期刊基本信息
创刊:
1981年 • 半月刊
名称:
光学学报
英文:
Acta Optica Sinica
主管单位:
中国科协
主办单位:
中国科学院上海光机所
中国光学学会
出版单位:
中国激光杂志社
主编:
龚旗煌
执行主编:
赵建林
副主编:
邵建达 刘文清 华灯鑫 张旭苹 刘辉
ISSN:
0253-2239
刊号:
CN 31-1252/O4
电话:
021-69916837
邮箱:
地址:
上海市嘉定区清河路390号
邮编:
201800
定价:
150元/期

本期栏目 2017, 37(10)

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光学学报 第37卷 第10期

作者单位
摘要
中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
针对序列长脉冲激光,提出了衡量序列长脉冲激光热晕效应强度的热畸变参数,建立了序列长脉冲激光热晕效应的数值仿真模型,并进行了实验验证。对比分析后发现实验结果与仿真结果在光斑形态和大小方面具有较好的一致性,从而验证了序列长脉冲激光热晕效应的数学物理模型及仿真算法的可靠性。在此基础上,通过改变大气参数及发射系统参数进行大量的数值仿真,得出由序列长脉冲激光热晕效应引起的光斑扩展与热畸变参数的定量关系,即序列长脉冲激光热晕效应的定标规律。
大气光学 定标规律 数值仿真 序列长脉冲激光 热晕效应 
光学学报
2017, 37(10): 1001001
作者单位
摘要
1 装甲兵工程学院控制工程系, 北京 100072
2 中国人民解放军66011部队, 北京 102600
3 中国人民解放军66061部队, 北京 100144
为消除测距光谱通道位置和数量选取对氧气吸收衰减被动测距技术测距精度的影响,基于氧气吸收衰减被动测距技术的基本原理,分析氧气A、B吸收带光谱谱线特性。对于吸收带带肩上的光谱通道,利用蒙特卡罗法,以拟合非吸收基线与理想基线的误差平方和与相关度为指标,分析光谱通道位置和数量及拟合多项式级次对非吸收基线拟合精度的影响。对于吸收带带内光谱通道,分析不同光谱通道处吸收率大小对测距距离和测距精度的影响。结果表明:在综合考虑系统实时性和测距精度要求的情况下,A吸收带两带肩上光谱通道各为1个,B吸收带单带肩上光谱通道为2个,位置均宜选择在各带肩靠近吸收带一端;吸收带内光谱通道可根据测距任务中对测程和测距精度的要求灵活选择其数量和位置。因此,在无法一次性获取测距波段完整光谱曲线的情况下,单目多光谱被动测距系统采用较少的光谱通道和最简单的直线拟合方法,不仅可以保证系统的测距精度,而且能够减少滤波片更替和软件计算的时间周期,进而增强系统数据采集和解算的实时性。
大气光学 被动测距 单目多光谱系统 光谱通道 氧气吸收带 基线强度 
光学学报
2017, 37(10): 1001002
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院, 四川 成都 610064
在自适应波前校正过程中,变形镜(DM)受驱动器循环机械驱动作用会产生疲劳累积损伤。利用DM的影响函数和最小二乘法对波前校正过程进行模拟,采用有限元方法分析了DM在波前校正过程中的应力分布,并结合Miner疲劳累积损伤理论,计算了DM的疲劳寿命。在此基础上,重点讨论了DM结构参数对影响函数和DM疲劳寿命的影响。研究结果表明,对于给定的畸变波前,当DM极头数相同时,极头采用三角形排布方式时DM的交连值最小,疲劳寿命最长;极头采用正方形排布方式时DM的交连值最大,疲劳寿命最短。此外,当极头间距增大时,DM交连值会随之减小,致使DM的疲劳寿命变长。当极头间距相同时,增大极头半径和缩短极头长度会使DM的交连值变小,DM的疲劳寿命也会变短。极头间距变化对DM疲劳寿命的影响程度大于极头半径和长度;当极头间距一定时,不同的排布方式对应的极头数目不同,DM的极头数越多,疲劳寿命就越短。
自适应光学 变形镜 疲劳寿命 有限元分析 结构参数 交连值 
光学学报
2017, 37(10): 1001003
崔岩 1赵金勇 1关乐 2,*褚金奎 1[ ... ]刘慧 3
作者单位
摘要
1 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室, 辽宁 大连 116024
2 大连理工大学辽宁省微纳技术与系统重点实验室, 辽宁 大连 116024
3 大连海事大学环境科学与工程学院, 辽宁 大连 116026
研究了黄海海域的天空光偏振分布模式,分析了海洋上空日光和月光的偏振特性分布规律以及云层对其产生的影响。基于瑞利散射理论对日光和月光的偏振分布模式进行仿真,利用图像式全天空偏振模式测试系统对黄海海域的天空偏振模式进行测试,分别将日光和月光的偏振测试结果与对应的理论仿真结果进行对比,并重点分析子午线方向和中性点的异同。结果表明:测试得到的日光和月光的子午线方向与对应的理论模式基本一致;测试得到日光的偏振模式中性点与理论仿真结果基本相同,但是测试得到月光的偏振模式中性点与理论仿真结果明显不同,在民用暮光阶段,天空光的偏振模式会受到月光和日光的双重影响。此外,云层会影响偏振方位角和偏振度的观测,致使测试仪器目前无法识别部分区域的偏振分布结果。
大气光学 偏振分布模式 中性点 子午线 月光 
光学学报
2017, 37(10): 1001004
作者单位
摘要
1 中国科学院海洋研究所, 山东 青岛 266071
2 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
3 国家海洋局第一海洋研究所, 山东 青岛 266061
激光雷达回波中的多次散射量决定了衰减系数KLidar,从而对水体光学特性参数的反演产生影响。目前的海洋激光雷达理论中,均以Walker-McLean模型和多次前向-单次后向散射模型的公式形式表示多次散射分量。根据水下激光传输机制,分析了这两种模型中多次散射因子的等效性,并将其多次散射项进行对比,讨论了利用这两个模型反演水体光学特性参数的异同。对比两种模型的散射相函数发现,Walker-McLean模型更符合实测情况;多次前向-单次后向散射模型适应于前向散射极强的介质。在激光刚进入水体时,其水体光学特征参数反演值会偏低,并随着多次散射次数的增加而变得偏高。
