石鑫   孙诚   王晓秋  

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有效提高薄膜硅太阳能电池光转换效率一直是清洁能量利用领域的一个重要问题。本文设计了一种以三角形一维衍射光栅为基础的薄膜硅太阳能电池的背部反射器结构,用以有效提高硅太阳能电池的光转换效率。本文利用时域有限差分方法，从光栅结构形状、倾斜角度、光栅周期以及光栅间隔等四个方面分别研究了薄膜硅太阳能电池下表面的光反射率。结果表明，由等腰直角三角形组成的一维光栅结构的背反射能力最强。另外，合理增大光栅周期也将有助于提高硅电池的背面光反射率。此外，研究还发现，对于间隔型一维衍射光栅结构来说，平面波入射光会在和光栅周期对应的波长处发生共振现象。利用该特性，本文提出的一维衍射光栅结构还可作为一种波长选择器来被加以使用。

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陈波   孙天齐   刘爱新   杨旭  

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针对基于数字全息术的分布式孔径综合成像系统，分析了子孔径间探测器旋转和光瞳放大率误差对孔径综合成像的影响，提出了基于子孔径目标图像配准的误差校正方法。首先采用尺度不变特征变换（SIFT）算法、欧式距离最邻近法和M估计抽样一致（MSAC）算法进行子孔径目标图像配准，由此计算出子孔径间探测器旋转和光瞳放大率误差。在此基础上对子孔径上的目标光复振幅进行处理，实现旋转和放大率误差的校正。实验结果表明，由子孔径图像配准计算出的旋转角度和放大率的相对误差小于0.01，校正后综合孔径成像锐度显著提高。

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赵强   张继明   刘世萱   张可可   陈世哲   刘野  

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针对海洋剖面观测的需求和传统投弃式海洋温度剖面测量仪（XBT）存在的问题，提出一种基于FBG-LPG级联结构的光纤海水温深剖面传感器（光纤XBT），设计了传感器光路，利用光纤端面反射镜简化了光路结构，通过调整反射率优化了系统性能。实验表明，当光纤端面反射率在48.8%～72.5%范围内时，FBG和LPG的谐振峰相对强度较为合理，整体光谱波形较好，利于解调，为新型光纤海洋传感器的研发提供一种参考。

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郑兴纯   赵敏   冯少华  

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针对手持靶标视觉坐标测量的广泛应用，提出一种平面靶标测头中心现场两步标定的方法。通过两组不同位姿的靶标图像建立靶标坐标系与摄像机坐标系之间的转换关系，利用第一组靶标平行于成像面不同倾角的图像信息，根据位置不变原理建立目标优化函数，通过Levenberg-Marquardt算法求解出靶标坐标系下测头中心在x，y方向最优化的修正值；再依据第二组靶标相对于摄像机成像面不同倾角的图像信息求解出测头中心在z方向的误差。通过仿真和实验验证了方法的正确性，实验结果表明，测头中心标定精度在x、y、z方向可分别达到0.077mm、0.035mm、0.140mm，有效解决了手持平面靶标测头中心现场标定的难题。

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吴宜青   孙通   刘津   甘兰萍   刘木华  

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应用共轴双脉冲激光诱导击穿光谱 (collinear double pulse laser-induced breakdown spectroscopy，DP- LIBS) 技术对食用植物油中重金属铬 (Cr) 含量进行快速定量检测。采用二通道高精度光谱仪采集样品的LIBS光谱，根据LIBS光谱在420~430 nm波段范围确定Cr元素三条原子谱线 (Cr I 425.39 nm、Cr I 427.43 nm、Cr I 428.94 nm)、CN分子谱线 (CN 421.49 nm)及Ca原子谱线 (Ca II 422.64 nm)，然后利用竞争性自适应重加权采样 (competitive adaptive reweighted sampling，CARS) 方法筛选Cr元素的特征变量及相关影响变量，并应用最小二乘支持向量机 (least squares support vector machine，LSSVM) 建立Cr含量的定标模型。结果表明，经CARS方法优选后，波长变量由 132个减小为10个，变量压缩率为92.42%。CARS-LSSVM定标模型的相关系数、校正均方根误差及预测均方根误差分别为0.9926、5.287 mg/kg和5.860 mg/kg，预测集样品的平均相对误差为8.55%，优于单变量及5变量LSSVM定标模型。由此表明，DP-LIBS技术定量检测食用植物油中的Cr含量具有一定的可行性，CARS方法可以有效筛选Cr元素的特征变量及相关影响变量，从而有效地降低基体效应对分析元素的影响，提高LIBS分析的预测精度。

