1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
数字全息显微镜(DHM)可以对生物样本的复杂波前进行数值重建,但是物体波前存在二次相位畸变和高阶像差,使得成像物体存在一定的相位像差。基于此,提出一种基于径向基神经网络(RBF)的相位畸变补偿算法。使用RBF网络构建非线性函数,最小化损失函数来估算物体的实际相位,损失函数考虑了全息面和RBF网络的输出。在仿真中以原模型为基准计算全局的均方误差,所提算法的均方误差为0.0374,主成分分析法(PCA)的为0.0470,频谱质心法(SCM)的为0.3303。搭建DHM系统用于HL60细胞的成像幅度和相位对比度观察,结果显示,所提算法能够更好地消除载波频率和相位畸变。所提算法无需了解光学参数,且可以通过调整采样点数量控制计算时间和插值精度,在弱散射物体或微纳结构三维形态测量中具有潜在的应用前景。
数字全息 相位恢复 波前误差 径向基神经网络 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0411002
1 华北光电技术研究所 固体激光技术重点实验室,北京 100015
2 中国航空研究院,北京 100029
为实现雷达远距离动目标实时跟踪探测,单脉冲线性调频脉冲压缩算法和 V 型啁啾调频脉冲压缩算法为快速获得运动目标的距离速度信息提供算法基础。结合脉冲压缩算法优势以及两种波形脉压算法的弊端,利用V型啁啾调频脉冲发射波形,提出采用三角调频滤波处理方法,以解决目标的距离、径向速度值及速度方向信息同时获取的难题,为单脉冲实现速度矢量信息的隐蔽探测提供解决方案。通过搭建脉冲激光相干测量实验平台,在接收镜头后连接17.618 km延迟光纤以延长目标往返距离,对转速从−3.67~3.67 m/s的转盘进行速度距离测量。在40 MHz调制带宽, ${\text{4}}{\text{.096 μs}}$调制脉宽,2.5 GS/s采样率条件下成功实现单脉冲距离速度多维信息获取,并对测速准确性进行评估,距离测量精度达到0.33 m,速度测量精度为0.061 m/s。
激光雷达 径向速度 啁啾调频 相干测量 lidar radial velocity chirp frequency modulation coherent measurement 红外与激光工程
2023, 52(12): 20230294
中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院, 北京 100083
在爆破工作中, 炮孔堵塞的效果对爆破工作的效果与安全有很大的影响, 为了提高爆破效果、降低爆破成本, 确定炮孔堵塞的最佳长度很有必要。结合爆轰波理论和理论力学, 采用理论分析与LS-DYNA数值模拟相结合的办法, 进行炮孔堵塞长度对爆破效果影响的研究, 并通过现场进行验证。研究结果表明: 炮孔深度在0.6~1.4 m时, 最佳的炮孔堵塞比例为0.38~0.54, 且随炮孔深度的增大而减小, 炮孔深度在1.6~2.4 m时, 最佳的炮孔堵塞比例为0.36~0.38; 炮孔深度超过1.2 m, 同时炮孔堵塞长度≥1/2炮孔深度后, 存在炮孔堵塞过长效应导致爆破效果不佳。径向不耦合系数R对炮孔的最佳堵塞长度具有显著的影响, 当R≤1.8时, 最佳炮孔堵塞长度随着R的增大而减小, 当R>1.8时, 最佳炮孔堵塞长度不随R改变。在大同王村煤业有限责任公司8107顶回风巷进行了现场试验, 分别对1.2 m和2.2 m的掏槽孔以及2.0 m的辅助眼进行试验, 炮孔的最佳堵塞长度分别为50 cm、90 cm和80 cm, 与理论计算、数值模拟的结果相吻合。
炮孔堵塞长度 数值模拟 堵塞比例 爆破效果 径向不耦合系数 stemming length numerical simulation stemming ratio blasting effect radial decoupling coefficients
1 电子科技大学 电子科学与工程学院,成都 610054
2 微光夜视国家重点实验室,西安 710000
3 电子科技大学 深圳高等研究院,广东 深圳 518000
高功率微波器件在雷达、电子对抗等方面具有重要的应用潜力,因此得到广泛的关注。然而,庞大的体积和重量,以及较低的效率和较短的寿命,严重限制了高功率微波的应用范围。提出了一种径向电子注驱动的同轴槽振荡器,该振荡器无需聚焦系统,从而能够大幅度减少体积和耗能。采用由外向内的径向电子注,阴极电流密度低,可以采用热阴极替代爆炸发射阴极,从而提高器件寿命。PIC仿真中,采用460 kV,6 kA径向电子注能够在3.8 GHz产生1.2 GW的输出,对应效率43.5%。
径向电子注 返波振荡器 高功率微波 radial electron beam back wave oscillator high power microwave 强激光与粒子束
2023, 35(11): 113001
1 中国科学院 近代物理研究所,兰州 730000
2 中国科学院大学,北京 100049
3 兰州理工大学,兰州 730050
武威和兰州重离子加速器使用回旋加速器作为其注入器。回旋加速器为该装置的同步加速器提供10 µA的碳离子束流以满足其物理需求。而径向探针则是安装在回旋加速器内部实现束流流强和圈图测量的重要束诊元件。径向靶头上的束流信息经前端电子学拾取后会进一步进入数据采集系统,最终实现回旋加速器的束流流强和圈图测试。其中,径向探针的前端电子学采用皮安表,数据采集系统基于实时操作系统和FPGA技术。介绍了径向探针的机械结构设计,并分析了探头有无水冷结构的热结构;描述了控制系统软硬件架构,可以实现10 kHz的数据和位置信息的同步采集。最后,还介绍了探针机械和控制系统的实验室测试和验收标准以及在束测量结果。
HIMM 回旋加速器 径向探针 模块化 OPC UA HIMM cyclotron radial detector modularity OPC UA 强激光与粒子束
2023, 35(10): 104004
Ⅳ类石英玻璃是一种重要的特种玻璃材料,在光学探测、惯性导航等领域内具有重要作用。光学均匀性是表征光学玻璃结构均匀性的一种重要方法,Ⅳ类石英玻璃的光学均匀性与硅氧网络结构分布一致性密切相关。本文通过四步法光学均匀性测试、紫外-可见-近红外光谱、红外反射光谱等方法,研究了羟基、金属杂质及氧缺陷的径向分布特点和硅氧键键角的径向变化,采用相关性分析研究了各影响因素对样品光学均匀性的影响。结果表明:表示玻璃光学均匀性的波前畸变t0Δn沿玻璃半径先降低后升高;羟基的径向分布整体上与t0Δn的径向变化相反,200 nm处透过率径向变化、硅氧键键角径向变化与t0Δn的径向变化相近;羟基对Ⅳ类石英玻璃光学均匀性的影响较小,金属杂质、氧缺陷及硅氧键键角的径向变化是影响Ⅳ类石英玻璃光学均匀性的主要因素。
