作者单位
摘要
1 上海理工大学健康科学与工程学院医学光学与视光学研究所,上海 200093
2 上海理工大学机械工程学院,上海 200093
3 上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093
4 上海理工大学上海介入医疗器械工程技术研究中心,上海 200093
渐进多焦点镜片子午线光焦度分布设计直接影响镜片像散分布,是优化设计的核心之一。提出了一种基于累积分布函数的子午线光焦度分布方法;针对渐进通道宽度过窄的问题,对子午线光焦度分布下的不同轮廓线求解对应的矢高进行加权叠加,同时推导新的子午线光焦度分布函数以降低子午线光焦度变化率;仿真及加工了3片镜片。研究结果表明:采用累积分布函数能够设计出满足光学性能要求的渐进镜片;使用矢高叠加扩展了渐进通道的宽度,保持了像散梯度的平滑过渡,且将最大像散分布在镜片鼻翼两侧;新的子午线光焦度分布函数在拓宽渐进通道宽度下会存在像散梯度变化堆积问题,所以需要将光焦度分布和面型等因素结合考虑,并进行优化。本研究方法为渐进多焦点镜片的子午线光焦度优化设计提供了新的理论。
光学设计 子午线光焦度 加宽渐进通道 渐进多焦点镜片 
光学学报
2024, 44(8): 0822003
王成 1,2,**梁宸 1,2皇甫胜男 3朱俊 1,2[ ... ]张大伟 4
作者单位
摘要
1 上海理工大学健康科学与工程学院,上海 200093
2 上海理工大学医用光学仪器与设备教育部重点实验室,上海 200093
3 北京大学长三角光电科学研究院,江苏 南通 226010
4 上海理工大学光学仪器与系统教育部工程中心,上海 200093
光声信号的传统检测方法是基于超声技术,这样接触式的信号探测方式增加了交叉感染的风险,不利于临床应用。采用纯光学技术的光声成像可提升检测精度和临床舒适度,具有较强的临床应用价值。设计了采用调Q Nd∶YAG脉冲激光器作为激励源的光声信号激发系统,选用双频He-Ne激光器作为探测源采集光声信号,搭建的外差干涉系统产生携带光声信号特征的拍频信号,利用I/Q正交法解调出光声信号。首先通过超声换能器模拟振动信号验证系统性能,实验结果表明光声信号探测系统能较好地还原出超声振动信号,且与水浸探头相比,振动频率的相对测量误差只有0.04%,绝对差值为0.2 kHz。然后以碳棒和离体生物组织作为样品,利用短脉冲光激励诱导光声信号,采用本系统和超声探头进行信号探测,对比分析结果显示所搭建的外差系统在检测带宽内可以实现光声表面振动波的非接触、高精度探测。
生物光学 外差干涉 光声信号 I/Q正交法 非接触式探测 
中国激光
2024, 51(3): 0307402
作者单位
摘要
1 上海理工大学 生物医学光学和视光学研究所,上海 200093
2 同济大学 上海皮肤病医院光医学研究所,上海 200443
3 上海理工大学 光学仪器与系统教育部工程研究中心,上海 200093
尽管纹身的人数在增加,但希望祛除纹身的需求量也在增加。现在纹身祛除大多采用激光进行治疗,但仅凭肉眼观察的单次疗效不够理想,往往需要重复治疗。因此,研究了基于图像技术量化评价治疗的效果。使用皮秒激光对猪皮的不同颜色的纹身进行照射,采集治疗部位与正常皮肤组织的图像,再标准化提取部位,并对此部位的图像进行特征提取后,量化照射前后的纹身所占面积比,进而得到祛除率。为了验证量化算法的可靠性,设计了不同对比度的标准图像来计算色素占比,得到的误差均小于0.01%,证明该算法是可靠的。对于色素祛除的量化评价能客观反映激光祛除色素的效果,避免了因医师的主观判断所造成的疗效偏差,为治疗参数的选择及疗效的提高等提供了帮助。
皮秒激光 纹身 图像分割 特征提取 量化 picosecond laser tattoo image segmentation feature extraction quantify 
光学仪器
2023, 45(6): 25
作者单位
摘要
1 河南大学土木建筑学院,河南 开封 475004绿色建筑材料国家重点实验室,北京 100024安徽省建设领域碳达峰碳中和战略研究院,合肥 230601
2 河南大学土木建筑学院,河南 开封 475004绿色建筑材料国家重点实验室,北京 100024
3 河南大学土木建筑学院,河南 开封 475004绿色建筑材料国家重点实验室,北京 100024,