海洋光学 海洋激光雷达 水体光学特性参数 多次散射 散射相函数 
光学学报
2017, 37(10): 1001005
作者单位
摘要
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
在构建355,532,1064 nm 3个波长的后向散射效率因子与355 nm和532 nm两个波长的消光效率因子查算表的基础上,正演计算出气溶胶的3个波长的后向散射系数与两个波长的消光系数(3β和2α)。通过非线性拟合,模拟反演了对数正态单峰分布情况下气溶胶的谱分布参数。结果表明:该方法可以反演得到单峰分布的气溶胶谱分布参数,不同初始值对反演结果的影响较小;复折射指数对气溶胶谱分布的反演起重要作用,当复折射指数的实部和虚部分别具有±1步长范围内的不确定性时,反演得到的粒子数浓度、几何标准偏差和峰值半径3个参数的相对误差分别为20.32%、33.50%和24.72%,其中实部比虚部的误差贡献更大。该研究为多波长激光雷达反演气溶胶谱分布垂直廓线的研究提供了理论基础。
大气光学 气溶胶 谱分布 非线性拟合 激光雷达 多波长 
光学学报
2017, 37(10): 1001006
邵棣祥 1,2郭旭光 1张戎 2王丰 2[ ... ]庄松林 1,*
作者单位
摘要
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
设计了一种太赫兹量子阱光电探测器(THz-QWP),并利用该器件研究了多体效应。通过表征和分析器件的光电流谱,发现多体效应改变了器件的峰值响应频率,并且引起了双响应峰现象,从而验证了多体效应能加深有效势阱深度并增大基带与第一激发能级态之间的间距。因此,在THz-QWP的结构设计中,考虑多体效应具有重要意义。
探测器 太赫兹 量子阱 多体效应 光电探测器 
光学学报
2017, 37(10): 1004001
作者单位
摘要
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
设计并制作了一种亚波长透射光栅,利用该光栅实现了半导体激光阵列光谱合束。基于严格耦合波理论,对光栅占空比、脊高和周期等进行了设计,模拟了不同结构参数对光栅衍射效率的影响,从而实现了光栅衍射效率的优化。理论计算表明,优化后的光栅对940 nm激光的-1级衍射效率可达92%。实验结果表明,激光阵列光谱合束后,输出功率为46.2 W,光束质量为3.9 mm·mrad。
光栅 光谱合束 透射光栅 激光二极管阵列 衍射效率 
光学学报
2017, 37(10): 1005001
作者单位
摘要
上海电力学院电子与信息工程学院, 上海 200090
应变和温度的改变能够使光纤布拉格光栅(FBG)反射波的中心波长产生漂移,FBG与超磁致伸缩材料的结合可以用于测量电流,但是温度和应变的交叉敏感严重影响测量电流的精度。神经网络具有强大的非线性映射能力,能够自适应地发现传感器的内部规律,从而对温度进行有效补偿。针对神经网络容易陷入局部极小值的问题,采用遗传算法优化神经网络的权值和阈值,以在全局范围内更快速、准确地找到权值和阈值的最优解。针对样本较少的问题,采取K折交叉验证的方法提高网络预测的可靠性。经实验验证,优化的神经网络对电流预测的均方误差为0.0038,提高了FBG电流传感器的测量精度。
光纤光学 电流传感器 温度补偿 神经网络 遗传算法 K折交叉验证 
光学学报
2017, 37(10): 1006001
作者单位
摘要
1 上海交通大学电子工程系, 上海 200240
2 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
针对带变螺距段传感光纤的全光纤电流传感器,提出两种抗干扰结构:基本结构,即将变螺距段与传感光纤一起成束并将反射镜置于变螺距段中点位置;“8”字型结构,将变螺距段绕成“8”字型。分析两种结构的抗干扰原理,实验检验电流导体在传感光纤环内、外不同位置时传感器读数的差异。实验结果表明,两种结构均可抗0.5 m以上的1000 A级别的外界电流干扰,但前者仅适用于电流导体与传感光纤环相对位置固定不变的应用场合,后者可适用于诸多电流导体与传感光纤环相对位置不固定的应用场合。在不同的应用场合下两种结构的抗干扰性能均具有实用性。
光纤光学 传感器 电流传感光纤 抗干扰 磁光效应 偏振转换 
光学学报
2017, 37(10): 1006002
作者单位
摘要
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学空地激光通信国防重点学科实验室, 吉林 长春 130022
3 长春理工大学光电信息学院, 吉林 长春 130022
为了能够通过水平大气能见度判断可实现的最大通信速率,基于Mie散射理论和脉冲多路径效应,建立了通信速率与水平大气能见度的数学模型;通过蒙特卡罗仿真,得到了800 nm和1550 nm波段的气溶胶散射粒子的散射参数,给出了2~25 km水平大气能见度下两个波段产生的脉冲展宽曲线,分析了初始脉宽、脉冲位置调制元数、水平大气能见度对最大通信速率的影响。结果表明,1550 nm波段具有更好的通信效果;随着水平能见度的提高,可实现的最大通信速率也在提高,且在良好的水平能见度下选择小的初始脉宽和较低元的脉冲位置调制,能最大程度地提高深空激光通信速率。
光通信 深空激光 水平大气能见度 Mie散射 脉冲多路径效应 脉冲位置调制 蒙特卡罗 
光学学报
2017, 37(10): 1006003
孙俊杰 1,2,3王泽锋 1,2,3,*王蒙 1,2,3奚小明 1,2,3陈金宝 1,2,3
作者单位
摘要
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 大功率光纤激光湖南省协同创新中心, 湖南 长沙 410073
