采用新型的MOPA光纤激光器,研究激光功率、激光重复频率、激光脉冲宽度、激光扫描速度、填充间隔等激光工艺参数对激光诱致不锈钢着色的影响及影响程度。经参数优化, 实验获得了在304不锈钢表面激光诱致黄、蓝、绿、红、紫等颜色的工艺参数以及在304不锈钢表面诱致彩色标识的合适激光工艺参数范围。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):111
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0089

摘要

利用纳秒激光器对7075铝合金进行激光冲击钻孔实验研究, 采用控制变量法, 分别研究了不同激光脉冲数、激光峰值功率以及不同离焦量条件下对进出孔直径以及孔锥度的影响规律。结果表明, 在一定参数范围内, 不同激光脉冲数对进出孔直径具有一定影响, 激光峰值功率在一定程度上增加会减小孔的锥度, 但当峰值功率增加至45.22 kW时, 大量的熔融物和飞溅物对孔的形貌影响很大; 当激光焦点位于工件表面时, 可获得最小入口直径86 μm, 最小锥度为0.38°。研究结果为铝合金激光微孔加工工艺优化和参数选取提供参考。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):105
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0077

摘要

激光成形薄壁件时, 会因为熔覆件表面凹凸不平或挂渣现象影响成形件的表面精度甚至后续成形无法完成, 针对这种情况, 基于“增材制造”和“减材加工”的思路, 提出了激光复合精确成形的方法, 利用激光熔覆、表面形貌测量和激光铣削相结合, 实现了成形高度表面和侧面精度的实时调控。其中, 熔覆件表面三维宏观形貌测量是激光复合成形新方法中承上启下的重要环节, 在以往的研究中, 大多注重表面测量结果的分析, 并没有使表面测量结果能被铣削加工直接利用, 重点进行数据可视化软件的自主开发设计和尺寸精度的闭环控制功能实现。首先, 系统通过高速轮廓仪与二维运动平台测量熔覆件表面形貌来采集数据; 然后通过MATLAB初处理,获得表面高点和侧面凸点的大概范围; 最后利用数据可视化处理软件, 处理熔覆件凸点和高点, 得到尺寸大小与熔覆件相同且能直接被激光铣削软件利用的图片文件。试验结果表明, 处理得到的图片尺寸大小与实物一致, 通过预览显示精确度很高, 能被激光铣削软件直接利用; 根据处理图片,激光设备可有效铣削高点和凸点区域, 精度可达5 μm, 减少了熔覆件表面和侧面存在挂渣及层与层之间的台阶效应, 完成熔覆件的三维精确铣削。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):98
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0387

摘要

激光熔池流动模式和熔池流动特征决定了焊缝成形和焊接缺陷的分布, 因此研究不同焊接位置对激光焊接流动行为的影响对优化焊接位置和焊接参数具有重要意义。采用1.5 kW板条型CO2气体激光进行了平焊和立焊向上、立焊向下等不同焊接位置下的焊接试验, 并采用高速摄像对其熔池小孔特征进行了监测, 再采用粒子图像测速(PIV)方法对熔池流动特征进行了定量表征和分析。明确了激光焊接时的熔池流动模式, 在熔池区域存在着两个大的涡流区域, 分别在熔池周围和在熔池的尾部。与立向上焊相比, 激光立向下焊的熔池形状呈扁圆形, 宽度增加而长度减少, 小孔的面积增加, 其熔池流动的脉冲特征减弱, 熔池流动的稳定性增加。这与立向下焊时熔池上方液态金属受重力影响向下流动, 与下方液态金属受蒸汽反冲压等驱动向上流动, 两者相遇产生的强烈搅拌作用有关。这为理解不同焊接位置不同的焊缝成形和气孔率差异提供了依据。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):92
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0094

摘要

为研究力学性能、耐蚀性和抗冲击性能都较好的车身用镀锌钢激光拼焊焊缝质量, 采用Nd: YAG脉冲激光器及数控加工系统对其进行激光拼焊试验。基于正交方案及极差分析法, 系统研究了各工艺参数对激光焊接接头质量影响的主次关系, 理论分析计算了试验条件下的因素水平最优组合及其估计值, 并从焊缝成形质量、接头力学性能和微观组织等方面针对优化前后试样的焊接质量进行了对比分析。结果表明, 工艺参数因素对试样抗拉强度的影响大小依次为焊接速度>电流占空比>气流量>离焦量>脉冲宽度; 经正交极差优化后的最佳参数组合为电流占空比Q=39%, 脉冲宽度p=61 ms, 焊接速度v=2.50 mm/s, 气流量q=19 L/min、离焦量Δf=-0.7 mm; 优化后的试样的焊缝表面成形质量更好、接头强度和硬度均有提高, 焊缝与热影响区的晶粒与组织也更细小致密。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):85
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00108

摘要

研究了激光焊接工艺对2 mm厚430铁素体不锈钢钢带焊接的影响, 分析了铁素体不锈钢激光焊接的组织转变以及力学性能变化规律。结果表明, 相对于传统MIG焊, 铁素体不锈钢激光焊接所得焊缝热影响区域更窄且晶粒长大程度相对更小, 焊缝抗拉强度优于母材, 显微硬度值相对母材有显著地提升。激光焊接过程中, 在合适的正面和背面保护下, 焊缝折弯性能有明显改善。激光焊接可成功应用于2 mm厚430铁素体不锈钢钢带的焊接。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):79
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0080

摘要

采用实验与神经网络预测相结合的方法, 对基于温度控制的激光相变硬化工艺参数进行了研究。首先, 使用基于温度可控的大功率半导体直接输出激光加工系统对45#钢进行设定温度下的激光相变硬化实验。然后, 通过改进的BP神经网络算法构建神经网络模型, 并采用所获得的实验样本数据训练该人工神经网络模型。模型中所采用的改进BP神经网络算法是遗传算法和基于新型误差函数的批量训练神经网络算法相结合的混合算法。为验证改进算法的性能, 在Lab Windows/CVI软件上应用C编程语言实现了该算法。通过运行程序发现, 采用此算法的收敛速度比传统算法提高了约80%, 预测输出的指标与实际值之间的偏差小于4%。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):72
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00102

