期刊基本信息
创刊:
1972年 • 月刊
名称:
光子学报
英文:
ACTA PHOTONICA SINICA
主管单位:
中国科学院
主办单位:
中国科学院西安光学精密机械研究所;中国光学学会
出版单位:
科学出版社
主编:
郝跃
ISSN:
1004-4213
刊号:
CN 61-1235/O4
电话:
029-88887564
邮箱:
地址:
陕西省西安市长安区新型工业园信息大道17号47分箱
邮编:
710119
定价:
120元/期

本期栏目 2009, 38(2)

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光子学报 第38卷 第2期

作者单位
摘要
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,西安 710119
2 中国科学院研究生院,北京 100049
3 意大利圣安娜学院,比萨 56127
将正色散值较小的掺铒光纤引入传统的环形腔构成了低阈值的展宽脉冲锁模激光器.通过使用这种掺铒光纤,激光器的锁模阈值大大降低,激光器的自起振泵浦功率仅为90 mW,而且在29 mW的低泵浦功率时仍然可维持稳定的锁模状态.实验中获得了脉冲宽度为175 fs,光谱半高宽为40 nm,重复频率为33 MHz的锁模脉冲输出.激光器工作稳定,光谱干净光滑.
低阈值 展宽脉冲 非线性偏振旋转 锁模 环形腔 Low threshold Stretched-pulse Nonlinear polarization evolution Mode-locked Ring cavity 
光子学报
2009, 38(2): 237
作者单位
摘要
苏州大学 信息光学工程研究所,江苏 苏州 215006
利用波长为351 nm的半导体泵浦全固态脉冲激光器,采用双光束干涉方法,对蒸镀在石英玻璃衬底上的铬薄膜直接刻蚀形成微光栅结构的方法进行了实验研究.通过实验,分析了激光能量和脉冲数与微光栅结构槽形和一级衍射效率之间的关系.利用光学显微镜和原子力显微镜检测分析光栅槽形,测得槽深为253 nm的最佳微光栅结构,并测得其在波长为532 nm的激光的一级衍射效率为6.5%.结果表明:在激光能量为1 150 μJ时,适当增加曝光脉冲数有利于提高制备光栅的槽深和一级衍射效率.
纳秒激光 微光栅结构 衍射效率 刻蚀 Nanosecond laser Micro-grating structure Diffraction efficiency Ablation 
光子学报
2009, 38(2): 241
作者单位
摘要
四川大学 激光物理与化学研究所,成都 610064
引入部分相干余弦-高斯光束,推导出部分相干余弦-高斯光束通过近轴ABCD光学系统的传输公式和M2因子,研究了部分相干余弦-高斯光束通过像散透镜的传输特性.结果表明,部分相干余弦-高斯光束的M2因子与部分相干余弦-高斯光束的空间相干参量和离心参量有关,但与透镜的像散系数无关.适当选取空间相干参量,离心参量或像散系数,在几何焦面处可得到类高斯、平顶和空心等不同的光强剖面,实现部分相干余弦-高斯光束的空间整形.
部分相干余弦-高斯光束 M2因子 空间整形 空间相干参量 像散 Partially coherent cosh-Gaussian (CsG) beam M2 factor Spatial beam shaping Spatial coherence parameter Astigmatism 
光子学报
2009, 38(2): 245
蔡虹 1,2,*周军 1冯涛 3章健 3[ ... ]魏运荣 1
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
2 中国科学院研究生院,北京 100049
3 中国科学院上海硅酸盐研究所,上海 200050
研究了国产透明陶瓷Nd∶YAG和Nd∶YSAG的光学和激光性能.介绍了透明陶瓷Nd∶YAG和Nd∶YSAG的制作方法及其光谱性能,报道了相应的激光实验结果.对于Nd∶YAG薄片激光器,得到了中心波长1 064.2 nm,半高全宽为0.89 nm的激光输出,泵浦阈值功率0.267 W,最大激光输出功率0.319 W.对于Nd∶YSAG薄片激光器,由于荧光寿命比较长,可实现高掺杂,输出激光的中心波长为1 063.8 nm,半高全宽为1.6 nm,最大激光输出功率为0.356 W,斜率效率达23.2%,结果证明国产Nd∶YSAG陶瓷适用于短脉冲薄片激光器.
激光器 陶瓷激光 国产陶瓷薄片 Nd∶YAG和Nd∶YSAG Lasers Ceramic laser China-made ceramic disk Nd∶YAG and Nd∶YSAG 
光子学报
2009, 38(2): 250
张秀达 1,2,*严惠民 1,2羊华军 1,2李燕 1,2
作者单位
摘要
1 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室
2 浙江大学国家光学仪器工程技术研究中心,杭州 310027
提出了基于半正弦波-方波相关法的凝视成像三维激光雷达.用傅里叶级数展开对新方法进行了分析.理论分析表明,半正弦-方波相关可以在抑制高频噪音的同时加大调制的交流分量.基于新相关方法的探测系统可以在不损失测距准确度的条件下可以获得更大的输出光功率从而获得更大的探测距离.采用基于新方法的探测装置对~70 m外约100 m2的目标进行了探测实验.实验结果表明,基于新方法的激光雷达在60 m处的分辨率约为0.3 m,从而验证了理论分析的结论.