3 高能激光技术湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410073
根据π相移光纤光栅的温度可调谐原理,使用半导体制冷器(TEC)和制冷片控制π相移光纤光栅的温度,从而改变其中心波长。随着温度升高,π相移光纤光栅的中心波长向长波方向线性漂移,温度从0 ℃变化到95 ℃时,中心波长从1548.921 nm变化到1550.664 nm,波长改变量为1.743 nm,灵敏度约为18.35 pm/℃。为了验证π相移光纤光栅温度调谐的特性,采用与其匹配的高反光纤光栅构成了C波段环形腔光纤激光振荡器,利用π相移光栅的窄带滤波特性实现了窄线宽激光输出,并通过控制π相移光栅的温度实现了输出激光波长的连续调谐。
光栅 温度调谐 π相移光纤光栅; 窄线宽激光器 可调谐激光 
光学学报
2017, 37(10): 1006004
作者单位
摘要
南京邮电大学光电工程学院, 江苏 南京 210046
基于偏芯熔接技术构建了一种新型马赫-曾德尔干涉(MZI) 原理的应力与折射率光纤传感器。该传感器是由一段单模光纤的两端实施偏芯熔接而成。利用光纤包层模、纤芯模对应力和折射率的敏感特性,实现对外界折射率和应力的测量。研究结果表明,施加轴向应力范围为0~500 με时,传感器的近红外透射光谱的波长出现蓝移,在1585 nm附近干涉谷处的应力灵敏度约为-7.00 pm/με;外界折射率在1.331~1.398 RIU(RIU为单位折射率)范围时,传感器的近红外透射光谱的波长出现蓝移,在1570 nm附近干涉谷处的折射率灵敏度约为-55.223 nm/RIU;且均具有良好的线性拟合效果。该传感器也可应用于温度等其他参数测量,具有非常广阔的应用前景。
光纤光学 光纤传感器 偏芯熔接 干涉 蓝移 
光学学报
2017, 37(10): 1006005
作者单位
摘要
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
为了解决离轴虚像系统中像散对清晰度的影响问题,提出了一种在全视场范围内消像散的反射面设计思路,并给出了基于微分方程的消像散反射面的设计算法。设计的消像散面型可以有效地校正系统各视场的像散,减小弥散斑尺寸。将消像散面型应用在视场为60°×40°的离轴虚像系统中,各视场弥散斑半径均小于艾里斑半径。将采用消像散反射面的设计结果与相同参数下采用球面和轮胎面时进行对比,可以发现,在采用消像散反射面的设计结果中,弥散斑均方根半径和像散绝对值小于全视场范围内采用球面时的20%,且小于边缘视场内采用轮胎面时的20%。
几何光学 光学设计 消像散反射面 离轴虚像系统 
光学学报
2017, 37(10): 1008001
作者单位
摘要
1 燕山大学电气工程学院, 河北 秦皇岛 066004
2 燕山大学车辆与能源学院, 河北 秦皇岛 066004
随着信息物联网的发展,快速响应(QR)码的应用越来越多样化。传统单个QR码的识别和应用已不能满足现有需求,因此提出一种多目标QR码的校正方法。对图像进行二值化,利用QR码自身符号特征进行定位,结合连通区域标记算法对图中的多个QR码进行分割。接着利用轮廓跟踪获得QR码探测图形边界,并利用几何关系获得探测图形上的3个顶点。根据探测点和3个顶点的关系,获得第4个顶点,最后用逆投影变换依次对每个QR码进行校正处理。使用C++语言实现算法,并用Zbar对校正后的QR码进行识别测试。实验结果表明,所提算法能够实现对多目标QR码的快速校正,识别率高,且能克服不同光照、背景干扰影响,具有较好的稳健性。
图像处理 快速响应码校正 符号特征 连通区域标记 逆投影变换 
光学学报
2017, 37(10): 1010001
作者单位
摘要
空军工程大学航空航天工程学院, 陕西 西安 710038
针对传统融合方法融合后目标轮廓模糊和细节不突出等问题,提出一种在剪切波框架下基于邻域结构特征的红外与可见光图像融合算法。通过剪切波变换对源图像进行分解得到与源图像同尺寸的高频和低频子带系数;为防止融合后图像边缘模糊,对低频子带系数采用几何距离与能量距离加权的融合规则,对高频子带系数采用灰度差异与梯度距离加权的融合规则来更好地保留源图像的细节信息;经剪切波逆变换得到融合后图像。结果表明,本文算法能有效地提取红外目标信息和保持可见光图像信息;在保留图像轮廓信息的基础上,凸显目标信息,有效地改善图像融合效果。
图像处理 红外与可见光图像 剪切波变换 邻域结构特征 
光学学报
2017, 37(10): 1010002
作者单位
摘要
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所仿生视觉系统实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对移动平台有限的计算资源以及基于彩色图像的道路检测方法在极端光照情况下及路面类型变化时存在的不足,提出了一种融合彩色图像和视差图像的基于9层卷积神经网络的快速道路检测算法。提出一种数据输入层预处理方法,将视差图变换为视差梯度图以强化地面特征,降低网络深度需求。所提两种网络结构为双通道后融合网络和单通道前融合网络,分别用于卷积特征分析和快速道路检测。实验使用KITTI道路检测数据集并人为划分为普通和困难两组数据集,对该算法进行实验对比和分析,结果表明:与基于彩色图像的卷积神经网络方法相比,该算法在普通数据集上最大F1指标(MaxF1)提升了1.61%,在困难数据集上MaxF1提升了11.58%,算法检测速度可达26 frame/s,可有效克服光照、阴影、路面类型变化等影响。
图像处理 道路检测 卷积神经网络 视差图像 立体视觉 
光学学报
2017, 37(10): 1010003
作者单位
摘要
1 中国人民解放军装备学院研究生管理大队, 北京 101416
2 中国人民解放军装备学院光电装备系, 北京 101416
