作者单位
摘要
西安邮电大学 电子工程学院,陕西 西安 710121
为获得样品多点数据,光谱共焦位移传感系统在移动测量时会产生抖动效应,引起测量数据发生漂移,文中基于已实现的光谱共焦厚度测量系统,研究抖动的影响并探究抖动补偿算法。首先,基于光谱共焦厚度测量模型及抖动存在时探头相对于光轴发生一定倾斜,推导了抖动对厚度测量影响的关系模型,并采用蒙特卡洛法分析了4种样品在不同程度随机抖动下的厚度概率密度函数,将解析结果与蒙特卡洛仿真结果进行比较,验证了厚度概率密度函数表达式的正确性。结果表明:抖动效应导致测量性能下降,尤其在样品厚度较大时;而抖动标准差较大时,较薄的样品具有更好的抗抖动性能;为补偿抖动的影响,提出采用Savitzky-Golay滤波及高斯拟合实现滤波和光谱信号峰值波长的提取,并建立了抖动误差补偿算法;最后,对厚度为(1.0±0.1) mm的样品进行实验测量,测得平均厚度为1.0640 mm,补偿后的相对标准偏差为0.29%,验证了抖动补偿算法的有效性。文中的研究内容对提高系统测量稳定性及测量精度有一定的指导意义。
抖动补偿 光谱共焦 Savitzky-Golay滤波 峰值提取 厚度测量 jitter compensation spectral confocal Savitzky-Golay filtering peak extraction thickness measurement 
红外与激光工程
2024, 53(1): 20230444
作者单位
摘要
1 无锡学院江苏省集成电路可靠性技术及检测系统工程研究中心,江苏 无锡 214105
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
为了探究铟原子发生自适应迁移的临界厚度,首先测量得到InGaAs阱簇复合结构表面不同位置的自发辐射光谱。铟原子的自适应迁移会导致阱簇复合结构中同时产生铟含量正常的和损失的InxGa1-xAs区域,进而导致其自发辐射光谱具有特殊的双峰特征。通过对比光谱的双峰强度,计算并评估了正常In0.17Ga0.83As层的厚度起伏为4.6~6.4 nm,即铟原子发生自适应迁移的临界厚度为4.6 nm。通过对比4 nm传统InGaAs量子阱的单峰光谱特征,验证了铟原子发生自适应迁移临界厚度的准确性,该项研究对推动InGaAs阱簇复合量子限制结构的发展具有重要意义。
激光器 InGaAs/GaAs 富铟团簇 双峰光谱 临界厚度 
光学学报
2023, 43(21): 2114001
李可 1,2田建飞 1,2张好 1,2景明勇 1,2张临杰 1,2,*
作者单位
摘要
1 山西大学 量子光学与光量子器件国家重点实验室 激光光谱研究所,太原 030006
2 山西大学 极端光学协同创新中心,太原 030006
研究了基于里德堡原子电磁诱导透明效应的耦合光一维驻波场增强的微波电场传感。利用模式匹配反射光场,在高增透镀膜的铯原子气室中形成了里德堡原子三能级体系中耦合光的一维驻波场,并在此基础上进行了幅度调制微波电场测量。实验结果表明,在不额外增加耦合光激光器输出功率的情况下,一维耦合光驻波场导致了耦合光功率的相干增强,电磁诱导透明光谱强度和线宽都显著增加。详细比较了一维驻波场增强与直接增加耦合光功率在测量不同功率微波时的表现,结果表明在较低微波功率下一维驻波场增强测量微波频率信噪比提升约4 dB,瞬时带宽增加1.38倍,同时频率响应曲线更为平坦;在较高微波功率条件下,无驻波场存在的微波响应曲线呈现出明显的双峰形态,而一维驻波场的形成可有效消除双峰特征,表现为平坦响应特征。研究结果对实现低功耗、频率响应曲线平坦、自校准微波电场测量传感器具有重要的参考价值。
里德堡原子 一维驻波场 电磁诱导透明光谱 微波电场测量 阶梯型三能级系统 Rydberg atoms One-dimensional standing wave field Electromagnetically induced transparent spectrum Microwave electric field measurement Three-level ladder-type system 
光子学报
2023, 52(9): 0902001
仇正杰 1,2,3李可 2,*谢红兰 1,2,**杜国浩 1,2[ ... ]肖体乔 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院上海应用物理研究所上海 201800
2 中国科学院上海高等研究院 上海同步辐射光源上海 201204
3 中国科学院大学北京 100049
与白光X射线动态显微CT(Micro Computed Tomography)相比,单色光X射线动态显微CT具有较低的辐射损伤和较高的密度分辨率,但是更难以平衡其空间和时间分辨率。目前,单色光X射线动态显微CT的最高时间分辨率可达到13.3 Hz,探测器有效像素尺寸为5 μm。为了构建具有更高时空分辨率的单色光X射线动态显微CT系统,基于上海光源快速X光成像线站(BL16U2)的高通量密度单色光,将高速转台与三镜头大数值孔径快速X射线成像探测器相结合,构建了实验系统。以速发型聚氨酯材料为研究对象进行了验证实验,在15 keV单色光下动态显微CT的时间分辨率达到了20 Hz,探测器有效像素尺寸为2.2 μm。对气泡运动进行相关定量分析,证明该系统具有高时空分辨率和高对比度分辨率,可以对复杂运动系统进行四维时空定量分析,为BL16U2线站用户进行高时空分辨率的复杂原位研究提供了强大的实验平台。