摘要

利用有限元分析软件SYSWELD建立了三维有限元模型, 对不同预热温度下激光熔覆铁基涂层的过程进行了数值模拟, 分析了不同预热温度下温度场和组织转变的变化规律, 研究了冷却速度和组织转变对残余应力场的影响。结果表明, 预热温度越高, 熔覆层中心的峰值温度越高, 同时能有效降低熔覆层冷却速度。预热温度在20~300 ℃范围内时, 随着预热温度的增加, 熔覆层贝氏体含量逐渐增加, 铁素体和马氏体含量逐渐减少, 使得熔覆层残余应力增大; 预热温度高于300 ℃以后, 随预热温度增加冷却速度显著降低, 组织中铁素体含量逐渐增加, 贝氏体含量逐渐减少, 残余应力随之减小。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):66
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0093

摘要

采用元胞自动机法和有限元法, 将宏观温度场与微观晶粒生长相耦合, 建立了激光熔注316L复合涂层晶粒生长模型, 研究了非均匀温度场条件下复合涂层的晶粒生长, 及增强相颗粒体积分数和颗粒尺寸对晶粒生长的影响。结果表明: 激光熔注复合涂层晶粒大小分布随熔池深度方向变化而变化, 熔池表面呈细小的等轴晶, 熔池底部晶粒粗大; 增强相颗粒体积分数含量越高, 晶粒生长越慢, 晶粒尺寸越小; 增强相颗粒尺寸越小,晶粒生长的越慢, 晶粒尺寸越小, 组织越均匀。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):59
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0080

摘要

基于激光熔化沉积技术, 在6061铝合金表面进行了激光熔化沉积AlSi10Mg 铝合金试验, 并引入基体热累积因子XR(红外测温仪监测的温度TR与采集距离R的比值)来研究基体热累积对单道沉积层形貌的影响。结果表明, 随着沉积的不断推进, XR逐渐增大并最终趋于稳定, 即基体热累积量不断增加, 且最终与环境的换热达到动态平衡。此外, 随着XR的增加, 沉积层截面形貌呈扁平化趋势, 具体表现为沉积层宽度和熔池深度逐渐变大, 而沉积层高度变化不明显。研究还表明, 在一定的工艺范围内, 接触角随着XR的增大而减小, 而稀释率随着XR的增大而增大, 并且接触角和稀释率都与XR呈线性相关。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):51
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0097

摘要

为实现医用钴铬合金在口腔修复中的应用, 利用选区激光熔化(SLM)技术, 研究开发了激光选区熔化成型工艺并进行了弯曲、拉伸、硬度以及热处理实验。利用扫描电镜、粗糙度轮廓仪、硬度仪等检测手段, 对激光选区成型的试件进行了显微组织、力学性能、粗糙度、腐蚀性能等测试分析。研究结果表明, 激光选区熔化成型最佳工艺参数为激光功率200 W、扫描速度500 mm/s、层厚25 μm、扫描间距0.07 mm及扫描策略为S型X、Y方向、层错; SLM原始试样抗拉强度为1 185 MPa、硬度为431 HV、延伸率为8.6%、断裂形式为准解理断裂, 热处理后抗拉强度为1 375 MPa、硬度为563 HV、伸长率为3.1%; SLM原始试样自腐蚀电位为-717 mV、自腐蚀电流密度为1.7×10-5 A/cm2, 热处理后自腐蚀电位为-10 mV、自腐蚀电流密度为0.3×10-5 A/cm2; SLM原始样粗糙度为13.793 μm、表面重熔后粗糙度降为5.141 μm, 打磨后粗糙度降为2.24 μm。因此, 热处理能提高试样的强度和耐腐蚀性, 但韧性有所降低。最后利用优化的工艺参数, 选区激光熔化成型制备出高强度、低粗糙度和耐腐蚀的牙冠牙桥, 并进行佩戴实验, 基本符合义齿的性能要求。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):42
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01110

摘要

基于“光束中空, 光内送粉”技术在无保护气氛室条件下成功制备了钛合金熔覆组织。实验结果表明, 中空光内送粉技术能够进行钛合金自由成形制造, 熔覆层微观组织中未见明显的氧化痕迹和气孔, 熔覆层组织呈现柱状晶形态, 晶粒尺寸约100 μm, 亚结构为钛马氏体α′相, 硬度约540 HV0.2, 远高于TC4钛合金基板的硬度360 HV0.2。此外, 与TC4钛合金基板具有良好的冶金结合, 无气孔和裂纹等缺陷。分析表明, 中空激光光内送粉技术利用气阱原理, 有效地实现了阻隔熔覆过程中熔池与外界气氛的交互作用, 保证了熔池不受高温氧化影响。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):38
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0086

摘要

为了改善基体与陶瓷涂层物理相容性, 利用半导体激光熔覆技术在不锈钢基体表面制备了CoCrTaAlY涂层作为热障涂层粘结层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)等对CoCrTaAlY涂层的组织、物相和成份等进行分析。结果表明, 当激光功率不变时, 随着扫描速度的增加, 熔覆层厚度和宽度降低而形状系数和润湿角增加; 当扫描速度不变时, 随着激光能量密度的增加, 熔覆层厚度和宽度增加而形状系数和润湿角降低; 熔覆层主要由γ/γ’-(Fe,Al)与颗粒状析出物M(Ta,Si)C组成; 随着温度梯度和冷却速度的增加, 熔覆层内胞状晶转变成树枝晶, 继而生成等轴枝晶。

PDF全文应用激光 | 2017,37(01):32
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0182

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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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    018731596

    摘要

    相位恢复与定量相位成像是光学测量与成像技术领域的一个重要课题。传统干涉测量法依赖高度相干光源的干涉叠加,干涉装置复杂,测量环境要求苛刻,引入的散斑噪声极大地限制了传统干涉测量法在显微成像领域的应用。光强传输方程(TIE)作为最具代表性的相位恢复方法之一,为定量相位成像提供了一种新的非干涉手段。近些年来,该方法在国内外得到广泛研究与关注,发展迅速,成果显著,在自适应光学、X射线衍射光学、电子显微学、光学显微成像等领域展现了巨大的应用潜力。从光强传输方程的基本原理、方程求解、光强轴向微分的差分估计、部分相干成像与光场成像等几方面综述了光强传输方程在光学成像领域,特别是定量相位显微成像领域的研究现状与最新进展,并针对现存问题以及今后的研究方向提出了建议。

    PDF全文中国激光 | 2016,43(06):0609002
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    07662176