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叶希梅   卢道明  

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采用算符作用在参考态上构建新的量子态的方法，将双模产生算符的组合 和双模压缩算符先后作用在双模真空态上，构建了算符组合激发双模压缩真空态。采用数值计算方法，讨论了双模压缩参数和组合系数 对 模的压缩效应、反聚束效应和Mandel Q参量，以及两模间纠缠等量子特性的影响。研究结果表明： 模光场不呈现压缩效应；随压缩参数增大， 模的反聚束效应和亚泊松分布性质减弱；随组合系数 增大，即组合算符中 模产生算符比重增大， 模的反聚束效应和亚泊松分布性质减弱。这表明增大组合算符中 模的激发作用比重，对 模的反聚束效应和亚泊松分布性质不利；随压缩参数增大，两模间纠缠加强。另一方面，双模间纠缠 与算符组合系数 间存在非线性关系。

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雷卉   庞振华   任豪  

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以掺钕钇铝石榴石（Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet，简称Nd:YAG）透明陶瓷为激光增益介质，搭建了一套激光性能评估测试系统，研究了Nd:YAG透明陶瓷尺寸对激光性能的影响。Nd:YAG透明陶瓷的尺寸较小时，相同泵浦功率下Nd:YAG透明陶瓷的激光性能随着Nd:YAG透明陶瓷尺寸的增加而增强，但增幅有所下降。尺寸最大为3×3×9.0mm的Nd:YAG透明陶瓷获得了功率为4.94W以及斜效率为37.7%的1064nm连续激光输出。取泵浦功率为17W，激光输出功率随Nd:YAG透明陶瓷的尺寸变化的拟合结果与实验结果相吻合。此外，与Nd:YAG单晶的对比实验结果也说明，Nd:YAG透明陶瓷可通过Nd高掺杂来提升光学性能，显示出极大的应用前景。

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蔡亮红   丁建丽  

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土壤水分含量(soil moisture content，SMC)的快速估测能够促进干旱半干旱地区的精准农业的发展。本文以渭干河-库车河绿洲为研究区，采用小波变换(wavelet transform，WT)对反射光谱进行1~8层小波分解，通过相关性分析确定最大分解层数，并对原始反射率至最大分解层数以内的各层特征光谱进行9种常规数学变换处理，然后将其与土壤水分含量进行相关性分析，并从每层特征光谱的各种变换中筛选出相关系数最大的波段作为敏感波段，通过灰色关联分析(grey relational analysis, GRA)从中筛选出最佳波段组合，利用偏最小二乘回归建立SMC预测模型并进行分析。结果显示: (1) 小波变换过程中，土壤反射率与SMC的相关性呈先增后减趋势，L6处通过0.01水平下的显著性波段达到最多，总体来说L6的特征光谱在去噪的同时，还最大限度的保留光谱细节，为本研究中的最大分解层；(2) 总体上来说，说明利用小波变换和微分变换相结合可以深度挖掘光谱潜在信息，提高与SMC之间的关联度；(3) 根据所有SMC模型的统计参数综合对比分析，确定基于L-GRA建立的模型精度最优，其RMSEC=0.026，R2 c=0.710，RMSEP=0.030，R2 p=0.965，RPD=2.849，说明小波变换和GRA分析的结合使其在建立模型时尽可能少地损失光谱细节、较为彻底的去除噪声，同时还能对无信息变量进行有效去除，为该研究区SMC的预测提供新的思路。

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杨娟   冯庆江  

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借助Mathematica符号计算软件，利用拓展的F/G展开法和变量分离法，得到（2+1）维色散长波方程的精确解.根据得到的孤立波解，构造出亮暗dromion解，并研究孤子随时间的演化.

