1 自适应光学全国重点实验室，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 山东高等技术研究院，山东 济南 250100
Overview: Gravitational waves are spacetime oscillations radiated outward by accelerating mass objects. Significant astronomical events in the universe, such as the merging of massive black holes, emit stronger gravitational waves. Detecting gravitational waves allows for a deeper study of the laws governing celestial bodies and the origins of the universe, making accurate detection crucial. Gravitational wave detection technology utilizes Michelson interferometers to convert the extremely faint spacetime fluctuations caused by gravitational waves into measurable changes in optical path length. Recently, ground-based large Michelson interferometers have achieved direct detection of high-frequency gravitational waves. However, the detection of low-frequency gravitational waves, which is equally important, is not feasible on the ground due to arm length and ground noise issues. This necessitates the construction of ultra-large Michelson interferometers in space for low-frequency gravitational wave detection. Spaceborne gravitational wave detection telescopes play a vital role in collimating bidirectional beams in ultra-long interferometric optical paths in space. The extremely subtle changes in optical path caused by gravitational waves impose high demands for pm-level optical path length stability and below 10?10 level backscattered light in these telescopes. The ultra-high level index requirements exceed the precision limits of current ground testing techniques for telescopes. To ensure that spaceborne telescopes maintain their ultra-high design performance in the orbital environment, developing testing and evaluation techniques for these key indicators is a crucial prerequisite for the success of the space gravitational wave detection program. This paper provides an overview of the development of spaceborne gravitational wave detection telescopes, both domestically and internationally. It focuses on the current status and some test results of optical path length stability and backscattered light testing of telescopes under development, as well as further testing plans, providing a reference for the testing and evaluation of Chinese space gravitational wave detection space-borne telescopes.
空间引力波探测 星载望远镜 地面测试 光程稳定性 后向杂散光 space gravitational wave detection spaceborne telescope ground test optical path length stability backscattered light
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 天津大学海洋科学与技术学院，天津 300072
水体中悬浮粒子对光的散射导致浑浊水下成像质量下降。偏振光学成像技术可基于偏振信息分离散射光和信号光，是浑浊水下成像的有效方法。然而，现有的水下偏振成像技术主要从空域分离散射光和信号光，对于散射光的抑制效果较为有限。利用散射光和信号光在频域的差异性，基于对偏振图像频谱信息的处理实现了对后向散射光的有效抑制，从而实现了成像清晰度的显著提升。在不同浑浊程度水体环境下对于不同物体开展了多组实验，实验结果表明，所提方法相对于传统的水下偏振成像方法可更好地抑制后向散射光和凸显物体信号光，最终实现在浑浊水体环境下的清晰成像，尤其对于高浑浊水体，成像清晰度提升效果明显。
偏振成像 水下成像 频谱 后向散射光 光学学报
2023, 43(18): 1811001
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
影响水下成像质量的核心因素是后向散射光的干扰。偏振差分水下成像技术能够显著抑制后向散射光,是在水下散射环境中获取清晰图像的有效方法。传统的偏振差分方法是基于两个正交偏振方向上的偏振图像进行差分的,该方法虽然对后向散射光有明显的抑制效果,但其调制自由度低,限制了成像质量的进一步提升。针对这一问题,提出一种改进型偏振差分水下成像方法,该方法基于两个最优偏振方向的偏振图像进行差分,并通过引入差分项的权重系数,最终实现具有三个自由度的偏振差分水下成像。实验结果显示,该方法相对于传统的偏振差分成像方法,可更好地抑制后向散射光、凸显物体信号光,最终实现了更高质量的水下清晰成像。
散射 偏振 后向散射光 偏振差分 三自由度
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
通过分析激光聚变中近背向散射光的收集方式, 提出了采用漫反射板收集近背向散射光的方法。通过对漫反射板的应用场景分析, 提出了需要研究的漫反射板特性, 并搭建了漫反射板特性测量装置。测量并分析了漫反射板的方向半球反射比、双向反射分布函数、面均匀性、真空特性和紫外特性。分析结果表明: F4目标板具有接近于0.99的高反射率, 光谱平坦性, 近似余弦分布的双向反射分布函数, 较高的面均匀性, 以及较小的紫外真空影响。因此, F4目标板满足激光惯性约束聚变中近背向散射光的测量需求, 采用漫反射板收集近背向散射光的方法可行。
近背向散射光诊断 收光装置 漫反射板 方向半球反射比 相对双向反射分布函数 diagnosis of near backscattered light light receiving device diffuser panel directional hemispherical reflectance relative bidirectional reflectance distribution fu 红外与激光工程
2017, 46(9): 0917002
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
背向散射光诊断系统是惯性约束聚变实验中的重要诊断装置。概述了神光Ⅲ原型激光装置背反系统的基本结构和工作原理，详细介绍了一种全口径光斑透过率和光谱响应标定方法。该方法以高功率激光光源和氙灯光源作为标定源，利用特殊的标定光路形成大光斑覆盖背反系统光学元件的全部口径，模拟散射光在全孔径背反系统上的分布，分别对系统的透过率和光谱响应进行了标定。标定结果表明，全孔径背向散射系统受激拉曼散射支路能对波长大于400 nm的光进行传递，在527 nm处的透过率较低。
惯性约束聚变 背向散射光 透过率 光谱响应 标定 inertial confinement fusion backscattered light transmission spectrum response calibration 强激光与粒子束
2014, 26(3): 032001
南京理工大学信息物理与工程系, 南京 210094
将内含异质层的半无限生物组织作为研究线光束照射下局部病变组织背散射场的近似模型,在此基础上,引入倍加算法对线光束照射下局部病变组织背散射场角分布进行数值计算。根据数值计算结果,分析了不同组织层几何参量和光学参量对背散射场角分布的影响,结果表明:“病变组织层对背散射场中小角度光的影响明显大于对大角度光的影响;背散射场的角分布对病变组织的几何参量(埋藏深度和光学厚度)较为敏感,而对病变组织光学参量亦即病变组织性质的差异敏感度较低。”同时还对含肿瘤的乳房组织的背散射场角分布进行了计算和分析,为将背散射场角分布应用于组织内隐藏异物的无创伤诊断提供了理论参考。
生物光学 背散射场角分布 倍加算法 局部病变组织