    摘要

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      07481053

      摘要

      在分析光波偏振特性的基础上,提出了偏振移位键控(PolSK)技术,即对激光偏振态参数进行调制/解调的技术。构建了基于圆偏振移位键控(CPolSK)的平衡探测大气激光通信系统,利用圆偏振光的两种旋态(左旋和右旋)进行编码通信。并对开关键控(OOK)系统与单路接收PolSK系统、平衡探测CPolSK系统进行计算机仿真,对比、分析各通信系统性能。结果表明,PolSK技术在自由空间光通信领域具有独特的优越性。平衡探测CPolSK的大气激光通信系统接收信号波形的幅值为OOK系统和单路接收PolSK系统的2倍。且在相同仿真参数条件下,平衡探测CPolSK系统的眼图也远优于OOK系统。由此可以看出,基于PolSK的大气激光通信技术可有效提高通信系统性能,在未来的自由空间光通信领域有广阔的发展空间和应用前景。

      PDF全文光学学报 | 2013,33(s1):s106001
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      02151551

      摘要

      We present an automatic repeat request (ARQ) free space optical (FSO) system, which consists of a pulse position modulation (PPM) hard decision and an ARQ. The new ARQ’s data error detection is based on a PPM hard decision’s results and can eliminate the traditional ARQ information redundancy. The results of the numerical simulation have a good agreement with theoretical analysis and show that the ARQ-FSO system can effectively improve the bit error rate (BER) performance of the direct hard decision PPM system. Additionally, the proposed system significantly improves the average throughput efficiency compared to traditional ARQ systems. These characteristics make the ARQ-FSO system suitable for application in low BER and complexity FSO scenarios.

        PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(06):060101
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        0189250

        摘要

        In this Letter, we report on the successful optical storage of orbital angular momentum (OAM) using Rydberg electromagnetically induced transparency (EIT) in cold rubidium atoms. With a storage time of 1.4 μs, the retrieved structure is highly similar, showing the ability of storing light’s OAM at a principal quantum number of 20. The results at higher principal quantum numbers (n=25,30) are also measured. These results show the promise of image processing based on a Rydberg atomic system.

          PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(06):060201
          分享:
          0100225

          摘要

          国家重大基础设施和关键区域的安全, 对于保障经济发展、国家安全、社会稳定和人民生活具有极其重要的意义。基于相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)的分布式光纤振动传感系统在入侵探测、周界安防和基础设施安全监控等方面具有独特的技术优势, 近年来受到各国科技界和工业界的广泛关注。详述了本课题组近10年来在该领域的研究成果, 包括Φ-OTDR定量化相位解调技术、信号干涉衰落的机理研究、超高频率响应带宽系统、超高空间分辨率系统、低噪声窄线宽单频激光器和激光扫频技术等方面的进展; 介绍了Φ-OTDR系统在周界安防和铁路安全监测等领域的工程应用, 并对Φ-OTDR的国内外发展趋势进行了简要的评述。

          PDF全文中国激光 | 2017,44(06):0600001
          分享:
          094151

          摘要

          提出了基于光强检测方式的空芯光纤表面等离子体共振(SPR)传感器。采用波长为532 nm的激光作为光源,对所设计传感器的性能进行了研究, 并采用光传输模型对传感器的性能进行了理论分析, 所得理论结果与实验结果相符。传感器在线性区的最高灵敏度和最佳分辨率分别达到8380.3 μW/RIU和5.5×10-6 RIU。相比于波长检测型空芯光纤SPR传感器, 所提传感器的分辨率提高了2个数量级, 且实验系统简单, 有利于器件的进一步小型化。

          PDF全文光学学报 | 2017,37(06):0606001
          分享:
          054203

          摘要

          Broad-area diode lasers usually supply high output power but low lateral beam quality. In this Letter, an on-chip combined angled cavity is proposed to realize narrow lateral far field patterns and high brightness. The influence of included angles, emitting facets on output power, and beam quality are investigated. It demonstrates that this V-junction laser is able to achieve a single-lobe far field at optimal cavity length with a 3.4 times improvement in brightness compared with Fabry–Perot (F-P) cavity lasers. The excited high-order modes at a high injection level reduce the brightness, but it is still 107% higher than that of F-P lasers.<录用日期>2017-05-18<上网时间>2017-06-06

            PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(08):081402
            分享:
            053137

            摘要

            The Cramer–Rao lower bound on range error is modeled for pseudo-random ranging systems using Geiger-mode avalanche photodiodes. The theoretical results are shown to agree with the Monte Carlo simulation, satisfying boundary evaluations. Experimental tests prove that range errors caused by the fluctuation of the number of photon counts in the laser echo pulse leads to the range drift of the time point spread function. The function relationship between the range error and the photon counting ratio is determined by using numerical fitting. Range errors due to a different echo energy is calibrated so that the corrected range root mean square error is improved to 1 cm.<录用日期>2017-06-09<上网时间>2017-06-14

              PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(09):090101
              分享:
              051136

              摘要

              Developing natural “free space” frequency upconversion is essential for photonic integrated circuits. In a single-crystal lithium niobate thin film planar waveguide of less than 1 μm thickness, we achieve type I and type II mode phase-matching conditions simultaneously for this thin film planar waveguide. Finally, by employing the mode phase matching of e+e→e with d33 at 1018 nm, we successfully achieve a green second-harmonic wave output with the conversion efficiency of 0.12%/(W·cm2), which verifies one of our simulation results. The rich mode phase matching for three-wave mixing in a thin film planar waveguide may provide a potential application in on-chip frequency upconversions for integrated photonic and quantum devices.<录用日期>2017-05-23<上网时间>2017-06-15

                PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(09):091901
                分享:
                02981

                摘要

                针对存在随机运动障碍的复杂动态环境, 提出了一种改进的机器人路径规划新方法。对于随机运动障碍, 综合考虑机器人与障碍物的相对位置及相对速度, 设计一种新的动态障碍避碰规则, 使机器人安全地避开障碍, 并避免大量迂回路径; 对于匀变速运动目标, 采用改进的人工势场法, 引入相对速度及加速度因素, 使机器人能追上目标并保持同步运动。基于Matlab的仿真实验验证了所提方法的有效性。