将激光点云视为分布于三维欧氏空间的线性与非线性混合流形,提出一种基于混合流形谱聚类的自适应点云分割方法。由混合概率主成分分析法构造的M个主成分分析器组成混合概率模型,得到描述点云的邻接矩阵;将点云分割的几何特征在谱空间进行降维嵌入,利用N-cut方法得到描述点云分割特征的多维向量;结合类间类内划分算法自适应分割点云。实验结果表明,对于三种受测点云,所提出的算法能在较宽预设参数范围内以80%以上概率得到收敛于几何特征的分割结果,参数稳定性较好。在对点云添加均值为0,标准差为0.01的高斯噪声与0.25倍数量的离群点复合噪声的情况下,算法表现出良好的抗噪性;将该算法应用于切片式激光三维成像的卫星模型点云中也取得了理想分割结果。
成像系统 三维成像 点云分割 混合概率主成分分析法 谱聚类 
光学学报
2017, 37(10): 1011001
作者单位
摘要
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
2 南京理工大学先进固体激光工业和信息化部重点实验室, 江苏 南京 210094
3 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所, 江苏 南京 210042
光谱偏振成像技术可同步测量目标的空间信息、光谱成分和偏振特性分量,在天文物理研究、大气成分的探测和生物医学等领域具有巨大的发展潜力。偏振信息的同步获取通常牺牲光谱成像的空间分辨率,为避免光谱成像空间分辨率的降低,提出基于双通道剪切干涉的高光谱偏振成像方法。利用双矩形干涉器实现双通道剪切干涉,两个通道分别进行高分辨率干涉光谱成像以及基于微偏振阵列的光谱偏振成像。分析了双通道剪切干涉以及基于微偏振阵列调制的傅里叶变换光谱偏振成像原理,论述了光谱信息反演方法以及偏振信息提取方法。搭建了实验装置,对实际场景目标进行光谱偏振成像实验,获得了目标的高空间分辨率光谱图像和偏振分量信息。研究表明,该高光谱偏振成像技术可同步进行偏振成像测量和高分辨率光谱成像测量。
成像系统 干涉光谱成像 偏振成像 双通道横向剪切 微偏振阵列 
光学学报
2017, 37(10): 1011002
李韬杰 1,2,3吴鹏 2,3杨正 2,3尹韶云 2,3[ ... ]汪岳峰 1,*
作者单位
摘要
1 中国人民解放军军械工程学院电子与光学工程系, 河北 石家庄 050003
2 中国科学院重庆绿色智能技术研究院集成光电研究中心, 重庆 400714
3 中国科学院重庆绿色智能技术研究院跨尺度制造技术重庆市重点实验室, 重庆 400714
基于衍射光线追迹和波前再现的方法,建立了薄膜衍射主镜基底面形误差所引起波前误差的物理仿真模型。并以边缘褶皱面形和中心向外凸出球面面形两种典型的薄膜基底形变类型为例,分别研究了两种面形误差对衍射主镜成像质量的影响,讨论了这两种典型薄膜形变所引起的主要像差类型,分析了衍射主镜波前均方根误差、面形峰谷值与光学系统斯特列尔比(SR)的相互关系,为进一步研究薄膜衍射主镜的装配夹持和像差补偿提供了理论支撑。
成像系统 薄膜衍射主镜 面形误差 波前误差 
光学学报
2017, 37(10): 1011003
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所小卫星技术国家地方联合工程研究中心, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
海面舰船目标的检测与识别对于海面监测与目标打击具有重要意义,弱小舰船目标由于缺少纹理信息且易受到海面阴影、噪声等因素的影响,使得目前常用的检测方法效果较差。基于通道分离与负值扩展对比敏感函数提出了的海面弱小舰船目标检测方法。该方法首先构建像素强度通道与噪声-边缘通道的多分辨图像尺度金字塔;之后,构建不同尺度空间下的负值扩展对比敏感度函数,调制对应各位置的权重;最后,利用各空间尺度系数加权获得两通道视觉显著性图像,通过通道差分处理实现了含噪图像中弱小舰船目标的快速检测。实验结果表明:与其他5种算法相比较,提出的方法具有较高的检测准确率(97.30%)、召回率(84.71%)及综合评价指标(94.49%),同时具备较强的抗噪声能力,适用于含噪海面光学遥感图像中弱小舰船的检测。
成像系统 显著性检测 负值扩展对比敏感函数 对比敏感度 弱小目标 噪声 
光学学报
2017, 37(10): 1011004
刘尚阔 1,2,*薛勋 1李坤 1曹昆 1[ ... ]姚保利 1
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对实验室高星等目标模拟问题,设计了一种由光源、可调光阑、积分球、光电探测器和平行光管组成的弱光单星模拟器,用于检测探测相机、星敏感器的星等探测能力。推导了光电探测器读数、积分球出口光谱辐亮度随可调光阑遮拦比的变化关系,结合星等定义公式和像面照度公式,介绍了弱光单星模拟器的工作原理,解决了高星等目标的标定难题。理论分析了弱光单星模拟器的星等模拟范围及精度,结果表明其最高可模拟19.5 Mv星等,精度为11.6%;模拟低于15 Mv星等时,精度优于8%。实验结果表明:实验室内,模拟星等与KLL-04型弱光照度计实测星等的相对误差最大为7.09%;实验室的探测相机与天文观测的探测相机所测得的星等探测能力在6.5 Mv处的相对误差为1.9%,在15.2 Mv处的相对误差为2.6%。所设计弱光单星模拟器能够对高星等目标进行有效模拟。
测量 星模拟器 光电探测器 高星等 地面标定 
光学学报
2017, 37(10): 1012001
作者单位
摘要
华中科技大学机械科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
同步相移干涉技术通过同时获取多幅相移干涉图, 实现动态波面的相移干涉测量。为了保证测量精度, 在实施相移算法前, 需要对相移干涉图进行准确的位置配准。提出了一种结合加速稳健特征(SURF)提取算法和随机采样一致性(RANSAC)算法的多步干涉图位置配准方法, 通过配准具有一定特征的干涉背景图, 获得图像之间的变换关系并作用于相移干涉图, 实现同步相移干涉图位置配准。仿真分析表明, 该方法在光强不均的情况下对平移和旋转变换均具有较好的校准效果; 在含有高斯白噪声的情况下, 仍能进行配准获得变换矩阵, 完成相位恢复。将此方法应用于四步同步相移显微干涉测量仪对标准平面进行测量, 得到测量结果峰谷值为23.2520 nm, 均方根值为2.3149 nm。
