作者单位
摘要
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
甚宽视场相机作为高分六号卫星的核心载荷,具备65.6°视场、862 km超大幅宽和8谱段成像能力。针对其自由曲面离轴四反光学系统的结构特点和任务需求,采用复合型多层隔热组件进行热隔离、高导热率石墨膜进行热疏导及分级热控等措施进行了热控设计,实现了光机结构的精密控温和高热耗/热流密度电子学设备的高效散热,并利用有限元分析软件UG12.0/Space thermal仿真分析了相机高、低温工况下的温度;通过对比热分析、热试验及卫星在轨遥测温度数据,验证了该热控方案的实际效果。在轨遥测数据显示:光机结构在轨温度水平为19.7~20.3 ℃,温度梯度最大不超过0.4 ℃,CMOS焦面组件每轨摄像12 min的情况下,温度波动在19~24 ℃,均满足热控指标要求,遥测数据与热分析及热试验结果偏差小于±0.5 ℃。表明该相机热设计正确可行,热分析及热试验过程合理可靠。
热控设计 甚宽视场相机 热平衡试验 在轨验证 thermal control design extra- wide field-of-view camera thermal balance test on-orbit validation 
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230187
作者单位
摘要
长春理工大学 电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
针对单幅偏振图像在一定场景下无法提供充足信息的问题,结合强度图像和线偏振度图像的优势特征,提出一种基于密集梯度生成对抗网络的偏振图像融合算法。利用密集连接卷积网络和梯度算子构建密集梯度卷积模块,并将该模块应用在生成器中,用以增强融合图像的纹理细节; 构造多尺度结构相似度和L1范数相结合的损失函数,用以提高网络的整体性能。在ZJU-RGB-P数据集进行定性比较和定量分析,实验结果表明,所提算法具有更好的主观视觉感受,同时各项评价指标均得到明显提升。
图像融合 偏振图像 生成对抗网络 密集连接卷积网络 image fusion polarization image generative adversarial networks densely connected convolutional networks 
光学技术
2023, 49(3): 354
Shuyue Zhu 1,2Wenjun Yi 1,3,*Meicheng Fu 1,3Junli Qi 1[ ... ]Xiujian Li 1,3,**
Author Affiliations
Abstract
1 College of Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 Xi’an Satellite Control Center, Xi’an 710043, China
3 Tiansun Laboratory, Changsha 410073, China
4 School of Computer Science and Technology, Xidian University, Xi’an 710071, China
5 College of Electronic Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
6 Hunan Institute of Traffic Engineering, Hengyang 421099, China
For speckle-correlation-based scattering imaging, an iris is generally used next to the diffuser to magnify the speckle size and enhance the speckle contrast, which limits the light flux and makes the setup cooperative. Here, we experimentally demonstrate a non-iris speckle-correlation imaging method associated with an image resizing process. The experimental results demonstrate that, by estimating an appropriate resizing factor, our method can achieve high-fidelity noncooperative speckle-correlation imaging by digital resizing of the raw captions or on-chip pixel binning without iris. The method opens a new door for noncooperative high-frame-rate speckle-correlation imaging and benefits scattering imaging for dynamic objects hidden behind opaque barriers.
speckle correlation image resizing pixel binning 
Chinese Optics Letters
2023, 21(3): 031101
作者单位
摘要
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林长春 130033
为保证空间相机热设计中表面辐射换热计算准确可靠, 基于两种金属材料的光学常数, 结合Monte Carlo射线跟踪法应用几何光学近似对其粗糙表面的双向反射分布函数(BRDF)进行了研究。分析了不同入射光波长、不同入射角度及不同表面粗糙度对金属铝和钛材料粗糙表面的BRDF的影响。结果表明, 金属铝和钛材料粗糙表面的BRDF分布具有明显的镜反射特征, 入射平面内的BRDF峰值随入射光波长增加而增大, 在本文研究的波长范围内, 钛表面的BRDF随入射光波长增大的增幅最高达到41.0%, 远高于铝表面的8.7%。当表面粗糙度较大时, 光子在粗糙表面内会经历多次散射, 粗糙表面内多次散射光子数比例随着表面粗糙度的增大而增加, 并且随着入射角度的增大具有增加的趋势。
表面辐射 粗糙表面 几何光学近似 双向反射分布函数 surface radiation rough surface geometrical optics approximation BRDF 
光散射学报
2016, 28(1): 77
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 长春工业大学 机电工程学院, 吉林 长春 130012
设计了一种新的光机结构,以使超小型光学遥感器在宽温度范围及恶劣的动力学环境下能够良好成像。研究了该结构中的核心部件-主镜组件的支撑结构的设计原理和实现方法。通过对主镜室初始设计方案的力、热特性分析, 说明了主镜传统支撑方式的局限性。然后,以挠性支撑原理为基础设计了一种新型的适用于小口径反射镜支撑的挠性反射镜支撑结构,对该支撑结构的温度适应性及组件的模态进行了有限元分析,说明了采用这种反射镜挠性支撑结构能够满足设计指标要求。最后,论证了小型光学遥感器主镜室的加工及具体实现方法。对装配后的主镜组件进行了热冲击试验和温度拉偏试验,结果表明: 在-60 ℃~80 ℃进行热冲击试验后,主镜不会出现炸裂现象; 而在-20 ℃~50 ℃温度下,反射镜面形精度RMS仍保持在 0.025λ(λ=632.8 nm)水平。 得到的结果验证了主镜室的设计可以满足小型光学遥感器的应用环境要求。
遥感器 主镜 挠性支撑 模态分析 冷加工 电火花加工 remote sensor primary mirror flexure support modal analysis cold machining electrical discharge machining 
光学 精密工程
2015, 23(4): 1027
作者单位
摘要
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
