以Nd∶YAG、Cr∶Nd∶YAG和Ce∶Nd∶YAG三种激光材料为研究对象，采取以空间应用和地面应用为导向的两种太阳光谱模型，计算了太阳辐射光谱与材料吸收光谱之间的重叠效率。将激光材料的吸收系数引入重叠效率，分析了经吸收系数修正后，激光材料的太阳光谱匹配效率随吸收长度的变化关系。当接近光谱匹配效率极限值时，地面太阳光谱模型下Nd∶YAG、Cr∶Nd∶YAG和Ce∶Nd∶YAG所需要的吸收长度分别为6.5 cm、4.4 cm和3.7 cm，空间太阳光谱模型下所需要的吸收长度分别为7.3 cm、4.3 cm和3.8 cm，所研究的吸收长度为激光材料的长度参数设计提供了可供参考的最大值。同时Ce∶Nd∶YAG晶体计算出的长度最短，预计泵浦光在该材料中传输时引入的散射损耗将最小，因此以Ce∶Nd∶YAG晶体作为激光材料，有望进一步提高和改善太阳光泵浦激光器的输出性能。
激光器 固体激光器 激光材料 太阳光泵浦 光谱匹配 中国激光
2023, 50(13): 1301002
1 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京 100081
2 苏州朗晖光电科技有限公司，江苏 苏州 215300
鉴于三维点云缺少颜色信息和光学图像缺少空间信息，提出一种基于激光雷达与相机自动标定的融合方法，融合后的数据兼有点云的空间信息和光学图像的颜色纹理信息。首先利用平面标定板对激光雷达和光学相机进行分步式自动标定，其次通过共线方程建立坐标关系，将光学图像的颜色纹理信息赋予点云进行融合并进行可视化。实验结果表明：所提方法在提高自动化程度的同时也在一定程度上提高了融合精度；与基于人工匹配的标定融合方法相比，所提方法的精度提升了51.7%；与基于梯形棋盘格标定板的标定融合方法相比，所提方法的精度提升了36.4%。从多角度观测可视化结果，所提方法都能从颜色和空间效果方面更好地还原真实场景。
激光雷达 光学相机 系统标定 点云与光学图像融合 激光与光电子学进展
2023, 60(6): 0628010
针对多目标和伪随机编码激光半主动末制导，以及快速目标测距等应用环境的需求，设计了百赫兹百毫焦全固态纳秒激光器，旨在实现一体化、小型化和实用化样机要求。基于模块分时泵浦方式，有效降低单位体积激光工作物质及其泵浦源的散热压力，同时采用非稳激光谐振腔技术，提升出射激光光束质量，最后将2路谐振激光通过偏振控制合为1束，实现了1束高光束质量的百赫兹百毫焦纳秒脉冲激光输出，一体化样机质量仅15.5 kg。在工作频率100 Hz时，输出激光平均能量112 mJ，能量稳定性优于±9%，脉冲宽度10.8 ns，光束质量达到了11 mm·mrad，满足多目标和伪随机编码激光半主动末制导，以及快速目标测距对激光光源的需求。
为了获得高功率激光束，提出利用双色镜对典型波长2种不同类型（脉冲、连续）的高能激光进行合束，以实现高功率高能量激光输出。通过对双色镜的热效应和合束光斑远场激光参数进行仿真分析计算，热效应仿真结果表明，在单束激光10 kW、光斑直径15 mm条件下，双色镜面型热形变量均方根值为0.004λ（λ=632.8 nm），满足光学元件面型小于0.03λ精度要求。搭建了一套基于双色镜的光谱合束系统，并分别进行了高功率连续激光与高功率连续激光、高功率连续激光与高能量脉冲激光的合束试验，合束效率高于95%。试验结果表明，光谱合束可有效应用于高能激光领域。
1 福州大学 物理与信息工程学院, 福州 350116
2 上海交通大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
现有存储转发(SnF)调度方法的计算复杂度高、状态维护难度大, 严重制约了其在大数据传输领域的应用, 且传统全局建模导致调度问题中出现大量冗余状态。针对此问题, 提出了一种基于时移多层图(TS-MLG)的网络状态融合调度方法。该方法通过对预选路径的状态融合, 减少了冗余状态, 提高了算法的调度效率。仿真结果表明: 相比传统调度方法, 该方法的计算时间短、调度性能好, 且状态维护数量少, 能够为大规模网络提供实时、高效的调度服务。
大数据传输 数据中心间互联网络 波长路由 存储 调度方法 big data transmission inter-data center networks wavelength routing storage scheduling method
