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 2016, 53(2)

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激光与光电子学进展 第53卷 第2期

作者单位
摘要
宁波大学高等技术研究院红外材料及器件实验室, 浙江 宁波 315211
早在20 世纪50 年代开始,硫系玻璃由于具有宽红外透明波段和高折射率的特殊性质而引起了研究者们的浓厚兴趣,尤其是含Te 元素硫系玻璃的红外透过截止波长可达到18 μm 的远红外区域,开发出的硫系玻璃材料在远红外传感、CO2激光能量的传输、生物传感、外太空生命探测等方面有了广泛应用。除了在传统红外能量传输及成像等方面的应用,近年来硫系玻璃由于其超高的非线性、超短的响应时间而成为光开关、超连续光源、拉曼增益等非线性光学应用的最佳候选材料。总结了当前主流硫系玻璃的非线性特性及其应用,并在分析玻璃组分与其三阶非线性高低关系基础上比较了当前主流的三个系列硫系玻璃非线性的理论分析和预测模型,介绍了一种最广泛的Z 扫描非线性测试方法。对更高非线性硫系材料开发存在的问题及下一步的研究方向进行了展望。
材料 非线性 硫系玻璃 Z 扫描方法 理论分析模型 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 020001
作者单位
摘要
厦门大学信息科学与技术学院电子工程系, 福建 厦门 361005
Ince-Gaussian 模式是继Hermite-Gaussian 和Laguerre-Gaussian 模式之后的第3 类近轴波动方程的完整解系,其横模图形多样,且螺旋Ince-Gaussian 模式存在分离的涡旋结构并携带轨道角动量,这些特点使其在微粒操控、生物医学、光学通信等领域有广阔的应用前景,因而受到广泛的关注。基于此,阐述了Ince-Gaussian 模式的理论基础,详细介绍了其产生的方法及相应的优缺点,指出今后实现高效Ince-Gaussian 模式激光输出的研究方向。
激光光学 模式 涡旋 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 020002
作者单位
摘要
山西大学激光光谱研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
近年来,单分子光学已经成为研究物理、化学和生命科学中微观现象和物质组成的重要工具。单分子荧光的有效操控对构建基于单分子的量子器件以及测量化学反应与生命现象具有重要作用。介绍了利用电场操控单分子荧光方面的研究进展,主要包括利用电场对单分子荧光的调制、电场诱导单分子荧光迟滞效应以及单分子荧光开关的制备。
光谱学 单分子荧光 电场 操控 电子转移 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 020003
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 黑龙江工程学院, 光电子技术研究所, 黑龙江 哈尔滨 150050
连续波绿光激光在光数据贮存、彩色显示、医学荧光诊断和光通信等领域具有广泛的应用。上转换方式是实现连续波绿光激光的有效途径之一,近年来成为激光技术领域研究的热点。激光二极管(LD)抽运Er3+掺杂材料是获得连续波绿光激光输出的有效途径之一,具有稳定性好、荧光寿命长、对基质材料依赖性小等优点。对国内外Er3+掺杂绿光激光的研究进行了归纳与总结,讨论了稀土离子上转换发光对基质成分的依赖性,并对稀土离子绿光上转换发光的研究及其应用进行了展望。
材料 Er3+ 掺杂 上转换 绿光 连续波 激光 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 020004
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于变形镜的激光束整形系统,具有控制灵活、适应性好、破坏阈值高等优点。为了提升变形镜作为相位调制元件的激光束整形系统性能,提出一种以最小二乘法拟合的驱动器控制电压为初始值的随机并行梯度下降算法优化驱动器控制电压的方法。通过驱动器正六边形排列的37 单元变形镜对不同大小的方形与圆形平顶激光束进行整形。数值仿真结果表明,在最小二乘法的基础上引入优化算法后,远场光强的目标区域均匀性及与理论光强的相似度均获得了改善,激光束整形系统性能得到提升。