半正弦波 凝视激光雷达 调制深度 三维成像 Half-sin wave Fixing laser radar Modulation depth 3D Imaging 
光子学报
2009, 38(2): 255
作者单位
摘要
四川大学 激光物理与化学研究所,成都 610064
推导出了高阶贝塞耳光束通过有光阑近轴ABCD光学系统传输的解析公式,用以研究了高阶贝塞耳光束被光阑衍射位相奇点的演化特性.结果表明:高阶贝塞耳光束经光阑系统衍射后,中心光涡旋始终存在,拓扑电荷守恒,但涡旋核大小会随光阑半径、传输距离和光束阶数而变化;随光阑半径和传输距离变化,圆刃型位错会消失或产生.
奇点光学 高阶贝塞耳光束 光阑衍射 光涡旋 圆刃型位错 Singular optics Higher-order Bessel beam Diffraction by an aperture Optical vortex Circular edge dislocation 
光子学报
2009, 38(2): 259
作者单位
摘要
1 浙江大学 信息科学与电子工程系,杭州 310027
2 浙江大学 信息科学与电子工程系,杭州 310027
基于波导的几何光学理论,并考虑谐振腔的品质因素或光子寿命,给出了毫米级圆碟回音壁模式谐振时的条件,应用光子隧道效应,分析了输入输出波导与圆碟的耦合特性,详细分析并给出了品质因素为5×105环形电极铌酸锂圆碟调制器中回音壁模式与波导的耦合与限制条件.提出一种利用铌酸锂Mach-Zehnder波导与同质材料圆碟构成的微波接收转换装置,该装置能够实现推挽操作,在具有较高频率分辨特性的基础上能进一步降低驱动电压,而且器件尺寸进一步减小.
光载无线通信 共振腔 回音壁模式 铌酸锂 波导 光子隧道效应 耦合 ROF Resonator Whispering gallery mode Lithium niobate Waveguide Photon tunneling effect Coupling 
光子学报
2009, 38(2): 264
作者单位
摘要
1 大连民族学院 光电子技术研究所,辽宁 大连 116600
2 大连海事大学,辽宁 大连 116026
针对紫外固化技术领域中新型大功率365 nm UV-LED光源进行了拓展性应用研究.提出了空间阵列排布实现能量累加的技术方案,给出了其优化设计原理与软件实例仿真结果.结果证明:该二维空间阵列光学设计方案的正确性和可行性,完全可以实现应用现场的实际光学技术指标(辐照度、光斑尺寸、后工作距离、光斑等);其中指标要求在辐照面实现50 mm×10 mm线状辐照光斑,后工作距离≥50 mm,辐照度≥1 W/cm2,辐照面光斑分布均匀,设计出的空间阵列光学系统在结构上实现了最高优化设计.
光学设计 紫外二极管 阵列 紫外固化 Optical design UV LED Array UV curing 
光子学报
2009, 38(2): 268
作者单位
摘要
华南师范大学 物理与电信工程学院,广州 510006
基于一维光子晶体超晶格理论及耦合腔理论,提出了一种具有多个平顶透射峰的超晶格结构.把传统单一材料的耦合腔换成有限周期的光子晶体结构,形成一种超晶格结构.通过使插入的光子晶体的光场有效耦合,能够产生多个平顶透射峰.运用传输矩阵法,研究了该结构的光谱特性以及结构和材料参量对透射峰的位置和半峰全宽的影响.计算结果表明,该结构具有较宽的带隙,并且多个平顶透射峰对称分布,透射率高,误差容忍度好.详细讨论了透射峰确切位置的计算方法,并给出了严格的解析表达式.
光子晶体 超晶格 多通道滤波 平顶透射峰 Photonic crystal Super-lattice Multiple-channeled filtering Flat-top transmission peaks 
光子学报
2009, 38(2): 272
闫凌云 1,2,*韩培德 1,2谌静 2张彩丽 1,2[ ... ]许并社 1,2
作者单位
摘要
1 太原理工大学新材料界面与工程教育部重点实验室
2 太原理工大学材料科学与工程学院
3 太原理工大学化学化工学院,太原 030024
利用传输矩阵方法,研究了金属Ag插层对C60/AlN一维光子晶体带隙宽度以及反射率的影响.结果表明:在C60与AlN之间插入Ag组成的[C60/Ag/AlN]n一维光子晶体,与未插入Ag层相比可使带隙增宽73.91%,最大反射率提高到91.01% .该结构可望用于制作紫外线波段的宽带反射镜.
光子晶体 金属插层 传输矩阵法 Photonic crystals Metallic cladding Transfer matrix method 
光子学报
2009, 38(2): 277
作者单位
摘要
国防科学技术大学 材料工程与应用化学系,长沙 410073
采用溶剂蒸发对流自组装法将单分散SiO2微球组装形成三维有序胶体晶体模板,用低压化学气相沉积法填充高折射率材料锗,酸洗去除SiO2模板,获得了锗反蛋白石三维光子晶体.通过扫描电镜、X射线衍射仪和紫外-可见-近红外光谱仪对锗反蛋白石的形貌、成分、结构和光学性能进行了表征.结果表明:锗在SiO2微球空隙内具有较高的结晶质量,填充致密均匀.通过改变沉积工艺,可控制锗的填充率;制备的锗反蛋白三维光子晶体具有明显的光学反射峰,表现出光学带隙效应.测试的光学性能与理论计算基本吻合.
