1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
2 西安电子科技大学物理学院，陕西 西安 710071
定量相位显微成像在工业检测、生物医学和光场调控等领域具有重要的应用价值。常用的定量相位显微成像技术通过干涉的方法来获取相位的定量分布，干涉装置的稳定性、光学衍射极限的限制、相位再现时的解包裹问题、激光照明下的相干噪声，以及动态观测过程中的样品离焦等因素都会影响定量相位显微成像的分辨率和精度。本文围绕高精度定量相位显微成像中的上述关键问题展开研究，通过构建物参共路的同步相移数字全息显微结构实现稳定的实时测量；采用结构光照明的超分辨相位成像方法实现对微小物体的超分辨相位成像；利用双波长照明将纵向无包裹相位测量范围扩大到微米量级；使用低相干LED照明解决相干噪声问题；提出了基于结构光照明和双波长照明的数字全息显微自动调焦方法，可以满足对不同类型样品的长时间跟踪观测。
定量相位显微成像 物参共路 结构光照明 相位解包裹 自动调焦
强激光与粒子束
2022, 34(8): 081007
1 中国科学院 通用光学定标与表征技术重点实验室，中国科学院 安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
LED外场辐射定标积分球光源基于辐射通量等效理论，用于星载微光遥感器的在轨辐射定标。该定标光源采用12组峰值波长670 nm的LED密集阵列发光单元，每组最大电功率300 W，辐亮度输出达到5.2×10?2 W·cm?2·sr?1，通过等效辐射通量面积校正后，能够适用于10?9 W·cm?2·sr?1量级的微光通道在轨定标。光源的参数检测结果表明：定标光源角度均匀性在±30°以内优于99.6%，平面均匀性优于99.7%，1 h内稳定性优于99.9%，具有优良的辐射特性。在敦煌中国遥感卫星辐射校正场对VIIRS微光通道进行了在轨实测试验，在轨响应结果为8.27×10?9 W·cm?2·sr?1（含月光贡献和大气影响），证明了该外场微光定标光源辐射量值设计的合理性。
微光 遥感器 参考光源 辐射定标 均匀性 low light level remote sensor reference light source radiometric calibration uniformity
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
星载同步监测大气校正仪(SMAC)用于获取遥感图像中时间同步、空间匹配的多光谱偏振大气信息,为高分辨率遥感图像的大气校正提供了气溶胶、水汽等微物理参数。为满足SMAC环境试验过程中现场光学性能标定的需要,设计了一种便携式多通道辐射参考光源(PMRLS)。PMRLS采用与SMAC一致的多通道光学设计,且各通道均为独立发光组件。发光组件采用发光体配合扩散板形成均匀照明,在可见近红外波段、短波红外波段分别选用LED和小功率卤钨灯作为发光体以降低整体功耗,采用低噪声稳定电流源驱动光源,结合散热片和风扇的散热设计以保证光源温度稳定性,并通过结构限位固定结构位置关系以提高光源测试的重复性。通过PMRLS应用对象,即SMAC,将积分球光源的辐亮度直接等效传递至PMRLS,并进行了非稳定度、非重复度评价。性能测量结果显示,SMAC地面检测光源各通道输出能量与SMAC动态范围典型辐亮度值的偏差在7%之内,非稳定度优于0.76%,非重复度优于1.3%,测量结果表明研制的PMRLS能够满足SMAC性能快速监测的需求。
大气光学 性能监测 多通道辐射参考光源 性能测试 光学学报
2020, 40(20): 2001003
中国电子科技集团公司第三十四研究所 广西桂林 541004
针对难以从信号光获取偏置工作点信息的应用场景，分析了不同波长激光通过强度调恪器的输出表现，提出一种引入参考光的重频光脉冲整形方案。方案通过波分复用器引入并分离参考光，利用不同波长激光 经强度调恪器后输出光的关联性和参考光的强度信息间接获得信号光的偏置工作点信息。实验结果表明．该方案可以有效获得偏置工作点信息，不受信号光变化的影口。
脉冲整形 L川. 强度调恪器 参考光 脉冲光 稳定性 pulse shaping LiNb0 3 intensity modulator reference light pulse light stability
南京邮电大学通信与信息工程学院, 江苏 南京 210003:
为改善自由空间光通信(FSO)系统中传统判决门限技术的不足,降低连续波参照光辅助检测技术中参考光不携带任何信息给系统带来的高成本损耗, 提出了一种基于已判决信号的量化电压获得当前码元判决门限的自适应判决门限技术(ADT),提取信号中的直流分量(DC)作为连续波参考光来估计大气湍流信道的 波动特性。结果表明在误码率为10－3的条件下,自适应判决门限和直流提取技术具有更低的功率损耗,可显著提高FSO通信系统的性能。