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陈至坤   弭阳   沈小伟   程朋飞  

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采用平行因子分析法（PARAFAC）和交替残差多线性（ART），对石油类污染物进行测量与识别，重点对比分析了两种算法对油种鉴别的差异。在实验中，将CCl4为溶剂的95#汽油、0#柴油与普通煤油溶液作为研究对象，以三组分不同浓度的石油类物质混合液作为实验样本，利用F-7000荧光分光光度计对其检测以得到各样本的三维荧光数据。测量样本的组分数估计值预设为3时，PARAFAC的样品回收率为：柴油（95.60±3.60）%、 汽油(94.67±3.66)%和煤油(95.49±4.49)%；ART无需预设组分数，其测量样本回收率为：柴油（96.58±2.17）%、 汽油(95.17±9.17)%和煤油(95.90±8.90)%。结果表明，两种算法可用于三种组分石油类污染物的识别与测量，均能得到较好回收率，尤其是ART无需预先设定组分数而更具优势。

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景军锋   谢佳   李鹏飞  

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针对鞋面匹配中存在尺度变化、光照变化以及噪声干扰等问题，提出基于SURB(SURF-ORB) 结合随机抽样一致算法（Random Sample Consensus,RANSAC）的鞋面匹配检测算法。首先采用加速健壮特征（Speed-up Robust Features,SURF）算法提取鞋面图像特征点；然后通过ORB（Oriented FAST and Rotated, BRIEF）算法对提取到的特征点进行描述，得到描述子；最后采用汉明距离完成初匹配，再结合RANSAC算法对由噪声干扰和光照变化会产生的误匹配点进行剔除，获得较为精准的匹配点对。实验结果表明：当鞋面图像中存在尺度变化、光照变化和噪声干扰等影响时能够准确匹配，具有较强的鲁棒性。

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孙舒娟   郭林辉   谭昊   孟慧成   阮旭   闫雪静   张旭光   武德勇   高松信  

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半导体激光器由于受波导结构和芯片封装等因素的限制，其快慢轴方向上的光束质量差距较大，主要用作抽运源，即被当成亮度转换器使用，很难作为高亮度光源直接应用。介绍了提高半导体激光器输出光功率密度和输出光数质量的非相干合束技术——波长复用合束技术，以及近几年来国内外的发展现状，梳理了半导体激光器波长复用合束技术发展的若干重要动向，为以后半导体激光器波长复用合束技术的发展提供了参考。

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林晓梅   钟磊   林京君  

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为研究样本温度变化对激光诱导击穿Al等离子体特征参数的影响，采用双脉冲激光器诱导激发在中频炉中加热的Al样本形成等离子体，对比分析了样本温度变化时Al的不同特征谱线强度的变化；用CCD相机采集并分析了不同样品温度下等离子体羽的形态变化；在局部热力学平衡条件下，分别利用Boltzmann斜线法和Stark展宽法计算并分析了等离子体电子温度和电子密度随样本温度的演化规律；使用Lorentz拟合分析了随样本温度变化的不同谱线的半峰全宽（FWHM）变化；研究结果表明，等离子体羽的形态大小变化可以作为其电子温度和电子密度等特征参数随样本温度变化的直观反映；随着样本温度升高，谱线强度、FWHM、电子温度和电子密度都升高至饱和状态，并且样本温度对离子线和原子线的谱线强度和半峰全宽有不同的增强效果。