测量 同步相移干涉 位置配准 加速稳健特征提取算法 随机采样一致性算法 
光学学报
2017, 37(10): 1012002
作者单位
摘要
中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
啁啾脉冲频谱干涉仪(CPSI)是一种单发超快诊断仪器,其中采用大啁啾量的参考、探测脉冲并准确测量其频谱电场是仪器同时实现超高时间分辨和大量程测试的关键因素。基于变换极限飞秒脉冲和啁啾脉冲之间的频谱干涉,通过理论和数值计算研究提出了一种用于大啁啾量脉冲的频谱相位测量的线性光学测量方法,称之为非对称频谱干涉法。研究表明,当利用非对称频谱干涉法测量啁啾脉冲频谱干涉仪中的啁啾脉冲频谱相位时,时间延迟的平移误差和相对较小的飞秒脉冲啁啾会使测量结果产生一阶相位误差,并由此导致啁啾脉冲频谱干涉仪测量时域信号的结果产生时间上的平移,但是所测信号的相对时间演化过程不受其影响。
测量 干涉条纹 相位测量 频谱干涉 啁啾脉冲 
光学学报
2017, 37(10): 1012003
作者单位
摘要
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 中国科学院大学, 北京 100049
目标的温度较高且距成像系统较远时,目标像在探测器靶面上占据多个像元且输出灰度易饱和,传统的点源目标和面源目标处理方法无法适用。针对上述问题,提出一种高温小目标辐射特性测量方法,并通过外场实验验证了该方法的有效性。首先,建立测量系统的高温定标模型,并修正平行光管透过率对定标模型的影响。然后,根据目标能量虽弥散到多个像元但到达探测器靶面的总能量不变的现象,提出一种针对高温小目标的辐射特性测量方法。最后,采用Φ600 mm红外辐射特性测量系统进行外场高温小目标辐射测量实验。结果表明,考虑大气透过率和大气程辐射后,可以实现对远距离高温小目标较高精度的测量,验证了方法的有效性。
测量 辐射特性 辐射定标 小目标 红外成像系统 
光学学报
2017, 37(10): 1012004
徐小韵 1,2欧屹 1,2,*冯虎田 1,2王凯 1,2王瑞 1,2
作者单位
摘要
1 南京理工大学机械工程学院, 江苏 南京 210094
2 数控机床功能部件共性技术工业和信息化部重点实验室, 江苏 张家港 215600
为了实现滑块内滚道型面精度的快速准确测量,提出一种基于激光三角位移传感器倾斜测量的方法。对该方法的算法进行推理与验证,同时借助高精度圆棒进行实验验证。根据测量系统的特征与滑块内滚道的形状,建立相对应的模型。设计相应的算法,计算滑块内滚道的半径,并对测量过程中的误差来源进行标定补偿。在内滚道轮廓算法的基础上,计算滑块内滚道的轴线相对基准面的位置与平行度。介绍该方案的验证性实验并分析结果。实验结果表明:标准圆棒的测量精度为3.75 μm,标准差在2 μm以内。实验结果满足5 μm的测量精度要求,且该测量方式对标定件与待测件没有位姿要求,具备一定的推广性。
测量 激光位移传感器 型面精度测量 椭圆拟合 传感器偏角 位姿 
光学学报
2017, 37(10): 1012005
鲁森 1,2杨开明 1,2,*朱煜 1,2王磊杰 1,2[ ... ]杨进 3
作者单位
摘要
1 清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室, 北京 100084
2 清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室, 北京 100084
3 东风商用车技术中心基础技术研究室, 湖北 武汉 430056
扫描干涉场曝光(SBIL)系统中曝光效果与工件台的运动性能密切相关。为了制作纳米精度的大面积平面光栅,工件台采用了粗微叠层结构设计,其中微动台是实现工件台运动精度的关键。基于SBIL原理,推导了干涉条纹周期测量精度与曝光对比度的关系。针对移动分光镜测量干涉条纹周期的方法,结合周期测量精度需求,分析了微动台定位精度指标,提出了实现微动台xyθz三个自由度定位精度的控制器设计方法,并在微动台系统上进行了实验验证。结果表明,微动台x方向定位精度可达±1.51 nm,y方向定位精度可达±5.46 nm,θz定位精度可达±0.02 μrad,可以满足SBIL的需求和干涉条纹周期测量的精度要求。
测量 扫描干涉场曝光 微动台 条纹周期测量精度 相位锁定 
光学学报
2017, 37(10): 1012006
作者单位
摘要
上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200072
基于相位测量偏折术的测量原理,针对移动屏幕偏折术测量方法中的重复标定问题,提出了基于单相机监控的偏折术测量方法。通过辅助相机监控LCD显示屏幕的两个位置,通过PnP方法和坐标系变换确定LCD显示屏幕在主相机中的位姿关系。利用绝对相位追踪对应同一像素的LCD显示屏幕两个位置上的同名相位点,确定入射光线,最终确定法线和梯度信息,并根据径向基函数插值法精确重建镜面面形。采用镜面标定法对具有不同视场的主辅相机进行标定。该方法只需标定一次,不会产生重复标定误差。仿真和实验验证了该方法的可行性,初步实验结果验证该方法具有较高的检测精度。
测量 单相机监控 绝对相位追踪 镜面标定 径向基函数插值 
光学学报
2017, 37(10): 1012007
作者单位
摘要
1 浙江工业大学理学院, 浙江 杭州 310023
2 浙江工业大学环境学院, 浙江 杭州 310014
设计了一种高效的、基于多模干涉(MMI)的椭圆型十字光波导,通过增加模式匹配器和调整自聚焦点位置,降低其传输损耗。COMSOL仿真表明该波导在1550 nm 波长处的透射率高达96.5%,串扰损耗小于2×10 -5,而传统的椭圆型十字波导的透射率仅为91.2%。并且对椭圆型MMI的成像规律进行了理论分析和仿真验证, 结果表明这种新型椭圆型结构不但在1550 nm处表现出高效性,对整个1500~1600 nm的通信波段都具有非常低的损耗(小于0.2 dB)和串扰(小于-42 dB)。这种十字光波导尺寸小、结构简单,只需要在硅上绝缘体(SOI)基底材料上融刻一次即可实现,制备工艺简单,有利于节约成本和批量生产,广泛适用于未来的集成光路。
