1 中国科学院自适应光学重点实验室，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
逆合成孔径激光雷达（ISAL）是一种相干成像系统，其图像具有明显的散斑，影响目标识别和判断。为解决该问题，近年来有学者提出一种基于模型的迭代重构（MBIR）算法。该算法直接重构目标反射率而非复反射系数（传统重构方法普遍采用的），所重构图像质量更接近光学图像。然而，该算法存在优化模型较复杂、采用的无梯度线搜索算法求解效率较低且不易收敛的问题。针对以上问题，进行两点改进。首先从信息传递的角度得到复反射系数分布、反射率分布和测量信号之间的马尔可夫关系，据此将复反射系数假设为反射率估计的完整数据集，简化了优化模型。其次，针对模型求解，应用更容易求解梯度的先验模型替代函数，并结合对数变换，将原问题转换为含梯度的无约束问题，进行高效求解。最后通过仿真数据和7 km外场实验数据验证了所提改进方法的有效性和效率。结果表明，对于高中低具有不同载噪比（5 dB、0 dB、-5 dB）的回波数据，所提改进方法在5次迭代之内即可得到较优质量的图像。
合成孔径激光雷达 计算成像 贝叶斯估计 图像重构 激光与光电子学进展
2023, 60(12): 1228001
红外与激光工程
2022, 51(5): 2021G007
1 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所, 江苏 南京 210042
2 中国科学院天文光学技术重点实验室(南京天文光学技术研究所), 江苏 南京 210042
提出一种基于计算全息元件(CGH)的折衍混合补偿检测光路,通过CGH和消球差透镜组合实现离轴子镜的缩焦零位检测。该方法使得检测光路长度减少至CGH直接检测的1/4至1/8,同时提高了小焦比子镜的调节灵敏度,将大离轴量子镜的干涉图长宽畸变比率由12.5优化至1.25。保持光路各器件位置不动,通过更换相应的计算全息片,还可实现不同离轴量子镜的批量高效检测。应用该方法完成直径为330 mm的离轴试验镜的加工与检测,测试结果面形均方根(RMS)值为0.0290λ (λ为波长)。通过标准球面镜对消球差透镜进行标定,RMS值降至0.0267λ。
测量 干涉测量 离轴非球面 计算全息片 30 m望远镜 折衍混合补偿 光学学报
2022, 42(12): 1212004
嘉兴恒创电力集团有限公司华创信息科技分公司, 浙江 嘉兴 314000
针对光伏发电系统非接触并网供电过程中存在的电能信号输出不稳定的问题, 提出了非接触并网供电自动控制方法。首先在光伏发电系统以及并网供电线路上安装相应的硬件设备, 包括控制器、逆变器以及驱动设备等, 其次采用非接触并网的方式形成供电传输链路, 利用安装的硬件设备自动监测供电系统中的电流信号与电压信号, 以监测结果为基础, 分别从并网电流平衡与最大供电功率两个方面, 实现了对光伏发电系统并网供电的自动控制。为检测设计控制方法的性能设计了实验, 实验测试结果表明：光伏发电系统非接触并网供电自动控制方法可以缩小供电电流与电压的浮动范围。
光伏发电系统 非接触 并网供电 自动控制 供电功率 photovoltaic power system non-contact grid power supply automatic control power supply
1 中国科学院 国家天文台南京天文光学技术研究所， 南京 210042
2 中国科学院 天文光学技术重点实验室(南京天文光学技术研究所)， 南京 210042
3 中国科学院大学， 北京 100049
基于传统的五棱镜扫描法和图像处理法设计了一台通用检测装置，该装置可以快速准确地检测口径1m以下的平行光管出射光平行性。详细分析了五棱镜姿态对装置测角精度的影响，实测了实验室Φ1m焦距30m的平行光管光束平行性，并根据测量结果进行了焦面调节，最终平行光管离焦量控制在4mm以内，装置测角精度优于1″。
光学测量 大口径 平行光管 光束平行性 五棱镜扫描法 optical measurement large aperture collimator beam parallelism scanning pentaprism method
1 中国科学院自适应光学重点实验室, 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
