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 2012, 49(2)

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激光与光电子学进展 第49卷 第2期

作者单位
摘要
1 华南师范大学激光运动医学实验室和民族健康与体质研究中心, 广东 广州 510006
2 俄罗斯科学院激光和信息技术研究所, 俄罗斯 特罗伊次克142190
3 约翰霍普金斯大学医学院分子生物学与遗传系, 美国 马里兰州巴尔的摩 MD21205
4 鲁茨弱激光私人诊所, 德国 拜恩 94072
激光或单色光的强度可以分为低、中和高三个等级,其生物调节作用称为光生物调节作用。从内稳态的角度综述相应的研究进展。功能内稳态是维持功能充分稳定发挥的负反馈机制,它可以抵抗低于阈值的内外干扰,但被高于阈值的应激所打破。处于内稳态的应激称为成功应激,远离内稳态的应激称为慢性应激。成功应激打破一个功能内稳态之后,能够建立另一个功能内稳态。弱光可以调节慢性应激,但对成功应激或处于功能内稳态的功能无效。细胞的多种膜蛋白可以协同介导低强度单色光的自适应调节。内源性光敏剂介导中强度单色光的调节作用。弱光可以用于诊断功能内稳态或成功应激本身和其形成过程。并讨论了光生物调节作用在外科快速康复中的应用。
生物技术 光生物调节作用 内稳态 自适应 康复 诊断 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 020001
作者单位
摘要
燕山大学信息科学与工程学院, 河北 秦皇岛 066004
对近年来国内外光子晶体光纤(PCF)光栅和PCF光栅激光器的研究现状按发展进程进行综述。概要叙述PCF光栅成栅理论与工艺的研究进展;重点阐述窄线宽单频光纤光栅激光器的研究现状,特别介绍近年来PCF光栅激光器的研究成果。
光子晶体光纤 光纤光栅 激光器 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 020002
作者单位
摘要
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
抽运耦合技术是实现高功率光纤激光输出的关键技术之一。对国内外双包层光纤激光器所采用的各种端面抽运耦合技术和侧面抽运耦合技术进行了详细的介绍,并比较了各自的优缺点。分析表明,熔融拉锥光纤束端面抽运和GTWave侧面抽运方式更有利于实现高功率光纤激光输出。
激光器 高功率光纤激光器 抽运耦合技术 双包层光纤 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 020003
作者单位
摘要
1 华南师范大学物理与电信学院, 广东 广州 510006
2 华南农业大学工程学院, 广东 广州 510642
阐述了光声成像的基本原理,综述了现有的几种光声成像方法、原理及成果。介绍了国内外多个研究小组在光声成像领域所取得的一些成果,主要包括:用超声探测器记录光声信号的滤波反投影算法光声成像;超声探测器结合声透镜的傅里叶方法;用探测光做载波调制光声信号,将光声信号转化为光信号,经光学系统解调,将样品像显示在CCD摄像机上的实时光声成像等。对比了几种光声成像方法,并提出了一些光声成像的新思路。
医用光学 光声信号 光声成像 超声探测器 调制 解调 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 020004
作者单位
摘要
深圳大学电子科学与技术学院 深圳市激光工程重点实验室, 广东 深圳 518060
掺铥光纤激光器所发射的2 μm波段激光处于水分子吸收峰且对人眼安全,并且被认为是3~5 μm光参量振荡的有效抽运源,因此具有巨大应用前景。围绕进口和国产掺铥双包层光纤展开了一系列研究,实现了光纤激光器的连续运转、脉冲运转、可调谐输出等。对进口光纤的光谱特性进行了较全面的研究,获得最大连续输出功率6 W、斜率效率50%;采用国产掺铥双包层光纤,获得最大连续输出功率5.1 W、斜率效率41.9%;采用后向Littrow结构、以闪耀光栅作为选频元件,获得了2 μm附近最大范围可达105 nm的可调谐激光输出,且各调谐激光线宽均在2.2 nm左右。采用声光调制器(AOM)作为Q开关,在调制频率为1 kHz时,获得最高峰值功率4.2 kW、最大脉冲能量840 μJ、脉宽200 ns的脉冲输出;在3 kHz时获得了最短180 ns的脉冲输出。对双端抽运方式也进行了研究。分析了腔镜透射率和激光介质长度对激光输出功率的影响,讨论了激光光谱的红移现象。
激光器 光纤激光器 掺铥双包层光纤 连续运转 脉冲运转 可调谐 双端抽运 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 020005
作者单位
摘要
湖南师范大学资源与环境科学学院, 湖南 长沙 410081