采用物理发泡法以再生微粉和矿渣为主要原料,NaOH溶液为碱激发剂,制备了泡沫保温材料,通过测试泡沫的失活过程与浆体的流变特性,并结合硬化后试件的物理力学性能,探讨了碱激发剂掺量、CaCl2·6H2O掺量以及预制泡沫掺量对泡沫保温材料性能的影响,并借助图像分析法与X射线衍射分析了其微观结构及反应机理。结果表明:试样的抗压强度随碱激发剂掺量的增加先增大后减小,并在碱掺量为5%时达到最大值,但碱掺量对孔隙率与干密度的影响较小。CaCl2·6H2O的加入显著缩短了浆体的凝结时间,使得浆体与预制泡沫达到较好的匹配状态,可有效细化孔隙并提高试件的抗压强度与热惰性。改变泡沫掺量可有效调控材料的密度等级,随着泡沫掺量的增加,孔隙分布逐渐粗化,抗压强度及导热系数不断下降。矿渣与再生微粉的活性皆可被有效激发,两者可起到协调补充的作用,达到协同利用固废的效果。
再生微粉 矿渣 碱激发 泡沫保温材料 recycled powder ground granulated blast furnace slag alkali-activate foam insulation material 
硅酸盐学报
2023, 51(11): 2966
邹凯 1,2张文斌 2关胜 2孙海轶 3[ ... ]周志勇 2,*
作者单位
摘要
1 1.中国科学院大学, 北京100049
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海200050
3 3.中国科学院 上海光学精密机械研究所, 上海 201800
极紫外(Extreme ultra-violet, EUV)光刻机光源主要采用激光产生等离子体技术, 用高功率激光轰击锡液滴靶产生13.5 nm波长的EUV光。其中, 基于逆压电效应的压电式高温锡液滴喷射元件是获取高重频高温锡液滴靶的关键部件。本项工作突破了耐250 ℃高温微细压电陶瓷管的组成设计和精细制备, 以及高温锡液滴喷射元件的结构设计和封装等关键技术, 成功研制了压电式高温液滴喷射元件。并通过自主搭建高温锡液滴靶光学检测平台, 基于此高温液滴喷射元件实现了重复频率20 kHz, 直径~100 μm的高温锡液滴靶的稳定输出。
极紫外光刻 微细压电陶瓷管 高温液滴发生器 高温压电陶瓷 EUV lithography micro piezoelectric ceramic tube piezoelectric high-temperature nozzle high- temperature piezoelectric ceramic 
无机材料学报
2023, 38(8): 987
王成 1,2杜根 1,2熊利能 1,2许飏 1[ ... ]郑刚 1
作者单位
摘要
1 上海理工大学 生物医学光学与视光学研究所,上海 200093
2 上海理工大学 教育部医用光学技术与仪器重点实验室,上海 200093
随着激光应用领域的快速拓展,超高峰值功率、超窄脉宽逐渐成为未来激光行业的重点研究方向之一,这种激光的超高电场能量给高精度的激光功率测量提出了挑战。传统的激光功率测量方法,如光电法、热释电法、量热法等逐渐显露出不适用于上述激光功率测量的缺点,此外上述方法都难以实现实时、在线测量。为了克服以上困难,需要一种新型激光功率测量原理与方法。以美国国家标准与技术研究院为代表的机构提出了一种光辐射压力测量法,该方法使激光作用在高反射率的反射镜上,激光动量形成了光辐射压力,这个力可以采用多种力学传感方式进行计量。该方法不但能实现激光功率快速、准确测量,而且不影响激光能量传输,可以实现实时、在线的激光功率测量。系统回顾了国内外通过光辐射压力测量激光功率的基本原理和系统组成,光辐射压力测量激光功率的研究现状,并对该方法的发展方向进行了展望。
光辐射压力 超高峰值功率 超窄脉宽 激光功率 测量不确定度 light radiation pressure ultra-high peak laser power ultra-narrow pulse width laser power measurement uncertainty 
光学仪器
2023, 45(5): 1
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
针对一种在复杂环境条件下进行脉冲中子探测的闪烁探测器,开展了一系列的可靠性设计、保证工作。在设计上通过双通道冗余备份、抗振设计等方式提升了探测器的固有可靠性。此外还采取可靠性建模及指标分配的方式明确了探测器各部件的任务可靠性目标,通过FMECA分析方法研究了探测器各部件的故障模式及其影响,确定了可靠性重要部件。通过运用环境应力筛选试验及可靠性强化试验,进一步提升了探测器的可靠性。经初步验证,采取上述可靠性设计保障技术的脉冲中子探测器,其任务可靠度可达到99.9%以上。