4 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
逆合成孔径激光雷达(ISAL)成像运动补偿中,包络对齐的精度直接影响了相位误差估计精度。当目标速度和加速度较大时,距离包络严重倾斜且相位误差较大,图像无法进行良好聚焦。针对上述问题,在高精度成像模型的基础上提出了一种基于Nelder-Mead单纯形法和粒子群优化的全局联合运动误差补偿算法。首先,利用单纯形法估计目标速度,完成包络对齐。然后,将包络对齐过程获得的目标速度作为相位误差估计中参数初始化的约束条件。最后,用粒子群优化算法对各运动参数进行全局搜索并得到最优解,实现高精度运动参数估计及高阶相位误差补偿,得到聚焦良好的二维图像。实验结果表明,本算法的参数估计误差主要分布在±0.2%以内,参数估计精度和抗噪声性能均优于传统ISAL成像算法。
遥感 逆合成孔径激光雷达 运动补偿 Nelder-Mead单纯形法 粒子群优化算法 参数估计 光学学报
2021, 41(19): 1928001
1 安徽师范大学 物理与电子信息学院，安徽芜湖24002
2 中航华东光电有限公司，安徽芜湖4100
3 安徽省智能机器人信息融合与控制工程实验室，安徽芜湖241002
4 粮食信息处理与控制教育部重点实验室，河南郑州50001
姿态指示器指示飞行姿态角信息。提出一种基于三维图形学的三维虚拟姿态指示器实现方法，将姿态指示器的主体部分设计为姿态球结构；通过纹理映射技术绘制相应的刻度信息；使用Blinn⁃Phong光照模型增强姿态球的立体感。人机工效评价实验表明，三维虚拟姿态指示器人机工效指标评分较好，其中立体性评分为3.95，显著高于对照组得分。在ROC⁃RK3399⁃PC主板上进行三维虚拟姿态指示器的移植与验证，实现硬件平台国产化。研究证实，三维虚拟姿态指示器符合人机工效、通用性强，能够稳定运行于国产硬件平台。
虚拟姿态指示器 光照渲染 人机工效 国产化 virtual attitude indicator illumination rendering ergonomic localization
1 清华大学 材料科学与工程学院, 北京 100084
2 中国工程物理研究院 材料研究所, 江油 621700
气体膜分离技术是过滤与分离工业的重要技术之一, 相比于传统分离技术更加高效、节能、环保。新型无机二维材料在分离膜领域的应用, 有望同时实现高选择性和高渗透率, 突破商业聚合物膜渗透率和选择性相互制约的瓶颈, 极大地促进高性能分离膜的发展。本文简述了膜的气体分离机制, 综述了石墨烯基、过渡金属硫族化物(TMDs)和二维过渡金属碳化物/氮化物(MXene)等新型无机二维材料近年来在气体分离膜领域的研究进展, 包括其设计、制造和应用, 探讨了不同材料分离膜的特点、面临的挑战和发展前景。此外, 本文对其他新兴二维材料——层状双氢氧化物(LDHs)、六方氮化硼(h-BN)、云母纳米片等的分离膜研究也进行了概述。最后, 对新型无机二维材料在气体分离膜领域的研究方向及面临的挑战作出了评价。
膜 气体分离 无机材料 二维材料 综述 membrane gas separation inorganic material two-dimensional material review
1 南通大学信息科学技术学院通信工程系, 江苏 南通 226019
2 南通先进通信技术研究院, 江苏 南通 226000
3 苏州大学江苏省先进光学制造技术重点实验室, 江苏 苏州 215006
在全正色散(ANDi)系统中,设计出一种波长可调谐的双脉冲耗散孤子(DSs)被动锁模掺Yb光纤激光器。以Sagnac环为全光纤结构的可调谐光谱滤波器,以非线性偏振演化(NPE)效应为锁模机理,在ANDi掺Yb光纤系统中得到了稳定的双脉冲DSs锁模输出。通过调节Sagnac环的偏振状态实现双脉冲DSs输出脉冲光谱的可调谐,其可调谐范围为1038.96~1044.80 nm。通过改变腔体抽运功率,双脉冲DSs的脉冲间隔可在0.034~0.021 μs范围内变化。当抽运功率为520 mW时,双脉冲DSs的最大输出脉冲能量为34.3 nJ,重复频率为2.285 MHz。
光纤光学 可调谐波长 双脉冲 全正色散 Sagnac环 耗散孤子