Ⅳ类石英玻璃 光学均匀性 径向变化 相关性分析 羟基 氧缺陷 硅氧键键角 type Ⅳ silica glass optical homogeneity radial variation correlation analysis hydroxyl oxygen vacancy silicon-oxygen bond angle
Author Affiliations
Abstract
1 School of Instrumentation and Optoelectronic Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
2 College of Electronics and Information Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China
Light field 3D display technology is considered a revolutionary technology to address the critical visual fatigue issues in the existing 3D displays. Tabletop light field 3D display provides a brand-new display form that satisfies multi-user shared viewing and collaborative works, and it is poised to become a potential alternative to the traditional wall and portable display forms. However, a large radial viewing angle and correct radial perspective and parallax are still out of reach for most current tabletop light field 3D displays due to the limited amount of spatial information. To address the viewing angle and perspective issues, a novel integral imaging-based tabletop light field 3D display with a simple flat-panel structure is proposed and developed by applying a compound lens array, two spliced 8K liquid crystal display panels, and a light shaping diffuser screen. The compound lens array is designed to be composed of multiple three-piece compound lens units by employing a reverse design scheme, which greatly extends the radial viewing angle in the case of a limited amount of spatial information and balances other important 3D display parameters. The proposed display has a radial viewing angle of 68.7° in a large display size of 43.5 inches, which is larger than the conventional tabletop light field 3D displays. The radial perspective and parallax are correct, and high-resolution 3D images can be reproduced in large radial viewing positions. We envision that this proposed display opens up possibility for redefining the display forms of consumer electronics.
tabletop light field 3D display integral imaging compound lens array radial viewing angle Opto-Electronic Advances
2023, 6(6): 220178
1 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室,山西 太原 030002
2 太原理工大学物理与光电工程学院,山西 太原 030002
3 铜仁学院物理与电子工程系,贵州 铜仁 554300
研究了不同晶面与掺杂的ZnO晶体在飞秒线/径向偏振光(330 fs, 532 nm)激发下的超快三阶光学非线性效应。首先,采用紫外/可见吸收光谱对ZnO晶体的带隙进行分析;然后,基于Z-Scan技术在飞秒线/径向偏振光条件下测试了ZnO晶体的三阶光学非线性特性。结果表明:在线偏振光和径向偏振光激发下,不同晶面和掺杂的ZnO晶体均呈现出非线性饱和吸收效应和自聚焦效应,由ZnO晶体中缺陷态的电子跃迁导致。飞秒线偏振光激发时,ZnO[101]的三阶光学非线性效应最强,由ZnO晶体中变窄的能量带隙引起的近共振增强的三阶光学非线性导致;而在径向偏振光激发下,ZnO[110]的三阶光学非线性最强,这可能是由较窄的能量带隙和飞秒矢量激光的轴对称偏振产生的各向异性非线性共同作用造成。本研究结果在可饱和吸收体、超快光场调控与超分辨成像等领域具有潜在的应用价值。
非线性光学 ZnO晶体 径向偏振光 饱和吸收 自聚焦 激光与光电子学进展
2023, 60(19): 1919001