光子学报
2023, 52(11): 1114001
1 中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
2 中北大学电子测试技术国家重点实验室, 山西 太原 030051
针对信号调制与传输特点, 设计搭建了一种由两个不同驱动频率声光调制器组成的外差干涉系统, 双路光强调制避免了由声光调制引起的衍射级次混叠和频移漂移等影响, 采用双路调制最后输出由两个+1级衍射光干涉形成的拍频信号, 消除了级间干扰; 同时系统良好的共线性和对称性, 极大地减小了外界环境噪声对测量精度的影响, 提高了检测精度。基于折射率改变引起的相位变化信息进行检测及处理, 通过测量不同百分比浓度的溶液, 并对系统的相位特性进行了研究, 提出一种溶液浓度检测的新方案, 并对激光漂移和调制强度对测量系统的影响进行了分析。实验结果表明, 该检测系统能够较好地通过对信号相位差改变信息的处理完成对溶液浓度的检测, 在0.1%~0.5%范围内, 最大相对误差约为8.0%, 为光外差干涉溶液浓度测量系统小型化设计和制造提供了参考。
相位调制 共线外差干涉 信号处理 溶液浓度 声光调制器 phase modulation collinear heterodyne interference signal processing solution concentration acousto-optic modulator
1 河南工业大学粮食信息处理与控制教育部重点实验室，河南 郑州 450001
2 河南工业大学郑州市机器感知与智能系统重点实验室，河南 郑州 450001
3 河南工业大学信息科学与工程学院，河南 郑州 450001
提出一种基于消隐点共线约束的镜头畸变非量测校正方法。针对畸变中心的定位误差问题，利用畸变模型的基本矩阵和最小二乘法，实现畸变中心的高精度定位。同时，根据消隐点共线约束，定义消隐点和直线联合度量的畸变测度函数，并使用Nelder-Mead算法进行非线性优化，迭代计算出精确的畸变模型系数。实验结果表明，所提方法能够有效、准确地对镜头畸变进行校正，方法简单易行，校正精度高。
测量 镜头畸变 非量测校正 消隐点共线约束 直线残差 光学学报
2022, 42(23): 2312004
西安理工大学机械与精密仪器工程学院，陕西 西安 710048
普通靶标用于相机标定时需要保证其在各角度成像的完整，靶标占相机视场比例较小，相机标定精度低，且变焦测量中相机视场改变，标定精度进一步降低。理论分析了单应矩阵的特点，发现从各角度拍摄的靶标图片中靶点不完全相同，这不影响单应矩阵的计算和相机标定。结合仿真分析，设计了一种定向分层靶标，第一层设计定向标志点，靶点向外层逐渐增大，针对不同的视场采用不同范围的层，靶点在视场中所占比例一直较大，确保相机标定精度。提出基于共线原理和射影变换结合的靶点匹配方法，只要靶标的定向特征点出现在图片中，即能实现靶点识别与匹配，进而提高靶标使用的灵活性和相机标定效率。实验结果表明，定向分层靶标的靶点识别与匹配方法准确有效，不受靶标部分靶点缺失的影响；使用该靶标可以提高相机标定精度，且标定精度不受相机视场改变的影响。
测量 相机视场 单应矩阵 定向分层靶标 共线原理 靶点匹配 光学学报
2022, 42(16): 1612004
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
2 Department of Physics, Shanghai Normal University, Shanghai, China
3 CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science, Shanghai, China
High harmonic generation (HHG) is an ideal probing source. In general, all harmonics are coupled with the corresponding input laser when generated, and for applications, they are separated using additional spectrometers. Herein, we report the angular isolation of relativistic harmonics at a predicted emission angle upon generation and, most importantly, a new phase-matching chain selection rule is derived to generate harmonics. Based on the laser plasma mechanism involving two non-collinear relativistic driving lasers, the nth harmonic carrying the information of both input lasers originates from its adjacent (n – 1)th harmonic coupled with one of the input lasers. Meanwhile, the intensity and emission angle of the generated isolated harmonic are both greatly increased compared with those in the gas scheme. These results are satisfactorily verified by theoretical analysis and three-dimensional particle-in-cell simulations, which have physical significance and are essential for practical applications.