自适应光学 光学设计 激光束整形 相位拟合 随机并行梯度下降算法 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 020101
作者单位
摘要
浙江省计量科学研究院, 浙江 杭州 310018
气溶胶消光系数与大气能见度、气候变化直接相关。采用532 nm 脉冲激光腔衰荡光谱仪实现对气溶胶消光系数的测量,气溶胶消光仪的检测限为0.3 Mm-1,并采用CO2、氟利昂R134 纯气以及不同浓度的NO2气体对消光仪进行全量程验证、校准。在此基础上,与积分浊度仪、黑碳仪开展气溶胶消光系数现场比对测量,测量数据符合良好。
大气光学 气溶胶 消光系数 腔衰荡 校准 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 020102
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
为了提高激光测速系统的探测灵敏度,设计了马赫-曾德尔环形结构的平衡探测系统。基于光学多普勒效应,阐述了激光测速系统的工作原理,系统地阐述了平衡探测的实现方法,详细推导了平衡探测系统光电流的表达式,并分析得出其相对于相干探测的优势。利用光电流推导了平衡探测系统信噪比的表达式,并分析影响信噪比的主要因素。仿真实验结果表明:在相同输入光信号的条件下,无损耗分束镜的反射率在(0.2908,0.7092)区间内,或两个探测器的光电转换系数的比值在(0.4632,1)之间时平衡探测信噪比高于相干探测的信噪比。将平衡探测应用于多普勒测速,大大增强了测速系统的灵敏度。
信号处理 差频信号 双平衡式探测 光束分束比 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 020401
作者单位
摘要
1 广西大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室, 广西 南宁 530004
2 中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室, 北京 100084
针对共振隧穿二极管近红外探测器焦平面阵列本征电流较大的问题,提出了一种通过对共振隧穿二极管近红外探测器双势垒结构(DBS)进行p 型掺杂来抑制电流的方法,并用有限元软件对探测器进行了模拟。研究了单势垒p 型掺杂、双势垒p 型掺杂、双势垒结构p 型掺杂及p 型掺杂浓度对探测器本征电流抑制效果的影响。模拟结果显示,对双势垒结构进行p 型掺杂后,探测器的隧穿峰值电流比非掺杂的双势垒结构的探测器的隧穿峰值电流小将近3个数量级。随着双势垒结构p 型掺杂浓度的增加,器件本征电流会相应地减小。对器件进行了制备以及测试,结果表明,将双势垒结构进行p 型掺杂,对探测器的本征电流有明显的抑制作用。
探测器 共振隧穿二极管 本征电流 有限元仿真 双势垒结构 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 020402
作者单位
摘要
南京理工大学电光学院, 江苏 南京 210094
光纤加速度传感器凭借其优势,近年来受到越来越多的关注。在梁式传感器的基础上,提出了一种基于双端固定梁的光纤传感器,其利用细径高数值孔径单模细光纤盘贴在梁上,形成传感光纤。分析了单模光纤最小的弯曲半径,从而可以在不带来弯曲损耗的前提下,尽可能多地盘贴光纤于梁臂上,提高其灵敏度。同时因为其双端固定的结构,极大地降低了其横向灵敏度,有利于制作三维传感器。理论上分析了该结构的传感器的共振频率,同时对其灵敏度进行了分析。设计了传感器测试装置,实验验证了传感器的响应线性,并对传感器的共振频率进行了标定。提出的传感器固有频率在360 Hz,在100 Hz 处灵敏度值高达3300 rad/g,可以有效地用于低频加速度的检测。
传感器 双端固定梁 高数值孔径单模光纤 高灵敏度 低频加速度 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 020601
作者单位
摘要
1 河北工业大学电子信息工程学院, 天津 300400
2 石家庄铁路职业技术学院信息工程学院, 河北 石家庄 050000
3 邯郸学院信息工程学院, 河北 邯郸 056000