为了使融合后的多光谱图像在显著提高空间分辨率的同时,尽可能多地保持原始多光谱特性,提出了一种基于Contourlet变换系数局部特征的选择性遥感图像融合方法。根据多光谱和全色图像融合过程中Contourlet变换后的低频和高频部分融合目的的不同,对得到的近似和各层各方向的细节分量分别运用窗口邻域移动模板逐一计算相应区域Contourlet系数阵的不同局部特征量,然后选择适当的准则,对图像的近似和细节分量分别应用不同的策略在Contourlet系数域内进行选择性融合,通过Contourlet和亮度色调饱和度(IHS) 逆变换得到融合的高分辨率多光谱图像。采用Landsat TM多光谱和SPOT全色图像进行的融合实验结果表明:提出的算法在显著提高空间分辨率的同时,又能很好地保持原始图像的光谱特征,并优于传统的融合方法。
图像处理 遥感图像 图像融合 Contourlet变换 局部特征 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021001
作者单位
摘要
南京航空航天大学航空宇航学院, 江苏 南京 210016
有效去除数字散斑条纹图中的噪声是散斑干涉测量技术中的关键问题。提出了一种基于Goldstein滤波的数字散斑条纹图平滑方法。该方法需要将散斑条纹图中的干涉相位转换为矢量空间中的单位矢量,并进行快速傅里叶变换(FFT), 得到其频谱,然后对频谱进行加权处理,从而抑制噪声的频率成分,再将加权处理后的频谱变换到空间域,计算干涉相位,得到原始散斑条纹图的滤波结果。将该滤波方法运用于四步相移数字散斑干涉条纹图像处理。实验结果表明,该方法在滤除散斑噪声的同时能够有效地保护散斑条纹图的轮廓和细节信息,增强了散斑干涉条纹的对比度。
图像处理 Goldstein滤波 数字散斑干涉 傅里叶变换 四步相移 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021002
作者单位
摘要
1 鹤壁职业技术学院电信学院, 河南 鹤壁 458030
2 黄淮学院电子科学与工程系, 河南 驻马店 463000
为了提高模糊图像复原后的清晰度,提出蛙跳算法。将蛙群体分成若干个族群,每个族群包含若干只青蛙,每次进化只更新最差青蛙的位置。为防止解空间收缩,对最优个体进行高斯变异算子操作,同时设定阈值策略对蛙跳各维变量进行指导性更新。建立模糊图像复原模型,用蛙跳算法非线性映射特性建立模糊图像与复原的函数关系,使模糊图像复原的解最终收敛于泊松统计的最大似然解。建立了复原评价指标。仿真实验结果表明,与其他算法相比,蛙跳算法复原较清晰,改善百分比最大,同时耗时最少。
图像处理 图像复原 蛙跳 高斯算子 映射 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021003
郭志明 1,2,*陈立平 1,2黄文倩 1,2张驰 1,2
作者单位
摘要
1 北京农业智能装备技术研究中心, 北京 100097
2 国家农业智能装备工程技术研究中心, 北京 100097
为了提高近红外光谱快速检测烟草尼古丁含量的精度和稳定性,利用近红外光谱结合遗传算法最小二乘支持向量回归(GA-LSSVR)建立了回归预测模型。在LSSVR模型建立过程中,采用遗传算法对LSSVR参数进行自动优化。相比于利用常规最小二乘支持向量机和遗传偏最小二乘法等建立的回归预测模型,GA-LSSVR法建立的回归预测模型泛化能力更强,预测效果更好,验证集相关系数R2为0.9766,预测均方根误差为0.1065。研究结果表明,GA-LSSVR是一种快速准确的建模方法,为烟草尼古丁含量的近红外测定和近红外光谱数据的处理提供了新的方法与途径。
测量 近红外光谱 遗传算法 最小二乘支持向量回归 烟草 尼古丁 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021201
作者单位
摘要
云南大学物理科学技术学院 物理系, 云南 昆明 650091
液体折射率的毛细管焦点测量法具有样品需要量极少和封闭测量的特点,在微量液体的折射率测量方面有重要的应用前景。为了提高毛细管焦点测量法的测量精度和改善测量的方便性,用内置CCD的电子目镜取代传统目镜,在计算机上直接观察和判断毛细管焦点的成像状态;用电动精密位移台取代传统的手动精密位移台;用新的测量系统对不同浓度的乙二醇水溶液做了折射率测量。结果表明,折射率的测量精度达到±0.0002;一次性测量样品需要量小于0.002 mL。在毛细管焦点测量法中引入电子目镜和电动精密位移台,提高了微量液体折射率的测量精度。
测量 折射率测量 焦点法 玻璃毛细管 精度 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021202
王晓华 1,2,3,*郑轶 1,2,3沈锋 1,2饶长辉 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所自适应光学研究室, 四川 成都 610209