集成光学 波导 多模干涉 损耗 串扰 
光学学报
2017, 37(10): 1013001
作者单位
摘要
北京航空航天大学机器人研究所, 北京 100191
针对单目大视场平面测量时,测量平面内不便布置靶标和大尺寸靶标难以制作的问题,提出一种利用布设在平行面上的小尺寸平面靶标进行标定的方法。选定一个平行面为标定平面,将单个小尺寸平面靶标合理放置在标定平面的多个位置拍摄,整合构造出一个大尺寸平面靶标,采用非线性优化的方法进行摄像机内、外参的优化求解。结合平行约束和距离参数得到测量平面与图像平面的单应矩阵,实现大视场平面测量。建立平面测量的精度模型,对测量区域各处精度的分布以及影响测量精度的摄像机内参、安装角度和高度等因素进行理论分析和实验验证。实验结果表明:该方法可有效保证整体测量精度;在上底920 mm、下底1360 mm、高920 mm的梯形视场内标定,距标定平面200 mm的测量平面内的测量误差低于0.6%;测量区域内各处误差的分布趋势与精度模型一致。此方法完全适用于大视场平面测量。
机器视觉 大视场平面测量 平行面标定 精度分析 非线性优化 
光学学报
2017, 37(10): 1015001
作者单位
摘要
1 海军航空工程学院控制工程系, 山东 烟台 264001
2 中国国防科技信息中心, 北京 100142
针对海面背景舰船目标单一波段图像识别率低的问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的融合识别方法。该方法提取可见光、中波红外和长波红外3个波段舰船目标特征进行融合识别。模型主要分为3个步骤:通过设计的6层CNN,同时对三波段图像进行特征提取;利用基于互信息的特征选择方法对串联的三波段特征向量按照重要性进行排序,并按照图像清晰度评价指标选取固定长度的特征向量作为目标识别依据;通过额外的2个全连接层和输出层进行回归训练。采用自建的三波段舰船图像数据库进行模型的训练和测试,共包含6类目标,5000余张图像。实验结果表明,本文方法识别率达到84.5%,与单波段识别方法相比有明显提升。
机器视觉 目标识别 特征融合 卷积神经网络 多波段图像 特征选择 图像清晰度 
光学学报
2017, 37(10): 1015002
作者单位
摘要
1 中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 山西 太原 030051
2 鄂尔多斯应用技术学院信息工程系, 内蒙古 鄂尔多斯 017000
提出并设计了一种极化不敏感的柔性双阻带太赫兹超材料滤波器,并采用CST 2015仿真软件对该滤波器的结构进行仿真;为深入研究超材料滤波器的传输特性,分别对该超材料滤波器在2个谐振吸收峰处的电场强度和表面电流分布进行仿真;为验证仿真结果的正确性,采用微加工工艺制备了超材料滤波器样品,使用太赫兹时域光谱系统对其传输特性进行测试。仿真结果表明:该滤波器在0.131 THz和0.182 THz处获得了3 dB带宽分别为15 GHz和10 GHz的2个阻带,并且在这2个谐振频率点的传输系数 S21可以达到-43.56 dB和-48.76 dB,表现出了良好的阻带特性;测试结果与仿真结果比较吻合。
材料 超材料滤波器 太赫兹光学 微机电系统 谐振 极化 
光学学报
2017, 37(10): 1016001
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
全芯片多参数联合优化是光刻分辨率增强技术的重要发展方向。提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法的光源掩模投影物镜联合优化(SMPO)方法。将由像素表征的光源、由离散余弦变换基表征的掩模及由泽尼克系数表征的投影物镜编码为粒子,以图形误差作为评价函数,通过不断迭代更新粒子,实现光源掩模投影物镜联合优化。在标称条件和工艺条件下,采用含有交叉门的复杂掩模图形对所提方法的仿真验证表明,图形误差分别降低了94.2%和93.8%,有效提高了光刻成像质量。与基于遗传算法的SMPO方法相比,该方法具有更快的收敛速度。此外,该方法具有优化自由度高和优化后掩模可制造性强的优点。
光学制造 光刻 分辨率增强技术 光源掩模投影物镜联合优化 粒子群优化 
光学学报
2017, 37(10): 1022001
作者单位
摘要
电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室, 四川 成都 611731
推导了磁光非线性光纤萨尼亚克结构的传输矩阵,可用于分析光纤的双折射、磁光效应和非线性相移,偏振控制器状态以及整个光纤环总损耗对萨尼亚克透射率的影响。实验研究了萨尼亚克结构磁光调制和非线性光控光开关功能。在0.0177 T磁场作用下,磁光调制度可达17.05 dB,理论分析与实验数据吻合。当时钟抽运控制信号的峰值功率为28.2 dBm时,光控光开关消光比可达25.8 dB,进一步施加磁场可使开关消光比提升0.7 dB。光控光萨尼亚克结构的磁场响应在一定程度上可以借助偏振控制状态进行等效分析。
光学器件 光信号处理 磁光器件 传输矩阵 光纤萨尼亚克结构 光调制器 光控光开关 
光学学报
2017, 37(10): 1023001
作者单位
摘要
南京航空航天大学材料科学与技术学院, 江苏 南京 210000
为获得具有高出光效率、高导热性能的发光二极管(LED)封装基板,采用直接敷铝(Al)工艺制备了铝/氧化铝(Al2O3)复合陶瓷基板并对其表面进行化学机械抛光处理。运用光学模拟软件Tracepro和热学模拟软件ANSYS对该陶瓷基板封装的LED光源的光学性能和热学性能进行了模拟计算,并和传统氧化铝陶瓷基板封装的LED光源进行了对比分析,最后将所制备的铝/氧化铝陶瓷基板封装成板上芯片直装(COB)型LED光源进行测试。模拟和实验测试结果均表明:直接敷铝工艺制备的铝/氧化铝陶瓷基板热传递速度更快,导热性能更加优异,更适合用于大功率LED光源的封装;铝/氧化铝陶瓷基板封装的的LED光源比基于传统氧化铝陶瓷基板的LED光源的光通量大,出光效率更高。
