1 中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
图像脉冲噪声移除是获得高质量图像的关键。本文通过热红外相机成像原理研究，提出了一种基于像素梯度自适应迭代中值滤波器的图像脉冲噪声抑制算法。首先，根据相机的调制传递函数计算获取原始图像的最大像素梯度，继而建立相应的像素梯度集合。然后，计算原始图像与对应像素梯度滤波图像的梯度权重均方根误差集合，并将该集合高斯分布的最大值对应的像素梯度确定为最佳像素梯度。最后，根据图像中脉冲噪声的密度和复杂度，确定所提滤波器的自适应窗口大小和迭代次数。大量实验结果表明，所提滤波器对移除8位、16位的单通道脉冲噪声图像展现出良好的鲁棒性。与其它先进方法相比，该方法可以实时移除真实热红外相机采集图像中低密度的随机值脉冲噪声和SAPN，并实现噪声抑制过程中99.5%以上的原始像素不会遭受破坏。除此之外，针对高密度SAPN抑制，该方法获得了具有竞争力的结果，与运行时间较快的滤波方法相比表现出较好的PSNR和SSIM，与PSNR和SSIM较优秀的去噪方法相比表现出较快的运行时间。对于极限SAPN（99%）破坏的图像，也能够恢复有意义的图像细节。
图像去噪 自适应迭代中值滤波器 像素梯度 调制传递函数 脉冲噪声 image denoising adaptive iterative median filter pixel gradient Modulation Transfer Function impulse noise
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室，上海 200083
2 上海科技大学 物质学院，上海 201210
3 上海节能镀膜玻璃工程技术研究中心，上海 200083
4 中国科学院大学，北京 100049
光谱偏振成像技术是一种新型的光学成像技术，它不仅提高了目标的信息获取量，还降低了背景噪声，可以捕获目标细节，检测伪装目标。本文提出了一种将亚波长光栅与F-P滤光片相结合的光谱偏振测量器件，该器件可以获得超高光谱分辨率和偏振消光比，并且光谱和偏振可以灵活调控。本文设计了一种光谱偏振同时分光器，可同时获得4个光谱通道的斯托克斯参数。仿真结果表明，其光谱分辨率为217，偏振消光比为。实验结果表明，亚波长光栅的偏振消光比大于500，透射率为90%。全介质F-P滤光片的光谱分辨率为30，在长波红外波段的透射率为60%。该设计方法具有通用性，可用于可见光、红外甚至太赫兹等波段。得益于这些优点，器件在微型偏振光谱仪和全斯托克斯偏振检测等领域有很大的应用潜力。
光谱偏振分光器 亚波长光栅 法布里-珀罗滤光片 光谱 偏振 spectro-polarimetric filter subwavelength grating F-P filter spectra polarization
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所航天工程部，上海 201800
为适应空间激光通信组网技术，多体制复用的通信方式应运而生。发送端采用强度调制器兼容实现了开/关键控（OOK）和二进制相移键控（BPSK）调制，接收端通过内差探测方式兼容实现了这两种调制信号的解调。在实际工程应用中，激光通信系统中散粒噪声、电子器件热噪声不可避免地会影响通信性能，在此基础上，进一步分析了强度调制器偏压点误差量与光学滤波器带宽大小对于非相干OOK和相干BPSK通信信噪比的影响。仿真结果表明：光学滤波器带宽对非相干OOK通信性能影响较大，接收光功率-46 dBm时，1 nm滤波带宽的非相干OOK信噪比开销约1.26；接收光功率-50 dBm以下时，20 nm滤波带宽的相干BPSK信噪比开销小于0.02。非相干OOK无编码通信灵敏度在1.25 Gbit/s速率时需满足-46 dBm@10-6，光滤波带宽应不大于0.8 nm，强度调制器偏压误差应控制在半波电压的1%以内。在消共模噪声和优化光滤波带宽条件下，1.25 Gbit/s速率的BPSK无编码通信灵敏度满足-55 dBm@10-6。
激光通信 多体制复用 强度调制器 内差解调 光滤波带宽 激光与光电子学进展
2024, 61(7): 0706020
重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆 400065
提出一种基于绝缘体上硅的具有超高形状因子的光学平顶滤波器方案。该方案采用跑道型微环谐振器（RMRR）辅助非对称马赫-曾德尔干涉仪（MZI）结构，可实现的3 dB带宽为1.94 nm，相应的形状因子1（3 dB带宽与通带内功率下降10 dB时的通带宽度之比）和形状因子2（3 dB带宽与通带内功率下降15 dB时的通带宽度之比）分别为0.96和0.94，纹波因数（通带中最大功率与最小功率的比值）为2.40 dB。此外，分析了由RMRR引入的相移对该平顶滤波器性能的影响，并实验验证了通过调节施加在RMRR上的电压可以有效地调控其输出谱。该方案具有形状因子高、工艺复杂度低、体积小、质量轻、功耗低等优点，可广泛应用于高速光通信网络中。
光学器件 平顶滤波器 集成光学 跑道型微环谐振器 硅光子学