2 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
3 中国科学院研究生院, 北京 100049
介绍了一种用于探测和校正激光阵列相位噪声的新方法。新方法基于探测光强极值算法(DBPIP),既能用于平移相位差(Piston)的探测也能用于倾斜相位差(Tilt)的探测。从理论上分析了新方法的原理,并搭建了基于能动分块反射镜的两路激光阵列相干合成实验系统加以验证。结果表明,闭环后平移相位差的均方根(RMS)值可控制在λ/19以内,光束倾斜范围控制在25 μrad(约0.5倍衍射极限角)以内。实验验证了新方法用于探测平移相位差和倾斜相位差的有效性,而且新方法能满足相干合成所要求的控制精度。
激光技术 光强极值算法 相干探测 能动分块反射镜 自适应校正 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021401
作者单位
摘要
1 北京国科世纪激光技术有限公司, 北京 100092
2 中国科学院光电研究院, 北京 100094
采用光纤耦合激光二极管端面抽运Nd:YVO4激光晶体,抽运光平均功率为20 W,脉冲宽度为100 μs,获得了重复频率为1 kHz、平均功率为1.5 W的再生皮秒脉冲激光输出,脉冲宽度约为15 ps,两个方向上的光束质量因子均小于1.4。
激光器 皮秒激光 千赫兹 Nd:YVO4晶体 再生放大 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021402
作者单位
摘要
南京工程高等职业学校电子工程系, 江苏 南京 211135
以NEL-A系列直流激励轴快流CO2激光器为例,研究谐振腔非正常放电问题。通过化学实验的方法验证了谐振腔内主要腐蚀物为碱式碳酸铜,运用物理和化学理论分析了腔内碱式碳酸铜的成因及其影响谐振腔放电的微观机理。实验结果证明,腔内主要腐蚀物碱式碳酸铜是造成激光器谐振腔湍流放电功率下降的主要原因。该结论可作为直流激励轴快流CO2激光器谐振腔和气体单元改进设计的参考,同时也为设备现场维护提供了一条新的途径。
激光技术 CO2激光器 腐蚀 碱式碳酸铜 湍流放电 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021403
作者单位
摘要
华南师范大学光子纳米生物技术研究中心, 广东 广州 510631
差频法具有无需复杂腔型调整、输出激光调谐范围宽、效率较高等综合优点,是获得3~5 μm中红外激光光源的重要手段。推导了差频产生中红外激光的输出光波长、线宽以及功率的公式,重点讨论了输出激光线宽与抽运光波长和线宽、信号光线宽以及温度等因素的关系。结果表明,输出激光线宽主要由抽运光和信号光的线宽决定。
激光器 中红外激光 差频产生 准相位匹配 输出光线宽 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021404
作者单位
摘要
国防科学技术大学光电科学与工程学院光信息系, 湖南 长沙 410073
设计了一套高精度的速率偏频激光陀螺寻北仪样机。样机主要由90型速率偏频激光陀螺和高精度单轴一体化转台构成,采用东西向二位置寻北方案,通过滑动平均法处理采样数据,降低量化误差的影响。在地理纬度28.2°处进行寻北实验,结果表明,静基座条件下200 s寻北精度优于16″。
激光陀螺 寻北仪 速率偏频 滑动平均 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021405
作者单位
摘要
福建师范大学激光与光电子技术研究所 福建省光子技术重点实验室, 医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建 福州 350007
激光辐照生物组织消融过程中由于工作距离的变化引起的离焦现象对消融效果具有重要影响。以新鲜离体牛胫骨组织为实验样品,置于一维电动平移台上,移动速度为5.5 mm/s;脉冲CO2激光(10.64 μm)平行光束经一可移动聚焦透镜后垂直辐照样品表面,光斑直径为200 μm。实验时通过移动聚焦透镜位置改变焦点位置,实现消融过程动态聚焦。激光辐照功率为6 W,脉冲频率为420 Hz,水喷雾协同工作,喷水速度为5.5 mL/min。辐照后,利用扫描电镜观察消融凹槽微结构,用光学相干层析成像(OCT)技术测量消融凹槽深度。结果表明,动态聚焦条件可显著提高消融速率,消融深度随等效脉冲数增加而增加,消融速率呈减小趋势;在动态聚焦条件下获得的消融凹槽的表面形貌和微结构较离焦条件下更不规则。
医用光学 生物技术 激光消融 动态聚焦 骨硬组织 脉冲CO2激光 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021701
曾志平 1,2,3,*谢文明 1,2,3李莉 1,2,3李志芳 1,2,3[ ... ]陈树强 4