                PDF全文电光与控制 | 2017,24(05):73
                分享:
                02729

                摘要

                Loss is inevitable for the optical system due to the absorption of materials, scattering caused by the defects, and surface roughness. In quantum optical circuits, the loss can not only reduce the intensity of the signal, but also affect the performance of quantum operations. In this work, we divide losses into unbalanced linear losses and shared common losses, and provide a detailed analysis on how loss affects the integrated linear optical quantum gates. It is found that the orthogonality of eigenmodes and the unitary phase relation of the coupled waveguide modes are destroyed by the loss. As a result, the fidelity of single- and two-qubit operations decreases significantly as the shared loss becomes comparable to the coupling strength. Our results are important for the investigation of large-scale photonic integrated quantum information processes.<录用日期>2017-05-23<上网时间>2017-06-16

                  PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(09):092701
                  分享:
                  026111

                  摘要

                  对球形碱金属气室导致的线偏光振动方向转角进行了理论研究与差分检测实验测量。结果表明,当光束通过中心位置、入射面与振动方向相垂直或平行的位置时,气室对其偏振态没有影响,而其他位置均会产生一定偏转角,且偏转角随位置的不同而变化。对直径12 mm、壁厚0.9 mm的气室,偏离中心0.7 mm处产生的理论偏转角约为0.08°。在使用球形碱金属气室作为中心元件的仪器时,需要考虑其对线偏光转角的明显影响。

                  PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0412005
                  分享:
                  024269

                  摘要

                  There exist some shallow scratch defects on the super-smooth optical surface. Their detection has a low efficiency with the existing technologies. So a new detection method, dark-field detection of adaptive smoothing and morphological differencing (DFD-ASMD), is proposed. On one hand, the information of shallow scratches can be kept in dark-field images. On the other hand, their weak characteristics can be separated and protected from being overly reduced during the elimination of noise and background in the image. Experiments show the detection rate of shallow scratches is around 82%, and DFD-ASMD can lay a foundation for quality control of defects on the high-quality optical surface.<录用日期>2017-05-18<上网时间>2017-06-13

                    PDF全文Chinese Optics Letters | 2017,15(08):081202
                    分享:
                    02472

                    摘要

                    提出了一种基于八角度孤立空检测标记的超高NA光刻投影物镜高阶波像差检测方法。通过对八角度孤立空检测标记的空间像进行主成分分析(PCA)和多元线性回归分析,构建了超高NA光刻投影物镜的空间像光强分布与高阶波像差之间的线性模型,并基于该模型实现了高阶波像差的检测。与使用六角度孤立空检测标记的传统方法相比,本方法提高了光瞳面波前的采样效率,拓展了波像差检测范围,实现了超高NA光刻投影物镜高阶波像差(Z5~Z64)的高精度检测。光刻仿真软件PROLITH的仿真结果表明,该方法可实现60项泽尼克系数(Z5~Z64)的检测,检测精度优于1.03×10-3λ。

                    PDF全文光学学报 | 2017,37(04):0412003
                    分享:
                    023149

                    摘要

                    We demonstrate how a metal wire grating can work as a 45° polarization converter, a quarter-wave retarder, and a half-wave retarder over a broadband terahertz range when set up in total internal reflection geometry. Classical electromagnetic theory is applied to understand the mechanism, and equations to calculate the polarization state of reflected light are derived. We use a metal grating with a period of 20 μm and width of 10 μm on a fused silica surface: linearly polarized terahertz light incident from fused silica with a supercritical incident angle of 52° is totally reflected by the metal grating and air. The polarization of the terahertz light is rotated by 45°, 90°, and circularly polarized by simply rotating the wire grating. The performance is achromatic over the measured range of 0.1–0.7 THz and comparable to commercial visible light wave retarders.<录用日期>2017-04-21<上网时间>2017-05-04

                      PDF全文Photonics Research | 2017,5(04):000299
                      分享:
                      02362

                      摘要

                      将激光干涉法应用于冲量摆冲量测试中, 分析了主要的测量不确定度, 在测量过程中给出了相应的处理方法。在利用累计峰值个数来计算最大摆角的常规方法基础上, 新增加了一套独立、互补的数据处理方法, 使其具有双精度测试效果, 结合这两种方法可扩大适用范围并提高了测量的可靠性。

                      PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0512001
                      分享:
                      022149

                      摘要

                      为满足地面/空间辐射定标和太阳/大气遥感测量的应用需求, 开发了一种基于Gershun管(光阑筒式结构)的高精度光谱辐射计。介绍了Gershun管光谱辐射计的设计, 对其探测器光谱响应度、空间响应均匀性、角度响应特性和视场内外辐射响应特性进行了测试, 将基于探测器标准的Gershun管光谱辐射计与基于光谱辐射光源标准的Gershun管光谱辐射计进行了比对, 并分析了其标准不确定度范围。实验表明, Gershun管光谱辐射计的光谱响应度重复性为0.3%, 区域响应度均匀性为0.3%, 角度响应与余弦分布一致性为0.2%, 视场外辐射抑制能力为2.1×10-4; Gershun管光谱辐射计与光谱辐射光源标准比对的标准不确定度为2.83%, 实验测试结果与理论结果的一致性为0.17%。所设计的Gershun管光谱辐射计可以满足应用需求。

                      PDF全文光学学报 | 2017,37(06):0612002
                      分享:
                      02164

                      摘要

                      为了提高裸眼3D显示的光学膜层与显示屏的贴合效率和全局对位精度,提出了一种全局的、高效率的、实时的3D显示光学特性测量方案,并开发出了相应的测量系统,实现了对3D显示屏幕的亮度均匀性和串扰率均匀性的实时测量。设计并开发了测量系统的光电二极管阵列,制作了高灵敏度和高精度的电路控制模块,同时编写了上位机软件,用以实时显示数据结果。光电二极管的光谱响应与人眼光谱响应基本一致,经过标定和方向性校正后,可以实时得到屏幕不同局部在视区中的光强分布数据。基于这一数据,可以计算出屏幕不同局部定量化的串扰率数据。在实验中,测试系统能够有效测量23.7 cm宽度范围内的空间光强分布,覆盖了一对左右眼视区。系统的测量精度为1.58 mlx。实验表明,所得的数值结果能够定量化地反映人眼亮度和串扰率视觉感受,可用于实时检测3D显示器的视区光强分布,计算串扰率分布,有助于提高3D裸眼显示设备的装机效率。

                      分享:
                      02084

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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
                      分享:
                      034917100

                      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:
                      1233629935

                      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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                      0905587

                      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:
                      0149418157