以某太阳同步轨道空间光学遥感器为例, 阐述了空间外热流分析计算、热平衡试验外热流模拟以及外热流程控加载的全过程。首先, 总结了空间光学遥感器外热流模拟的完整流程。其次, 简要介绍了太阳辐射、地球反照、地球红外辐射三种空间外热流的计算方法。然后, 对该空间遥感器进行了空间综合吸收外热流计算, 获得了阳照区及阴影区外热流平均值。最后, 确定了热平衡试验外热流的模拟方法和策略, 利用LabVIEW语言编写了程控电源开环控制程序, 实现了热试验外热流的准确加载。试验结果表明, 外热流值加载偏差在±2.5%以内, 满足热平衡试验要求。
空间光学遥感器 外热流 程控 space optical remote sensor space heat flux programmable load 
中国光学
2014, 7(6): 982
Author Affiliations
Abstract
Laboratory of Optical Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
High-sensitivity and broad bandwidth photo-detector devices are important for both fundamental studies and high-technology applications. Here, by using three-dimensional (3D) finite-difference time-domain simulation, we design an optimized 3D multilayer gold nano-antenna to enhance the nearinfrared (NIR) absorption of germanium nanoparticles. The key ingredient is the simultaneous presence of multiple plasmonic resonance modes with strong light-harvesting effect that encompass a broad bandwidth of germanium absorption band. The simulation results show more than two orders of magnitude enhanced absorption efficiency of germanium around 1550 nm. The design opens up a promising way to build high-sensitivity and broad bandwidth NIR photo-detectors.
240.6680 Surface plasmons 230.5750 Resonators 220.2740 Geometric optical design 290.5850 Scattering, particles 
Chinese Optics Letters
2014, 12(9): 092401
Author Affiliations
Abstract
We investigate the ultrafast nonlinear phenomena of picosecond chirped non-ideal hyperbolic secant pulse evolution in silicon photonic nanowire waveguides with sum frequency generation cross-correlation frequency-resolved optical gating and nonlinear Schr?dinger equation modeling. Pulse broadening and spectral blue shifts are observed experimentally, and they show remarkable agreements with numerical predictions. Nonlinear losses dominate the pulse broadening and limit the spectral bandwidth broadening induced by self-phase modulation. The initial chirp results in noticeable bandwidth compression and aggravation of blue shifts in the presence of nonlinear losses, whereas it plays a negligible role in the output pulse temporal intensity distribution.
190.7110 Ultrafast nonlinear optics 320.5390 Picosecond phenomena 320.1590 Chirping 
Chinese Optics Letters
2014, 12(s1): S11905
Author Affiliations
Abstract
College of Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
A novel polarizer with a silver nanoribbon added into a traditional waveguide directional coupler is designed to realize the polarized output of TE mode. A high extinction ratio can be obtained because of the selectivity of surface plasmon polaritons (SPPs) on polarization. The effects of the polarizer parameters on coupling efficiency and extinction ratio are discussed. Simulation results indicate that the coupling efficiency for TE mode can reach about 95%, but only 3% for TM mode, with the extinction ratio of TE mode about 15 dB when the light wavelength is 1550 nm. The polarizer may have potential applications in photonic integrated circuits and quantum information technology.
光电子快报(英文版)
2013, 9(6): 430
作者单位
摘要
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
考虑温度适应性是大口径反射镜组件设计过程中的重要因素,本文研究了温度影响空间相机大口径反射镜组件的机理,讨论了进行温度适应性分析与试验的必要性。结合其设计流程,总结了大口径反射镜组件温度适应性分析的方法。采用有限元方法,建立了研究对象的物理模型,进行了结构-热耦合的优化设计,确定了最终设计状态。对优化设计结果进行了在轨状态及地面检测状态的温度适应性分析。结果显示:在轨工作状态下的温度适应范围为±4 ℃,温差适应范围为X向5 ℃、Y向4 ℃、Z向7 ℃;地面检测试验状态温度适应范围为±3 ℃,温差适应范围为X向4 ℃、Y向3 ℃、Z向4 ℃。在实验室进行了组件均匀温变的温度适应性试验,并与相应分析结果进行对比,结果表明:±5 ℃内PV值误差优于4%,RMS值误差优于7%。
空间相机 大口径反射镜 热弹理论 温度适应性 space camera large aperture mirror thermal-elastic theory temperature adaptation 
光学 精密工程
2013, 21(12): 3169

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