作者单位
摘要
1 医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建 福州 350007
2 福建省光子技术重点实验室, 福建 福州 350007
3 福建师范大学物理与光电信息科技学院, 福建 福州 350007
4 福建医科大学附属第一医院, 福建 福州 350007
临床上常规的超声成像对甲状腺结节进行诊断时存在误诊和漏诊。研究了利用多种采集频率的长焦区聚焦换能器进行光声成像的方法。在模拟样品里埋入不同尺寸的血块模拟病变组织,采用不同中心频率的换能器对模拟样品进行光声成像,然后将血液注入正常人体甲状腺内部形成两处瘀血区,模拟病变甲状腺组织,经二维扫描重构出模拟病变甲状腺组织的三维光声图像。结果表明,不同频率的超声换能器对不同尺寸病灶体的探测灵敏度存在较大差异,5 MHz的宽带换能器对几百微米直至毫米量级大小的病灶体均具有良好的灵敏度。获得了甲状腺及其内部两处瘀血区域的较高分辨率和对比度的三维图像。此项技术有望与超声成像技术结合,进一步提高甲状腺疾病诊断的准确率。
生物医学光子学 甲状腺三维成像 光声成像 甲状腺结节 换能器 采集频率 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021702
作者单位
摘要
1 医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建 福州 350007
2 福建省光子技术重点实验室, 福建 福州 350007
3 福建师范大学物理与光电信息科技学院, 福建 福州 350007
4 福建省立医院心血管外科, 福建 福州 350007
双光子荧光显微成像技术具有较低的光漂白与光损伤、较佳的成像对比度、较深的穿透深度等优点。采用结扎大鼠冠状动脉左前降支的方法建立急性心肌缺血模型,通过双光子荧光显微成像技术获得不同结扎时间下大鼠左心室前壁心肌组织的双光子荧光图像。从中分析了不同结扎时间下心肌组织的形态学变化,实现对心肌组织损伤范围的确定;并对双光子荧光图像进行快速傅里叶变换(FFT),使用方向指数这一参数对心肌缺血的程度进行初步的量化评估。结果表明,双光子荧光显微成像技术结合FFT分析技术,有望在心肌缺血性疾病的诊断和治疗中实时、快速、准确地判断心肌缺血的范围和评估其损伤程度。
医用光学 双光子荧光成像 心肌缺血 快速傅里叶变换 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021703
作者单位
摘要
赣南师范学院物理与电子信息学院, 江西 赣州 341000
研究了椭圆厄米高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性。依据强非局域介质响应函数特征宽度远大于光束束宽的原理,对介质响应函数做两次泰勒级数展开,都近似取到二阶,得到了非局域非线性薛定谔方程对应的近似的拉格朗日密度函数。在此基础上,运用变分法得到了椭圆厄米高斯光束各参量的演化方程、演化规律和两个临界功率。当光束、响应函数的椭圆率满足一定条件时,两个临界功率可以相等。当初始功率等于这一临界功率,光束从光腰处入射时,可得到椭圆厄米高斯空间光孤子。进一步分析发现椭圆厄米高斯空间光孤子的相移与介质椭圆率和孤子阶数有密切关系,当介质椭圆率和孤子阶数取不同值时,可产生大的正相移、零相移,甚至负相移。
非线性光学 椭圆厄米高斯空间光孤子 变分法 非局域非线性薛定谔方程 相移 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 021901
作者单位
摘要
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
卡塞格林系统是望远系统中最经典的反射式光学系统。常规的卡塞格林系统成像点在系统以外,可以直接采用干涉仪检验。而改良型卡塞格林系统成像点在两镜之间,无法用常规方法进行检验。基于系统特性,主要分为两步检测:对主镜进行精确检验;通过检验系统的弥散斑评价成像质量。在采用轮廓仪测量、阴影法检验以及Zygo干涉仪检测的基础上,通过搭建特殊结构对系统进行精确检测。同时,在检验过程中要边测量边修正面形,使得系统成像质量符合使用要求。
光学制造 非球面 卡塞格林系统 检验 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 022201
范镝 1,2,*
作者单位
摘要
1 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
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
碳化硅光学反射镜已经在国民生活各个领域得到广泛应用,但是其抛光机理尚不明确。对碳化硅光学表面抛光机理进行了研究。介绍了陶瓷材料的磨削机理压痕断裂模型。应用压痕断裂模型分析了理想状态下的碳化硅抛光过程,并研究了实际抛光过程中碳化硅光学表面的抛光机理。