吉林大学 电子科学与工程学院, 集成光电子学国家重点联合实验室, 吉林 长春 130012
众所周知, 柔性信息显示将在未来的光电应用中发挥重要作用。然而, 由于电极材料和柔性衬底的选择有限, 制备高效、稳定的柔性发光二极管仍然存在巨大的挑战。以光聚合物作为柔性衬底、CsPbBr3量子点作为发光层, 成功地制备了柔性钙钛矿发光二极管。为了改善电子的注入和传输, 采用Ag作阴极。结果表明, 高柔性的钙钛矿发光二极管的最高亮度为10 325 cd/m2且具有高色纯度(FWHM=19 nm)。此外, 制备的钙钛矿发光二极管具有良好的柔性和机械延展性。在大约180°的弯曲角度下反复弯曲100次后, 仍然保持着良好的器件性能。该研究为未来柔性显示器的应用奠定了研究基础。
CsPbBr3量子点 光聚合物 银电极 柔性发光二极管 CsPbBr3 QDs photopolymer Ag electrode flexible light-emitting diode
南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
在采用线结构光模式进行非接触式测量中, 光条纹中心能否精确提取将直接影响视觉检测系统的精度。当激光条纹宽度变化、灰度分布不均匀时, 一般算法提取出的中心点波动性较大, 对此提出了一种激光条纹中心自适应提取的优化算法。该算法首先确定图像的光条纹区域, 并通过边界检测计算光条各截面宽度, 然后采用自适应宽度的二次加权灰度重心法求取光条中心, 再根据斜率阈值对提取出的中心点进行均值优化, 最终获得精确的亚像素级光条中心坐标。实验结果表明, 与传统算法相比, 该优化算法明显提高了光条中心提取的精确性和稳定性, 中心点坐标的均方差仅为0.1pixel。
激光条纹 图像处理 自适应 中心提取 均值优化 评价指标 laser stripe image processing self-adaptive center extraction average optimization evaluation index
基于互补氧化物半导体(CMOS)相机卷帘快门效应的可见光通信系统比特速率越高, 拍摄的图片中每个比特对应的像素列数越少, 且像素灰度值波动加剧, 严重影响数据解调性能。针对这一问题, 文章提出采用全局和局部两个动态阈值判决结合分段降采样的解调算法, 首先由图片中全部待解调列的灰度值拟合得到全局动态阈值, 判决后检测出所有数据帧头位置, 然后根据各帧对应列的灰度值分别拟合出局部阈值, 最后对各帧判决结果分段降采样恢复原始比特序列。实验结果表明, 当相机卷帘快门的列扫描频率为103.68 kHz时, 能正确解调的最小比特分辨率为2.962, 对应的最大比特速率和有效数据速率分别为35和10.8 kbit/s。
可见光通信 卷帘快门 动态阈值 降采样 visible light communication rolling shutter dynamic threshold downsampling
提出一种基于中阶梯光栅和数字微镜器件(DMD)的高分辨率C波段可调谐光纤激光器。利用DMD的灵活波长调谐性能和中阶梯光栅的高分辨率特性,在该激光器中设计了具有交叉色散结构的光路准直系统,实现了激光器高精度波长调谐功能。研究结果表明:通过在DMD上远程加载全息图,该激光器可实现1542~1558 nm波长范围内的灵活调谐,调谐精度为0.036 nm,输出信号的3 dB线宽小于0.02 nm,边模抑制比超过40 dB。在室温下,1 h内信号中心波长的漂移小于0.013 nm,功率涨落小于0.07 dB。
激光器 光纤激光器 可调谐激光器 中阶梯光栅 数字微镜器件 光学学报
2019, 39(10): 1014001
深圳大学光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室, 广东 深圳 518060
无标记显微成像技术包括光学相干层析、光声成像、非线性成像和微球透镜成像等技术。概述了目前常用的无标记显微成像技术,并对各种传统和先进的成像原理进行了总结。详细介绍了各种无标记成像技术的优缺点和最新研究进展,以及此类成像技术在各领域的应用,并对基于无标记显微技术的多模态成像技术的未来发展进行了展望。
成像系统 无标记显微成像 非线性成像技术 显微成像 生物光学 激光与光电子学进展
2019, 56(7): 070005