因利用传统等截面简支梁调谐光纤布拉格光栅会产生啁啾现象,设计了一种新型的等边菱形纯弯梁结构,本结构不会产生啁啾现象,其理论研究和实验研究一致。新型菱形梁可以实现裸纤(光纤布拉格光栅)8 nm 的调谐范围,调谐线性拟合度高达99.9%,调谐过程中光纤布拉格光栅3 dB 带宽无畸变。该纯弯梁具有良好的对称性,实现了光纤布拉格光栅的线性无啁啾调谐。
光纤传感 光纤布拉格光栅 纯弯梁 无啁啾调谐 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 020602
张旭辉 1,2,*王陆唐 1,2方捻 1,2
作者单位
摘要
1 上海大学通信与信息工程学院, 上海 200072
2 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072
为了解工频电磁环境和优化高压电气设备,提出一种基于布拉格光栅的全光纤电场传感器。该传感器探头是一个刻有光栅的光纤悬臂梁,并在光纤表面涂覆多层聚酰亚胺树脂。由于聚酰亚胺的介电特性,在工频电场的感应下传感器会产生动态极化现象。在时变电场力的作用下,光纤悬臂梁发生周期性摆动,从而调制光纤光栅的布拉格波长。光栅布拉格波长的最大变化量与电场强度的大小呈正比。将激光器波长设定在光栅反射谱边沿上,通过测量光栅反射光功率的大小实现对工频电场强度的测量。传感器特性的实验评估与实际工频电场的测量证明,该传感器具有很高的灵敏度,能在1~4 kV 电压范围内高精度地检测出高压工频电场强度,验证了该工频电场测量方法的可行性。
光纤光学 工频电场 布拉格光栅 聚酰亚胺树脂 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 020603
作者单位
摘要
1 华北理工大学电气工程学院, 河北 唐山 063009
2 华北理工大学图书馆, 河北 唐山 063009
3 中国科学院光电技术研究所自适应光学实验室, 四川 成都 610209
针对远距离数字全息成像中波前畸变和散斑噪声对成像质量的影响,实验研究了基于图像指标优化的波前校正技术,以及基于孔径分割的多帧图像平均散斑噪声抑制方法。建立了数字离轴全息实验装置,针对系统自身像差,采用梯度下降算法,以图像清晰度为优化指标进行了波前校正实验;在此基础上通过孔径分割,重构出多帧散斑噪声分布各异的目标图像,进行平均运算。结果表明,基于图像清晰度优化的波前校正技术能够有效消除波前畸变,提高成像分辨率;采用基于孔径分割的多帧图像平均方法能够在一定程度上消除目标图像的散斑噪声,获得更高的成像质量。
全息 畸变校正 指标优化 散斑噪声 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 020902
作者单位
摘要
南华大学电气工程学院, 湖南 衡阳 421001
传统遥感图像融合方法没有充分利用低分辨率多光谱图像本身的空间信息。针对这一问题,提出了一种基于低分辨率多光谱图像超分辨率处理的遥感图像融合方法。通过对低分辨率多光谱图像进行基于稀疏表示的图像超分辨率处理,在保持其光谱信息的基础上增强其空间信息;利用静态小波变换对增强的多光谱图像的亮度分量Y 和全色图像进行融合;由YUV 逆变换得到融合多光谱图像。在真实遥感图像上进行的实验结果表明该算法能有效提高融合图像的空间细节信息,同时保留了光谱信息,对比实验验证了该方法的优越性。
遥感 图像融合 图像超分辨 YUV 变换 静态小波变换 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 021001
作者单位
摘要
国防科学技术大学理学院, 湖南 长沙 410073
在观测星数量较少时,匹配星数和边界距离的判定条件达不到网格法要求,同时由于网格法算法本身的原理局限,造成识别率明显下降。针对此问题提出一种改进的网格算法,在保证稳健性的前提下,有效提高星点识别率。实验结果表明,采用该算法,在星点数量少于10 颗的条件下,星点识别率从传统网格算法的95%提高到99%。同时,针对星图中未识别和误识别的星点进行的分析,能够为今后网格识别算法的进一步改进提供帮助。
测量 星敏感器 星图识别算法 网格法改进 稀疏星图 判定阈值 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 021002
作者单位
摘要
南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
