期刊基本信息
创刊:
1974年 • 月刊
名称:
光电工程
英文:
Opto-Electronic Engineering
主管单位:
中国科学院
主办单位:
中国科学院光电技术研究所;中国光学学会
出版单位:
光电工程编辑部
主编:
罗先刚
ISSN:
1003-501X
刊号:
CN 51-1346/O4
电话:
028-85100579
邮箱:
地址:
四川省成都市双流350信箱《光电工程》编辑部
邮编:
610209
定价:
90元/期
光电工程 第44卷 第10期
本文设计了一种带有两个水平侧耦合Fabry-Perot (FP)共振腔的基于金属-绝缘体-金属(MIM)结构的Y型表面等离子体光波导结构。传输谱存在一个较窄的阻带,两个腔的长度相同时,两个输出端的传输谱几乎完全重合;两个腔长度不同时每个输出端的传输谱上的阻带位置也不同,并且当一个输出端透射率达到最小时,另一个输出端的透射率接近最大。通过调节两个FP共振腔的长度、宽度以及腔内介质的折射率,可以调节表面等离子体激元在腔内发生共振从而形成驻波的工作波长,实现探测灵敏度高达1280 nm/RIU、品质因子大于200的传感特性。利用这些特性可以在两个输出端对不同的工作波长实现滤波、开关、分束等功能,因此这种亚波长表面等离子体光波导结构在集成光学滤波器、纳米光开关、分束器以及折射率传感器等领域有一定的应用前景。
表面等离子体波导 传输谱 共振 surface plasmonic waveguide transmission spectrum resonance 为了实现低温真空环境下红外材料热膨胀系数的高精度测量,提出了一种固体材料低温热膨胀系数的测量方案。本方案基于自准直原理,设计了一种测微结构,建立起了结构变形与角度的关系,并推导出热膨胀系数测量公式。利用测量公式,从理论上分析了该方案的测量误差传递函数关系,并利用误差灵敏度函数对红外材料低温热膨胀系数测量装置的设计精度进行了分析,最后通过计算得到了该方案的测量相对误差。结果表明,测量的热膨胀系数相对误差仅为0.76%,满足纳米级测量要求。
低温热膨胀系数测量 微变形测量 误差传递函数 低温光学 cryogenic thermal expansion coefficient measuremen micro deformation measurement error transfer function cryogenic optics 匡定波(1930~),江苏无锡人,红外及遥感专家,中国科学院院士[1]。现任中国科学院上海技术物理研究所科学技术委员会主任,研究员,博士生导师。
cryogenic thermal expansion coefficient measuremen micro deformation measurement error transfer function cryogenic optics
multi-rotor unmanned aerial vehicle (MUAV) airborne opto-electronic platform disturbance observer radial basis function neural network composite compensation
真空激光焊接技术在船舶、核电及压力容器等工业领域的大厚板焊接中展现出良好的应用前景。本期综述结合国内外相关的研究成果、分析该技术中存在的问题,概述环境压力变化对激光焊缝熔深、焊缝表面成形及气孔等缺陷的影响规律,并展望真空焊接技术的发展前景。
光偏振的控制在光通信、激光、显微镜和计量学领域得到重要应用。最近,作为亚波长尺度的有效无源偏振元件,超构材料得到了广泛关注。但是,主动偏振控制迄今为止仍然限制在微波和太赫兹波段,且控制偏振的电子学方法的速度已经达到了物理极限。
高比特率远距离量子通信是未来通信网络的一项重要技术,依赖于作为核心要素的高维量子纠缠。虽然光的空间模式为高维纠缠提供了一条途径,但光子态在远距离传输时会衰减,因此需要一种放大信号的方法。类似于经典光纤网络中的中继器,作为量子中继器核心部分,纠缠交换可以在没有相互作用的远距离粒子间建立量子关联,不需要光子穿越整个距离,从而减少衰减和损耗。
晶界在固体材料中分离晶体,并影响材料的性质,已经在宏观材料中得到广泛证明。但在纳米材料中,对晶界的研究才刚刚开始。
真空环境下激光焊接熔深得到显著提高,焊缝成形及气孔等缺陷得到极大改善,可以获得常规激光焊接方法难以获得的显著效果。近些年,有关真空激光焊接过程机理,低真空甚至局部负压环境激光焊接装置的研究日益完善,真空激光焊接技术在船舶、核电及压力容器等领域大厚板焊接中展现出良好的应用前景。本文首要概述环境压力变化对激光焊缝熔深,焊缝表面成形及气孔等缺陷的影响规律,从焊接过程等离子体羽辉及匙孔、熔池的动态行为特性方面总结国内外学者有关真空激光焊接机理的研究成果,并介绍了真空焊接技术在工业领域的应用情况,最后对目前已报道的研究中存在的问题进行分析并对真空焊接技术的发展前景进行展望。