                      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:
                      0022607

                      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:
                      020621002

                      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:
                      035917428

                      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:
                      0133221646

                      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:
                      083525980

                      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:
                      023825872

                      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:
                      07017492

                      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:
                      01169387

                      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:
                      012017281

                      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:
                      01595642

                      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:
                      0024738

                      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:
                      03648450

                      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:
                      0746506

                      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:
                      006950

                      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:
                      0364242

                      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:
                      0117325825

                      查看更多

                      摘要

                      提出被动风冷的高光束质量、高稳定性半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模1064 nm Nd∶YVO4皮秒振荡器。在对SESAM 被动锁模理论进行理论分析和实验验证的基础上,获得更精确的SESAM 锁模脉宽表达式。测得该振荡器的脉宽为15.5 ps,平均功率为210 mW,重复频率为100 MHz。其光束质量因子M2=1.15,长时间均方根(RMS)功率不稳定性优于1%。整机外形紧凑,尺寸为350 mm×150 mm×50 mm。该激光器能够作为可靠的皮秒种子源用于后续的功率放大并应用于科研和工业等领域。

                      PDF全文中国激光 | 2015,42(08):0802009
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                      0261754

                      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:
                      04591143

                      摘要

                      为实现自然的三维光显示, 需按照真实物体的呈现方式, 且同时保证双目视差和平滑的运动视差。回顾国内外三维光显示的研究现状, 重点介绍北京邮电大学在密集视点显示、集成成像显示、光场显示和全息显示方面的研究进展, 认为全视差光场显示和全息显示是未来三维光显示发展的方向。

                      分享:
                      0234948

                      摘要

                      对应于碱金属原子吸收线的非经典光是量子信息网络中重要光源之一, 近年来受到人们的广泛关注。而对应于铯原子D1线的非经典光场由于其独特的波长在固态量子信息网络中有重要应用前景。采用连续单频钛宝石激光器作为光源, 将输出的锁定于铯原子D1线的894.6 nm激光通过外腔倍频产生447.3 nm蓝光, 再用于抽运由周期极化磷酸氧钛钾(PPKTP)晶体作为非线性介质的连续简并光学参量振荡器, 获得铯原子D1线的单模正交压缩真空光。光学参量振荡器阈值为39 mW, 在注入抽运光功率为30 mW时, 利用平衡零拍探测装置测得2.8 dB正交压缩度。考虑到探测效率, 光学参量振荡器输出光场的实际压缩度为4.4 dB。

                      PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0519001
                      分享:
                      025574

                      摘要

                      硅纳米光波导具有超高折射率差与超小横截面, 因而具有超强光场限制能力, 为实现超高集成度纳米光子回路提供了一种极具吸引力的途径。众所周知, 在光子集成回路中, 模式转换与耦合是实现各种功能器件的重要基础。对硅光子集成回路中的模式转换与耦合原理、新结构与新器件进行了详细分析和讨论。研究了硅纳米光波导锥形结构中模式传输及演化过程, 揭示了其特有的偏振相关模式转换机制。结果表明, 当光波导横截面存在不对称性时, 可能在某些特定波导宽度范围内产生偏振模杂化, 为实现偏振旋转提供了一种方便的方法。通过调控非对称定向耦合结构中模式转换与耦合的相位匹配条件, 为实现超小型偏振分束器、大带宽模式复用-解复用器等关键器件提供重要途径。

                      分享:
                      0124555

                      摘要

                      随着光网络通信容量的高速增长, 将分立的光学器件集成化以减小器件尺寸、降低成本成为光电子器件发展的必然趋势。光子集成回路具有尺寸小、功耗低、质量轻等优点, 是解决未来宽带光网络能耗大、体积大、容量小等问题的关键技术。综述了基于多项目晶圆流片的规模化光子集成技术, 主要包括硅基光子集成技术、Ⅲ-V族磷化铟集成技术, 以及以氮化硅和二氧化硅多层波导结构为基础的TriPleX集成技术; 介绍了目前可以提供这3种多项目晶圆流片光子集成技术的代工平台以及利用这些代工平台实现的一些光子集成芯片, 并对这些平台的工艺参数进行了比较。

                      分享:
                      047489

                      摘要

                      为了优化光栅性能, 提出一种基于互补金属氧化物半导体兼容性制造工艺的非对称包层调制光栅结构。该结构通过调整光栅齿的位置来改变波导中传输光的耦合率, 最终达到改善光栅的反射带宽、消光比、输出功率等性能参数的目的。利用耦合模理论分析了该改进型光栅结构对光栅耦合率、反射带宽及输出性能的影响, 同时利用有限元方法进行了数值仿真。结果表明, 该改进型光栅的反射带宽由0.9 nm减小到0.3 nm,消光比的绝对值从29.2 dB增加到35.1 dB, 耗散到包层的光功率从5.99×10-5 W减小到3.13×10-5 W; 该改进型光栅器件性能得到改善。

                      PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0505002
                      分享:
                      089431

                      摘要

                      设计和制备了一种用于1064 nm分振幅光偏振测量仪(DOAP)的具有多层介质薄膜结构的差分相移分束镜。通过理论分析该DOAP系统的仪器矩阵参数, 得到分束镜的最优参数, 并用离子束溅射沉积方法制备了分束镜样品及其背面的减反射膜, 其实测结果与设计值吻合较好。与单层薄膜分束镜相比, 多层介质薄膜分束镜不受基板、膜层材料, 以及入射角和工作波长的限制, 具有更广泛的应用。

                      PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0531001
                      分享:
                      081401

                      摘要

                      高质量赝热光源是实现X光关联成像技术在显微领域应用的关键。X光傅里叶变换关联成像的赝热光源通过随机孔屏调制X光获得, 在此基于统计光学分析了调制后X光散斑场的统计特性, 并通过数值模拟分析了随机孔屏参数对散斑场特性及成像质量的影响。结果表明, 随机孔屏引入的相位差变化为π时, 关联成像对比度达到最优值。对于振幅型随机孔屏, 成像对比度随着占空比的减小而增大; 对于相位型随机孔屏, 成像对比度随着占空比的减小而减小。实际X光傅里叶变换关联成像系统中使用的复振幅型随机分布金属孔屏, 通过选择合适的透过率和占空比可以实现高对比度关联成像。

                      PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0511001
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                      048336

                      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
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                      095328

