1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
从实验上研究了干涉粒子成像技术（IPI）的最大可测粒子尺寸。分析了同一视场中不同物面导致的物距变化对IPI最大可测粒径的影响。搭建了单光束照射的IPI实验系统，对粒子直径为51 μm和110 μm的聚苯乙烯混合粒子场进行测量，分析了同一视场内不同采集区域的最大可测粒径。实验结果表明，IPI技术最大可测粒径受实验系统物距影响，对于一固定参数的实验系统，同一视场内不同采集区域的最大可测粒径不同。
散射 干涉粒子成像 离焦条纹图 粒子尺寸测量 最大可测粒径 激光与光电子学进展
2023, 60(6): 0629001
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
3 天津大学理学院，天津 300072
4 天津大学天津市低维功能材料物理与制备技术重点实验室，天津 300072
制备了一种基于银岛膜表面等离激元共振的窄带钙钛矿光电探测器，通过钙钛矿与银岛膜之间的薄膜干涉实现了窄带增强。利用前驱液温度调控晶粒尺寸，通过钙钛矿厚度调控光传播路径，增强了窄带响应，实现了中心波长为490 nm、峰值半峰全宽为110 nm的窄带光探测，其上升和下降时间分别为247 ms和266 ms，响应光电流为0.151 μA，外量子效率为159%，响应度为0.6 A·W－1，归一化探测率为2.73×1013 cm·Hz1/2·W－1。
测量 窄带光电探测器 前驱液温度优化 表面等离激元共振 薄膜干涉 中国激光
2022, 49(23): 2304004
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 天津大学光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
左右图像非对称离焦模糊会导致双目立体视觉系统的立体匹配失败。为训练能够应对图像模糊的神经网络，基于归一化模糊度（NBL）的分层景深叠加算法，以FlyingThings-Stereo立体像对数据集为例，添加随景物深度变化的模糊，构建非对称离焦立体视觉数据集。新建的数据集提供非对称离焦的立体像对，可用于训练去模糊网络或立体匹配网络。在训练去模糊网络时，分别向网络的输入和输出端提供模糊和清晰的立体像对；在训练立体匹配网络时，向网络的输入和输出端提供模糊的立体像对和视差真值。利用虚拟合成和实景拍摄数据对训练后的网络进行验证，结果表明本数据集可以有效训练去模糊和立体匹配神经网络，使其具备应对离焦模糊的能力，实现图像去模糊和基于模糊图像的立体匹配。
光学学报
2022, 42(14): 1415001
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
3 珠海真理光学仪器有限公司，广东 珠海 519085
激光粒度仪是基于静态光散射原理测量颗粒粒径的一类光学仪器。为了研究激光粒度仪的测量下限和分辨力，定义了能测量0~π范围内散射光的激光粒度仪理想光学模型，并基于采样定律研究了理想模型下的最优探测器密度系数。实验结果表明，在散射光能分布丢失的容忍极限为0.1%时，理想模型的最优探测器密度系数为1.0905。在0.5%的噪声强度下，理想模型的测量下限为40 nm，对粒径为100、200、300 nm颗粒的分辨力分别为50.5%、67.3%、75.0%。用搭建的理想模型实验装置对聚苯乙烯标准微球进行了测量，结果表明，该实验装置的测量下限可达50 nm，对粒径为100、200、300 nm颗粒的分辨力分别为50.0%、55.7%、75.0%。
散射 激光粒度仪 探测器密度系数 测量下限 分辨力 激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1329001
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所工艺技术部，河南 洛阳 471009
提出了一种少模波导概念，并基于平面波展开法和时域有限差分法，在Kagome晶格线缺陷结构上验证了这种概念。通过改变缺陷介质柱参数（半径、位置）和在原缺陷介质柱中央插入新的介质柱的方法，得到了带宽为0.08888ωa/2πc的双模式的Kagome晶格波导结构。这种少模波导结构为光子晶体平板波导的设计提供了一种新的思路，在光子集成等领域将具有重要的应用价值。
材料 光子晶体 Kagome晶格 平面波展开法 时域有限差分法 超元胞技术 激光与光电子学进展
2022, 59(3): 0316001
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
3 珠海真理光学仪器有限公司, 广东 珠海 519085
提出一种基于颗粒散射光强正交分布差的颗粒尺寸和折射率同时测量方法。该方法利用颗粒散射光的垂直/平行分量和预设折射率,通过改进的Chahine算法反演得到粒径分布。根据所得粒径分布,计算得到平行/垂直分量,并与测量的平行/垂直分量比对,计算其拟合残差。遍历可能的折射率,使拟合残差趋于无穷小时,所对应的折射率即为颗粒的折射率,对应的粒度分布即为样品粒度分布。对聚丙乙烯标准颗粒、碳化硅及石墨样品进行测量,测量结果显示:对无吸收颗粒,折射率测量准确,吸收性颗粒虚部测量准确,使用所得到折射率测量值可得到准确的粒度分布。
散射 Mie理论 颗粒折射率测量 颗粒粒度测量 偏振散射 光学学报
2021, 41(19): 1929001
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
基于颗粒光散射成像原理, 通过测量聚焦面上的零级谱与一级谱之间的距离, 即可得到该颗粒的折射率。分析了成像系统接收角和放大率偏差对颗粒折射率测量精度的影响, 给出了接收散射角和放大率的取值范围。提出了一种基于线性拟合精确确定散射角和放大率的实验方法, 并对直径为45 μm的标准聚苯乙烯(PSL)颗粒和19.1 μm的玻璃颗粒的折射率进行测量, 相对测量误差分别为-0.19%和1.53%, 验证了所提方法的有效性。
散射 散射光谱 散射角 放大率 折射率 中国激光
2018, 45(10): 1004003
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
3 珠海真理光学仪器有限公司, 广东 珠海 519085
利用奇异值分解方法,分析了激光粒度仪的光能系数矩阵特性,定义了可以反映粒度分布随光能分布变化的灵敏度参数,给出了特定参数条件下的测量上限。推导得到了仪器的测量上限与物理参数之间的解析表达式,发现在入射光波长不变的情况下,仪器对散射光的最小接收角决定了该仪器的测量上限。实验结果验证了该表达式的正确性。
散射 测量上限 激光粒度仪 奇异值分解