Author Affiliations
Abstract
1 School of Resources and Environment, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China
2 Yangtze Delta Region Institute (Huzhou), University of Electronic Science and Technology of China, Huzhou 313001, China
3 Shanghai Tianma Microelectronics, Shanghai 201201, China
In this work, we present the investigation of the quantum dot color filter (QDCF) micro-light emitting diode (micro-LED) display. Green and red quantum dot photoresist (QDPR) materials are patterned into a pixelated array and precisely bonded with an all-blue micro-light emitting diode (micro-LED) substrate, forming a red, green, and blue (RGB) full color display through color conversion. A few factors that influence the achievable color gamut are further investigated. The resulting 1.1-inch 228-pixels per inch (ppi) display demo shows the good performance. The findings in this paper pave a way to the future industrialization of the micro-LED display.
Quantum dot color filter (QDCF), color conversion, Photonic Sensors
2024, 14(1): 240123
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学中山研究院，广东 中山 528437
3 中山吉联光电科技有限公司，广东 中山 528437
为抑制非相干光产生的干扰，提高紫外单色仪的分辨率，本文选择Al2O3、AlF3分别作为高、低折射率材料，在熔融石英基底上设计并制备了深紫外全介质高陡度滤光膜。通过优化沉积工艺及膜层应力分析方法，解决了薄膜应力过大所导致的膜裂问题；并对实验结果进行反演分析，通过优化监控方法提高了膜厚控制精度。制备的深紫外高陡度滤光膜在232~400 nm平均透过率为97.67%，在115~228 nm平均透过率为0.61%，过渡区陡度为3.6 nm，满足紫外单色仪的使用需求。
光学薄膜 紫外单色仪 深紫外滤光膜 高陡度 薄膜应力
1 长春理工大学 机电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心，吉林 长春 130022
在机载光电转台、多自由度摇摆台等系统中，对于一些运动体与基座间没有确定的回转轴的柔性支撑、并联支撑平台，需要考虑非接触三轴角度测量方法，目前大部分的光电非接触三轴角度测量方案系统复杂，占用空间大，无法适用于如机载、星载等载荷对体积、质量敏感的场景。为此，文中提出了基于双位置敏感探测器（PSD）的非接触三轴角度测量方案，使用准直镜头汇聚、双面反射光楔反射，将光源在两片PSD上汇聚成像，利用PSD上的光斑位置坐标反解出三轴角度。描述了其工作原理以及传感器构成，分析了因两片PSD的相对位置偏移产生的误差，提出了对应补偿方法以减少焊装产生的PSD位置偏移对测量精度的影响。主要对采集的PSD模拟信号值的抖动噪声进行FIR滤波处理，分析了滤波器的相频响应特性，并在MCU中测量相位滞后时间以及滤波器的响应带宽，验证了该数字滤波器在系统内拥有较好的实时传输特性。自准直测量单元总质量为230 g，尺寸为50 mm×50 mm×50 mm。实验结果表明，34阶FIR滤波器将角度测量的误差减小至60%，在±2°测量范围内单轴测量时，方位角、俯仰角、横滚角的误差均方根分别为0.003°、0.007°、0.017°，组合测量时分别为0.006°、0.009°、0.021°，文中所提出的三维测角传感器精度较高，满足机载等场景的使用要求。
三轴姿态角度测量 非接触测量 位置敏感探测器 滤波带宽 响应频率 three-axis attitude angle measurement non-contact measurement position sensitive detector filter bandwidth response frequency 红外与激光工程
2024, 53(2): 20230543