为了提高多自由度扫描三维拼接的稳定性,提出一种用于实时三维测量拼接的标志点高速、高稳定匹配方法。该方法综合考虑标志点间的距离关系、标志点与其周围标志点间的空间分布关系,提出标志点空间能量概念,实现了当前标志点的唯一性描述,从而利用能量唯一最大的特性实现多视角间的特征点匹配和三维拼接,有效解决了传统方法普遍存在的匹配歧义性问题。实验统计数据表明,两视角间匹配时间平均小于2 ms,正确率接近100%,满足多视角实时三维测量的应用需求。
测量 三维测量 匹配 拼接 能量 标志点 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 021201
作者单位
摘要
北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
Mueller 矩阵成像偏振仪是测量材料和器件偏振特性的重要仪器,也是测量浸没光刻机偏振像差的检测仪器,该偏振仪由偏振态产生器和偏振态分析器组成。其组成中的λ/4 波片相位延迟量误差及其快轴方位角误差与偏振片透光轴的方位角误差是影响Mueller 矩阵成像偏振仪测量精度的主要误差源。通过对本课题组研制的Mueller 矩阵成像偏振仪中5 个主要误差因素进行标定和补偿,显著提高了其测量精度。利用傅里叶分析法获得各项傅里叶系数,并根据各个误差与傅里叶系数的关系,实现了这些误差的标定,即达到对Mueller 矩阵成像偏振仪误差标定的目的。根据标定出的误差大小对Mueller 矩阵成像偏振仪进行了补偿。实验结果表明,通过对器件参数误差标定和补偿,Mueller 矩阵成像偏振仪的测量精度由0.2015 提高到0.1051,提高了47.84%。最后用该Mueller 矩阵成像偏振仪对一个物镜系统的偏振像差进行了测量,重复测量精度达到了1.1%。
测量 Mueller 矩阵成像偏振仪 标定 旋转波片法 傅里叶分析法 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 021202
作者单位
摘要
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
为了评估光机结构的长期稳定性,提出了一种偏移量解算的稳定性评估方案。首先进行数学建模,通过敏感矩阵建立了光机结构偏移量与系统波像差变化量的关系式,并给出了基于奇异值分解的偏移量求解方法。然后以微缩投影系统为研究对象,建立了敏感矩阵,在奇异值分解的基础上分析了像差奇异值向量与结构参数奇异值向量的对应关系。通过在实际搭建的微缩投影系统中人为引入偏移量,并与理论解算值进行对比,验证了方案的可行性。最后对系统长期稳定性进行了测试,为后续的结构优化提供了指导。
测量 长期稳定性 敏感矩阵 奇异值分解 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 021203
作者单位
摘要
内蒙古工业大学机械学院, 内蒙古 呼和浩特 010051
提出一种基于液晶偏振分光的共光路干涉测量方法来测量液晶空间光调制器(LCSLM)的相位调制特性。线偏振入射光束被LCSLM 分为两束正交线偏振光,然后沿相同方向传播至渥拉斯顿棱镜(WP);经WP 出射的两光束产生横向剪切,同时,WP 也将会在两光束之间引入倾斜调制,从而当它们再经过检偏器后产生载频干涉条纹。用傅里叶变换法计算两帧干涉条纹之间的相对相移量。给出了透射式LCSLM 相位调制特性的实验测量结果。该方法对振动、空气扰动不敏感,能够测量得到LCSLM 的整体相位调制特性,结果更加精确、科学。
测量 液晶空间光调制器(LCSLM) 相位调制特性 共光路干涉仪 傅里叶变换法 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 021204
彭瑜 1,2,*刘鹏飞 3李伟 4
作者单位
摘要
1 北京林业大学理学院, 北京 100083
2 清华大学交叉信息研究院, 北京 100084
3 北京理工大学物理学院, 北京 100081
4 中国南方工业研究院, 北京 100089
提出了一种基于铯原子拉曼跃迁的坏腔拉曼激光器,并分析了表示集体效应的自旋相关系数,光子通过禁戒跃迁以集体方式发射并耦合进入低Q 谐振腔,功率可达10-9 W 量级。计算了该激光器的一些工作参数和特性,如抽运阈值、输出功率随各种条件的变化趋势,研究结果对今后的研究和实验有所帮助。
激光光学 激光技术 拉曼跃迁 坏腔 肖洛汤斯线宽公式 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 021401
作者单位
摘要
