1 东华理工大学 地球科学学院南昌 330013
2 东华理工大学 江西省数字国土重点实验室南昌 330013
3 中国地震局地质研究所 地震动力学国家重点实验室北京 100029
近十年，岩石表层释光测年方法自提出以来发展迅速，表现出广泛的应用前景和潜力，但该方法相关的参数对暴露年龄和侵蚀速率结果的影响却鲜有研究。本文通过模拟光衰减系数μ、晒退速率、环境剂量率及特征饱和剂量D0这些相关参数与半饱和深度（量化释光信号晒退深度的指标）之间的关系，分析研究了上述参数对暴露年龄和侵蚀速率的影响，以及在不同参数μ、、及D0下获得暴露年龄和侵蚀速率的极限。结果表明μ和对释光信号晒退和侵蚀速率的影响非常显著，当增加相同的暴露时间或侵蚀速率时，μ值越小，对应半饱和深度变化的速率更大，而不同值对应半饱和深度变化的速率相同。浅色透光性（μ值较小）岩石是较为理想的定年材料，野外作业中应优先采集。一般情况下，环境剂量率和特征饱和剂量D0的大小对暴露年龄和侵蚀速率的值基本不产生影响，故在实际应用中可忽略岩石表面和内部的值差异。该方法测年范围为10-3~102 ka，获得侵蚀速率范围为10-2~103 mm?ka-1。
岩石表层 释光测年 侵蚀速率 光衰减参数 数值模拟 Rock surface Luminescence dating Erosion rate Light attenuation parameter Numerical simulation
1 中国计量大学光学与电子科技学院，浙江 杭州 310018
2 北京理工大学光电学院，北京 100081
3 杭州彩谱科技有限公司，浙江 杭州 310034
设计了一种分光测色仪，使用氙灯作为分光测色仪的测量光源，设计机械结构调整紫外部分的能量在整个氙灯发光强度中的比例。使用荧光物质比例确定的标准色板作为标准物质对仪器和标准仪器进行校准。设计算法对照明光源进行修正，使得照明光源的紫外光谱辐射强度和标准仪器一致，进而降低台间差。此外，设计了实验对方案效果进行验证。未应用所提方案的仪器在CIELAB均匀颜色空间中：测量无荧光材料颜色台间差ΔEab的最大值为0.88，平均值为0.44；测量有荧光色台间差ΔEab的最大值为13.69，平均值为3.46。应用所提方案后仪器在CIELAB均匀颜色空间中：测量无荧光色台间差ΔEab的最大值为0.88，平均值为0.38；测量有荧光色台间差ΔEab的最大值为3.88，平均值为1.04。实验结果证明，使用所提方案可以较好地提升不同仪器之间对荧光色测量的台间差水平。
测量 荧光颜色 分光测色仪 台间差 光学学报
2022, 42(14): 1412001
1 中国人民解放军63611部队, 新疆 库尔勒 841000
2 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
为克服传统光测设备模拟训练器仿真程度较低的不足, 设计了基于实景图像的光测设备模拟训练器, 由虚拟目标生成器 和虚拟目标叠加器两部分构成。从以往保存的实景图像中提取出目标信息, 并进行目标旋转、数据压缩处理后, 与图像附加 信息一起生成虚拟目标序列, 再将虚拟目标序列叠加到设备实时背景上。实现了原始情景再现, 获得了近乎实际工作状态的 设备环境, 使光测设备的训练不再受客观条件的限制, 随时随地实现单台设备独立自主的全流程训练。
模拟训练 光测设备 实景图像 虚拟目标 训练器 simulated training optical measurement device real image virtual target training simulator
1 国防科技大学空天科学学院, 湖南 长沙 410073
2 湖南省图像测量与视觉导航重点实验室, 湖南 长沙 410073
介绍一种通过设计相机成像系统来消除大气低频扰动的方法。精密光测工程通常在室外进行,很难避免因大气扰动造成的系统误差。大气扰动可以分为高频扰动和低频扰动两部分,高频扰动部分可以通过滤波消扰等图像处理方法消除。通过搭建相机对视成像系统的约束条件来消除由大气低频扰动引起的光测误差。在高速相机系统成像消扰实验中,利用镜面反射成像完成对视成像系统的标定。对比实验组和对照组的结果发现,测量误差从2.99%缩小至0.35%。结果表明相机成像系统对于大气扰动中的低频扰动消除具有良好的校正效果。
成像系统 精密光测 镜头系统设计 镜面反射标定 大气扰动 光学学报
2019, 39(12): 1211002
1 中国科学院 光电研究院， 北京 100091
2 中国科学院大学， 北京 100049
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所， 吉林 长春 130033
