期刊基本信息
创刊:
1964年 • 半月刊
名称:
激光与光电子学进展
英文:
Laser & Optoelectronics Progress
主管单位:
中国科学院
主办单位:
中科院上海光机所
出版单位:
中国激光杂志社
主编:
范滇元
执行主编:
邱建荣
副主编:
戴琼海 张龙 张雨东 曹良才
ISSN:
1006-4125
刊号:
CN 31-1690/TN
电话:
021-69918427
邮箱:
地址:
上海市嘉定区清河路390号
邮编:
201800
定价:
120元/期
本期栏目 2010, 47(4)
激光与光电子学进展 第47卷 第4期
利用LANDSAT-5 的专题制图仪(TM)对中巴地球资源卫星(CBERS)-02 的CCD1-4 波段进行交叉定标,得到了CCD1-4 波段的参考定标系数。利用该定标系数并应用气象数据和ATCOR3 软件对CBERS-02 的CCD 数据进行大气校正;对比大气修正前后图像的清晰度和归一化的植被指数。结果表明,大气校正增强了图像的对比度,归一化植被指数(NDVI)的均值明显提高,增大了高植被覆盖区与低植被覆盖区NDVI 的差别,植被信息更加突出。对于山区崎岖地表状况下,大气校正后,山体的棱角分明,轮廓清晰可见,还原了下垫面的原貌,有利于遥感信息的提取。
大气光学 遥感 大气校正 交叉定标 卫星激光通信复合轴光跟瞄技术及发展下载:679次
卫星激光通信具有巨大的潜在应用价值,国际上已实现高码率、小型化、轻量化和低功耗激光通信终端,其中光学跟瞄系统的设计和控制是关键技术之一。由粗跟踪系统和精跟踪系统组成的复合轴系统能实现光跟瞄系统的大范围、高精度跟踪任务。对卫星激光通信光学跟瞄系统的特点和关键技术进行了讨论,介绍了光跟瞄技术中的扫描、捕获、指向、跟踪过程,综述了复合轴光跟瞄控制系统的国外研究进展。最后对卫星激光通信复合轴光跟瞄系统的应用前景进行了展望。
光通信 卫星激光通信 光学瞄准捕获跟踪 复合控制 基于LED的紫外光通信系统研究下载:804次
针对现有基于低压汞蒸气灯“日盲”紫外光通信系统通信速率低、驱动电压高、光源响应速度慢、电光转换效率低和功耗过高等问题,提出并设计了一套基于LED 的“日盲”紫外光通信系统。该系统以深紫外LED 作为光源,用光电倍增管探测微弱光信号,采用脉冲位置调制(PPM)技术和最大似然解调技术,并用现场可编程门阵列完成了调制解调部分的设计与仿真。实验表明,采用深紫外LED 和PPM 技术,可以大幅度提高系统的通信速率、电光转换效率,同时显著降低驱动电压和系统功耗。
光通信 紫外光 深紫外LED 脉冲位置调制 现有天基时间同步网络的精度限制和光钟的出现,使得光纤授时成为高精度时间同步的主要方案之一。介绍了利用密集波分复用(DWDM)技术实现单纤双向传输的Round-Trip 法授时方案,该方案抑制了利用光纤业务授时而导致的双向信道延时不对称问题。利用光纤授时系统中各模块的典型参数和信道特征分析了授时偏差和随机误差,提出了相应的补偿偏差和抑制误差的方法。理论分析表明,该方案在现有光纤中继距离上的授时精度可以达到亚纳秒量级。利用时间间隔计数器测量了50 km 光纤授时系统中主要模块的时延及其时延波动范围,实验验证了理论分析的结果。
高精度授时 同步精度 误差分析 环路测量 采用旋转波片法搭建了一套偏振态斯托克斯参量自动检测系统,每秒可以处理和显示15个偏振椭圆。该系统采用数据采集卡和LabVIEW软件来组成虚拟仪器,通过数据插值与重采样技术对旋转角度进行精确定位,消除了电机转速不稳定带来的系统误差。根据米勒矩阵得出透射光强随旋转角度的变化方程,并与实时采集的测量数据进行对比拟合,通过傅里叶变换得出曲线方程中的待定系数,给出对应的斯托克斯参量,并计算光波的电场分量及相位差,确定出射光的椭圆偏振消光比、长轴方向与椭圆旋向。还考查了本底噪声对测量结果的影响,比较了旋转波片与旋转检偏器两种测试方法的优缺点。
偏振态 旋转波片 虚拟仪器 傅里叶变换 斯托克斯参量 将经验模态分解方法应用于光电探测的裂变中子事件的分析与处理中,通过引入基于二次平滑度检测的自适应的分量处理机制和基于小波阈值技术的分量去噪方法,构建了一种基于光电探测的中子裂变事件信号去噪处理新方法。模拟实验和实测数据的分析结果研究表明,在同等条件下,此方法适应性好,通过去噪处理后,信号的信噪比高,且信号的平滑度也较好,避免了因采取过度的去噪处理而将一些有用信息损失掉的不足。同时,去噪程度指标可进行量化设置。