光学器件 出光效率 镜面铝 直接敷铝 数值模拟 
光学学报
2017, 37(10): 1023002
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 山东省科学院新材料研究所, 山东 济南 250014
中国科学院“计划”、装备预先研究项目基金;
光电子学 晶体光学 电控双折射 电光效应 钽铌酸钾晶体 
光学学报
2017, 37(10): 1025001
作者单位
摘要
1 同济大学测绘与地理信息学院, 上海 200092
2 山东农业大学信息科学与工程学院, 山东 泰安 271018
土壤含水量的高光谱反演是当今研究的热点。以土壤多样化的陕西省横山县为研究区,通过野外采集土壤样品,室内利用ASD Field Spec FR地物光谱仪测定土壤样品光谱,采用称重法计算出土壤样品含水量,并分析了不同含水量土壤样品的光谱特性。针对土壤含水量光谱反演中光谱反演因子的构建问题,在研究一阶微分(FD)-主成分分析(PCA)、小波包变换(WPT)-FD-PCA反演输入因子生成方法及存在的不足的基础上,提出了基于谐波分析(HA)的WPT-FD-HA-PCA的反演输入因子构建方法。以上述三种反演输入因子为基础,建立了土壤含水量反演的FD-PCA-反向传播(BP)、WPT-FD-PCA-BP、WPT-FD-HA-PCA-BP三种BP反演模型。通过比较土壤含水量实测值与三种反演输入因子的反演结果,得出WPT-FD-HA-PCA-BP模型的反演精度最高,决定性系数R2达到0.9599,均方根误差为1.667%,其反演结果明显优于其他两种模型。这表明通过WPT和谐波分析能有效地抑制光谱噪声并压缩信号,在一定程度上明显提高了土壤含水量反演精度。
遥感 土壤含水量 小波包变换 谐波分析 主成分分析 反向传播神经网络 
光学学报
2017, 37(10): 1028001
潘林超 1,2葛宝臻 1,2张福根 1,3,*
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
3 珠海真理光学仪器有限公司, 广东 珠海 519085
为了扩展散射角的接收范围,提高激光粒度仪对亚微米颗粒的测量精度和分辨率,提出了一种结构简单的环形样品池方法。该方法理论上能够连续无缝地接收0°~180°的散射光,且具有测量下限低的优势。基于环形样品池测量方法,搭建了新型激光粒度测量装置,并对50,100,200,400 nm的标准粒子样品以及由它们组合而成的混合样品进行了测量实验,并与传统样品池的测量结果进行了比较。结果表明,环形样品池方法能够准确分辨体积中位径比值为1∶2的标准粒子混合样品。对于亚微米颗粒,环形样品池方法具有测量下限低、测量精度高、分辨率高和可靠性高的特点。
散射 环形样品池 激光粒度仪 亚微米颗粒 
光学学报
2017, 37(10): 1029001
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
3 中国科学院合肥物质科学研究院应用技术研究所, 安徽 合肥 230031
基于散射势理论和弱散射一阶玻恩近似条件,研究了球形亚波长粒子的中心位置偏离和边界条件对散射隐失波光谱密度分布的影响。对散射光的近场分量进行角谱展开,得出了隐失波复振幅的二重积分表达式。利用数值积分方法对角度和径向参量进行积分,得出了隐失波光谱密度与散射体参数之间的关联分布特征。结果显示,在散射体有效半径之内,散射隐失波包含了散射体中心位置和边界条件的特征信息,而该信息将随着传输距离的增大很快消逝。该研究结果有助于复杂空间结构微小粒子的探测和结构反演等。
散射 隐失波 散射势函数 光谱密度 
光学学报
2017, 37(10): 1029002
作者单位
摘要
1 山东理工大学 电气与电子工程学院, 山东 淄博, 255049
2 Group Scientific Pty Ltd., 南澳大利亚州, 葛兰许 5022
利用电泳光散射法可以确定带电颗粒的电泳迁移率,由电泳迁移率计算颗粒的Zeta电位需要准确确定Henry函数的数值。为此,利用最小二乘算法对精确Henry函数值进行拟合,获得优化Henry函数表达式;基于Gouy-Chapman-Stern双电层模型理论,求解不同浓度、不同类型电解质溶液中颗粒的双电层厚度,从而获得准确的颗粒半径a与双电层厚度k -1的比值ka;最后利用优化的函数表达式获得准确的Henry函数值。使用该方法分别计算4种不同浓度电解质下颗粒的Zeta电位,实验结果表明,利用优化的Henry函数可以有效提高颗粒Zeta电位的计算精度,计算结果的相对误差小于1.0%。
散射 Henry函数 最小二乘法 Zeta电位 双电层 
光学学报
2017, 37(10): 1029003
作者单位
摘要
广西师范学院化学与材料科学学院, 广西 南宁 530001
采用高温固相还原法合成Ca12-x-yMxAl14O32F2yEu(M=Mg, Sr, Ba)体系荧光粉,分别采用X射线粉末衍射仪和荧光光谱仪测试其物相及荧光性能,通过掺杂碱土金属离子可以调整Ca12Al14O32F2∶Eu 3+ /Eu 2+的组成和结构,进而影响Ca12-x-yMxAl14O32F2yEu的发光性能。研究结果表明:在Ca12Al14O32F2∶Eu中掺杂一定浓度的Mg 2+不利于Eu 3+的还原,掺杂一定浓度的Sr 2+或Ba 2+有利于Eu 3+的还原;通过改变碱土金属离子的掺杂浓度调节Eu 3+和Eu 2+的浓度比,可以调整蓝光发射和红光发射的强度比,进而使发光颜色从蓝色变为淡紫色,再变为蓝绿色。
光谱学 碱土金属离子掺杂 Ca12Al14O32F2 
光学学报
2017, 37(10): 1030001
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司第四十一研究所电子测试技术重点实验室, 山东 青岛 266555