1 扬州市职业大学机械工程学院, 江苏 扬州 225012
2 南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
为提高双目立体视觉测量图像精确匹配的稳定性,提出一种基于特征点能量的稳健匹配新算法。该算法基于极线约束获取左右图像中特征点的初始匹配,根据特征点之间极线约束关系定义了一种不受仿射变换影响的能量来描述特征点,通过比对特征点能量值来剔除误匹配。该算法有效降低了误匹配率和误剔除率,从而满足多视角测量数据拼合过程中严格限制误匹配率的要求。实验结果表明,该算法正确匹配率大于95%,误剔除率小于2%,具有较强的稳健性。
机器视觉 能量 双目 标志点 立体匹配 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 021501
作者单位
摘要
1 西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621010
2 中国空气动力研究与发展中心, 四川 绵阳 621000
在摄影测量和机器视觉领域,为了提高测量精度,必须对相机进行畸变校正。根据三维空间中的直线投影到图像平面也是直线的原理,提出了一种基于直线特征的摄像机非线性畸变校正方法。实验表明:随着直线条数的增加,当直线在CCD 上的分布均匀后,解得的非线性畸变参数稳定、正确。此方法既不需要成本较高的标定板,也不需要摄像机的外参数,仅需利用照片上若干直线,即可求得摄像机的畸变参数,进而对图像进行畸变校正,校正效果显著,具有一定的实用价值。
机器视觉 摄影测量 摄像机标定 直线特征 畸变校正 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 021502
作者单位
摘要
渤海大学信息科学与技术学院, 辽宁 锦州 121013
低成本立体摄像机需要高精度的标定和定量的精度评定才能应用于三维重建。推导了同步解算摄像机间的平台参数和摄像机内部参数的自检校光束法平差模型。利用全部标定参数及其协方差矩阵,建立了基于相对定向的立体摄像机标定精度的定量评价理论模型。利用低成本网络摄像机构建立体摄像机系统,对其实施标定和精度定量评定。实验表明,同步标定立体摄像机的内部参数、平台参数可以提高标定的精度和稳健性。考虑参数相关性的定量评价模型,能够更稳健地反映立体摄像机的标定精度。
机器视觉 摄像机标定 误差传播 多目视觉 三维重建 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 021503
瞿伟 1,2,*刘卫林 1
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 中国科学院大学, 北京 100049
温度变化会导致光学系统最佳焦面发生偏离,使得光学系统成像质量下降,为了使得光学系统成像质量保持稳定,对光学系统无热化设计进行研究。从温度变化导致像面位移的角度来研究,推导出像面位移公式,以像面位移公式来指导无热化补偿设计。以一个常温下达到衍射极限的光学系统为例,在-40 ℃~60 ℃ 的温度范围内,发现更改其中的4 个参数都可以使像面位移减小或者为零,从而使系统成像质量提高,达到无热化设计目的。像面位移公式能够指导光学系统的无热化设计。
光学设计 温度分析 像面位移 无热化设计 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 022201
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
传统的两镜折反式光学系统通常采用两片或多片均匀材料的球面校正镜校正同轴两反系统的剩余像差,为了减少校正镜组镜片数量甚至要引入带有非球面的透镜。采用的单片轴向梯度折射率校正镜即可以校正同轴两反系统的剩余像差,又可以减少校正镜片数。总结了轴向梯度折射率透镜和带有无光焦度校正元件光学系统的初级像差理论,研究了轴向梯度折射率透镜作为两镜折反式光学系统校正镜的设计方法。并且给出了采用单片轴向梯度折射率透镜作为校正镜,焦距为3000 mm,相对孔径为1/8,视场角为1°的两镜折反式光学系统设计。设计结果表明,系统最大视场波前RMS 值小于0.07 l,系统弥散圆半径接近艾里斑半径,在50 lp/mm 时的传递函数高于0.35,系统的最大畸变小于0.5,最大场曲小于0.2,系统像质接近衍射极限。
