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 中国科学院大学, 北京 100039
3 吉林省智能波前传感与控制重点实验室, 吉林长春 130033
4 中国人民解放军95975部队, 甘肃 酒泉 735018
为了更好地对大口径分段望远镜进行集成检测与稳定性保持基准构建，本文提出一种大口径环形分段光学系统基准构建方法。首先，采用局部光瞳投射的方式实现光瞳对准映射；其次，利用微透镜阵列构建系统共焦空间基准；之后，基于环带整体调控模式，采用共焦与曲率半径联合分析，实现曲率半径与系统对准的共同调节；最后，利用白光干涉所形成的条纹包络进行粗共相探测，并利用通道光谱方法实现粗共相与精共相间的精度衔接，空间共焦基准定位精度优于125 μm，共相基准覆盖范围优于20 μm，精度优于0.5 μm，光谱基准不确定度优于5%。实现了不同时空特征扰动的分层次、多模态抑制，利用以上共基准原位测量新方法有效提升了光学系统原位计量检测精度并缩短了溯源链长度，增加了检测效率与准确度。
分段镜面 波前像差 共基准 大口径望远镜 segmented mirror wavefront aberration common reference large aperture telescope
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学系统先进制造重点实验室，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
为进一步研究高斯激光束在水下通信与信息探测中的应用和在不同海水环境中传输过程的特性，以海水中最常见的陆源悬浮泥沙粒子为例，将米氏（Mie）散射理论与蒙特卡罗（Monte Carlo）方法相结合建立含有悬浮物海水中波长为520 nm的高斯激光传输模型，研究了特定直径和密度的粒子群对激光传输的影响。分析了不同探测距离下高斯激光传输模型的归一化接收功率随激光初始发散角的变化。研究结果表明：1）通过改变米氏散射模型中的悬浮泥沙粒子的直径和密度，从而改变仿真中设置的消光系数、散射系数和不对称因子，探测靶面的接收功率随散射体直径、密度和传输距离增加呈指数级减小；2）在一定范围内，初始发散角的变化不会影响接收面的接收功率，并且这种范围随着散射系数以及传输距离的增大而减小。所提的研究方法为进一步实际分析含复杂颗粒群（悬浮气泡、浮游藻类、悬浮泥沙）海水中高斯激光传输特性变化奠定理论基础，可为相关的工程估算提供参考。
米氏散射 蒙特卡罗法 高斯激光水下传输 不对称因子 激光与光电子学进展
2024, 61(9): 0901001
强激光与粒子束
2023, 35(11): 116002
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所， 吉林 长春 30033
2 中国科学院大学， 北京 100039
3 吉林省智能波前传感与控制重点实验室， 吉林 长春 100
4 中国人民解放军95975部队， 甘肃 酒泉 732750
为实现大口径透镜组的高质量集成，亟需一套透射波前检测系统，其可实现米级跨度上的微米级精度检测。针对大口径透射波前质量检测难题，采用非窄带干涉与条纹跟踪相结合的方法，获得元件相对倾斜以及支撑结构所引入的系统波前变化。首先，基于光纤互联架构，设计了子孔径分时复用测系统；其次，建立了斜率测量与最终系统波前的映射关系，分析了斜率重建过程对不同空间频率波前的影响；最后，利用桌面实验系统，针对探测原理进行了验证测试，在测试波长1 550 nm时，干涉感知信噪比优于15 dB，测量范围优于5 μm，探测精度优于0.5 μm。本文所提出的方法可实现大口径透镜透射波前大范围、高鲁棒、高精度的检测，具有重要的意义，特别是对于未来大口径大视场望远镜的建设。
大口径巡天望远镜 大口径透镜 光学检测 条纹追踪 large aperture sky survey telescope large aperture lens optical detection fringe tracking 光学 精密工程
2023, 31(12): 1735
光学 精密工程
2021, 29(12): 2774
1 重庆邮电大学通信与信息工程学院, 重庆 400065
2 重庆邮电大学先进制造工程学院, 重庆 400065