锗反蛋白石 光子晶体 低压化学气相沉积 溶剂蒸发对流自组装 Germanium inverse opal Photonic crystal Low pressure chemical vapour deposition Solvent vaporization convection self-assembly 
光子学报
2009, 38(2): 281
作者单位
摘要
吉林大学 通信工程学院,长春 130012
利用传输矩阵法研究了对称结构和非对称结构一维光子晶体微谐振腔的调谐特性和品质因子.研究发现:当缺陷层光学厚度增加时,缺陷模中心波长也会随着增加即向长波方向移动,微谐振腔的调谐特性与缺陷层两边介质的折射率有关;相比于对称结构,非对称结构能在较小的缺陷层光学厚度变化范围内实现较大波长范围的线性调谐;品质因子随缺陷层厚度的增加先增大后减小,在缺陷模中心波长为λ0时可达最大值;高低折射率介质层的排布对微谐振腔品质因子有影响.
光子晶体 微谐振腔 缺陷模 调谐特性 品质因子 Photonic crystal Micro-cavity Defect mode Tuning characteristics Quality factor 
光子学报
2009, 38(2): 285
作者单位
摘要
1 燕山大学 物理系,河北 秦皇岛 066004
2 南昌大学 物理系,南昌 330047
利用传输矩阵方法研究了含负折射率缺陷的一维光子晶体的透射谱.以19个周期的1/4波堆存在3个负折射率缺陷的光子晶体为例进行了数值计算.结果表明:如果改变缺陷的折射率,缺陷模之间的耦合作用将发生改变,带隙中形成的杂质带也随之改变; 当这个折射率取适当值时,在禁带中出现多个尖锐的透射峰,与正折射率缺陷构成的杂质带不同.
光子晶体 负折射率缺陷 杂质带 滤波 Photonic crystal Negative refractive index defect Impurity band Filter 
光子学报
2009, 38(2): 289
作者单位
摘要
吉林大学 通信工程学院 光通信系,长春 130012
在光子晶体的缺陷层内掺入Kerr介质,基于Kerr非线性效应导致的缺陷态迁移原理,设计了两种一维光子晶体全光开关结构.应用时域有限差分(FD-TD)法,编制Matlab计算程序,对全光开关进行数值特性分析.讨论频率混合效应对全光开关的影响.观察光子局域效应增强光子晶体非线性的现象,验证了光子局域效应与光子晶体完整周期结构的层数有关,层数太少光子局域效应不明显.
光子晶体 全光开关 非线性 频率混合 光子局域 Photonic crystals All-optical switching Nonlinearity Frequency mixing Photonic localization 
光子学报
2009, 38(2): 293
作者单位
摘要
1 青岛大学 物理科学学院,山东 青岛 266071
2 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
研究了电场在介质膜光栅结构中的增强效应对其抗激光损伤阈值的影响.使用傅里叶模式方法计算了电场在介质膜光栅浮雕结构内的分布.数值分析表明:电场在介质膜光栅中增强的最大值为入射光的2倍,其最大的位置出现在相对于入射光对面的光栅槽侧壁。实验测试介质膜光栅样品在1 064 nm和12 ns, 51.2°和TE偏振光入射时,其抗激光损伤阈值为6.61 J/cm2.对损伤形貌进行扫描电镜精确分析,发现介质膜光栅的初始损伤产生于电场在介质膜光栅内增强最大的位置处.
激光损伤阈值 电场增强 介质膜光栅 Electric field enhancement Laser induced damage threshold Multi-layer dielectric grating 
光子学报
2009, 38(2): 298
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
2 华东师范大学 电子工程系,上海 200062
采用反应性磁控溅射法制备了NiOx薄膜,并结合椭圆偏振仪、XRD和XPS研究了溅射参量对其光学常量的影响.NiOx薄膜的光学常量随着O2/Ar流量比的增大而减小;热退火后,折射率增大而消光系数下降了50%;溅射功率越大折射率也越大,而工作气压越大折射率反而越小.这些变化分别与薄膜中存在间隙O和Ni空位、NiOx分解以及NiOx薄膜的致密度有关.
光学常数 NiOx薄膜 溅射参数 Optical constant NiOx Thin films Spurtting parameters 
光子学报
2009, 38(2): 302
作者单位
摘要
曲阜师范大学 激光研究所,山东 曲阜 273165
为了提高Glan-Taylor棱镜的透射率,研究了Glan-Taylor棱镜在可见光波段及1 064 nm波长处减反射膜膜的设计和制备.为提高薄膜和冰洲石晶体的附着力,采用沉积Al2O3为过渡层,ZrO2作缓冲层的方法,用单纯形优化的方法进行膜系优化设计.用电子束沉积和离子束辅助沉积的方法制备了多层减反射膜,并采用石英晶体振荡法监控膜厚和沉积速率.测量结果表明,在可见光波段及1 064 nm波长处的剩余反射率均小于0.5%经测试薄膜与冰洲石晶体的附着力性能良好.