自由空间光通信 闪烁效应 自适应判决门限 直流分量 连续波参考光 free-space optical communications scintillation effect adaptive decision threshold direct current component continuous wave reference light
1 中国科学院 通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
鉴于精确的光谱辐射定标精度验证对于高光谱遥感器的现场定标和数据应用非常必要, 以SVC光谱辐亮度计为例, 利用多波段辐亮度标准传递探测器和新型的光谱可调积分球参考光源, 设计了一种高光谱遥感器光谱定标精度的验证方法。该方法利用新型光谱可调积分球参考光源在待测波段内分别输出光谱形状单调上升和单调下降的光谱辐亮度状态, 通过光谱匹配技术, 即平移改变SVC光谱辐亮度计的波长, 分析比对MRSTD和SVC光谱辐亮度计测量辐亮度的相对偏差。比对结果为光谱定标验证精度优于±0.2 nm, 辐射定标验证精度小于5%。
标准传递探测器 定标 参考光源 辐亮度 验证 standard transfer detector calibration reference light source radiance validation
1 安徽大学物理与材料科学学院, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
用于偏振光学遥感器定标的参考光源, 其偏振态的检测精度会直接影响偏振光学遥感器的定标精度, 进而影响目标特性的反演水平。 选用870 nm波段的水平线偏振光作为被测试的定标参考光源, 通过旋转1/4波片(quarter-wave plate, QWP)对其光强进行调制。 调制光强可表达为波片快轴旋转角度的傅里叶级数, 采用傅里叶变换法反演出级数的系数, 根据该系数即可计算出被测试光源的Stokes参量。 给出10次测量各参量及偏振度的平均值、 标准偏差、 合成不确定度以及测量平均值与理论值的相对偏差。 为提高测试精度, 通过对波片快轴初始定位角度偏差Δα、 延迟量偏差Δδ与检偏器透光轴角度偏差Δβ进行分析, 提出了偏差修正模型。 该模型通过Stokes参量检测偏差随Δδ和Δβ的变化趋势及实际偏差值, 确定Δδ和Δβ的大小。 结合模拟出的波片快轴初始定位角度偏差Δα, 对实验装置加以调整, 再次对光源的偏振态进行检测。 结果表明, 基于该修正模型测得光源的各Stokes参量与理论值最大偏差从未经修正的3.77%降低至1.41%。 证实了基于本实验的原理、 装置、 测量方法及所提出的偏差修正模型可有效提高定标参考光源偏振态检测的精度。
定标参考光源 Stokes参量检测 偏差修正 分析仪 偏振 Calibration reference light source Stokes parameter detection Deviation correction Polarimeter Polarization 光谱学与光谱分析
2016, 36(8): 2655
1 燕山大学信息科学与工程学院, 河北 秦皇岛 066004
2 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
在基于微波电光调制的布里渊光时域反射分布式温度传感系统中, 使用微波扫频会造成电光调制器输出的参考光功率波动, 根据相干检测的原理, 参考光功率的波动会影响到测得的后向布里渊散射信号的功率, 将直接影响布里渊散射谱的测量精度, 导致较大的温度测量误差。因此, 提出一种根据电光调制器输出光功率反馈调节微波源功率, 以稳定布里渊光时域反射系统参考光功率的方法。实验结果表明, 该方法可以有效抑制电光调制器输出的一阶边波带峰值功率的波动, 使系统的温度测量精度从 6℃提高到了 2℃。
布里渊光时域反射 分布式温度传感 微波电光调制 参考光功率 稳定控制 Brillouin optical time domain reflectometer distributed temperature sensor microwave electro-optic modulator reference light power stable control
1 河北工程大学 理学院, 邯郸 056038
2 河北工程大学 信息与电气工程学院, 邯郸 056038
为了提高数字全息显微中的重建精度及速率, 采用理论分析与实验验证相结合的方法, 对数字全息显微中基于同态信号处理的广义线性重建算法进行了理论分析, 比较了同一物场在不同物光与参考光强比条件下的实验结果。结果表明, 随着参考光与物光光强比的不断增大, 广义线性重建算法再现像质得到明显改善,但当这一比值增大到一定值时, 再现像质量则逐渐下降。寻找合适的物光、参考光光强比, 是利用数字全息广义线性重建算法实现高质量再现像的重要条件。
全息 线性重建 参考光强度 同态信号处理 holography linear reconstructing reference light intensity homomorphic signal processing