光学设计 两镜折反式光学系统 轴向梯度折射率透镜 校正镜 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 022202
作者单位
摘要
聊城大学物理科学与信息工程学院, 山东 聊城 252059
为从波长信道中实现信号优良的选择性输出,设计了带有光子晶体U-型谐振器(PCUR)的反射式分束器结构。利用时域有限差分(FDTD)方法研究了其结构电磁波功率分束特性。设计的4 种对称结构可用于输入波长的功率二等均分,在第三通信窗口都具有传输率高的特性;设计的5 种的非对称结构具有峰值波长信号串扰弱的特性。根据设计需求,在带有3×2 PCUR 的对称结构中分别调整其结构的两PCURs 的散射介质柱半径,或其内部介质柱半径,能设计出不同信道波长间隔的高传输率分束器。研究表明:这些微型波长分束器件具有波长选择性优良、设计灵活、峰值波长处串扰弱等优点。在低损耗光路集成设计、波长密集型光通信系统设计等方面存在潜在应用价值。
集成光学 反射式分束器 光子晶体U-型谐振器 时域有限差分法 弱串扰 传输率高 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 022301
耿敏明 1,2,3,4,*
作者单位
摘要
1 广西大学计算机与电子信息学院, 广西, 南宁 530004
2 广西大学广西多媒体通信与网络技术重点实验室培育基地, 广西, 南宁 530004
3 广西大学广西高校多媒体通信与信息处理重点实验室, 广西, 南宁 530004
4 广西信息科学实验中心, 广西, 桂林 541004
分析了硅基十字缝隙波导(SCSW)偏振敏感的原因,计算了不同偏振态下SCSW 的有效折射率和单模工作条件,分析发现通过合理的设计单模SCSW 的结构,可以达到偏振不敏感。提出并模拟了基于SCSW 的具有偏振无关特性的微环形谐振腔。该谐振腔的半径为3.7 μm,偏振无关的工作区域大约64 nm,自由光谱范围大约35 nm。
集成光学 微环型谐振腔 十字缝隙波导 偏振无关 硅基波导 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 022302
作者单位
摘要
浙江师范大学物理系, 浙江 金华 321004
基于太阳能电池的一般理论模型,通过对太阳能电池的I-V 方程在短路点、最大功率点、开路点处进行一阶求导,构造代数方程组。根据光伏组件厂商提供的标准测试条件下的技术参数(短路电流、开路电压、最大功率点电流和电压等),采用遗传算法,求解5 参量模型中的光生电流、反向饱和电流、等效串联电阻、等效并联电阻和理想因子等参数。与牛顿迭代法相比,遗传算法得到的结果稳定性和精确性更好,模拟结果的相对误差在2%左右。同时,针对Matlab 仿真环境,构建了光伏组件的仿真模拟器,可以对任意环境温度、太阳辐射强度下光伏组件的输出特性进行仿真实验,对光伏发电系统研究人员来说,具有很好的实用参考价值。
光学器件 光伏组件 理论模型 遗传算法 仿真模拟 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 022303
作者单位
摘要
西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
利用双缝衍射干涉原理,波长微小变化引起折射率变化从而导致两衍射缝之间产生明显的位相差,进而使衍射零级条纹偏离光轴。通过其偏移量的变化可以实时监测波长的微小波动。实验表明,激光波长变化2 pm 可引起衍射零级条纹位移约2.6 μm。由于探测的是衍射零级条纹的位移,这样就避免光强变化带来的影响,极大地提高了波长监测分辨率。
物理光学 衍射 波长监测 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 022601
作者单位
摘要
1 北京理工大学精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室, 北京 100081
2 北京理工大学自动化学院, 北京100081
为克服光电探测器动态范围不足,难以在同一条件下精确测量线偏振器的最小光强透射率及最大光强透射率的问题,提出一种基于非线性拟合的消光比测量方法并搭建了相应的测量装置。该方法只需在限定的角度范围内旋转被测线偏振器并采集对应的光强变化,根据建立的数学模型,进行非线性余弦拟合数据处理,进而解算出消光比。实验结果表明,该方法的测量精度可达10-5 量级,并具有较好的重复性,验证了提出方法的有效性。