脉冲中子 闪烁探测器 可靠性 FMECA pulsed neutron scintillation detector reliability FMECA 
强激光与粒子束
2023, 35(11): 119002
汪慧民 1邵慧 1,2孙龙 1,2李伟 3[ ... ]朱家兵 4
作者单位
摘要
1 安徽建筑大学 电子与信息工程学院, 合肥 230601
2 安徽建筑大学 安徽省古建筑智能感知与高维建模国际联合研究中心, 合肥 230601
3 北京航空航天大学 无人机系统研究院, 北京 100191
4 淮南师范学院 电子工程学院, 淮南 232038
为了准确重建正反面叶片叶绿素3维分布, 利用高光谱激光雷达, 采集了不同生长状态的绿萝叶片与植株的空间-光谱域点云数据, 设计了一种基于分类预测的重建方法。通过偏最小二乘回归构建叶片正面与反面光谱的叶绿素含量预测模型, 采用光谱自适应阈值选择方法实现植株点云中叶片正反面的分类, 并根据类别标签选择模型计算叶绿素含量, 重建植株的叶绿素3维分布。结果表明, 该方法得到的植株叶绿素3维分布更接近真实值, 决定系数达到0.69, 均方根误差为4.97。这一结果可为植物表型研究提供新的数据基础和理论方法。
遥感 高光谱激光雷达 偏最小二乘回归 叶绿素含量 3维重建 remote sensing hyperspectral LiDAR partial least squares regression chlorophyll content 3-D reconstruction 
激光技术
2023, 47(5): 708
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所超强激光科学与技术重点实验室,上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室,上海 201800
3 中国科学院大学,北京 100049
4 中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学工程部(筹),上海 201800
锡液滴发生器是激光等离子体型极紫外(LPP-EUV)光刻光源中最重要的核心部件之一。光刻光源要求锡液滴靶具备高重复频率、小直径且稳定性好的特性。综述了中国科学院上海光学精密机械研究所EUV光源团队近年来在液滴发生器方面的研究进展,包括液滴直径、重复频率、间距、位置和稳定性等。现阶段研制的锡液滴发生器,在100 kHz频率下喷射的锡液滴直径约为40 μm,间距约为230 μm,工作时长接近5 h。锡液滴在10 s短时间内,竖直和水平方向的位置不稳定性分别约为2 μm和1 μm。未来锡液滴的可用性性能(如液滴直径、工作时长和长时间的位置稳定性)还需进一步提升。
极紫外 光刻光源 液滴发生器 锡液滴 
激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2314001
周家玮 1,2程旺 2殷晨轩 2,3郭广妍 2,3[ ... ]麻云凤 2,3,*
作者单位
摘要
1 中国计量大学光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018
2 中国科学院空天信息创新研究院,北京 100094
3 中国科学院大学光电学院,北京 100049
激光诱导损伤阈值(LIDT)是光学元件发展中不可或缺的一项重要指标,提高其测量结果的准确性仍是当前人们致力于研究的方向。基于蒙特卡罗法提出了一种损伤测试点优化分配方法,以提高LIDT拟合结果的准确性。针对测试样品有限的辐照测试面积及辐照光斑大小,模拟了一种非线性简并缺陷损伤模型,对不同通量水平下测试点变化对拟合LIDT结果的影响进行了敏感性分析。根据设定的损伤模型参数建立模型生成相关损伤数据,通过控制变量法对每次指定通量水平处的测试点数进行变更,在其余通量处测试点数不变的情况下,采用蒙特卡罗法对所有损伤数据进行多次模拟计算,绘制拟合结果均方根误差和测试点的关系曲线图。计算其相应测试点数对损伤阈值拟合结果标准差的敏感性。从而以此敏感性为权重对各通量下的测试点进行更合理的分配。结果表明,该敏感性权重法的拟合结果的标准差为0.272 J/cm2,相比于标准平均分配方法的标准差0.395 J/cm2减小了约31%。
激光诱导损伤阈值 蒙特卡罗 敏感性分析 非线性拟合 
激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2312004

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