作者单位
摘要
1 南通大学 机械工程学院,江苏 南通 226019
2 西安交通大学 电子与信息学部,陕西 西安 710049
3 南京华群光电技术有限公司,江苏 南京 210000
4 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西 西安 710119
针对目前的红外成像光学系统在机器视觉工业检测领域难以同时实现成像质量好和结构紧凑设计的问题,提出了一种宽光谱可见-短波红外成像光学系统的设计方法。运用光学设计软件ZEMAX设计了一种适用于可见光和短波红外的红外成像光学系统。该系统由7组10片透镜组成,利用多组双胶合透镜来消色差,在第15个面使用非球面提高成像质量,最后对系统的成像质量进行研究。设计结果表明:该系统的的工作波长为0.4~1.7 μm,全长为79.6 mm,F数为2.8,焦距为25.7 mm,畸变小于1.4%,调制传递函数值在奈奎斯特频率100 lp/mm处均大于0.4 ,接近衍射极限,成像质量良好。该系统可以对光滑表面的装配件进行缺陷检测,具有结构简单、易于加工装调的优点,有助于高效地完成机器视觉检测。
宽谱段 光学设计 可见光成像 红外成像 机器视觉 broad spectrum optical design visible light imaging infrared imaging machine vision 
红外与激光工程
2023, 52(4): 20220638
Xiaocong Sun 1†Wei Li 1,2†Yuhang Tian 1Fan Li 1[ ... ]Yaohui Zheng 1,2,*
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
A quantum sensor network with multipartite entanglement offers a sensitivity advantage in optical phase estimation over the classical scheme. To tackle richer sensing problems, we construct a distributed sensor network with four nodes via four partite entanglements, unveil the estimation of the higher order derivative of radio-frequency signal phase, and unlock the potential of quantum target ranging and space positioning. Taking phased-array radar as an example, we demonstrate the optimal quantum advantages for space positioning and target ranging missions. Without doubt, the demonstration that endows innovative physical conception opens up widespread application of quantum sensor networks.
Photonics Research
2022, 10(12): 2886
Author Affiliations
Abstract
1 College of Electronics and Information Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China
2 State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying, Mapping and Remote Sensing, Wuhan University, Wuhan 430079, China
Among many multi-dimensional information sensing methods such as structured-light and single-pixel imaging technologies, sinusoidal fringe generation is general and crucial. Current methods of sinusoidal fringe generation force concessions in either the speed or the depth range. To mitigate this trade-off, we have simultaneously achieved both speed breakthrough and depth range enhancement by improving both the optical projection system and binary coding algorithm based on an off-the-shelf projector. Specifically, we propose a multifocal projection system and oblique projection method, which essentially eliminates the existence of a single focal plane in the conventional axisymmetric system and utilizes its anisotropy characteristics to achieve a superior filtering effect. Furthermore, the optimal pulse width modulation technique is introduced to modulate the square binary pattern for eliminating specific harmonics. To the best of our knowledge, the proposed method, for the first time, simultaneously achieved superfast (9524 frames per second) and large-depth-range (560 mm, about three times that of the conventional method) sinusoidal fringe generation with consistently high accuracy. Experimental results demonstrate the superior performance of the proposed method in multi-dimensional information sensing such as 3D, 4D, and [x, y, z, t; s (strain)].
Photonics Research
2022, 10(11): 2590
Yimiao Wu 1†Qingwei Wang 1†Long Tian 1,2†Xiaoli Zhang 1[ ... ]Yaohui Zheng 1,2,*
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
Quantum teleportation is a key primitive across a number of quantum information tasks and represents a fundamental ingredient for many quantum technologies. Channel capacity, other than the fidelity, becomes another focus of quantum communication. Here, we present a 5-channel multiplexing continuous-variable quantum teleportation protocol in the optical frequency comb system, exploiting five-order entangled sideband modes. Because of the resonant electro-optical modulation (EOM) that is specifically designed, the fidelities of five channels are greater than 0.78, which are superior to the no-cloning limit of 2/3. This work provides a feasible scheme for implementing efficient quantum information processing.