光学薄膜 Glan-Taylor棱镜 减反射膜 离子辅助电子束镀膜 Optical film Glan-Taylor prism Antireflection coatings Electron beam evaporation by ion assisted depositi 
光子学报
2009, 38(2): 307
作者单位
摘要
西北工业大学 理学院 光信息科学与技术研究所,陕西省光信息技术重点实验室,西安 710072
针对磁致伸缩材料在弱磁场传感器领域的应用需要,采用迈克耳逊干涉原理实验测量了零应力条件下Tb-Dy-Fe材料和Fe-Ga合金的磁场响应灵敏度,以及不同应力下Fe-Ga合金的磁场响应特性和温度响应特性.实验结果表明:在零应力,外加磁场16 mT条件下,Fe-Ga合金的磁场响应灵敏度远高于Tb-Dy-Fe材料,更合适作为弱磁场传感器敏感材料;同时,在1.2 MPa预应力和26 mT偏置磁场下,Fe-Ga合金材料具有较好的磁场响应灵敏度和较大的饱和磁致伸缩系数,因而处在最佳工作状态.所得到的材料的磁场和温度响应曲线可作为弱磁场传感器参量设计的参考依据.
弱磁场传感器 磁致伸缩材料 Fe-Ga合金 Tb-Dy-Fe材料 Weak magnetic sensor Magnetostrictive material Fe-Ga alloy Tb-Dy-Fe material 
光子学报
2009, 38(2): 311
作者单位
摘要
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,西安 710119
利用半导体光放大器模型和仿真软件对全光非归零码到归零码的变换进行了数值仿真.在仿真结果的基础上,实现了基于半导体光放大器和光滤波器的10 Gbps的全光非归零码到归零码的变换试验.试验结果显示在RZ码输入功率为-15 dBm时,该变换的误码率为1.0×10-9.
非归零码 归零码 半导体光放大器 带通光滤波器 Non return-to-zero (NRZ) Return-to-zero (RZ) Semiconductor optical amplifier (SOA) Optical band-pass filter (OBPF) 
光子学报
2009, 38(2): 315
王昌 1,*张娟 2
作者单位
摘要
1 上海大学 通信与信息工程学院 特种光纤与光接入网省部共建教育部重点实验室,上海 200072
2 上海大学 通信与信息工程学院 特种光纤与光接入网省部共建教育部重点实验室,上海 200072
用两面镜级联的GT腔代替Michelson干涉仪的两面全反射镜,通过MGTI中的GT腔镜面反射率、腔长、干涉仪臂长差等结构参量的选择,得出了宽口和窄口输出谱3 dB处带宽比分别为1.69、1.83、2.13和2.14的四组不等带宽、隔离度高、通带平坦且周期不等的输出光谱,并系统分析了这些结构参量对输出光谱特性的影响.模拟结果表明:可用此类MGTI结构设计出不同带宽比的不等带宽interleaver;输出光谱的平坦特性由GT腔镜面反射率决定,镜面反射率主要影响输出谱的通带带宽与隔离度,且对两者的影响程度不同;选择适当的GT腔腔长和臂长差可得到不同的光谱周期.
密集波分复用 梳状滤波器 Gires-Tournois谐振腔 不等带宽 Dense wavelength-division multiplexing Interleaver Gires-Tournois etalon Asymmetrical bandwidth 
光子学报
2009, 38(2): 321
作者单位
摘要
西安电子科技大学 计算理论与技术研究所,西安 710071
为了提高光网络资源的利用率,提出一种基于Petri网的Web服务组合最优化选择的方法.根据用户需求使用Petri网对服务组合之间的数据依赖关系建模,利用Petri网的T-不变量得到各种可能组合方案,并对于每种组合方案使用广义随机Petri网分析其性能.实验结果表明:该方法充分利用Petri网善于描述、分析、评价分布式系统的优点,得到性能最优的基于光网络资源的服务组合方案.
Web服务组合 Petri网 光网络 Web services composition Petri net Optical networks 
光子学报
2009, 38(2): 325
作者单位
摘要
西华师范大学 物理与电子信息学院,四川 南充 637002
采用多重重要抽样方法,研究了受偏振模式色散和偏振相关损耗损伤的10 Gbit/s光通信系统的功率代价和失效概率.仿真结果表明,光滤波器对功率代价有重要影响.采用法布里-珀罗滤波器的系统比采用四阶高斯型滤波器的系统有更好的性能表现;发现功率代价通常随着啁啾因子的增大而增大,但当啁啾因子为0.5左右时,系统性能达到最好.仿真结果也表明,即使偏振模式色散和偏振相关损耗同时存在,DPSK系统比OOK系统有更强的PMD和PDL耐受性.
光纤通信 偏振模式色散 偏振相关损耗 多重重要抽样法 Optical fiber communication Polarization-mode dispersion Polarization-dependent loss Multiple importance sampling 
光子学报
2009, 38(2): 329
作者单位
摘要
1 长春理工大学 光电工程学院,长春 130022
2 长春工业大学 电气与电子工程学院,长春 130012
对大气激光移动通信的调制方式进行了研究,介绍了OOK、PPM、DPPM、DPIM及DH-PIM调制方式并分析了其各项性能指标,提出一种H-PPM调制方式并与其它调制方式进行了比较.该方式在继承标准PPM优良误码特性的同时,在接收端解调时不需要符号同步,简化了接收机的设计,降低了系统实现的难度.理论分析和仿真结果表明,此H-PPM调制方式可以满足移动车辆间短距离、高可靠性、小数据容量激光通信的需要.