X射线动态显微CT 快速X射线成像 X射线单色光显微CT 同步辐射 X-ray dynamic Micro-CT Fast X-ray imaging Monochromatic X-ray Micro-CT Synchrotron radiation 
核技术
2023, 46(7): 070101
于庆南 1,*李可 1王新宇 1吴坚 2[ ... ]李晖 1
作者单位
摘要
1 无锡学院电子信息工程学院,江苏 无锡 214105
2 北京航空航天大学物理学院,北京 100191
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
研究一种基于富铟团簇(IRC)效应的新型高应变InGaAs/GaAs自适应阱簇复合(WCC)量子结构,该结构具有比较灵活的能带调控能力,可产生一种特殊的偏振双峰光谱。为探究该WCC结构的偏振双峰辐射机制及能带特征,利用IRC效应生长获得了自适应WCC结构,并测量了该新型结构的偏振光致发光(PL)光谱,在横向电场(TE)和横向磁场(TM)模式下,PL光谱皆显示出特殊的双峰结构。这主要是铟原子的自适应迁移导致有源层同时存在铟组分正常和铟组分降低的InxGa1-xAs材料所致。根据半导体激光器的跃迁矩阵元理论和PL光谱的双峰能量间距,阐明不同偏振模式下的光谱双峰与多组分InxGa1-xAs材料的对应辐射机制,同时确定该WCC结构的混合能带特征。该研究内容对IRC效应和新型WCC发光结构的发展和应用具有重要研究意义。
半导体激光器 InGaAs/GaAs 富铟团簇 偏振双峰光谱 混合能带 
光学学报
2023, 43(10): 1014006
肖体乔 1,2,3,*王飞翔 1李可 1许明伟 1,2,3鞠晓璐 1,2,3
作者单位
摘要
1 上海光源科学中心, 中国科学院上海高等研究院, 上海 201204
2 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800
3 中国科学院大学, 北京 100049

针对复杂体系弱信号的成像难题,本课题组提出并发展了运动衬度X射线成像方法。该方法利用各运动组分对入射光场的调制随时间的演化规律的不同,将其分离开来、分别成像,从而消除各组分间的相互干扰、提高成像灵敏度。低造影剂浓度血管造影、植物微导管输水无造影剂成像、电化学反应离子迁移高灵敏成像等实验结果表明,运动衬度X射线成像可实现传统方法无法实现的有效衬度的复杂体系弱信号成像。因适用于任意波长,运动衬度成像原理也有望在红外、可见光等其他波段获得广泛应用。

X射线光学 运动衬度 运动伪影消除 运动衬度血管造影 植物微导管输水 电化学反应离子迁移 
光学学报
2022, 42(11): 1134001
Haipeng Zhang 1,2,3Ke Li 2Feixiang Wang 2Hong Yu 4[ ... ]Tiqiao Xiao 1,2,3,*
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Shanghai Synchrotron Radiation Facility/Zhangjiang Lab, Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201204, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
At present, reconstruction of megapixel and high-fidelity images with few measurements is a major challenge for X-ray ghost imaging (XGI). The available strategies require massive measurements and reconstruct low-fidelity images of less than 300×300 pixels. Inspired by the concept of synthetic aperture radar, synthetic aperture XGI (SAXGI) integrated with compressive sensing is proposed to solve this problem with a binned detector in the object arm. Experimental results demonstrated that SAXGI can accurately reconstruct the 1200×1200 pixels image of a binary sample of tangled strands of tungsten fiber from 660 measurements. Accordingly, SAXGI is a promising solution for the practical application of XGI.
