1 中国科学院光电技术研究所环境光学研究院，四川 成都 610209
2 中国科学院大学，北京 100049
LED阵列光源凭借其高亮度、长寿命及节能环保等独特优点广泛应用于医学、微纳加工、光学成像等领域，但其匀化系统存在光线准直难、可实现的照明光斑面积小等问题，难以在需要均匀照明的光学领域当中得到广泛应用。针对这一问题，提出了一种基于微透镜阵列的大面积LED阵列光源匀化方法。首先通过矩阵光学及近轴光学理论进行理论分析，然后利用lighttools软件进行系统设计及仿真实验，最终在像面上实现了大面积的均匀光斑。相较于以往最多可实现50 mm×50 mm的匀化光斑，该匀化系统可做到104 mm×104 mm、均匀度为87.375%的大面积规则的均匀光斑，该方法对医学、红外夜视、投影显示、航空照明领域等需要大面积均匀照明的系统有着重要意义。
光电子学 光源匀化方法 矩阵光学 微透镜阵列 大面积LED 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1525003
1 中国科学院光束控制重点实验室, 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
针对现有单人姿态估计网络结果缺乏可靠性评估和鲁棒性保障等问题, 提出了一种基于偶然不确定性的测试时增强方法。该方法首先利用随机并行的数据增强和模型推理得到多样化输出, 随后通过计算该输出的偶然不确定性得到其可靠性评估, 最后根据可靠性将该输出及其不确定性进行加权融合以得到更准确鲁棒的结果及其评估。在MPII数据集上的实验表明, 该算法可即插即用地应用于任意现有单人姿态估计网络, 从而得到更精确鲁棒的结果及其不确定性评估。
单人姿态估计 关键点检测 偶然不确定性 测试时增强 single human pose estimation key points detection aleatoric uncertainty testing-time-augmentation
红外与激光工程
2022, 51(5): 20210364
1 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
2 中国科学院光束控制重点实验室，四川 成都 610209
3 中国科学院研究生院，北京 100049
量子通信光学地面站光学系统中，采用精、高精跟踪两个快速控制反射镜组成单检测模式闭环。为保证系统控制精度和稳定性，控制过程中必须考虑解耦。然而在目标信噪比较低情况下，难以实现精、高精跟踪回路的准确解耦。本文提出在精跟踪、高精跟踪内部增加位置传感器，一方面采用位置传感器闭环提高内环控制对象确定性，便于参数整定，另一方面，位置传感器偏差量反映了电视脱靶量的偏差，精跟踪采用修正位置传感器偏差量进行闭环从而避免了系统解耦。本文分析了基于该方法实现的复合轴控制结构的对象特性，控制系统设计方法及鲁棒性。理论和实验结果表明：目标特性较差的情况下，特别是滞后变化较大的情况下，本文提出的方法不需要进行解耦控制，具有更好的鲁棒性、更高的精度。
1 中国科学院光束控制重点实验室，四川成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所，四川成都 610209
3 中国科学院大学，北京 100049
精密控制技术离不开光机电结构配置、电机驱动、传感器、控制算法以及载荷平台的发展，它是实现高精度光电跟踪的必要手段。无论固定地基平台还是运动平台，扰动抑制、目标跟踪以及分布式智能协同的三大关键技术始终是光电跟踪控制系统面临的技术难点。本文综述了针对上述几大关键问题的精密控制技术，展示了一些先进和前沿控制技术的研究成果，同时指出未来重点研究方向的主要思路。根据扰动影响的不同机理，从精密驱动、惯性稳定、振动控制三个方面介绍了相应扰动抑制技术的研究进展以及热点，并强调基于 Stewart平台的振动与指向一体化技术是空间光电跟踪系统的重要技术方向。复合轴控制系统仍然是提高目标跟踪最有效的根本方式，最基本的技术问题是提高精跟踪倾斜镜跟踪系统的性能。观测器控制尤其是仅有误差测量的观测器技术特别适用于复合轴光电跟踪系统，发展三级或者更高级的复合轴系统应该特别注意高性能电机的应用。最后，提出多智能协同光电系统是光电跟踪领域未来重点的发展方向，需要研究多智能体的协同定位、编队控制以及载荷平台一体化等精密控制技术。
光电跟踪 精密控制 扰动抑制 目标跟踪 智能协同 optical-electric tracking control high-precision control disturbance rejection target tracking intelligence cooperative
1 中国科学院光束控制重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
3 中国科学院大学，北京 100049
