1 上海大学机电工程与自动化学院精密机械工程系，上海 200072
2 上海瑞立柯信息科技有限公司，上海 200233
3 宁波维真显示科技股份有限公司，浙江 宁波 315105
全息技术是实现空间悬浮真三维（3D）显示的重要方法。空间光调制器（SLM）作为当前唯一的实时动态全息真3D图像投射仪器，像素量、分辨率等不足限制了其在空间悬浮真三维显示领域的应用。研究多SLM拼接实现高分辨低噪声的空间悬浮真3D显示，首先通过菲涅耳层析法结合空间坐标变换技术，计算获得3D物体360°视角的高分辨率全息图；然后将每张全息图分为相同分辨率的4幅图，加载到阵列式拼接的4个SLMs上，滤除一阶之外的光束后，再现出完整的具有高信息容量高分辨率的全息3D实像；最后利用超声雾化介质进行承载，实现实时动态空间悬浮真3D显示。另外，利用时间平均法对重建像进行噪声抑制研究，实验结果证明该方法可有效地提升空间悬浮全息显示图像的质量。
全息真三维显示 空间悬浮动态显示 多空间光调制器拼接 超声雾化介质 时间平均法 激光与光电子学进展
2023, 60(8): 0811021
采用目前方法进行脉冲激光测距时，无法消除正弦函数产生的时间累积误差，存在重构精度低和测距误差大的问题。提出ARM嵌入式支持下高精度脉冲激光测距研究方法，该方法在脉冲激光测距中引入ARM嵌入式高速核处理器，进行多帧相关检测、自适应门限检测和滤波降噪，并通过多点平均法消除脉冲激光测距过程中存在的时间累积误差，在此基础上通过差频测相方式提高脉冲激光测距的精度。实验结果表明，所提方法的重构精度高、测距误差小。
ARM嵌入式高速核处理器 脉冲激光测距 自适应门限检测 多点平均法 差频测相 ARM embedded high-speed core processor pulse laser ranging adaptive threshold detection multi-point averaging method difference frequency phase measurement
长江大学 城市建设学院, 湖北 荆州 434023
该文提出了一种利用压电陶瓷传感器对玻璃纤维(GFRP)管约束碳纤维混凝土组合柱损伤进行实时监测的方法。试验以碳纤维含量和混凝土强度等级为变量制作了9个构件, 将一对压电陶瓷传感器作为应力波发射器和接收器埋入玻璃纤维(GFRP)管中进行轴压试验。通过对比不同荷载情况下的能量幅值, 并采用移动平均法对监测数据进行平滑处理, 实现了对构件的实时损伤监测。结果表明, 试验现象与监测结果相符。此方法能对纤维增强混凝土柱的损伤进行较准确的实时监测, 且采用移动平均法处理后的损伤识别更精确。
压电陶瓷传感器 纤维增强材料(FRP) 损伤监测 波动法 移动平均法 piezoelectric ceramic sensor fiber reinforced polgmer(FRP) damage detection wave method moving average method
1 Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei23003,China
2 Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei23003,China
3 Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei23003,China
针对红外强度图和红外偏振度图融合问题，提出了基于烟花算法优化空域加权平均法的智能图像融合方法。在构建优化问题模型的基础上，确定了烟花算法的边界条件。通过引入相对熵权值建立了基于综合相对熵的适应度函数。最后，与6种典型的传统融合方法在“ground”、“truck”、“car”3组红外强度和偏振度图像数据上进行了融合实验，对融合结果进行了客观评价和视觉效果评价。实验结果表明：所提方法可以有效实现红外强度图和红外偏振度图的融合，较好保留了红外强度和红外偏振特征。综合视觉效果和客观评价结果，在相对熵、总结构相似性、总互信息指标上优于比较算法。
烟花算法 群体智能 红外偏振图像 智能融合 加权平均法 fireworks algorithm swarm intelligence infrared polarization image intelligent fusion weighted averaging method
1 江苏大气海洋光电探测重点实验室, 江苏 南京 210044
2 南京信息工程大学 物理与光电工程学院, 江苏 南京 210044
3 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 21004
为了对光纤输出光斑的均匀性进行检测, 提出了一种基于成像法, 采用区域平均法对光纤光斑均匀性进行检测的方法。首先利用数码相机对实验装置获得的光纤光斑进行采集, 再结合区域平均法对图像逐次分区进行均匀度检测, 计算出整体和各个小区域的均匀度以获取图像均匀度最佳的区域。同时引入了均匀深度的概念, 作为一种判断光源均匀性好坏的依据。结果表明, 调节后的光斑均匀性达到了99.7%以上。通过对调节前后实验装置得到的光斑进行对比分析, 并与理论计算的光纤输出光斑分布比较, 验证了该方法的有效性。