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张曦   张健  

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标定方法一直是线结构光三维测量系统研究中不可或缺的关键要素。本文重点讨论了线结构光传感器标定方法中的三个问题：标定靶物、光平面标定方法以及标定精度的评定。首先，总结了常用的标定靶物类型及其标定特点，为标定靶物的选型提供参考；然后，按照标定靶物和传感器标定时的相对运动关系，将当前主要的光平面标定方法划分为三类，分别是靶物与传感器位置关系固定不动的标定方法、靶物与传感器之间存在可控运动的标定方法以及靶物与传感器之间可自由移动的标定方法；其次，系统归纳了现有标定精度的评定方法，分析了各种方法的原理以及特点；最后，总结了线结构光标定方法的发展现状，指出系统参数的全局优化、标定精度评定方法的标准化以及新颖标定靶物的设计是线结构光标定方法的发展趋势。

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朱达荣   许露   汪方斌   刘涛   储朱涛  

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为了使融合后的多聚焦图像细节特征丰富且图像边缘清晰，本文提出了一种基于FFST与引导滤波的图像融合算法。首先利用快速有限剪切波变换（FFST）将源图像分解为低频系数和高频系数。在融合低频系数时，定义了一种新的改进的拉普拉斯能量和（NSML），并设计了一种基于区域NSML的低频系数选择方案；针对高频系数富含细节信息的特点，提出了一种基于引导滤波的区域能量加权融合算法。最后，通过逆FFST获取最终的融合图像。对比实验结果表明，本文算法在主观视觉效果与客观评价指标方面都取得了较好的结果。

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杨汝   李云霞   石磊   蒙文   罗均文  

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摘要：自由空间量子密钥分发技术是目前量子通信领域的研究热点，连续变量量子密钥分发与离散变量量子密钥分发是其两大主要技术分支。本文综述了近年来国内外自由空间量子密钥分发技术的研究进展，从实际应用角度出发，对比分析了连续变量与离散变量两个分支存在的主要技术难点，重点分析了背景光干扰、大气信道中单光子退偏振特性以及湍流引起的相位畸变等现象，并对自由空间量子密钥分发技术的发展前景进行了展望。

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曹硕   黄利萍   候倍倍   陈刚  

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针对传统非局部均值去噪算法对纹理细节处理保持不足问题，本文提出一种结合FEC的非局部均值去噪算法。该方法首先用FEC算法检测出图像的边缘纹理特征图；然后基于边缘纹理特征图自适应选择相似性权重参数，有针对性的对边缘纹理区域和平坦区域进行不同程度的平滑，防止边缘细节信息过平滑；最后用边缘的结构相似性改进非局部图像块的相似性权重，加强相同区域像素的贡献，削弱不同区域像素的贡献，从而达到更好的保持纹理细节的作用。实验结果表明，本文方法能够达到很好地去除噪声效果的同时还能保持更多的纹理细节特征和几何结构特征。

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卞光宇   汪毅   白宝平   李嘉科   陈晓冬  

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合成孔径波束形成方法（SA）可以实现发射和接收的双向动态聚焦，从而有效提高成像分辨率，在多阵元相控阵超声内镜系统中有着广泛的应用前景。但其单阵元发射能量小，造成回波信号较弱、易受噪声干扰，导致图像的信噪比没有明显改善。本文提出一种新的成像算法，将以线性调频信号为载波的Barker码激励方法与合成孔径波束形成方法相结合（LFM_Barker_SA），利用线性调频信号的宽带特性和Barker编码的自相关特性来弥补合成孔径方法在成像信噪比上的不足，同时进一步提升图像的分辨率。FieldⅡ仿真实验表明，与单脉冲激励的合成孔径算法(Pulse_SA)相比，LFM_Barker_SA算法下的图像信噪比提升10dB，轴向分辨率从0.60mm提升至0.38mm，实验结果验证了成像算法的可行性。