为了代替人眼对物体表面的颜色进行信息检测，设计了LED光源手持式分光测色仪。首先，通过计算不同测量波长分布和分辨率在标准光源照射下的三刺激值，比较它们的相对误差，选取了波长分布为400～700 nm、分辨率为10 nm作为光源的主要设计参数。接着，对照明光源进行研究，通过对卤钨灯、脉冲氙灯与LED光源的均匀色空间坐标进行对比，选取了LED光源作为仪器的照明光源。然后，讨论了不同照明和观测条件及人眼观测颜色的差异，选取以45°方向照明、0°方向接收作为照明和观测条件。最后，进行了照明系统设计和总体结构设计。实验结果表明，测色仪目标中心位置的最大光照强度为9.91×10-3 lm/mm2，平均照度为7.06×10-3 lm/mm2，基本满足了手持式分光测色仪精度较高、轻小型化、光照充足且均匀的设计要求。
分光测色仪 环形照明 光照度 spectrophotometer LED LED annular illumination illuminance
1 中国计量学院 光学与电子科技学院, 杭州 310018
2 杭州彩谱科技有限公司, 杭州 310034
设计了一种基于实时双光路校准的分光测色仪结构, 在现有双光路设计中加入校准光源对主光路和辅助光路进行实时双光路校准.构建算法对由温度变化引起的传感器响应效率变化进行修正, 并设计实验在不同温度下对仪器采样稳定性进行评价.实验表明, 采用了实时双光路校正仪器的工作温度从10℃变化至30℃后, 测量数据稳定性标准偏差小于等于0.03, 最大偏差小于等于0.04, 相对于现有技术方案有显著改善.
颜色测量 反射光谱 双光路 分光测色仪 光学结构 算法优化 实时校正 Color measurement Reflection spectra Dual-optical path Spectrophotometer Optical structure Algorithm optimization Real-time correction 光子学报
2016, 45(7): 070712002
1 装备学院研究生管理大队, 北京 101416
2 装备学院航天指挥系, 北京 101416
地球同步轨道上运行着大量的空间目标，基于光度曲线反演空间目标信息为目标的跟踪、识别与监视提供了新的技术途径。利用STK 软件，通过坐标变换获取不同轨道参数下太阳、卫星以及观测站的时空关系。根据视星等定义，利用面元法基于Phong 模型推导出适用于立方体、棱柱体以及圆柱体空间目标的视星等模型。通过与实测数据对比，验证该视星等模型的仿真误差约为3%，仿真效果远好于仅采用漫反射率表征的视星等模型。基于Matlab 软件，仿真研究了不同弧段、不同形状以及不同尺寸卫星光度曲线的变化规律。研究表明，当获取的光度曲线质量较高时采用非线性滤波技术反演，仅能获得特殊点的视星等信息时采用二面法理论反演，为下一步光度曲线反演提供了一定参考。
机器视觉 光测数据处理 视星等 形状模型 卫星平台 光度曲线 激光与光电子学进展
2016, 53(4): 041502
1 电子科技大学 光电信息学院，四川 成都 610054
2 电子科技大学 电子工程学院，四川 成都 611731
声光器件衍射光峰值偏转位置与输入信号频率成正比是声光频谱仪测频的基本原理，但实际中衍射的非线形效应会引起衍射光峰值偏转误差较大。为减小频率测量方差，需对衍射光强数据做相应处理。对CCD背景噪声的数字特征分析，以背景噪声数学平均值为阈值做去噪处理。根据最小二乘法原理，对衍射光强数据做一次高斯函数拟合，拟合数据与光强数据相关系数为0.997 6。在现有测试光学平台下，根据衍射光强峰值位置估计的频率测量方差为542.5 kHz2，利用拟合高斯函数中心值估计的频率测量方差为31.8 kHz2。为减小声光频谱仪频率测量方差提供了理论支持。
测量方差 声光测频 高斯拟合法 最小二乘法 variance of measured error acousto-optic frequency measurement Gaussian fitting method least squares method
1 装备学院 研究生管理大队, 北京 101416
2 装备学院 航天指挥系, 北京 101416
光度曲线反演空间目标形状和姿态等参数为空间目标监视与识别提供了新的技术途径。首先分析了基于光度曲线反演空间目标信息的必要性, 之后通过关注和跟踪国内外最新发展情况, 全面总结了目前进行形状反演的3种主流方法的研究现状及优缺点, 对3种反演方法进行了比较分析, 指出基于非线性滤波技术的形状反演方法是未来的主要发展方向, 并分析了3种非线性滤波技术的优缺点。最后针对反演存在的问题, 指出了基于改进的实时性更好的粒子滤波算法, 融合多种传感器信息反演几何形状和表面材料更为复杂的空间目标是下一步研究发展的主要方向。
光测数据处理 空间目标 光度曲线 地基探测 形状模型 photometric data processing space target lightcurve ground-based detection shape model
