1 太原科技大学 山西省精密测量与在线检测装备工程研究中心, 山西 太原 030024
2 太原科技大学 环境与安全学院, 山西 太原 030024
3 中国科学院安徽光学精密机械研究所环, 安徽 合肥 230031
氨气排放会对环境以及人体健康造成危害，因此对环境中氨气浓度的高精度监测显得尤为重要。本文基于具有高灵敏度、高响应速度等优点的离轴积分腔输出光谱技术(OA-ICOS)对氨气高精度检测装置进行设计。使用基长30 cm装有反射率为99.99%的高反镜的光学谐振腔作为气体吸收池，实现了近3000 m的光程，将中心波长为1528 nm的分布反馈式激光器（DFB）调谐至6548.611 cm−1和6548.798 cm−1附近，在常温18.6 kPa的气压下对1×10−5~5×10−5范围内NH3进行了检测。测量结果表明NH3浓度与信号幅值的线性拟合度R2可达0.99979。使用Allan方差对实验数据进行分析得到13 s后系统的平均检测极限为9.8×10−9，在103 s时系统的最低检测极限可达7×10−9（S/N~1）。实验结果表明，该检测装置具有良好的稳定性与高灵敏度，满足对氨气高精度检测的需求，本文研究为国内自主研发痕量气体高精度检测设备提供了技术经验。
离轴积分腔输出光谱 氨气 高精度检测 Off-axis integrated cavity output spectroscopy NH3 High-precision detection
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
为判断药物的真伪，检查药物的纯度，以及克服目前化学药物定性定量检测中耗时长、损耗样本、操作繁琐等缺陷，提出了一种基于太赫兹光谱技术的快速且能准确定性和定量药物的检测方法。基于太赫兹吸收光谱，提取了氯雷他定、消旋卡多曲的特征峰频点以及峰下面积差特征，并通过这些信息来对药物进行定性与定量检测。实验结果表明：在定量检测中，太赫兹光谱技术具有高的稳定性及检测精度；质量分数梯度变化的线性拟合相关系数达到99.8%；在结合主成分分析法（principal component analysis，PCA）对其他药物的检测中，太赫兹光谱技术定性检测准确率可达100%，定量检测误差小于0.01。这些结果可为后续药物的快速、准确和无损检测提供参考。
药物 氯雷他定 消旋卡多曲 太赫兹 高精度检测 drugs loratadine racecadotril terahertz high precision detection
西北师范大学物理与电子工程学院, 甘肃 兰州 730070
针对现有能见度检测方法复杂度高和检测精度低的问题,提出了一种基于监控图像的道路能见度检测方法。首先,通过暗亮原色先验理论求取暗亮原色的透射率;然后,利用自适应去雾权值和自适应滤波窗口优化大气光值和大气透射率,将车道线首尾端点的透射率与优化后的暗亮原色透射率一一对应;最后,结合车道线首尾端的距离计算大气消光系数和能见度。实验结果表明,本方法可在100~600 m内实现高精度检测,相对误差小于10%。相比其他方法,本方法的检测效率更快、精度更高且更容易实现。
测量与计量 能见度检测 暗亮原色先验理论 大气消光系数 高精度检测 激光与光电子学进展
2021, 58(6): 0601001
1 合肥工业大学光电技术研究院, 安徽 合肥 230009
2 特种显示与成像技术安徽省技术创新中心, 安徽 合肥 230009
大相对口径离轴凸抛物面镜的加工检测是光学加工检测的重要挑战之一。结合一块口径 为φ100 mm、离轴量为87.5 mm、曲率半径为500 mm的大相对口径离轴凸抛物镜,计算出母镜加工修磨量,并提出 一种工艺球面补偿检测和离轴Hindle球检测相结合的检测方法,有效地避免了单独使用一种检测方法的缺陷,节约了 加工成本并进一步提高了检测精度。最终加工完成的大相对口径离轴凸抛物面镜精度均方根(RMS)优于λ/40(λ=632.8 nm), 表明该方法具有可行性,可广泛用于实际生产加工中。
几何光学 离轴凸抛物面 工艺球面补偿检测 离轴Hindle球检测 高精度检测 geometric optics off-axis convex paraboloid process spherical compensation detection off-axis Hindle ball detection high-precision inspection
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 长春师凯科技产业有限责任公司, 吉林 长春 130033
环形子孔径拼接技术检测大口径、高陡度光学非球面具有低成本、高效率的特点。提出一种基于最小二乘法和泽尼克多项式拟合的环形子孔径拼接方法检测高陡度光学非球面。研究了环形子孔径拼接算法的基本原理, 对环形子孔径的划分方式进行数学公式推导及参数运算, 建立被测非球面的有效数学模型。全口径的拼接结果与原始波面基本一致, 二者PV和RMS差值分别为0.015 1λ、0.004 7λ(λ为632.8 nm),残差的PV和RMS值为0.043 5λ、0.005 2λ, 验证该算法的有效性和准确性。
高陡度 高精度检测 环形子孔径拼接 拼接算法 high-gradient high-precision testing annular sub-aperture stitching stitching algorithm 红外与激光工程
2016, 45(4): 0417001
1 东北电力大学理学院，吉林 长春 132012
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，吉林 长春 130033
为了实现光学系统波像差的高精度检测，引入了改进的光纤相移点衍射干涉仪，介绍了其工作原理，并对干涉仪的关键部件包括激光光源及光纤的参数进行了选择和分析。经测试，激光光源功率稳定性约为1%(10 min)，光斑尺寸在实现最佳耦合效率允许范围内，光束位置稳定度约为6 μm，相干长度为1 cm左右，都在测试精度允许范围内；选择了纤芯直径为3.5μm的单模不保偏光纤，对光纤端面镀半反半透金属膜，实现了较高的条纹对比度和光能利用率，并设计了波前参考源，方便了光纤端面的抛光、镀膜及装卡。最后，利用选择的部件搭建了光纤相移点衍射干涉仪实验装置，为最终能够实现光学系统波像差的高精度检测提供了前期的准备。
高精度检测 光纤相移点衍射干涉仪 光学系统波像差 激光光源 光纤 high accuracy test fiber phase-shifting point diffraction interferome wavefront aberration of optical system laser source fiber
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室, 吉林 长春 130033
为了实现大口径凸面反射镜检测，研究了大口径标准镜组的设计与研制技术。针对口径Φ为350 mm、焦距为4400 mm的标准球面镜组，完成了标准镜头设计分析、面形和曲率半径误差标定以及系统集成与实验验证。光学设计软件模拟分析结果表明镜头设计波像差达到0.0001λ[峰谷值(PV)，λ=632.8 nm]，该标准镜头参考球面标准镜面形加工精度达到0.088λ(PV，λ=632.8 nm)、0.006λ[均方根(RMS),λ=632.8 nm]，某项目Φ为320 mm、R为4092 mm的碳化硅凸面反射镜最终加工检测结果达到0.102λ(PV，λ=632.8 nm)、0.011λ（RMS，λ=632.8 nm）。结果表明采用该大口径标准球面波透镜组为大口径长曲率半径凸面反射镜提供了一种高精度检测的手段，解决了大口径长曲率半径凸面反射镜检测难题，采用该标准球面镜结合基于数字样板的非零位检测方法也可完成浅度非球面或自由曲面面形实时高精度检测。
光学制造 大口径 标准球面透镜组 长曲率半径 高精度检测