光纤远场光斑 均匀性检测 成像法 区域平均法 fiber far-field spot uniformity detection imaging method regional averaging method
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 安徽省环境光学监测技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
4 桂林电子科技大学, 广西 桂林 541004
针对活体荧光光谱不稳定引起的蓝藻门活体藻类定量误差问题，以实验室培养的4种类6个生长期的48个蓝藻样品为研究对象，通过测量样品叶绿素a和藻蓝蛋白的含量，结合藻类活体三维荧光光谱，研究了不同藻种种类、生长期和生长环境下蓝藻细胞色素组成和色素荧光效率的差异；定量分析不同条件对藻类活体荧光光谱不稳定性的影响，获得了不同条件下的光谱不稳定性权重谱；在此基础上，构建基于加权平均方法的蓝藻门活体藻类加权荧光光谱；比较了加权荧光光谱与不同条件下归一化荧光光谱对样品集的测量结果。结果表明：加权荧光光谱能有效降低荧光测量法对藻种种类、生长期、生长环境的依赖性，提高蓝藻门叶绿素浓度的测量准确性；测量结果的相对误差为0.1%~30.4%，平均相对误差为12.8%，相对误差最大可降低104.1%。
光谱学 三维荧光光谱 活体荧光 加权平均法 蓝藻 叶绿素a
东莞理工学院 计算机学院, 广东 东莞 523808
在经典力学框架内和偶极近似下, 利用Moriere势把粒子运动方程化为了具有软硬弹簧特性的广义Duffing方程, 利用平均法分析了系统在主共振线附近的运动行为; 对系统的稳定性和弛豫行为进行了讨论, 并导出了系统的临界参数。结果表明, 系统的稳定性与参数有关, 适当调节这些参数, 系统的稳定性就可以得到保证。
晶体摆动场辐射 Moriere势 平均法 稳定性 crystalline undulator radiation Moriere potential average method stability
考虑光子晶体中场局域效应, 在等效介质理论的基础上利用场平均法得到二维三角格光子晶体的等效折射率.该折射率与平面波展开法得到的结果非常吻合.考虑慢光效应对非线性效应的增强, 引入慢光增强因子得到该光子晶体的等效非线性折射率系数.该光子晶体的等效非线性折射率系数表现出强烈的色散效应, 即随归一化频率的增加而逐渐减小, 达到最小值后迅速递增, 体现了场局域效应和慢光效应对光子晶体中非线性效应的共同作用.本文研究对利用人工微结构调控光学非线性效应具有一定参考价值.
非线性效应 等效非线性折射率系数 场平均法 光子晶体 场局域效应 慢光效应 等效折射率 Nonlinear effect Effective nonlinear refractive index coefficient Field averaging method Photonic crystal Local-field effect Slow-light effect Effective refractive index
东莞理工学院 计算机学院, 广东 东莞 523808
试图用传统方法把自由电子激光推向更短波长在技术上遇到了严重挑战。利用晶体摆动场辐射作为短波长相干光源引起了人们的广泛注意。利用Lindhard势, 在经典力学框架内把粒子运动方程化为广义Duffing方程, 利用平均法分析了粒子在次共振附近的运动行为; 并对系统的跳跃现象和临界特征进行了讨论。结果表明, 系统的稳定性与其参数有关, 只需适当调节这些参数, 稳定性就可以在原则上得到保证。
晶体摆动场辐射 广义Duffing 方程 平均法 次共振 crystalline undulator radiation generalized Duffing equation average method second resonance
1 中国科学院 长春光学精密机械及物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
3 中国人民解放军防化研究院, 北京 102205
针对利用高精度菲索型干涉仪和旋转平均法对光学元件进行面形绝对检测时对旋转精度的要求, 提出了一种旋转误差校正模型来修正面形绝对检测中的旋转非对称项误差。首先基于经典N步旋转平均法理论, 通过泽尼克多项式给出面形误差的数学表达形式; 然后根据旋转角度所引起的误差修正泽尼克系数进而修正旋转非对称项误差; 最后用数值仿真及实验的方法验证了校正模型的正确性。在旋转角度误差为0.1°条件下的仿真结果显示: N步旋转平均法所得面形误差RMS值为真实面形的10.13%, 校正后面形误差RMS值为真实面形的6.79%; 实验结果显示: N步旋转平均法所得面形误差RMS值为真实面形的10.28%, 校正后面形误差RMS值为真实面形的5.77%。这些结果证明所提出的校正模型准确可靠, 提高了旋转平均法的检测精度。
菲索干涉仪 旋转平均法 旋转非对称项面形误差 面形绝对检测 泽尼克多项式 Fizeau interferometer rotational averaging method rotationally asymmetric surface deviation absolute flatness detection Zernike polynomial