                      摘要

                      传统的光学投影层析受相机感光元件动态范围及曝光时间的限制, 难以对具有复杂空间结构分布的样品获取其完整且精细的三维结构信息。针对传统光学投影层析三维成像系统存在的问题, 提出了在传统光学投影层析技术中引入朗伯体光源以及线性化动态范围变换的新方法。使用朗伯体光源照射样品, 通过多次曝光分别对样品进行图像采集, 获取相机实际响应曲线, 线性化处理曲线中非线性响应区域以解决传统多次曝光动态范围变换存在的非线性失真和假象问题, 然后应用图像融合技术对多次曝光获取的原始图像数据进行融合, 运用反投影算法重构样品三维成像, 从而获得具有复杂空间结构样品的精细三维结构信息。理论分析与成像结果表明, 这种基于光学投影层析的三维结构成像新方法可以获得复杂空间结构样品更多的信息。

                      PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0511003
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                      028312

                      摘要

                      为了实现一款全国产、界面友好、使用简单、能够指导科研和产业设计的光纤激光仿真软件,进行了光纤激光仿真软件的开发研究。在光纤激光理论研究的基础上,初步开发了能够对高功率掺镱光纤激光器进行仿真的软件See Fiber Laser和能够对光纤激光器相关参数进行计算的光纤激光工具集SFTool。介绍了两款软件的部分理论模型、基本功能和简单算例,该研究有望降低光纤激光器的研究和设计难度。

                      PDF全文中国激光 | 2017,44(05):0506002
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                      127299

                      摘要

                      基于目标形状反射以及太阳、地球和空间目标三者的运动关系建立了空间目标的光度量测模型, 分析了姿态角、角速度和目标形状对光度观测数据的影响。建立了目标姿态角与角速度的运动学模型, 实现了对姿态和角速度的联合估计, 并探讨了算法的自适应估计能力。仿真结果表明, 该光度观测方案可实现未知姿态角与自旋角速度的估计, 姿态角和角速度缓慢变化时算法具备自适应估计能力, 但随着目标侧面数的增加, 姿态和角速度估计误差增大且算法收敛速度变慢。

                      PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0512002
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                      016297

                      摘要

                      理论设计了二极管端面抽运Nd:YAG复合陶瓷板条, 制作了双浓度掺杂的Nd:YAG复合陶瓷板条。当二极管总抽运功率为18.06 kW时, 通过双程放大提取了7.08 kW的激光功率, 光光转换效率高达39.2%, 单程传输的退偏振约为3.2%。实验结果表明, Nd:YAG复合陶瓷板条对提高板条激光器的输出功率和减小退偏振具有显著的效果。

                      PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0514003
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                      131292

                      摘要

                      报道了基于空芯光纤的1.5 μm光纤气体拉曼激光放大器。实验以一个1.5 μm波段的可调谐分布式反馈激光器为种子源, 输出的连续波种子激光与1064 nm微芯片激光器的输出脉冲抽运激光通过双色镜一起耦合进充乙烷气体的空芯光纤中, 通过乙烷分子的受激拉曼散射实现了高效率的1553 nm拉曼激光输出。种子光的注入极大地降低了受激拉曼散射阈值, 从而将拉曼光-光转换效率提高到47.5%。该研究为实现高效率的光纤气体拉曼激光输出提供了一条有效的技术途径。

                      PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0514002
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                      019288

                      摘要

                      为了提高全息光栅曝光系统的曝光对比度,抑制外部环境变化引起的曝光干涉条纹漂移,提出了一种移栅型干涉条纹锁定方法。采用分束光栅实现光源激光的分光及干涉条纹的相位调整。通过叠栅条纹间接测量干涉条纹相位变化,给出了双光电探测器的最佳探测位置。结合分光及相位调整功能,给出了分束光栅参数的设计方法。针对光栅曝光特点设计了控制器。从理论上对比了分束光栅与压电反射镜的相位调整性能。实验结果表明,采样频率为500 Hz时,干涉条纹的低频漂移得到有效抑制,相位锁定精度达到0.13 rad (3σ),即条纹漂移量低于±0.021个周期。该方法可以实时有效地锁定曝光干涉条纹,提高曝光对比度。且分束光栅偏转对条纹周期影响小,相位调整性能仅与分束光栅参数相关,便于光路设计。

                      PDF全文中国激光 | 2017,44(05):0509001
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                      023285

                      摘要

                      针对复杂场景下单一颜色特征稳健性差、存在类目标干扰及目标尺度变化的问题, 提出了一种基于特征融合和尺度自适应的干扰感知目标跟踪方法。首先, 综合目标、邻域背景、类似干扰区域的三原色(RGB)特征和改进的方向梯度直方图(HOG)特征计算得到干扰感知目标模型; 在搜索区域内逐像素点计算目标概率图, 然后进行密集采样得到候选目标, 利用目标概率图的概率值与距离值进行加权, 同时定位目标和类似干扰, 并更新目标模型; 采用RGB直方图建立尺度模型, 从当前帧图像上截取不同尺度的图像块并计算其RGB直方图, 通过与尺度模型比较, 获得最优尺度估计并更新尺度模型。实验结果表明, 提出的方法对复杂场景下的类目标干扰、局部遮挡、尺度变化等均具有很好的适应性, 同时距离精度、重叠精度等指标优于对比算法。

                      PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0515005
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                      093276

                      摘要

                      报道了一种基于电光腔倒空技术的全固态Nd∶YVO4单纵模脉冲激光器。通过精确控制磷酸钛氧铷(RTP)普克尔盒的温度,降低了由于普克尔盒中2块RTP晶体对抽运、振荡激光能量的不均匀吸收导致的热退偏,提高了普克尔盒的偏振消光比。通过优化普克尔盒开关驱动源的下降沿时间,解决了下降沿时间过长导致的脉宽展宽及输出功率降低等问题。在抽运占空比为50%、抽运峰值功率为16.9 W、重复频率为200 Hz条件下,实验获得了脉宽为2.85 ns、峰值功率为1 MW的单纵模1.064 μm脉冲激光。50 ms内输出激光的峰值功率稳定性优于±1.8%,连续记录的1300发脉冲的脉冲上升沿时间抖动优于±0.2 ns。

                      PDF全文中国激光 | 2017,44(05):0501006
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                      039275