X-ray ghost imaging compressive sensing megapixel imaging 
Chinese Optics Letters
2022, 20(3): 033401
作者单位
摘要
1 信息工程大学基础部, 河南 郑州 450001
2 信息工程大学地理空间信息学院, 河南 郑州 450001
文本图像倾斜校正是文字识别前端的重要预处理环节。为了克服现有方法的倾斜角度检测范围只在-90°~90°的缺点,将文本图像倾斜角度检测问题转换为倾斜角度类检测问题,利用深度卷积神经网络的分类功能,选取适当的损失函数,设计了一阶段二分类和多阶段多分类的检测结构,实现了多种文本图像倾斜角度类的检测,进而得到了文本图像的倾斜角度范围。实验结果表明,倾斜角度类的准确率、召回率和精确率都在0.93以上。利用经典深度学习的方法对经过倾斜校正后的文本图像进行文字识别,识别精确率比校正前有大幅度的提升。
图像处理 文本图像 倾斜角度 卷积神经网络 倾斜校正 文字识别 
激光与光电子学进展
2021, 58(14): 1410007
Ke Li 1,2,3Yantao Gao 1Haipeng Zhang 1,2,3Guohao Du 2[ ... ]Tiqiao Xiao 1,2,3,**
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Shanghai Synchrotron Radiation Facility/Zhangjiang Lab, Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201204, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Carbon fiber (CF)/pyrolytic graphite (PG) composites are promising structural materials for molten salt reactors because of their superior performance. Due to the minor density difference between CF and PG, existing methods are impractical for efficient three-dimensional characterization of CF/PG composites. Therefore, in this study, a method based on in-line phase-contrast X-ray microtomography was developed to solve the aforementioned problem. Experimental results demonstrate that the method is suitable for comprehensive characterization of CF/PG composites. The relationship between the microporous defects and fiber orientations of such composites was also elucidated. The findings can be useful for improving the manufacturing process of CF/PG composites.
X-ray imaging C/C composite 3D characterization 
Chinese Optics Letters
2021, 19(7): 073401
作者单位
摘要
北京空间机电研究所, 北京 100094
对空间离轴反射式CCD相机的杂散光情况进行分析,通过对CCD的照度图进行分解,对占CCD照度图能量较大的杂散光光路进行解析,确定杂散光路径。根据仿真结果,针对两个成像通道提出杂散光抑制措施并对抑制措施进行优化设计。经过再次仿真,两个成像通道杂散光系数得到大幅降低。根据相机观测对象,利用点源透过率(PST)作为检验杂散光抑制措施有效性的指标。当离轴角为30°,相机的PST达到10 -8数量级,满足设计指标要求。
散射 杂散光抑制 双向反射分布函数 杂散光系数 点源透过率 
激光与光电子学进展
2020, 57(3): 032902

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