信号处理 去噪方法 经验模态分解 裂变中子信号 针对水下图像对比度低、边缘模糊、噪声大等特点,提出一种基于非下采样Contourlet变换和多尺度Retinex的水下图像增强算法。将水下图像进行多尺度多方向的非下采样Contourlet变换;利用多尺度Retinex算法调整低频系数,提高图像整体对比度;在各带通方向子带上估计噪声,抑制模值小于阈值的系数,改进神经网络中的Sigmoid函数用于调节模值大于阈值的系数;经非下采样Contourlet逆变换得到增强图像。与几种传统增强算法相比,本算法处理的图像达到了抑制噪声、改善图像对比度、突出目标轮廓的目的,具有较高的对比度评估值。
图像处理 图像增强 非下采样Contourlet变换 水下图像 多尺度Rentinex Sigmoid函数 图像质量评价的研究进展和若干问题的解决途径下载:1425次
针对当前图像质量评价的研究现状,对各种评价方法进行了比较分析和归纳总结。利用U-Texas at Austin的LIVE图片库中的样本对几种常用的客观评价方法进行了测试,利用该数据库中得到广泛认可的主观评价分数,能够衡量客观评价指标与主观评价的符合程度,从而对这些评价指标的单调性、准确性和一致性进行了辨析和阐释,指出了其适用性和局限性。并利用VQEG推荐的方法对论断给出了实例印证。进而根据发展趋势和应用需求,对图像质量评价方法在应用中所必须面对的一些问题和解决途径提出了初步的见解。
图像处理 图像质量评价 视觉感受 人类视觉系统 结构相似度 峰值信噪比 全参考评价 无参考评价 研究了半导体激光自混合干涉测振仪的调制与解调技术。设计了基于电流调制和DSP解调的半导体激光自混合干涉测量系统,实现对振动物体的非接触式测量。分析了激光自混合干涉测振仪的理论模型,并用Matlab进行了仿真和误差分析。研究了系统的调制解调技术及基于DSP的数据采集与处理系统。该系统体积小、成本低、易于准直。提出的测振仪能够测量振动频率在5 kHz内的物体振动频率、振幅及振动波形,振动幅度测量精度可达0.325 μm。
测量 激光自混合干涉 测振仪 DSP技术 632.8 nm 高精度移相菲佐干涉仪测量误差分析下载:1677次
为了满足高精度光学系统对光学元件纳米级的检测精度要求,提出了一种理论可实现纳米级测量的632.8 nm移相菲佐干涉仪的设计方案。通过对检测凹面和凸面的632.8 nm 移相菲佐干涉仪的基本结构和测量原理的分析,指出影响干涉仪测量精度的几种主要误差:移相误差、几何结构误差、振动误差、探测器误差(非线性误差和量化误差)、光源误差(波长不稳定和强度不稳定)、空气扰动和折射率变化误差。通过对这些误差理论分析和模拟,量化了各误差对测量精度的影响,其中移相误差、几何误差、振动误差和空气折射率误差影响最为显著。根据测量精度要求和仿真结果,得到实现纳米级测量的干涉仪系统参数和环境参数设置要求。
干涉测量 移相菲佐干涉仪 光学检测 误差分析 纳米检测 针对板条激光器输出光束形态为条形的特点,分析了各种光束质量评价方法对板条激光器输出光束质量评价的适用性,并选出了一种最适合板条激光光束质量的评价方法。高功率板条激光器要输出高光束质量的光束,可以在板条激光器的设计阶段采用相关技术来提高输出光束质量,对输出后有像差的光束可经整形后,采用自适应光学技术来提高光束质量。
板条激光器 光束质量 评价方法 自适应光学 在普通850 nm 垂直腔面发射激光器基础上制备出带有金属纳米颗粒结构的微小孔径垂直腔面发射激光器。当小孔和金属颗粒的直径分别为400 nm 和100 nm 时,其最大输出光功率达到0.5 mW。介绍了该器件的制备工艺,从实验和理论两方面验证了金属纳米颗粒结构激发局域表面等离子体,从而使输出光功率得到提高。
激光器 局域表面等离子体 金属纳米颗粒 输出光功率 时域有限差分法 采用射线法,计及增益随波长的变化,导出了光纤光栅外腔半导体激光器输出谱及输出功率的表达式。结合载流子速率方程,对外腔半导体激光器的输出谱的精细结构以及P-I 特性进行了数值模拟研究。结果表明:光纤光栅外腔的输出谱在反射带宽内呈现出多峰结构,随着前端面反射率越小,输出谱相应地比较稳定;P-I 特性曲线抖动越来越小,趋于线性变化。