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杨宇   邢永春   朱启兵  

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粉体的密度作为一项很重要的物性参数对粉体的流动性影响巨大。研究粉体的密度这一特性，对粉体加工、输送、包装、存储等方面都具有重要意义.本文以小麦面粉作为实验对象，采用高光谱散射技术，结合高光谱散射图像特征提取方法中的矩方法，研究面粉堆密度快速无损检测方法。实验共采集了474个面粉样本在500~1000 nm范围内的高光谱散射图像，对图像进行前期预处理操作，用以消除图像噪声，并提取了散射图像的零阶矩特征和一阶矩特征；分别利用零阶矩特征、一阶矩特征，及一阶零阶联合特征建立了面粉堆密度的偏最小二乘预测模型。结果表明：相对于单一的零阶矩特征或者一阶矩特征，联合特征获得了最好的建模结果。联合特征的预测相关系数RP达到了0.968，剩余预测偏差RPD达到了3.95。证明了矩特征方法可以有效提取高光谱散射图像特征，并应用于粉体堆密度的高精度无损检测。

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丛启东   袁根福   章辰   郭百澄  

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针对激光诱导等离子体刻蚀、超短脉冲激光直接刻蚀和纳秒脉冲紫外激光直接刻蚀三种刻蚀石英玻璃方法都存在刻蚀率低下的问题，本文提出了两种利用红外激光诱导钡化合物化学反应刻蚀石英玻璃的新方法，钡化合物分别选用BaCrO4和Ba(OH)2。本文通过EDS分析推理，XRD分析验证，发现激光诱导BaCrO4化学反应刻蚀石英玻璃的刻蚀过程中BaCrO4会剧烈燃烧和连续微爆炸放出大量的热辅助激光刻蚀石英玻璃，同时也导致微通道出现崩边和微裂纹现象，另一方面BaCrO4分解生成的BaO在高温条件下与SiO2发生化学反应生成BaSiO3，能直接去蚀石英玻璃；对于激光诱导Ba(OH)2化学反应刻蚀石英玻璃，Ba(OH)2以及其分解生成的BaO在高温条件下都会与SiO2发生化学反应生成BaSiO3，能直接去蚀石英玻璃；两种方法刻蚀机理不同，故刻蚀效果存在较大差异。

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刘康康   孟利   张宁   孙振文   谢彬   刘星星   许小京  

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电工胶带是法庭科学领域的一种重要物证种类。法庭科学物证检验要求采用原位、无损检测手段。光学相干层析技术（OCT）是一种无损、高分辨率、快速的断层成像检验技术，可以对样品内部微观结构进行微米级高分辨成像，非常适合用于进行法庭科学物证检验。本文利用自主搭建的一套频域OCT系统对10种不同品牌的红色电工胶带进行OCT成像检验。从电工胶带的二维OCT断层图像中提取了光程、散射强度比、信号峰个数、衰减率等特征参数，并比较了各参数在不同样品之间的统计学显著性差异。同时，对电工胶带样品还进行了三维OCT图像重建，获得了样品的横截面图像。实验发现，上述特征可以有效区分不同品牌的电工胶带。由于OCT技术无需对样品进行任何预处理，可以实现对物证样品的原位、无损、实时检验，且操作便捷、分辨率高，在法庭科学中有较为重要的意义,将为法庭科学电工胶带物证检验提供一种新的方法。

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朱占龙   王军芬  

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由于图像噪声强度和边界的不确定性，图像分割算法的抗噪性和准确性是一项挑战性的任务，为此，提出两种改进的模糊聚类算法用于图像的分割。所提出的算法共分两步：首先利用各像素的邻域信息自适应地对中心像素进行噪声可能性检测，检测结果为度量噪声与图像细节参数用以构建新的加权图像，结合新图像给出两种新颖的模糊聚类算法；第二步，对分割结果中可能错分点进行检测并对其进行后处理从而提升分割准确度和视觉效果。在不同的噪声水平下，利用人工合成图像、Berkeley图像和其它图像对提出的算法进行分割实验，结果表明：相比于其它模糊聚类算法，所提算法在分割准确率和ARI指标上具有优势，而且分割的轮廓清晰，视觉效果更好。