大气激光通信 调制方式 移动通信 误码率 可靠性 Atmosphere laser communication Modulation scheme Mobile communication Bit error rate Reliability 
光子学报
2009, 38(2): 334
作者单位
摘要
1 南开大学 现代光学研究所,天津 300071
2 中国电子科技集团公司第46研究所,天津 300220
报道了溶液掺杂法制备Er-Yb共掺双包层光纤的技术.采用改进的化学汽相沉积研制工艺,制作了SiO2-P2O5-F的光纤阻挡层和SiO2-GeO2-P2O5的疏松芯层,利用疏松芯层在YbCl3、ErCl3溶液中的浸泡吸收作用,成功研制出Er、Yb离子浓度比分别为1∶13和1∶8两个光纤样品,其中样品2在976 nm泵浦波长处的有效吸收系数最大达到2 dB/m,分析和讨论了光纤的损耗谱和荧光特性.
双包层光纤 Er-Yb共掺 MCVD研制工艺 荧光特性 Double-clad fiber Er-Yb co-doped MCVD manufacture technics Fluorescence characteristic 
光子学报
2009, 38(2): 339
作者单位
摘要
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,西安 710119
对直接挤出法制备梯度型聚合物光纤的工艺流程进行了分析,根据双组分混合物折射率计算理论和梯度型聚合物光纤径向折射率分布函数,计算了梯度型聚合物光纤单位长度中所含掺杂剂的质量;将非稳态扩散理论和有限差分法结合起来,对梯度型聚合物光纤折射率分布的形成进行了理论研究,建立了数学物理模型,得到描述梯度型聚合物光纤径向折射率形成的普遍性近似方法.
梯度型聚合物光纤 折射率分布 数学物理模型 有限差分法 Graded index polymer optical fiber Refractive index distribution Mathematical model Finite difference method 
光子学报
2009, 38(2): 343
作者单位
摘要
1 重庆交通大学 西南水运工程科学研究所,重庆 400016
2 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400030
利用3×3耦合器解调算法实现对光纤沿线破坏行为的探测及预警.在确定破坏行为发生的基础上,通过将光源切换为窄带光源,使Mach-Zehnder干涉系统工作.利用互相关方法实现对破坏行为的精确定位.详细介绍并分析了该方法的系统光路和探测定位原理.
光纤光学与光通信 分布式传感 预警 探测 定位 Optical fiber optics and optical communication Distributed optic fiber sensor Early-alarm Detecting Locating 
光子学报
2009, 38(2): 347
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学 航天学院,哈尔滨 150001
2 国防科技大学 物理系,长沙 410073
3 哈尔滨工业大学 航天学院,哈尔滨 150001,
在LiNbO3中掺入0.2 mol% MnO和0.1 mol% Fe2O3,采用顶部籽晶法生长了双掺杂近化学计量比铌酸锂晶体.紫外吸收测试结果表明,晶体成分趋近于化学计量比.采用二波耦合光路测试了晶体的光折变性能.晶体的指数增益系数达到28 cm-1,衍射效率为68.3%,响应时间为亚秒级.利用晶体进行了体全息存储实验,实验结果显示,双掺杂近化学计量比晶体的图像存储质量明显好于相同掺杂的同成分晶体,记录速度较同成分晶体提高了二个数量级.
铌酸锂 双掺杂 近化学计量比 光学性质 Lithium niobate Co-doped Stoichiometric Optical properties 
光子学报
2009, 38(2): 352
作者单位
摘要
1 湖南文理学院 物理与电子科学学院,湖南 常德 415000
2 重庆文理学院 物理与信息工程系,重庆 402168
讨论了用双频光栅方法对包含突变成份的物体产生的变形条纹进行傅里叶变换时,可能会出现频谱混叠问题.推出了低频光栅的频谱f1与高频光栅的频谱f2不相互混叠的条件,分析了探测器非线性会引起同一光栅间频谱发生混叠情况.考虑到通常情况下低频光栅频谱f1与高频光栅频谱f2的混叠起主要作用,因此在该情况下用计算机仿真与实验验证了:当f2<2f1时,f1与f2相互混叠,物体面形难以恢复;当f2>2f1时,f1与f2不相互混叠,物体面形恢复得很好.
傅里叶变换轮廓术 双频光栅 频谱混叠 探测器非线性 抽样 Fourier transformation profilometry Dual-frequency grating Frequency overlapping Nonlinearity of detector Sampling 
光子学报
2009, 38(2): 356
作者单位
摘要
哈尔滨工业大学 航天学院 航天工程系,哈尔滨 150001
基于体全息的反射式记录原理,设计并搭建了不同于传统透射式光路的紧凑型反射式体全息存储光路,提出一种新的采用双透镜共焦方法实现数据存储的角度复用方案.通过此系统实现了单点2 000幅图像的连续存储.实验结果表明,反射式光路可以增大全息图的衍射率进而提高存储图像的质量;而双透镜共焦方案易实现且便于控制,可以实现图像的连续存储和高准确度复用;同时减少了光学系统的复杂度,并把复用维度从一维扩展到了水平和垂直二维方向,提高了存储的密度.