                      摘要

                      设计了一个相对口径为1/5、焦距为5 mm、视场角为125°的大视场针孔物镜系统。该结构在50 lp/mm时的所有视场的调制传递函数均大于0.5, 成像达到衍射极限, 但全视场畸变率达到-46%。根据光学成像理论和图像处理技术, 利用点阵样板计算光学中心和畸变系数, 建立畸变校正模型, 设计畸变校正算法。将线性成像模型与畸变校正模型相结合, 建立畸变校正率标定方程, 利用该算法求得的畸变校正率达到96.17%。将该校正方法与其他方法进行了对比分析, 结果表明, 该方法简单易行, 基本满足工业上的需求, 能够广泛适用于大视场镜头的成像畸变校正。

                      PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0522002
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                      019267

                      摘要

                      光谱编码显微镜使用一个衍射光栅和光谱分析装置来获得显微图像。样品上不同的位置被不同的波长照明, 通过对反射光光谱进行解码来得到空间信息。研制了一个基于扫频光源和平衡探测器的小型光谱编码显微镜(CSEM) 。在没有放大器的情况下, 一个固定增益的平衡探测器被用来探测较弱的样品光。通过对一个1951USAF分辨率测试靶成像来测量系统的横向分辨率。对离体猪小肠组织和在体手指皮肤成像来验证生物组织成像性能。结果表明, CSEM具有对生物组织深度分辨成像的能力。

                      PDF全文光学学报 | 2017,37(05):0518001
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                      021264

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                      摘要

                      为了保证定位的速度和准确率,本文采用2016年在目标检测领域取得最佳检测效果的YOLO v2网络,制作以明显特征的地物作为目标区域的目标检测数据集,通过目标框维度聚类,分类网络预训练、多尺度检测训练及更改候选框的筛选规则等方法来改进YOLO v2网络,使其更好的适应定位任务,能够在无人机实时获取的航拍图像中定位到目标区域,然后通过投影关系进行坐标转换得到无人机的经纬度。最后,实验表明本文提出的改

                      分享:
                      0 2 47

                      摘要

                      为了研究PECVD技术在制备微结构滤光片时,薄膜沉积的复形性,本文采用光刻技术、刻蚀技术和PECVD技术,在线阵掩模微结构表面沉积了氧化硅和氮化硅薄膜,研究了线阵掩模的宽度和厚度,以及薄膜的沉积速率和沉积厚度,对氧化硅和氮化硅薄膜复形性的影响情况。结果表明:掩模厚度、薄膜沉积速率和厚度以及不同薄膜材料对薄膜的复形性均有显著影响。随着沉积速率的增大,复形性越好;而掩模厚度和薄膜沉积厚度的增

                      分享:
                      0 0 43

                      摘要

                      为研究激光喷丸对TC17钛合金疲劳强度的影响,采用7J喷丸两次的激光喷丸工艺对TC17钛合金进行强化处理,并使用升降法测试比较了激光喷丸前后材料的疲劳强度。结果显示,激光喷丸可在TC17钛合金表面形成深11.7μm的微凹坑,并产生相较于激光喷丸前2.46倍的残余压应力。正是由于残余压应力的提高,导致了裂纹源位置的变化及疲劳条带的细化,进而提升TC17钛合金疲劳强度3.9%。

                      分享:
                      0 0 42

                      摘要

                      本文利用Nd:YAG/〖Cr〗^(4+):YAG键合晶体被动调Q和S波片得到了亚纳秒径向偏振光。实验中采用脉冲半导体激光端面抽运方式,泵浦峰值功率30W,脉宽120μs,重复频率1kHz,得到了脉冲宽度878ps(FWHM),单脉冲能量76.8μj的调Q激光脉冲输出,其重频不稳定性小于±0.003%,幅值不稳定性小于±3%。并通过在键合晶体后插入偏振片和S波片的方式,得到纯度大于96%的亚纳秒径向偏振光。整个激光器结构简单紧凑,在激光精

                      分享:
                      0 1 45

                      摘要

                      在已有实验的研究基础上,本文理论研究了一维超冷玻色-爱因斯坦凝聚原子团横向穿越高斯型红(蓝)失谐光场后产生的位置超前(滞后)与聚焦(散焦)效应,重点分析比较加速度场、外加光场与原子的偶极作用势和原子间s-波散射碰撞作用势这三种机制相互竞争且共同作用下探测原子波包的位置和高度变化情况。主要研究成果还包括,加速度场仅影响波包位置但并不引起形变,而原子间强吸引相互作用可导致波包剧烈形变

                      分享:
                      0 0 46

                      摘要

                      为了研究大气湍流闪烁效应以及瞄准误差联合作用下空间相干光通信系统的中断概率,本文基于EW大气湍流衰减信道,建立了基于平衡探测的相干光通信系统模型,给出了系统受大气湍流闪烁效应和瞄准误差联合影响下信道衰减的概率密度函数,并推导了系统中断概率闭合表达式。通过数值仿真,分析了湍流强度、波束宽度、抖动偏差对系统中断概率的影响。结果表明,系统中断概率会随着湍流强度的增加与归一化信噪比的降低

                      分享:
                      0 0 15

                      摘要

                      针对板条激光器输出激光光束质量不高的问题,建立了激光在板条激光模块中沿zigzag光路传输时热致波前畸变模型,对热致波前畸变的分布特点进行了研究,并提出了一种减小厚度热致波前畸变的方法,数值仿真结果表明:通过合理的光路设计,优化激光以同一角度两次进入板条介质时的位置偏移量,可以达到减小板条厚度方向热致波前畸变的效果。

                      分享:
                      0 0 15

                      摘要

                      为了研究非本征光纤珐珀传感器的温度特性,本文制备了不同腔长以及不同反射率的光纤EFPI传感器,并且从理论和实验对光纤EFPI进行讨论分析。首先,介绍了光纤EFPI传感器的结构及制作方法。其次,通过matlab仿真研究对EFPI不同腔长及反射率对其干涉谱的影响,并且建立了光纤EFPI的温度传感模型。最后,对不同腔长及不同反射率的光纤EFPI进行温度对比试验。结果表明,短腔的光纤EFPI的温度灵敏度高,此外,镀钯金

                      分享:
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                      摘要