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孔清清   丁香乾   宫会丽  

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为了建立更准确、高效的烟叶产地识别模型。本文提出了基于自适应遗传算法（Adaptive Genetic Algorithm, AGA）的修剪随机森林（Random Forest Pruning, RFP）算法AGARFP。该算法根据种群的进化程度，适配不同的选择算子；然后利用改进的自适应遗传算法对随机森林进行修剪。实验选择5个产区的样本构建烟叶产地识别模型，以产地识别准确率作为算法优劣的衡量标准。实验结果表明，AGARFP分类准确率为94.32%，分类效果优于其他方法，从而证明了其有效性。

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刘祥   唐吉玉   刘紫雁  

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为了获得大完全光子带隙，构建了棋盘嵌套复式晶格介质环型光子晶体结构，并对影响该结构完全带隙宽度的结构参量进行研究。首先基于棋盘嵌套复式晶格介质柱结构，构建介质环型光子晶体。采用平面波展开法，对结构参量分别进行优化计算，研究其完全带隙特性。结果发现在ε＝41，W=0.39μm，w=0.16μm，R=0.22μm，r=0.09μm，φ=0°，G=1时，完全带隙宽度的最大值可达0.157（ωa/2πc），中心频率为0.513（ωa/2πc）。并且，此结构的大完全带隙对由制备工艺引起的介电常数的偏差，介质柱及空气孔尺寸、角度的偏离都具有很好的稳定性。本文设计的这种介质环型光子晶体结构，考虑到实际制备工艺的限制，能得到稳定且较宽的完全带隙。

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王伟超   王慧琴   王可   王展  

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每种物质有其独特的光谱信息，因此可以根据光谱信息鉴定物质。本文研究基于统计流形的光谱信息散度（SID）颜料识别，将统计流形上的黎曼度量作为信息散度中新的度量标准。利用提出的新方法与传统的光谱反射率匹配方法对四种常用矿物颜料进行光谱匹配，并将匹配结果进行比较。实验表明：利用基于统计流形的光谱信息散度方法，解决了概率变化量的几何度量问题，光谱信息匹配识别物质的精度得到了明显提高。

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王琳琳   刘敬浩   付晓梅  

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针对传统人脸表情识别（FER）方法所提取的表情特征较为单一，同时对于表情分类器的选择存在局限性的问题，提出一种融合局部特征与深度置信网络（DBN）的表情识别方法。该方法首先从人脸表情图像中切割出眉毛眼睛部位与嘴巴部位这两种包含丰富表情信息的局部表情图像，对局部表情图像分别提取包含纹理信息的Log-Gabor特征与包含形状信息的二阶梯度方向直方图（HOG）特征，将这两种特征进行融合，获得更有效的表情特征，利用融合后的特征训练DBN模型，采用训练后的DBN模型进行表情识别。将文本所提方法在日本女性人脸表情（JAFFE）库、Cohn-Kanade（CK）表情库和Extended Cohn-Kanade（CK+）表情库进行实验，识别率可分别达到96.30%、97.39%以及95.73%，实验结果表明本文方法有效地提高了人脸表情的识别率。

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南童凌   沈宏海   杨名宇   陈成   朱丹彤  

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涉及积分时间的红外辐射定标通常需要采集多组数据进行拟合运算，过程复杂且效率很低，在实际应用中受到了很大的限制。为了提高红外系统辐射定标的效率，针对长波红外面阵探测器提出了一种快速辐射定标方法。首先搭建了辐射定标系统，利用高精度的面源黑体作为标准辐射源，对长波红外相机进行辐射定标实验。然后利用实测数据分析了面阵探测器的响应值与入射辐射、积分时间的关系，确定了辐射定标模型，并在此基础上提出了快速辐射定标方法，即选择两个温度对应两个积分时间组合下的三幅图像，通过数据处理可实现对辐射定标模型中的参数求解。最后，使用420组实测数据中的398组有效数据对该简化辐射定标模型进行了可靠性验证。结果显示，各温度下模型计算值与实测值相对误差均小于1%，拟合度均大于0.999。实验表明，该辐射定标方法在实现对不同积分时间快速定标的同时保证了辐射定标的精度，具有一定的工程应用意义。