Photonics Research
2022, 10(8): 1909
作者单位
摘要
1 四川大学电子信息学院, 四川 成都 610065
2 四川大学空天科学与工程学院, 四川 成都 610065
在先进制造中要求对加工的部组件进行在线质量检测,条纹投影三维测量技术因符合在线、非接触的要求而被采用。然而,金属材质表面反射率差异较大会导致拍摄结构光图像过曝和欠曝光,这会造成最终测量数据的缺失或出错。针对该问题,以直接测量得到的不完整点云数据和由计算机辅助设计(CAD)得到的元件设计数据进行迭代最近点(ICP)点云配准,进而得到相机坐标系下的被测物体估算面形的点云数据。将该数据作为预估面形,结合系统标定参数,可建立投影与成像间同名点的图像强度对应关系。利用相机对待测元件上每一点的光强成像响应曲线计算出投影灰度范围和最低投影灰度。最后,利用生成的非等值系数投影光栅进行高反光元件的三维形貌测量。实验结果表明,所提方法在不改变测量系统结构参数和不增加测量系统结构复杂性的情况下,可以更完整地实现高反光元件的三维面形测量。
测量 工业检测 高反光元件 条纹投影 相机响应曲线 
光学学报
2022, 42(7): 0712001
作者单位
摘要
中国科学院 西安光学精密机械研究所, 陕西西安710119
针对大型激光装置使用纹影法无法实现旁瓣光束弱信号区域光强分布精确测量的问题,提出了基于旁瓣光束衍射反演的纹影法强激光远场焦斑测量方法。采用逆向推演间接测量的研究方法,沿光路传播逆方向推导,以旁瓣光束衍射光强图像和相位图像作为输入,通过计算获得未遮挡前旁瓣光束远场焦斑分布。相比传统基于纹影的远场焦斑测量方法,本文的主要改进和优化措施为:首先,基于旁瓣光束衍射反演的原理和间接测量的思想,改进纹影法强激光远场焦斑测量数学模型,从理论角度揭示该模型的合理性;其次,实验仿真强激光远场焦斑测量的整个过程,主要步骤为旁瓣光束衍射、加噪去噪、旁瓣光束衍射反演、焦斑重构等,验证了该方法的可行性;最后,将改进的DnCNN算法用于去除主瓣和旁瓣光束12位科学CCD图像不同级别(0~75 dB)的噪声,提升了远场焦斑的重构精度。实验结果表明:该方法不仅消除了纹影小球对旁瓣光束衍射的影响,而且获得了真实的旁瓣光束弱信号区域的光强分布,包括旁瓣光束各个波峰的幅值和位置、动态范围比值等远场焦斑测量重要参数,其中重构焦斑动态范围比值与理论焦斑动态范围比值之间的误差为3.20%,提高了基于纹影的强激光远场焦斑测量的可信度和实验精度。
远场焦斑测量 纹影法 焦斑重构 DnCNN 旁瓣光束衍射反演 measurement for far-field focal spot schlieren method reconstruction of focal spot DnCNN denoising sidelobe diffraction inversion 
光学 精密工程
2022, 30(4): 380
作者单位
摘要
1 中国海洋大学 信息科学与工程学部 物理与光电工程学院,山东 青岛 266100
2 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
3 重庆工程学院,重庆 400056
随着海洋经济的发展及海洋探索的不断深入,对于高精度、高实效性水下探测手段的需求迫切。高光谱成像探测技术作为将光谱技术及成像技术结合的探测手段,能够在一定程度上填补水下高精度探测的缺口,因此各国研究者逐步开展了水下高光谱成像探测技术的研究。本文介绍了水下高光谱成像技术的发展背景,对不同光谱成像技术方案及水下光谱成像探测系统组成进行了综述,在此基础上概述了目前国内外水下光谱成像探测研究进展,指出了目前水下光谱成像探测技术发展面临的问题和挑战,并对未来水下光谱成像探测技术发展进行了展望。
高光谱 海洋探测 水下探测 成像光谱仪 光谱数据分类 Hyperspectral imaging Ocean exploration Underwater detecting Imaging spectrometer Classification of spectrum data 
光子学报
2021, 50(12): 1201001
作者单位
摘要
1 四川大学电子信息学院, 四川 成都 610065
2 四川大学空天科学与工程学院, 四川 成都 610065
双目结构光三维形貌测量技术在测量高反光物体的过程中,左右图像中对应物体表面的不同位置处出现过度曝光的现象,致使对应区域的相位数据无效。首先将投影系统作为反向相机并与双目系统共同组成多视系统,然后对物体表面的每一点进行多视系统匹配,接着通过调制度来判断每一像素对应相位的有效性,舍弃过曝光图像区域的像素以获得双视共线方程,最后由整体多视方程同时实现三维点云重建。该方法能够有效解决坐标系转换、多系统重建结果的数据冗余和融合误差等问题。实验结果表明,所提方法在500 mm×700 mm大小的视场范围内能够很好地对高反光物体进行完整的三维形貌测量。
测量 三维形貌测量 条纹投影 高反光表面 多视方程 
光学学报
2021, 41(22): 2212002
作者单位
摘要
1 山西大学 光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
2 北京华航无线电测量研究所,北京 102401
3 山西大学极端光学协同创新中心,山西 太原 030006
传统激光雷达探测灵敏度不断提高,但仍然受激光光源的量子噪声以及探测端引入的额外噪声等因素限制。为了进一步提高激光雷达的探测性能,提出利用量子压缩态光场作为激光雷达的本振信号提高激光雷达探测精度的新方案,分析了所提出方案提高激光雷达探测精度的关键因素。制备了集成化低噪声压缩态光场并进行了激光雷达多普勒信息测量实验。实验结果表明,相较于传统相干多普勒激光雷达探测方案,所提方案实现了多普勒信息探测灵敏度3 dB的提升,为量子激光雷达中多普勒信息等微弱信号的探测提供研究途径。
压缩态 量子增强 激光雷达 量子雷达 squeezed state quantum enhancement LiDAR quantum radar 
红外与激光工程
2021, 50(3): 20210031
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
Our previous work had proved pump field noise coupling in the seed field injected optical parametric amplifier (OPA) at a certain analysis frequency. Inspired by this noise coupling mechanism, the frequency dependent squeezing factor due to excess pump noise was experimentally demonstrated. Apart from a reduced squeezing level with an increased noise, the results also prove that a broadband squeezing noise spectrum is not frequency dependent on the amplitude modulated pump field, but limited by the bandwidth of the amplitude modulator and OPA resonator, and the effective measurement is carried out in the frequency range of 2–10 MHz. It provides a guidance to design a broader-bandwidth, higher-level bright squeezed light.
quantum optics nonlinear optics parametric processes squeezed states 
Chinese Optics Letters
2021, 19(5): 052703

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!