为了提高空间激光通信系统的工作范围，简化光学系统的结构，提出了基于离轴自由曲面的大视场两镜无焦光学天线的设计形式。该光学天线采用无焦结构，无需再使用准直透镜元件，可以极大地简化系统结构，克服了传统聚焦光学天线体积过大、大功率光源情况下焦点处功率密度过高等问题。首先，基于三级像差理论，推导了两镜无焦系统的消像差公式，并对求解结果进行了分析总结。然后，根据求解结果和实际需求设计了一款无焦光学天线，该系统的有效通光口径为100 mm，放大倍率为5倍，波段为500~1 100 nm，全视场角为0.6°，主镜为凹抛物面的一部分，次镜采用XY多项式表征的自由曲面，并用MATLAB 对次镜自由曲面面形进行了仿真。结果表明，光学系统全视场的波像差优于λ/14（λ=500 nm），斯托列尔比大于0.8，系统能量集中度较高，像质接近衍射极限，光学视场相对于传统二次曲面系统增加了26.7%。因此，该种天线结构在激光通信领域具有较强的实用性和很好的发展前景。
光学天线设计 大视场 自由曲面 离轴两镜无焦系统 optical antenna design large field of view freeform surface off-axis two-mirror afocal system 白峻杰 1,2,3,*马浩统 1,2,3任戈 1,2,3亓波 1,2,3[ ... ]刘欣城 1,2,3
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院 光束控制重点实验室, 四川 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 101408
针对当前偏振成像方法的实时性不好、能量利用率低以及分辨率不高等问题, 提出了一种非共轴四通道偏振成像方法。该方法通过4个通道采集不同偏振方向的图像来融合计算偏振度图像。数值仿真分析了影响系统偏振成像结果的通道间距、通道平行度和偏振片检偏角度误差, 得出了满足偏振成像精度达到1%的系统参数容限。在实验研究方面, 研制出了非共轴四通道的偏振成像系统, 并对室外距离约为50 m的车辆进行了实验。实验证明了该系统可以有效地对目标进行偏振成像。
偏振成像 通道间距 平行度 检偏角度 polarization imaging channel spacing parallelism polarization detection angle 
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
2 Key Laboratory of Optical Engineering, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 10039, China
4 The College of Opto-electric Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
In this Letter, we report a Golay3 sparse-aperture telescope newly built in the Key Laboratory of Optical Engineering, Chinese Academy of Sciences and present the experimental results of enhanced resolution. The telescope consisting of 3 collector telescopes of 127 mm diameter can achieve a theoretical resolution corresponding to a monolithic aperture of 245 mm diameter. It is shown by the experimental results that the resolution is improved to 3.33 μrad with respect to the diffraction limit of 6.07 μrad for a single aperture using the Rayleigh criteria at 632 nm. The compact optical configuration and cophasing approach are also described.
110.1758 Computational imaging 110.0110 Imaging systems 100.6640 Superresolution Chinese Optics Letters
2017, 15(4): 041101
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院光束控制重点实验室, 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100039
卫星平台的振动是降低光通信链路可靠性的一个重要因素。提出在精跟踪系统中采用自适应逆控制方案来抑制卫星平台振动的影响, 从而实现对目标光通信终端的稳定跟踪。采用对象的自适应逆作为控制器来控制快速反射镜偏转, 以保证系统的动态响应品质; 采用自适应逆控制中的自适应扰动消除系统来抑制卫星平台的振动。实现了对象控制和扰动消除分开进行且不相互影响。仿真结果表明该控制律有效地实现了对输入的跟踪, 且能较好地抑制扰动。
卫星光通信 振动抑制 快速反射镜 自适应逆控制 精跟踪系统 satellite optical communication vibration suppression fast steering mirror adaptive inverse control fine tracking system