non-collinear high harmonic generation phase matching relativistic laser High Power Laser Science and Engineering
2021, 9(2): 02000e28
Author Affiliations
Abstract
1 College of Photonic and Electronic Engineering, Fujian Normal University, Fuzhou 350117, China
2 School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
3 HolyMine Corporation, 2032-2-301 Ooka, Numazu, Shizuoka 410-0022, Japan
In the era of information explosion, the demand of data storage is increased dramatically. Holographic data storage technology is one of the most promising next-generation data storage technologies due to its high storage density, fast data transfer rate, long data life time and less energy consumption. Collinear holographic data storage technology is the typical solution of the holographic data storage technology which owns a more compact, compatible and practical system. This paper gives a brief review of holographic data storage, introduces collinear holographic data storage technology and discusses phase modulation technology being used in the holographic data storage system to achieve higher storage density and higher data transfer rate.
holographic data storage collinear holography high density phase modulation Opto-Electronic Advances
2020, 3(3): 03190004
采用单像空间后方交会算法求解相机的外参数是摄影测量及机器视觉等领域的基本问题。在介绍前人研究成果的基础上,提出一种新的单像空间后方交会算法,即利用3个控制点建立临时坐标系,根据这些控制点在临时坐标系下的部分坐标分量为0的特点,将后方交会求解转换为三元二次方程组的求解,3个控制点的图像坐标数据可为非线性方程组的迭代求解提供初始值,使求解过程更加可靠。利用某商用工业摄影测量系统对实验空间中布设的控制场拍摄了120幅图像并计算其外参数,采用后方交会算法和角锥体算法分别对所取特征点计算外参数,结果表明:后方交会算法求解的参数正确,且迭代求解收敛性好,适用于任意旋转角的相机外参数求解。
机器视觉 摄影测量 后方交会算法 单像空间 外参数 共线条件方程 激光与光电子学进展
2020, 57(2): 021504
1 西南科技大学 极端条件物质特性联合实验室, 四川 绵阳 621010
2 西南科技大学 理学院, 四川 绵阳 621010
3 西南科技大学 制造学院, 四川 绵阳 621010
为获得共线双脉冲激发方式对土壤中Pb和Ba元素的谱线增强效果, 研究了1064 nm单脉冲和(355 nm+ 1064 nm), (1064 nm+355 nm)共线双脉冲三种激发方式下, 谱线强度随采集延迟时间的变化规律和谱线增强倍数随双脉冲时间间隔的变化规律。研究发现, 与单脉冲激发方式相比, 在双脉冲激发方式下, 谱线Pb I 405.78 nm和Ba I 553.55 nm强度的最大增强倍数分别为5和8。该研究结果为检测土壤中重金属元素提供了参考。
光谱学 激光诱导击穿光谱 共线双脉冲 土壤 spectroscopy laser-induced breakdown spectroscopy collinear dual-pulse soil 强激光与粒子束
2019, 31(1): 019001
1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院 精密光机电一体化技术教育部重点实验室, 北京 100191
2 北京空间机电研究所, 北京 100076
静止轨道全谱段高光谱成像仪需采用通道分离、视场和机械拼接的方式, 并通过扫描镜摆扫获得宽视场、高空间分辨率的高光谱影像, 若直接拼接, 子视场间不一致的几何变形将使地物光谱信息失真。假设子视场间同名像点坐标的差异是由各子视场内部参数变化引起的, 提出以全景畸变正切改正公式为数学模型的区域网平差方法, 实现像方坐标系内的视场拼接。并在可见光近红外通道4个子视场仿真影像的基础上完成了视场拼接实验, 达到了0.72 pixel的拼接精度。与基于共线条件方程区域网平差的视场拼接方法相比, 该方法精度与其相当, 且算法更简单, 不需要控制点和DEM辅助, 适用于初级影像生产。
视场拼接 正切改正 共线条件方程 区域网平差 FOV stitching tangent correction collinear conditional equation block adjustment 红外与激光工程
2019, 48(3): 0303005