物理光学 偏振光学 线偏振器 消光比 非线性拟合 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 022602
作者单位
摘要
第二炮兵工程大学二系,陕西 西安 710025
针对光纤布拉格光栅(FBG)准分布式传感解调系统进行了专门的研究。结合准分布式传感解调信息混杂、动态范围大等特点,自行搭建了FBG 传感解调系统。以实验室现有的复合传感器为平台,基于LabVIEW 软件,开发出一种适用于光纤光栅准分布式传感解调的测试平台,使得承载有温度、压力、流量信息的波长变化智能区分,并通过相应计算将被测物理量实时显示。通过实验,对温度、压力、流量传感器分别进行了标定,得出相应的计算参数;通过综合实验,系统分辨出了不同物理量的波长值并直接显示被测量,实现了高精度可视化实时显示的目的,验证了系统设计的可行性与可靠性。
传感器 准分布式传感解调 光纤布拉格光栅 解调技术 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 022801
作者单位
摘要
南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心, 中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室, 江苏 南京 210044
利用2014 年8 月1 至16 日AMSR-2 一个观测周期的资料详细分析了日本、中国及周边地区陆地上7.3 GHz 观测,研究结果表明:日本7.3 GHz 通道无线电频率干扰主要来源于视场反射的静止电视/通信卫星下发信号。除7.3 GHz外,日本6.9 GHz 和10.65 GHz 也存在无线电频率干扰(RFI)影响,主要来自长期稳定的离散地面固定源。越南全境内每天不论是升轨还是降轨7.3 GHz 都观测到很强的RFI。中国主要是7.3 GHz 和10.65 GHz 通道观测受污染,这两个频率受RFI 影响的地域与中国地基雷达站点分布吻合一致。a
遥感 卫星 星载微波辐射计 无线电频率干扰 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 022802
作者单位
摘要
1 山东农业大学资源与环境学院, 山东 泰安 271018
2 土肥资源高效利用国家工程实验室, 山东 泰安 271018
准确、快捷、实时地对苹果树冠层土壤和作物分析仪器开发(SPAD)值进行高光谱估测,对苹果树的长势监测具有重要意义。连续2 年测量了62 个果园的196 棵苹果树冠层光谱反射率及SPAD 值,分析了原始光谱及连续统去除法处理后的光谱与SPAD 的相关性,并对连续统去除法处理后的光谱在350~1300 nm 范围内,计算了任意两波段组合而成的归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)和差值植被指数(DVI)等光谱指数。利用逐步回归和主成分分析法,提取主成分作为自变量,构建了估测SPAD 的支持向量机回归模型,并用第2 年采集的数据进行了验证。新建的3 类植被指数中,与SPAD 相关性最大的植被指数分别为NDVI(406,563)、RVI(406,565)和DVI(646,695),相关系数(r)分别达到了0.677、0.690 和0.711。对支持向量机回归模型进行验证,预测集决定系数(PR2)达到了0.837,预测集相对误差(REP)为1.190%,预测集相对分析误差(RPDP)达到了2.213。连续统去除法及光谱指数均能提高光谱与果树冠层SPAD 的相关性,并且与SPAD 相关性较高的光谱指数是由可见光波段组合而成,支持向量机回归模型对新梢旺长期苹果树冠层SPAD 具有较好的估测能力。
光谱学 叶绿素相对含量 连续统去除法 苹果树 支持向量机 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 023001
作者单位
摘要
上海海潮新技术研究所, 上海 200070
荧光成像技术是无损检测潜在指印的重要技术手段。针对纸张类检材表面遗留潜在指印,采用紫外激光器作为激发光源,检材热处理技术与荧光成像技术相结合。实验控制检材热处理温度与时间,增强遗留指印物质成分受激发射荧光强度,减弱或消除背景荧光干扰,提高指印纹线与背景的亮度反差。利用荧光成像技术,实现了常用书写纸表面遗留的潜在新鲜混合指印、汗迹指印及陈旧性指印的显现与提取,为热处理技术与荧光成像技术无损显现纸张潜指印的应用提供了实验依据。