                      为了给LED背光屏的个性化设计及色温调节提供理论参考,测量了不同色温(1200K-6500K)LED背光屏的光谱分布,根据相关原始数据对多个函数表达式进行高质量拟合。通过Matlab计算,研究了不同色温LED背光屏对不同年龄(20岁、45岁、70岁)人眼的照度因子、蓝光危害因子和节律因子。在可见光范围,以烛光为参照,对不同色温背光屏光谱400-500nm波段的蓝光占比进行计算分析。结果表明:照度因子随着年龄和色温的增

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                      摘要

                      针对地震滑坡灾害应急响应的高时效性要求,提出一种基于灾后高分辨率遥感影像的地震滑坡体自动提取算法。该算法综合利用了高分辨率遥感影像的光谱、形状、纹理等特征,基于多特征阈值分层次逐步剔除干扰地物,实现对地震滑坡体的自动提取。涉及到的特征参量阈值均采用改进的Otsu算法自动确定。在利用2008年中国汶川地震后的ADS40航空遥感影像自动提取滑坡实验中,该算法的滑坡个数正确提取率超过70%,面积正确

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                      摘要

                      利用高功率、短脉冲Nd:YAG激光对TC17钛合金进行激光喷丸处理,并在400℃下进行恒温氧化增重试验,从表面的XRD、表面及截面的微观组织等分析了激光喷丸对钛合金材料恒温氧化性能的影响。研究结果表明,激光喷丸后,TC17钛合金在400℃下恒温氧化增重量减小了64.9%。并且激光喷丸后的试样氧化后,材料表面的氧化膜更加致密,进而有效的阻挡了氧的扩散。且表面EDS分析显示,激光喷丸后氧化试样表面的Cr比未喷丸处

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                      摘要

                      针对SESAM(半导体可饱和吸收体)锁模调制深度较低的问题,报道了一种基于线型腔结构的透/反复合双饱和吸收体被动锁模超短脉冲光纤激光器。在相同调制参数情况下,透/反复合吸收体中透射式SA(可饱和吸收体)的引入,使得光脉冲在腔内的一次振荡周期过程中多次经过透射式SA,增加了光脉冲通过SA的次数,提高了吸收体对光脉冲边沿底座的吸收,摆脱了因SESAM调制深度较低对脉冲宽度和单脉冲能量的影响,降低了色散

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                      摘要

                      偏度和峰度能够较好地表达高光谱图像的非高斯性,突出目标、纹理等异常信息,能很好地应用于波段选择。为了更好突出局部异常信息,在全局联合偏度-峰度指数模型基础上,提出了局部偏度-峰度的高光谱图像波段选择方法。利用全局联合偏度-峰度指数对原始图像进行波段子空间划分,然后选择适当大小的模板窗口,计算窗口内的局部联合偏度-峰度指数,并以此方法遍历所有波段,求出累积局部联合偏度-峰度指数,最后

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                      摘要

                      在光声光谱测量中,常用光学斩波器对光源输出信号进行频率调制,具有低背景噪声,灵敏度高等特点因此在光声光谱领域具有广泛的应用,然而光学斩波器的使用不可避免地增加了系统噪声以及系统成本。本文基于分布式反馈激光器可调谐的特性,自编程实现了对激光器的双波长调制,该调制方法避免了光学斩波器的使用,减小了系统噪声,提高了系统灵敏度。利用光声光谱实验平台结合光学斩波器调制激光系统,实现了甲烷

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                      摘要

                      可见光红外图像融合技术对于提升成像区域的信息丰富程度具有重要意义。提出了一种基于多尺度分解和显著性区域提取的可见光红外图像融合方法。利用边缘保持的图像平滑算法,构建了多尺度图像分解框架,将图像分解为不同尺度的基础层图像和若干细节层图像。同时结合导向滤波器,在每个分解图层实施显著性区域提取,结合显著性图得到每个图层的融合结果,最终通过加权重建进行融合信息的视觉增强,得到融合结果。

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                      摘要

                      为了提高红外弱小目标检测的效果,采用改进粒子群算法。首先基于高斯分布吸引因子对量子行为粒子群算法优化,通过Logistic混沌对粒子群映射寻优,避免了进化后期陷入局部最优;接着由粒子群平均欧氏距离确定的多样性保持了混沌量子行为粒子群优化算法后期可靠进行;最后在最小均方差准则下对红外弱小目标检测,修正预测权值保证了检测的有效性。实验仿真显示本文算法检测红外弱小目标效果清晰,SNR值最大,算

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                      摘要

                      为了实现对滑块内滚道型面精度的准确快速测量,提出一种基于激光三角位移传感器倾斜测量的方式。对实现该方式的算法进行推理与验证,同时借助高精度圆棒进行试验验证。首先根据测量系统的特征与滑块内滚道的形状,建立相对应的模型。接着设计相应的算法,计算滑块内滚道的半径,并对测量过程中的误差来源进行标定补偿。然后在内滚道轮廓算法的基础上,计算滑块内滚道的轴线相对基准面的位置与平行度。最后介绍

                      PDF全文 光学学报 | 2017,37(10):101205
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                      摘要

                      为了利用近红外光谱技术对牛奶中的脂肪、蛋白、乳糖这些主要成分浓度进行快速检测,论文提出了基于直方图规定化和模糊层次分析法的近红外光谱主成分权重重置预处理方法。针对鲜牛奶样品光谱进行主成分分析降维,确定光谱数据中最佳主成分数,得到各主成分的得分和权重。采用直方图规定化的数学统计思想实现二维光谱矩阵的滤波及净化去噪,利用模糊层次分析方法进行有效主成分信息的权重重置映射,滤掉无关的主

                      PDF全文 光学学报 | 2017,37(10):103003
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                      摘要

                      扫描干涉场曝光系统中曝光效果与工件台的运动性能密切相关。为制作纳米精度的大面积平面光栅,工件台采用了粗微叠层结构设计,其中微动台是实现工件台运动精度的关键。论文基于扫描干涉场曝光原理,推导了干涉条纹周期测量精度与曝光对比度的关系。针对分光镜移动测量干涉条纹周期的方法,结合周期测量精度需求,分析了微动台定位精度指标,提出了实现微动台x、y、θz三个自由度定位精度的控制器设计方法,并

                      PDF全文 光学学报 | 2017,37(10):101206
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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、精度低或依赖其他传感器的问题,提出了一种分步自动标定算法。第一步对地面点云拟合得到地面方程,构造水平度函数,通过粒子群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;第二步标定以第一步标定完成为基础,在车辆沿直线行驶的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

                      PDF全文 中国激光 | 2017,44(10):101004
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