体全息存储 角度复用 双透镜共焦 反射式 Volume holographic storage Angle-multiplexel Tow-lens confocal Reflection type 
光子学报
2009, 38(2): 361
作者单位
摘要
国防科技大学 机电工程与自动化学院 精密工程实验室,长沙 410073
为了满足大型光学镜面加工对在位检测的需求,探索了一种应用相位恢复技术的新型镜面测量方法.构建了基于离焦光场的相位恢复测量系统并实现了与此系统相适应的相位恢复算法,此测量系统结构简单且不易受环境振动影响.在此系统基础上,详细分析了各种误差因素以及系统测量准确度和测量范围,并针对在位检测的特点和要求,研究了此方法在应用中的可靠性.对一面口径430 mm的球面反射镜进行了分平台在位测量实验.实验中分析了不同测量参量对测量结果的影响.相位恢复测量与干涉测量结果对比较为吻合.理论分析和实验都表明该方法切实可行,检测准确度满足光学镜面研抛加工要求.
应用光学 相位恢复 镜面面形测量 在位检测 Applied optics Phase retrieval Mirror surface testing On-site testing 
光子学报
2009, 38(2): 365
作者单位
摘要
中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
为了解决理论测量中,光学渡越辐射焦平面的空间角分布与像平面的束剖面光路互相影响,难以同时测量,提出了一种新型的光学渡越辐射光学特性的测量方法.介绍了其光路原理和结构方案,分析了测量结构中的OTR镜头、分光棱镜与铅屏蔽结构的技术难点与解决方法.结果表明:系统克服了单功能测量、成像质量差等缺点,在ICCD相机上能够同步获得较好的光学渡越辐射的束剖面和空间角分布图案,且基本屏蔽了对图像采集有着强烈干扰的X-射线等高能辐射.
光学渡越辐射 光学渡越辐射镜头 分光棱镜 铅屏蔽 Optical transition radiation OTR lens Beamsplitting prism Lead shield 
光子学报
2009, 38(2): 371
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
2 中国科学院研究生院,北京 100049
建立了地表反射光模型,计算分析了地球背景反照光对空间目标的照明状况,得知地球背景反照光可以作为天基光电测量相机的辅助照明光源.同时对地气杂光进行了研究,给出了天基光电测量相机地气杂散光指标的设计要求.
天基测量相机 地表反射 地气杂光 Space camera Earth radiation Atmosphere-earth straylight 
光子学报
2009, 38(2): 375
作者单位
摘要
成都精密光学工程研究中心,成都 610041
根据随机畸变激光波前入射确定束匀滑位相板的模型,利用随机理论分析了光束通过位相屏后的传输特性、透射光远场分布的统计均值和方差.通过计算得知远场分布的方差与位相屏的傅里叶谱的平方成正比.利用数值模拟计算了随机生成的两个波前分别通过两个位相屏后的远场分布,模拟结果证实了位相屏用于随机相位畸变激光束匀滑的可行性,并显示了匀滑效果.
衍射光学 激光束匀滑 位相板 随机理论 Diffraction optics Beam smoothing Phase plate Random theory 
光子学报
2009, 38(2): 382
作者单位
摘要
怀化学院 物理与电子信息科学系,湖南 怀化 418008
针对经典联合变换相关器的缺陷,提出了基于空域啁啾编码频域斜光束照射的联合变换相关技术.利用空域啁啾编码实现相关峰尖锐;频域平行光斜照射实现自相关峰边缘化、互相关峰中心化,不需要计算机进行数字处理,实时性强.理论分析和实验表明,该方法不仅能获得尖锐的相关峰,而且探测器上只保留了互相关峰,大大提高了识别能力和探测器的利用效率,同时使输入面的空间带宽得到更充分的利用.
联合变换相关 啁啾编码 球面波 互相关峰 自相关峰 Joint-transform correlator Chirp modulation Spherical wave Relative correlation peak Autocorrelation peak 
光子学报
2009, 38(2): 387
作者单位
摘要
1 同济大学 物理系 精密光学工程技术研究所,上海 200092
2 天津津航技术物理研究所,天津 300192
基于三级象差理论,分析了几何象差对正入射望远镜性能的影响,总结了弥散斑角宽度θ随着系统f数和半视场角uP的变化趋势.弥散斑的角宽度θ随着半视场角uP的增大而增大,随着系统f数的增大而减小.当f数小于10或者半视场角uP大于0.005弧度时,弥散斑角宽度θ变化比较剧烈.详细讨论了四种典型的反射系统,Dall-Kirkham系统和反Dall-Kirkham系统的弥散斑角宽尺寸在一个数量级上,大约为卡塞格林系统的十倍.R-C系统的弥散斑角宽最小,几乎是卡塞格林系统的十分之一.通过本文的结论公式可以估算一个光学系统的象差尺寸并避免进行光线追迹.
三级象差理论 极紫外与X射线 反射系统 几何象差 弥散斑角宽 Third order aberration theory EUV and X-ray Reflecting systems Geometrical aberrations Angular blur spot 
光子学报
2009, 38(2): 392
作者单位
摘要
1 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400030
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
为了研究等离子体各向异性及确定高温等离子体中电子束的存在,研制了X射线极化晶体谱仪,探讨了极化光谱学的理论,推演了X射线极化度的计算方法.谱仪能够在两个相互垂直的方向分别对X射线进行探测,垂直方向晶体分析器使用云母球面晶体,水平方向为PET平面晶体,摄谱元件采用成像板.在激光聚变研究中心2×10 J激光装置上进行了摄谱实验.实验结果表明,PET晶体分光效果理想,获得了铝的类He共振线(w)、磁四级M2跃迁x线、互组合跃迁y线以及禁戒谱线z线,适合于研究X射线极化光谱学;云母晶体得到铝的类He共振线,其伴线光谱不明显.分析了谱仪垂直方向信号微弱的原因,提出了改进极化晶体谱仪的方案.