光谱学 荧光成像 指纹识别 本征荧光 热处理 滤光片 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 023002
作者单位
摘要
沈阳理工大学理学院, 辽宁 沈阳 110159
利用激光诱导击穿掺杂Cr、Cu 元素的自制土壤样品,对元素特征谱线的信背比随含量的变化情况进行对比分析,并选择常用谱线Cr(I) 425.435 nm,427.481 nm、Cu(I) 324.754 nm,327.396 nm,利用相应Fe 谱线作为内标作出校准曲线,计算检出限,研究谱线跃迁能级的原子组态、角动量和跃迁几率等微观特性对校准曲线和检出限的影响。研究结果表明,信背比高的谱线得到的检出限相对较低,对元素检测更为敏感;谱线的信背比与谱线对应的跃迁几率无关。跃迁原子组态相同的谱线的信背比随含量变化显示出相同的变化趋势,其中角动量相对较大的谱线Cr(I)425.435 nm(4-3)和Cu(I) 324.754 nm(3/2-1/2)激发状况较好,得到的校准曲线的线性拟合值也相对较高,检出限相比于角动量小的谱线Cr(I) 427.481 nm(3-3)和Cu(I) 327.396 nm(1/2-1/2)分别降低了11%和42%,对元素检测的灵敏度更高,更适合作为元素检测的特征谱线。
光谱学 激光诱导击穿光谱 校准曲线 跃迁能级 土壤 检出限 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 023003
作者单位
摘要
华东交通大学机电工程学院, 江西 南昌 330013
讨论光源照射角度对近红外光谱检测苹果糖度模型的影响,得出最佳的光源照射方式。以苹果为研究对象,糖度为检测指标,2 盏100 W 卤素灯作为光源,从3 种不同光源照射角度(30°、45°、60°)照射放置于中间的苹果样品,得到漫透射光谱数据并建立偏最小二乘回归(PLS)模型。当光照角度为45°时,模型的精度最高,其校正集相关系数Rc=0.91,校正集均方根误差xRMSEC=0.57,验证集相关系数Rp=0.84,验证集均方根误差xRMSEC=0.73。不同的光照角度对模型精度有一定的影响,为建立实际模型时选择最佳的光照角度提供了可靠的依据。
光谱学 糖度 近红外光谱 苹果 光照角度 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 023004
作者单位
摘要
南京信息工程大学物理与光电工程学院, 江苏 南京 210044
通过比较研究,讨论了尘埃粒子的存在对等离子体衰减特性的影响。主要讨论了三种情况下的衰减系数:1)仅考虑粒子间的碰撞;2) 考虑粒子间的碰撞以及电子、离子对尘埃粒子的充电;3) 在2)的基础上考虑背景等离子体电势的影响。在推导出衰减系数的基础上,选取火箭喷焰为典型实例,详细给出了衰减系数随温度、压强以及频率变化趋势。研究结果表明:在微波段低频区时,温度、压强皆有临界值,使得对应的衰减系数变化产生低谷。当温度、压强一定时,尘埃等离子体的衰减系数峰值出现在共振频率附近,峰值与共振频率之间的距离取决于温度、压强对共振频率的影响;温度、压强、频率相同时,计算三种情况下的衰减系数,第三种的总是大于前两种的,且所得衰减系数正好处在实测范围内。所以,在计算衰减系数时需要考虑背景等离子体电势的影响。
光谱学 尘埃等离子体 衰减系数 电势影响因子 电导率 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 023005
作者单位
摘要
北京工业大学应用数理学院, 北京 100124
采用热蒸镀法,在石英基底上制备了不同化学组分的GexAsySe1-x-y 硫系玻璃薄膜,并对其拉曼光谱进行测量,旨在分析化学组分对薄膜内部结构的影响。分析了波数位于100~350 cm-1范围内薄膜拉曼光谱的演变,用高斯曲线对拉曼光谱进行分峰拟合。结果表明,样品在190 cm-1 处Ge-Se 振动模式随着Ge 和As 含量的增加而变强;随着平均配位数(MCN)的增加,As-Se 振动模式减弱,位于225 cm-1和250 cm-1处的两个拉曼峰逐渐合并,并向高波数区域延伸;在Ge 含量高的样品中,170~180 cm-1处的拉曼峰是由薄膜内部键缺陷造成的。
薄膜 Ge-As-Se 硫系玻璃 分峰拟合 拉曼光谱 化学结构 
激光与光电子学进展
2016, 53(2): 023101