1 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
大阵列BIB探测器由于其高量子效率和低暗电流而成为广泛的研究对象，特别是在空间应用方向。如2021年发射的詹姆斯韦伯太空望远镜，它已经进行了许多重要的天文观测。一个稳定、高效、轻量化的液氦温区低温系统对BIB探测器的运行至关重要。氦节流制冷机可取代传统的大容积液氦杜瓦，能满足空间液氦温区的制冷要求。为了同时提高4.2 K的制冷量并减轻重量，提出了一种0.3 W@4.2 K的大冷量轻量化的4.2 K低温制冷系统。并且在现有0.1 W@4.1 K制冷量的低温系统上进行实验，验证了该系统的设计方法。在不同的冷却温度区采用不同的冷却方法，以实现冷却的高效性和轻便性。开发了一个新的集成斯特林制冷机，在80 K时提供高效的一级预冷，制冷量为15 W，重量仅为4.5 kg；二级预冷采用主动活塞调相的15 K脉管制冷机，制冷量为0.9 W。此多级低温制冷系统通过耦合氦气JT循环，可以在4.2 K时提供0.3 W的制冷量，输入功低于1.8 kW。此系统将为正在快速发展的红外天文观测所需的空间BIB探测器提供保障。
低温系统 空间BIB探测器 斯特林 脉冲管 焦汤节流 液氦 多级制冷机 cryogenic system space BIB detection stirling pulse tube JT liquid helium multi-stage cryocooler
华南师范大学广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
研究了奇点光束的叠加特性,从理论上分析奇点光束叠加后的相位分布和偏振分布,并用实验验证了理论推导的正确性。对同阶非相干涡旋光束叠加后的偏振态进行分析,发现叠加后的光束保持原有的轨道角动量,且光束的偏振态随方位角呈周期性变化,变化周期由涡旋拓扑荷值决定;分析了具有不同偏振拓扑荷值的柱矢量光束叠加后光场偏振态的变化规律。探究了既有相位奇点又有偏振奇点的柱矢量涡旋光束的叠加特性,发现叠加后的光束偏振态随方位角呈周期性变化,变化周期由涡旋拓扑荷值决定,光场各点的偏振态由涡旋拓扑荷值、偏振拓扑荷值及初始相位角共同决定。
物理光学 奇点光束 涡旋光束 柱矢量光束 偏振 激光与光电子学进展
2020, 57(19): 192601
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院航空光学成像与测量重点实验室，吉林 长春 130033
2 空军装备部驻长春地区军事代表室，吉林 长春 130033
为解决航空遥感相机检焦系统故障分析、元器件选型及提高检焦精度的问题，本文深入研究了基于Ronchi光栅的光电自准直检焦法。首先，归纳总结了国内外航空相机常用的几种检焦方法， 对比了每种检焦方法的优缺点。接着，重点介绍了基于Ronchi光栅的光电自准直检焦系统的构成和工作原理，建立了数学模型，模拟了检焦系统在不同像面位置处的输出波形。然后，为衡量离焦程 度，提出了离焦评价因子的概念，接着分析了光学系统的衍射效应和像差大小、Ronchi光栅的周期选择及检焦光源的能量分布这三种因素对检焦精度的影响，给出了Ronchi光栅周期的选择方法。最 后，通过实验的方法对本文的仿真结果加以验证。实验结果表明：合焦波形的峰峰值占比0.82，对应0.05 mm步长下的平均检焦分辨力约为10%。
航空相机 检焦 自准直 Ronchi光栅 aerial camera focusing auto-collimating Ronchi grating
1 中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室, 辽宁 大连 116023
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201204