极化度 X射线光谱 晶体谱仪 等离子体诊断 Polarization X-ray spectrum Crystal spectrometer Plasma diagnosis 
光子学报
2009, 38(2): 396
作者单位
摘要
中国科学院安徽光学精密机械研究所 大气光学研究中心,合肥 230031
提出了反演折射率虚部的方法.以光散射为原理的粒子计数器测量光学等效直径,其结果受折射率虚部的影响较大;以粒子飞行时间为原理的粒子计数器测量空气动力学直径,其结果不受折射率虚部的影响.利用两种仪器的测量结果受折射率影响的差异来反演大气气溶胶的折射率虚部.通过与其它独立的测量结果对比表明,该方法反演气溶胶折射率虚部是合理的.
大气气溶胶 粒子计数器 折射率虚部 Aerosol Particle counter Refractive imaginary part 
光子学报
2009, 38(2): 401
作者单位
摘要
电子科技大学 物理电子学院,成都 610054
对大气弱湍流光PPM通信系统中LDPC码的BP 解码算法进行了研究,提出了相应系统模型下的解码算法.通过理论分析和大量计算机仿真,结果表明:采用LDPC的大气弱湍流光PPM通信系统比未编码的大气弱湍流光PPM通信系统的性能好,但是系统的BER性能随着PPM的时隙数的增加而增大.
大气湍流光通信 置信传播 脉冲位置调制 低密度校验码 对数正态 Atmospheric turbulence optical communication Belief Propagation(BP) Pulse Position Modulation (PPM) Low-Density Parity-Check (LDPC) Code Lognormal 
光子学报
2009, 38(2): 405
作者单位
摘要
中国科学院安徽光学精密机械研究所 大气光学研究室,合肥230031
基于Rytov近似和几何光学近似条件下,导出了对数振幅导数方差的解析表达式,证明了该参量主要取决于湍流内尺度、Rytov方差以及Fresnel尺寸大小.在此基础上,给出了光束相位不连续点数密度的修正表达式,分析了相位不连续点数密度随上述湍流参量变化的情况.分析表明在Rytov方差小于1的湍流条件下,不连续点数密度数随Rytov方差的增大而增大,而随湍流内尺度和Fresnel尺寸的增大而减小.
湍流大气 相位不连续点 数密度 对数振幅导数方差 Atmospheric turbulence Phase branch points Density Variance of the log-amplitude derivative 
光子学报
2009, 38(2): 410
作者单位
摘要
北京跟踪与通信技术研究所,北京 100094
利用双光路探测研究了大气条件变化对外场目标激光雷达散射截面测量准确度的影响.将双光路探测应用于比对测量后,推导出了新的比对测量公式,进行了实验验证,并讨论了其适用条件.通过对漫反射板激光雷达散射截面的外场实测,结果表明:利用新的比对测量公式,不仅能有效减小测量过程中因大气条件变化带来的误差,提高测量准确度,而且计算过程较为简单;工程上易于实现.
电子对抗 激光雷达散射截面 测量准确度 大气条件 双光路 Electronic countermeasure Laser radar cross section Measure accuracy Atmosphere condition Two-channel 
光子学报
2009, 38(2): 414
作者单位
摘要
1 中山大学 光电材料与技术国家重点实验室,广州 510275
2 中山大学 光电材料与技术国家重点实验室,广州 510275
用光与物质相互作用的半经典理论研究了超短激光脉冲与构成双量子比特的二体二能级体系的相互作用,对由不同的激发方式引起的独立双路(Independent Double Path-Ways,IDPW)和相干双路径(Coherent Double Path-Ways,CDPW)进行对比.研究结果表明,与单量子比特相比,双量子比特在超短激光脉冲的作用下,表现出更加丰富的相干性.这种相干特性与体系初态、失谐量和激发的路径都有关.同时,可以利用超短激光脉冲对双量子比特的相干激发,通过调节光脉冲面积来实现量子态的操控.
二体二能级体系 双量子比特 超短激光脉冲 量子态的操控 Two two-level system Two-qubit Ultra-short pulse Quantum state control 
光子学报
2009, 38(2): 418
作者单位
摘要
西安电子科技大学 综合业务网与关键技术国家重点实验室,西安 710071
采用半正定算子测量建立了光纤信道压力作用下的误码率分析模型.以熊猫型保偏光纤为例,用所建模型进行了数值分析.结果表明: 相同作用角下,接收端误码随外界压力的增加呈上升趋势;相同压力下,除0和π/2外,接收端误码随着作用角度的增加而增加.在归一化力参量小于0.4或作用角小于π/12时,误码率小于5%.
光纤信道 误码率 半正定算子测量 量子密钥分发 Optical fiber channel BER POVM QKD 
光子学报
2009, 38(2): 422
作者单位
摘要
安徽师范大学 物理与电子信息学院,安徽 芜湖 241000
将玻色湮灭算符的逆算符作用在纠缠相干态的一个模上得到激发纠缠相干态.该量子态是玻色湮灭算符的偶次幂本征态;由于两个场模间的纠缠,在a模上增加光子不但可以使a模的平均光子数增加,也可以使b模的平均光子数发生变化;当a模上增加光子后,两个场模的亚泊松分布特性和Cauchy-Schwartz不等式的破坏都得到了增强,但模间反关联度反而减弱.