真空环境 激光焊接 等离子体羽辉 匙孔及熔池行为 vacuum laser welding plasma plume keyhole and molten pool behaviors 对谱域光学相干层析(SD-OCT)系统中的透镜组进行设计优化,是提高系统成像质量的重要步骤。本文基于Zemax仿真对样品臂中的场镜和光谱仪中的聚焦透镜进行了设计和优化,并且根据点列图、波前图等分析手段对结果进行了像质评价。结果表明,本文设计的场镜可以使系统具有理想的成像质量和良好的横向分辨率;所设计的光谱仪中的聚焦透镜使得聚焦光斑的尺寸小于CCD的像素点宽度,避免了CCD在接收信号时各像元之间造成干扰,从而提高了光谱仪的分辨率。
分辨率 优化 Zemax Zemax SD-OCT SD-OCT resolution optimization 本文对基于压缩感知的压缩域目标跟踪算法进行了研究,为满足特定的应用场合要求,针对原算法的不足进行了改进,同时基于小型化低成本目标位置探测器设计思想及需求,设计并实现了以TMS320DM6437数字信号处理器为核心的实时图像跟踪处理平台,对算法在该DSP平台进行了实现与优化。仿真和实验结果表明,经过结合卡尔曼滤波器、融合LBP特征以及添加自适应学习速率更新策略等措施,算法的鲁棒性得到提高;对算法在DSP中的实现,经过一系列优化措施,对分辨率为960×960的视频图像,当取目标窗口为80×80时,处理速度可达25 f/s,能够满足实时性跟踪要求。系统能够对选定的运动目标进行连续、稳定地跟踪,能够满足特定应用场合下的目标位置探测与跟踪需求,具有一定的实用性,同时也对该类目标跟踪方法在嵌入式平台的研究与应用具有一定的参考价值。
目标跟踪 压缩域 算法优化 实时跟踪 target tracking DSP DSP compression domain algorithm optimization real-time tracking 为了提高多旋翼无人飞行器机载光电平台的扰动补偿能力,实现机载光电平台的稳定跟踪控制,提出一种基于改进扰动观测器和径向基函数(RBF)神经网络逼近的复合补偿控制方法。首先,对现有扰动观测器结构进行改进,构建基于速度信号的改进型扰动观测器,并分析了干扰补偿能力和稳健性;然后,利用RBF神经网络的函数逼近性质解决非线性未知扰动的补偿问题;最后,基于Lyapunov稳定性原理设计出复合补偿控制结构。实验结果表明,机载光电平台的扰动得到有效补偿。该补偿控制方法具有较高的稳定精度和跟踪控制性能,满足多旋翼无人飞行器机载光电平台的稳定控制要求。
多旋翼无人飞行器 机载光电平台 扰动观测器 径向基函数神经网络 复合补偿 multi-rotor unmanned aerial vehicle (MUAV) airborne opto-electronic platform disturbance observer radial basis function neural network composite compensation 二维粗糙带是常用的加速流场转捩的流动控制方式,理论分析并用风洞实验研究二维粗糙带作用下的高超声速平板边界层引起的波前畸变特性。采用波前检测系统测量高超声速边界层流场的波前畸变,对比有无粗糙带情况下的流场波前分布。研究结果表明,在高超声速平板边界层发生转捩以前,高精度波前测量系统不仅可以给出高速流场的波前分布,同时还可以计算对应的密度场。实验结果还表明,马赫数为5的边界层流场明显失稳时波前畸变有大幅度提高;同时通过对比有无粗糙带时波前畸变特点发现,平板壁面加粗糙带后尽管边界层的流态未发生变化,但相同位置的平均波前、波前均方根和峰谷值明显增大。
波前 粗糙带 高超声速 平板边界层 wavefront strip hypersonic speed plate boundary layer 傅里叶变换红外光谱法被广泛应用于融石英Si―OH含量测量中。然而,低Si―OH含量下水吸收峰的干扰和高Si―OH含量下吸收峰饱和限制了测量范围。使用傅里叶变换红外光谱法测量不同Si―OH含量和厚度的熔石英样品在2500 cm-1~5000 cm-1波段的透过率,消除水分子吸收带对3673 cm-1波数Si―OH吸收峰的干扰;分别使用3673 cm-1和4522 cm-1峰对不同样品的Si―OH含量、均方根误差,以及3673 cm-1和4522 cm-1峰的检测限进行计算。结合实验结果和比尔定律,建立Si―OH浓度、样品厚度、测量透过率误差与测量浓度误差之间的关联模型。根据模型,在2 mm厚度时使用3673 cm-1吸收峰测量Si―OH含量小于8.17×10-4的样品,使用4522 cm-1弱吸收峰测量Si―OH含量大于8.17×10-4的样品,可优化测量精度和扩大测量动态范围,实现2 mm厚度时熔石英(0.4~10000)×10-6大范围Si―OH含量测量。
傅里叶变换红外光谱 熔石英 测量动态范围 Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy fused silica Si―OH Si―OH measurement dynamic range