近红外光谱仪是重要的光学分析仪器,具有重要的应用价值。为了实现近红外波段高动态、可调谐分辨率光谱的探测,设置入射狭缝、中间狭缝和出射狭缝,构建了基于准Littrow结构的单光栅双路光谱仪,并利用Zemax软件进行光学系统仿真。在此基础上,研制了实验室用近红外光谱仪,包括光机模块、控制分析模块和探测模块,系统的工作波长为600~1700 nm。结果表明:光束以准Littrow角2次经过平面光栅,能有效消除出射光斑的空间色散效应,减小出射光斑的几何尺寸,进而有效抑制光谱信号的边模噪声和降低杂散光强度;光路系统配合自主研制的高动态光电探测系统扩大了获取光谱信号的动态范围;经过光谱标定和相对辐射标定后,利用构建系统对窄带宽激光光源进行探测,系统最高的光谱分辨率(即半峰全宽)优于0.05 nm,测得复原激光光谱在中心波长±1 nm范围内的动态范围优于70 dB。
光谱学 近红外光谱仪 准Littrow结构 高动态范围 
光学学报
2017, 37(10): 1030002
王丽杰 1,2,*杨羽翼 1,2
作者单位
摘要
1 哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
2 哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
为了利用近红外光谱技术对牛奶中脂肪、蛋白质和乳糖的浓度进行快速检测, 提出了基于直方图规定化和模糊层次分析法的近红外光谱主成分权重重置预处理方法。针对牛奶样品的光谱进行主成分分析, 确定光谱数据中的最佳主成分数, 得到了各主成分的得分和权重。采用直方图规定化的数学统计思想实现二维光谱矩阵的滤波及净化去噪, 利用模糊层次分析方法对有效主成分信息的权重进行重置映射, 滤掉无关的主成分干扰信息, 建立权重重置后的光谱。在此基础上, 对预处理后的光谱数据进行脂肪、蛋白质和乳糖的偏最小二乘回归1(PLS1)建模, 得到脂肪的相关系数为0.980, 预测均方根误差为0.158×10-2 g·mL-1; 蛋白质的相关系数为0.997, 实际预测偏差为0.050×10-2 g·mL-1; 乳糖的相关系数为0.985, 实际预测偏差为0.152×10-2 g·mL-1。由模型预测结果可知, 基于直方图规定化和模糊层次分析法的近红外光谱主成分权重重置预处理方法比常规预处理方法具有更好的滤波和去噪效果, 说明将直方图规定化和模糊层次分析法相结合对牛奶近红外光谱进行预处理具有可行性。
光谱学 近红外光谱 光谱分析 直方图规定化 模糊层次分析法 权重 
光学学报
2017, 37(10): 1030003
作者单位
摘要
1 中国航天科工飞航技术研究院天津津航技术物理研究所天津市薄膜光学重点实验室, 天津 300308
2 哈尔滨工业大学光电子技术研究所可调谐激光技术国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
3 中国航天科工集团公司深圳航天工业技术研究院, 广东 深圳 518048
利用离子束溅射沉积制备了光学薄膜。基于椭圆偏振测量技术,研究了折射率、膜层厚度和表面层厚度与测试光斑大小的关系。研究结果表明,随着样品表面测试光斑尺寸的增加,薄膜折射率变小,膜层厚度、表面层厚度增加。使用反射光谱法和轮廓仪分别验证了各光学常数的光斑效应。研究结果表明,光学薄膜的折射率与膜层厚度具有弱横向非均匀性,采用大尺寸测量光斑能弱化这种非均匀性。
薄膜 光学常数 椭圆偏振法 光斑效应 
光学学报
2017, 37(10): 1031001
作者单位
摘要
公安部第一研究所安检事业部, 北京 100048
双能计算机层析成像(CT)投影分解是双能CT预处理重建算法的关键步骤,在采用迭代算法求解双能投影积分方程组时,迭代初值的选择对迭代的收敛性影响很大。为了解决双能投影积分方程组迭代求解的初值选择问题,提出一种优化迭代算法。该算法在计算双能基材料投影查找表以及进行系统标定时,依据高低能投影数据的数值范围,设置一定的步长,按照高低能投影值的大小依次求解对应的基材料投影,并以上次的收敛结果作为下次迭代的初值。结果表明,该优化迭代算法有效改善了迭代的收敛性,提高了双能CT系统标定的效率,验证了算法的有效性。
X射线光学 双能计算机层析成像 投影分解 迭代 收敛性 优化 
光学学报
2017, 37(10): 1034001
作者单位
摘要
1 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201204
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 北京师范大学, 北京 100875
设计并成功研制了单毛细管椭球镜,并通过光学及X射线方法测试了它的特性。椭球镜的面形误差为15 μrad,能量为9 keV时聚焦光斑直径为40 μm,聚焦光斑发射角为1.75 mrad。基于研制的椭球镜,在上海光源X射线成像线站搭建X射线纳米成像系统,并实现了纳米成像,这表明该椭球镜可满足X射线纳米成像的需求。
X射线光学 X射线显微镜 单毛细管椭球镜 检测 同步辐射 
光学学报
2017, 37(10): 1034002
作者单位
摘要
1 中南大学物理与电子学院, 湖南 长沙 410083
2 长江大学物理与光电工程学院, 湖北 荆州 434023
3 中南大学超微结构与超快过程湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410083
斐波那契波带片(FiZP)在焦平面上有两个不同的主焦点且具有独特的自恢复特性,因此FiZP光束能够在不同平面同时捕获微粒,同时对微粒实现焦平面上的自由移动。仿真分析了FiZP的构成与轴向强度,利用液晶空间光调制器、倒置光学显微镜以及光学元件组合搭建实验平台,对微粒进行三维捕获。实验验证了FiZP光束具有三维光学捕获特性,并可用于构建三维光镊,实现复杂的捕获功能。
光电子学 三维光镊 斐波那契波带片(FiZP) 自恢复特性 双焦点 
光学学报
2017, 37(10): 1035001