玻色算符的逆算符 纠缠相干态 统计性质 Boson inverse operators Entangled coherent states Statistical properties 
光子学报
2009, 38(2): 425
作者单位
摘要
西安电子科技大学 电子工程学院 模式识别与智能控制研究所,西安 710071
提出了一种静止图像压缩的后处理算法.执行了基于Contourlet变换的图像插值迭代方法来恢复图像的高频通带信息,然后该信息和解压图像的高频信息相融合以进一步保护重要的小波系数.在低码率情况下,该算法有助于减小压缩效应并且提高解压图像沿边缘的正则性.在JPEG2 000和SPIHT压缩系统中证实了该方法的性能.仅仅通过一次迭代,后处理图像的峰值信噪比相比于解压图像可提高0.05~0.2 dB.当迭代次数增加时,振铃效应将进一步降低.
静止图像压缩 小波变换 Contourlet变换 图像插值 Still image compression Wavelet transform Contourlet transform Image interpolation 
光子学报
2009, 38(2): 430
作者单位
摘要
北京航空航天大学 机械工程及自动化学院,北京 100083
对用于图像特征定位的标准互相关算子灰度无关特性展开了研究.由于在显微视觉中的大多数图像灰阶较低,接近于三值甚至二值图像;可籍此灰度无关特性对模板匹配的算法进行优化.实验结果表明,标准互相关的灰度无关特性可以在实际中指导设计模板图像,降低相关运算计算速度,以及指导改善照明条件.
图像 模式匹配 相关 灰度 无关 Image Pattern matching Correlation Grey-level Independence 
光子学报
2009, 38(2): 435
作者单位
摘要
1 上海交通大学 图像处理与模式识别研究所,上海 200240
2 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
为了获得具有标识性且易于获取的阴影特征,总结了彩色图像常见的颜色模式,分析和研究了遥感影像中阴影的亮度、色调、饱和度以及阴影区B通道与G通道强度之间的关系等颜色特性.通过系列实验和分析可知:1)彩色遥感影像色调通道中的高亮值对阴影区域的位置具有一定程度的指示作用;2)低亮度是遥感影像中阴影的重要特征;3)同一幅遥感影像阴影区的饱和度在整体上具有一致性;4)同一幅遥感影像上,阴影区像素B通道强度与G通道强度的大小关系具有一定程度上的一致性.利用这四种特征进行自动阴影识别的初步结果,验证了这四种特征在对遥感影像阴影区的综合标识上是有效的,可以作为计算机阴影自动检测方法的建模基础.
阴影特征 阴影检测 阴影识别 图像分割 遥感图像 Shadow property Shadow detection Shadow recognition Image segment Remotely sensed image 
光子学报
2009, 38(2): 441
作者单位
摘要
西安电子科技大学 雷达信号处理国家重点实验室,西安 710071
在描述了调频连续波信号模型以及其外差接收体制特点的基础上,针对传统合成孔径雷达的“一步一停”模型中忽略的平台连续运动引入的多普勒频移项,采用线性调频连续波信号的合成孔径成像激光雷达瞬时距离较传统合成孔径雷达的改变.推导出在该模型下一种适用于机载合成孔径成像激光雷达系统的频率变标算法,一并考虑了在连续波信号模型中多普勒频移项对成像的影响.仿真证明了该算法能有效补偿平台连续运动带来的影响.
激光雷达 合成孔径 频率变标算法 调频连续波 Ladar Synthetic aperture Frequency scaling algorithm FMCW 
光子学报
2009, 38(2): 448
作者单位
摘要
1 郑州轻工业学院 电气信息工程学院,郑州 450002
2 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
提出了一种利用单目视觉测量目标距离的方法.当目标与光学系统的距离变化时,其共轭像面的位置也发生相应的变化,而摄像头的CCD是固定的,因此在CCD上得到的是模糊度不同的图像.利用小波变换对得到的图像进行处理,检测模糊图像边缘的宽度,再利用三次样条插值运算计算出目标至光学系统的实际距离.实验结果表明该方法是可行的.
图像处理 单目测距 边缘提取 模糊度 小波变换 样条插值 Image processing Monocular ranging Edge extract Blur extent Wavelet transform Spline interpolation 
光子学报
2009, 38(2): 453
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
2 中国科学院研究生院,北京 100049
提出了一种自适应提升拉普拉斯金字塔变换与数学形态算子相结合的图像去噪方法.首先对图像进行分解,采用自适应提升拉普拉斯金字塔,然后利用自适应提升拉普拉斯金字塔变换后系数能量的分布特性以及尺度内和尺度间的依赖性,结合数学形态算子的特点,利用数学形态算子对变换系数进行处理,使得重要变换系数与非重要变换系数分离,分别对两个不同的子集采用不同的阈值进行处理后,再将两个子集合起来,进行逆变换重建.实验结果表明,该算法具有良好的去噪效果,同时保留了图像的细节信息,获得了较高的图像信噪比.
拉普拉斯金字塔变换 图像去噪 数学形态学 自适应提升 Laplacian pyramid Image denoising Mathematical morphology Adaptive lifting 
光子学报
2009, 38(2): 457