先进光源的发展在前沿科学研究中发挥的作用越来越重要。近十年来, 飞速发展的自由电子激光技术为科学家们提供了探索未知世界、发现新科学规律和实现技术变革的重要工具。建成的大连极紫外(EUV)相干光源的运行波段为50~150 nm, 单脉冲能量大于100 μJ, 且可提供10-12 s和10-13 s量级的超快激光脉冲, 是我国第一台自由电子激光用户装置, 并且是国际上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光用户装置, 在世界范围内为用户提供具有高峰值亮度和超短脉冲的极紫外激光。大连EUV相干光源是由国家自然科学基金委资助、由中国科学院大连化学物理研究所和上海应用物理研究所共同承担的重大科学仪器研制项目, 目标是打造一个以先进极紫外光源为核心、主要用于能源基础科学研究的光子科学平台。
激光光学 自由电子激光 极紫外激光 能源基础研究
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
结合航空图像的噪声来源与图像特性，提出一种基于中值预滤波的图像小波去噪算法。图像首先经中值滤波器进行预滤波，滤除随机的脉冲式噪声,然后对处理后的图像进行小波变换，与给定阈值相比，对可明显判为信号或噪声的系数进行相应处理；对不确定为信号或噪声的系数进行多尺度上的相关性追溯，判别其归属后进行处理。实验结果表明:该方法客观上提高了图像的信噪比，主观上使去噪后的图像纹理分明，能更好地适合人眼的视觉特性，有利于航空图像的分析、判读。
图像去噪 小波变换 中值滤波 image denosing wavelet transform medium value filter
1 中国计量学院光电子技术研究所，杭州 310018
2 南洋理工大学网络技术研究中心, 新加坡 639798
3 南洋理工大学化学与生物医学工程学院， 新加坡 639798
利用级联长周期光纤光栅与具有宽带反射功能的啁啾光纤光栅，构成了一种反射型的光纤光栅梳状滤波器.由于光在输出前经过两次干涉滤波作用，所以该梳状滤波器的消光比与透射输出型(即反射前)相比，增加了一倍.而且，通过调节啁啾光纤光栅的反射带宽，可以改变滤波器输出信道的数目.实验中利用弹性梁弯曲的方法，获得了两个可调的光纤光栅梳状滤波器，其信道数可分别在1~5和3~9之间的奇数间调谐(如果改变啁啾光纤光栅的初始中心波长，也可以获得偶数信道间的调谐).
长周期光纤光栅 梳状滤波器 通道可调滤波器 啁啾光纤光栅 Long-period gratings Comb filters Tunable filters Chirped fiber Bragg gratings
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033
本文通过对红外相机的光机结构、成像介质TDICCD 的工作原理、成像原理的简单描述,从光学成像、机械装调的角度出发介绍了一种红外相机的像面标定方法,即相机通过离轴反射式平行光管对黑体上的目标直接成像,通过观察与CCD 相连的示波器显示的电信号的幅值强弱来判定是否调准像面。经实际应用证明,该标定方法是一种切实可行的方法,适用于实际工程。
红外相机TDICCD 像面标定 黑体 infrared camera TDICCD calibration for imaging plane black body
西安工业大学,光电工程学院,陕西,西安,710032
介绍了一种对厚度很小的平行玻璃平板厚度的高精度测量方法.通过激光束垂直照射被测物,用光谱仪接受并分析反射光各波长的能量.以此数据分析出介质对不同波长光线的反射率,找出反射率极大的波长.使用这些具有反射极大的波长进行计算,就得到介质的厚度值.该测量方案结构简单,测量精度较高.
光学测量 光谱能量分析 厚度检测 光谱仪
1 西安交通大学电信学院,陕西西安710068
2 西安工业学院光电科学与工程学院,陕西西安710032
阐述了光学投影式检测非球面的基本原理．提出了利用计算机模拟光学检测过程的方法．明确了计算机模拟的目的及可达到的目标。在模拟过程中．选取了适合非球面的参考球面．利用光学基本理论和数学推导进行了理论分析及精密计算，得出非球面和参考球面的垂轴距离与接收屏上的待测距离的计算公式。根据理论计算公式．利用计算机C语言编程，对垂轴距离用于计算机进行了模拟．并利用excel制表作图．做出了非球面的模拟曲线．得到了和理论结果相符的模拟效果．模拟的精度达到±0．OO1μm。
光学检测 非球面器件 理论计算 模拟计算 optical check aspheric surface device theoretical calculation simulation calculation