光纤光学 输出特性 射线法 外腔半导体激光器 前端面反射率 采用复合基质材料ZnS 和CdS,制备了一系列黄色(Zn,Cd)S:Cu,Cl 粉末交流电致发光材料,利用微波吸收介电法分别测量了7 种(Zn,Cd)S:Cu,Cl 材料样品的光电子衰减过程。发现随着CdS 含量的增加,自由光电子寿命和浅束缚电子的寿命都有减小的趋势。分析认为发光材料基质中加入CdS 后,使导带底下降,改变了晶体的禁带宽度,使导带电子与价带空穴的复合几率增大,从而使光电子和浅束缚电子寿命缩短。但由于受到浅陷阱的束缚,浅束缚电子的寿命长于导带的自由电子寿命。
材料 光电子寿命 微波吸收 热处理对紫色翡翠光谱学特征影响的研究下载:564次
使用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-VIS)、拉曼光谱仪,对进行氧化气氛热处理前后的紫色翡翠样品进行光谱测试。XRD分析结果显示,紫色翡翠样品中95%以上是硬玉成分。热处理前后的紫外-可见吸收光谱对比结果显示,样品热处理后的光谱和热处理前相比,437 nm处尖峰以及580 nm处吸收包基本消失;而拉曼光谱图对比结果显示,热处理后黄褐色部位拉曼峰值基线整体呈上升趋势。分析结果表明,紫色翡翠样品主要致色离子为Fe2+,在经过热处理后,Fe2+氧化成为Fe3+,生成Fe2O3,从而致使热处理后的紫色翡翠样品呈现出黄褐色。
紫色翡翠 氧化气氛热处理 X-射线衍射谱图 紫外-可见吸收光谱 拉曼光谱 固结磨料抛光K9光学玻璃的工艺实验研究下载:863次
采用一种亲水性固结磨料抛光垫(FAP),通过单因素实验法,系统地研究了抛光K9光学玻璃过程中抛光时间、偏心距、压力、转速、抛光液流量及pH值等工艺参数对材料去除速率(MRR)和表面粗糙度的影响规律,并对实验结果进行了解释。结果表明:随着抛光时间的延长,K9光学玻璃的MRR逐渐呈下降趋势;在抛光20 min时,MRR达最大值310 nm/min,且表面粗糙度降至最低值为2.73 nm;选择较大的偏心距和碱性抛光液环境均有利于提高MRR;随着抛光盘转速的升高,MRR将显著增大。而在一定范围内,抛光压力和抛光液流量对MRR的影响不大。
K9光学玻璃 固结磨料抛光垫 抛光工艺 单因素实验 Binning技术在光谱仪中的实验研究下载:612次
针对光谱分析实验中线阵CCD灵敏度较低,提出了一种Binning 技术可将几个相邻的像素合并一个像素,提高线阵CCD的像素响应度、信噪比和CCD的帧速。研究包括光谱色散成像、CCD、光谱数据分析。研究表明,通过改变CCD的驱动时序,对光谱族中的敏感波段实现合并(Binning),可获得更高的灵敏度和信躁比。对相邻像素合并造成的影响进行了讨论。
线阵CCD 变参驱动 光谱仪 组建了具有980 nm和1300 nm两个波长光源的光学相干层析(OCT)成像系统。利用此系统,分别在两个波长、不同光源功率下,对新鲜猪肉组织进行OCT成像。比较了同一波长、不同功率和不同波长、同一功率下的OCT图像,并比较了同一波长、不同功率和不同波长、同一功率下OCT信号强度随深度变化的曲线。对曲线进行线性拟合,分析了两个波长下生物组织散射系数的变化规律。发现提高光源功率会使探测深度有限提高,而探测深度会随波长增大而增加,并分析了波长变化对OCT系统各参数的影响和进行对比的图像产生差异的原因。
成像系统 光学相干层析 双波长 探测深度 将随机并行梯度下降(SPGD)算法应用于共轴三镜系统次镜,无需进行误差测量,可直接通过调节次镜的6 个自由度,寻求评价函数的最优值,从而简化了次镜的校准。分析了影响随机并行梯度下降算法校正速度的主要因素,并对其进行优化。仿真计算结果表明,在各参量选取合适的情况下,系统峰谷值及均方根显著改善,从而验证了SPGD 算法用于校准次镜的可能性。
自适应光学 次镜校正 随机并行梯度下降算法 原子滤光及鉴频技术在光电探测中的应用下载:503次
原子滤光器是一种新型的光频选择与光频鉴别器件,由于该器件工作频率由原子的跃迁频率所决定,使之具有中心频率极稳、工作带宽极窄、以及带外抑制强、透射效率高等诸多优点。近年来,该器件在激光雷达、激光通信等多种光电探测领域获得了越来越广泛的应用,并由此大大提升了光电系统的能力和水平。介绍了几种典型的原子滤光及鉴频器件的原理、结构及其研制状况,并介绍这些原子滤光或鉴频器件在若干重要光电探测系统中的应用技术及应用效果。
原子滤光 原子鉴频 激光雷达 激光通信