光学制造 抛光机理 碳化硅 压痕断裂模型 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 022202
作者单位
摘要
江南大学理学院, 江苏 无锡 214122
设计了一种光学系统,用于发光二极管(LED)光源准直,并通过TracePro软件仿真进行了验证。该系统采取了折射和反射式自由曲面的组合,使LED光源的发散角从70°减少到约4°,效率在约85%,系统的高度为7.65 mm,口径为8.73 mm。分析了折射和反射的最佳分界角区域是41°~45°,最佳分角比例因子是0.4~0.5。
光学设计 发光二极管 自由曲面 准直系统 分界角 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 022203
作者单位
摘要
中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室, 北京 100083
报道了一种垂直入射的InP基InGaAs pin光电探测器,介绍了它的制备和测试方法并对器件所展示出的高效,高速,高线性度特性进行了分析。器件的暗电流密度在0和-5 V偏压时分别为1.37×10-5A/cm2和93×10-5 A/cm2;在1.55 μm波长,-3 V偏压下,器件的线性光响应高达28 mW,相应的最大线性电流为17 mA,响应度达到0.61 A/W(无减反射膜);在-5 V偏压下,器件获得高达17.5 GHz的3 dB带宽。
光学器件 pin探测器 高速 高效 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 022301
作者单位
摘要
华南农业大学工程学院, 广东 广州 510642
设计了基于LPC1300通用串行总线(USB)及USB设备的发光二极管(LED)显示屏控制卡。通过上位机对将要显示的内容(包括图像和文字)提取位图信息,经过适当的算法对提取到的信息进行变换,从而得到点阵信息。而且,上位机可以设置控制卡的相关参数,例如字体大小、字体类型以及动态效果等。此后,上位机通过USB将相关信息发送给控制卡,控制卡读取缓冲区的内容,进行适当处理后,驱动LED屏显示内容。
光学器件 发光二极管 控制卡 通用串行总线 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 022302
作者单位
摘要
1 湖州师范学院理学院, 浙江 湖州 313000
2 浙江工业大学激光与光电子技术研究所, 浙江 杭州 310023
介绍了表面等离子体共振(SPR)传感器的工作原理,设计了一套基于波长检测型Kretschmann结构的SPR传感测试系统。通过固定入射光角度,以波长为变量,测定了10种不同浓度的乙醇水溶液折射率与共振波长之间的对应关系。实验结果表明,共振波长随着样品折射率的增大而逐渐向长波长方向偏移,且两者之间呈现良好的线性关系。通过对共振光谱的分析,实现对未知溶液折射率或者浓度的测定。整个传感器系统具有结构紧凑、操作简单、实时检测和测量准确等优点。
传感器 表面等离子体共振 共振波长 折射率 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 022501
作者单位
摘要
1 沈阳理工大学理学院, 辽宁 沈阳 110159
2 东北大学理学院物理系, 辽宁 沈阳 110004
研究了涡旋光束通过轴棱锥聚焦后的聚焦特性。利用惠更斯菲涅耳衍射积分理论推导了涡旋光束经过轴棱锥聚焦后所获得的聚焦光强分布。数值模拟结果表明,涡旋光束经过轴棱锥聚焦后可获得高阶贝塞尔光束。研究了不同锥角的轴棱锥对涡旋光束聚焦特性的影响以及不同拓扑电荷数对聚焦特性的影响。结果表明,在轴棱锥对应的最大准直距离内,所获得的高阶贝塞尔光束保持了原有的无衍射特性。
物理光学 涡旋光束 轴棱锥 高阶贝塞尔光束 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 022601
作者单位
摘要
1 西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710032
2 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
基于评价函数的宽光谱膜厚监控系统,由于实测光谱曲线和理论光谱曲线相背离,使得评价函数发散,监控失败。利用实测的膜层透射率光谱曲线,对于已镀层,利用模拟退火算法实时拟合其实际的光学常数,据此修正目标透射率曲线,并补偿吸收的影响,重新设计膜层数及预镀层厚度,获得新的评价函数,如此对评价函数进行逐层修正。实验结果表明,薄膜厚度监控误差可以达到10-2以下,精度完全可以满足实际要求。
薄膜 膜厚监控 评价函数修正 模拟退火算法 逐层吸收补偿 
激光与光电子学进展
2012, 49(2): 023101