为了解决空分复用弹性光网络(SDM-EONs)中芯间串扰(ICXT)带来的业务阻塞问题, 文章提出了一种动态寻路和串扰感知解决算法。首先在路由阶段设计了一个结合最短路径和路径负载的候选路径排序公式, 根据系统负载动态地为业务请求选择更加合适的传输路径。同时对于多芯光纤中的ICXT问题, 提出了一种串扰感知策略, 将ICXT的影响降至最低, 提高业务成功传输的概率, 降低阻塞率。文章定义了ICXT改善指数来评价所提算法与对比算法的性能差异。仿真结果表明, 文章所提算法相比于多篇对比文献, 在阻塞率性能和ICXT影响上有着明显的提升。
空分复用 弹性光网络 多芯光纤 动态业务 资源分配算法 SDM EONs multi-core fiber dynamic request resource allocation algorithm
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 中国科学院大学, 北京 100039
为了弥补传统分时型长波红外偏振成像系统不能实时探测的不足, 本文通过采用超高速高定位精度旋转轮, 在分时型红外偏振成像装置的基础上, 实现了准实时动态高温目标偏振度图像的探测。采用超高速高定位精度旋转轮, 快速带动偏振片旋转, 改变了目标信息的偏振态, 红外相机同步采集图像数据, 每4幅不同角度的光强图, 解算出偏振度图, 循环此过程, 得到运动目标偏振度视频数据, 使装置能够实现运动物体的偏振探测。利用软件控制整个装置成像过程, 由于实验所用红外相机帧频的限制, 所以整个装置实现了15帧/s的目标偏振度探测, 得出目标偏振度变化曲线, 以及强度图与偏振度图的融合结果。本文研究的基于高速旋转轮的分时型长波红外偏振成像, 在具有传统装置优点的基础上, 可以实现探测15帧/s的动态高温运动目标的偏振度图像。该装置在未来的火场救援、燃烧诊断和高温目标的精细成像等领域, 具备潜在应用价值。
长波红外偏振 运动目标 偏振探测 long-wave infrared polarization moving target polarization detection
1 浙江大学 信息与电子工程学院, 浙江 杭州 310027
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
干涉仪是综孔径望远镜的核心器件, 与传统的分立元件干涉仪相比, 集成光学移相干涉仪结构紧凑, 用于构建综合孔径望远镜能显著优化望远镜结构并提高系统稳定性。文中报道了二氧化硅基集成光学移相干涉仪的设计和制作, 并给出了对这种器件主要性能的表征结果。研究结果表明, 集成光波导制作技术可以保证干涉仪芯片上两个方向耦合器的耦合特性的一致性; 器件的插入损耗优于1.8 dB, 插入损耗均匀性优于0.1 dB; 通过对MZ干涉仪插入损耗的测量估计了移相器的偏差, 结果显示干涉仪中90 °移相器的偏差大约为1.5 °。分析表明, 二氧化硅基光波导技术用于综合孔径望远镜用光干涉仪制作具有显著的优势。
移相干涉仪 综合孔径望远镜 集成光学 光波导 phase-shift interferometer aperture synthesis telescope integrated optics optical waveguide 红外与激光工程
2019, 48(4): 0420001
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 光电探测部, 吉林 长春130033
2 中国科学院大学, 北京100049
为了深入研究可行的中高轨成像技术, 本文从探测能力角度(用最低发射激光功率表示)深入分析和比较3种主动干涉合成孔径成像技术--傅立叶望远镜(又称为相干场成像或条纹场扫描成像)、成像相关术(又称为强度相关成像)和剪切光束成像。本文利用光电倍增管的信噪比模型和激光作用距离方程, 较为细致地分析每种技术在满足单次信噪比(SNR=5)条件下的极限探测能力。通过仿真分析得出：傅立叶望远镜、成像相关术和剪切光束成像所需的最低单光束单脉冲能量分别为114 J、073 MJ和31 MJ。最终得出傅立叶望远镜是上述3种主动成像技术中在目前技术水平下最适合中高轨目标(约36 000 km)高分辨成像的可用技术的结论。
成像系统 探测能力 傅立叶望远镜 成像相关术 剪切光束成像 imaging system detection capability Fourier telescopy imaging correlography sheared-beam imaging