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牛振  

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本文利用德国Rofin Sinar公司生产的CW2500 Nd:YAG固体激光器对50CrNiMoVA弹簧钢进行一系列扫描试验并与W2Mo9Cr4VCo8高速钢进行了对接焊试验。分析讨论了激光工艺参数对焊缝成形的影响，观察了焊接接头显微组织，并进行了焊接接头性能试验（包括显微硬度试验和弯曲试验、拉伸试验等），并讨论了焊后热处理对焊接接头组织、性能的影响。试验表明，在功率为1000-1100W，焊接速度为3m/min，保护气体Ar流量15L/min时得到了平滑、无明显缺陷的焊缝，深宽比大，且表面成形好，焊缝强度高，齿部材料与背部材料牢固结合。焊后经过热处理工艺，接头的抗弯性能和抗拉伸能力得到明显改善，弯曲角超过90°，焊缝沿纵向和横向均未发生开裂，锯切寿命符合锯带生产的要求。

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满丽萍   季渊   褚勇男   冉峰   黄舒平  

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为了提高硅基微显示器灰度等级及分辨率，同时保持像素灰度线性度，结合模拟幅值调制和数字脉宽调制的优点，对数模融合扫描策略进行研究。首先介绍了子空间位权值扫描算法及其对扫描效率的提高，然后介绍了数模融合扫描的比特位和灰度调制，以及256级灰度案例推导。结果表明：所述方法能有效降低数据传输所需频率，且随着灰度等级及分辨率增加这一优势更加明显。在256级灰度、1920×1080的分辨率时，所需数据传输频率只需52.49MHz，扫描效率达到92.58%，且线性度为100%。缩小了所需数据传输频率，有效降低对显示器件的要求。

       PDF全文 (下载：3)        激光与光电子学进展 ，2018年第55卷第1期 pp.012301      

王娟   倪屹   郭瑜   朱星盈  

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本文设计了一款基于labview的光时域反射仪，选用1625nm波长的脉冲激光模块作为光源，采用高灵敏度雪崩二极管光电探测器、高速数据采集卡，在labview集成化虚拟仪器开发环境控制下，对光信号进行采集、处理和数据存储，实现光纤在线实时监控。采用数字平均与加权滑动平均相结合的算法，对返回的背向散射信号进行降噪，并定量分析了数字平均次数、平滑宽度、平滑类型对系统信号处理结果的影响，从而给出了一个最佳平滑模型。采用求一阶导数方法并设置导数和幅度双重阈值，对反射事件点进行定位。采用该系统对实际光缆线路测试表明，本文提出的最佳平滑滤波器与传统平滑滤波器在相同平滑宽度下相比，动态范围提高了1.1dB，信噪比提高了1.25倍。采用的定位算法能较准确的定位反射事件点，具有一定的实用价值。

       PDF全文 (下载：1)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第12期 pp.121205      

李鑫   范梦慧   杨云飞   谢泉  

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采用基于密度泛函理论（DFT）第一性原理和GGU方法，对N，Co单掺以及两者共掺锐钛矿相TiO2的电子结构和光学性质进行了研究，并探究了两种不同的N替换O位置对掺杂结果的影响。通过对能量最小化后得到的各掺杂TiO2结构进行电子态密度和光谱吸收系数的计算，结果显示：N、Co单掺杂锐钛矿相TiO2禁带内均出现了杂质能级，主要是由N-2p和Co-3d电子轨道贡献，N、Co共掺杂锐钛矿相TiO2禁带内出现了更复杂的杂质能级。经掺杂后锐钛矿相TiO2的带隙均减小，N、Co共掺杂比单掺杂N、Co的锐钛矿相TiO2稳定性更好，在可见光区域的光吸收效率明显提高，吸收光谱红移更加明显。而且type-2较type-1类型的N、Co共掺锐钛矿相TiO2有着更高的可见光区域吸收率以及更广的红移范围。

       PDF全文 (下载：11)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第12期 pp.121604      

文世峰   季宪泰   周燕   魏青松  

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模具是基础工艺装备，模具中随型腔形状变化的随形冷却系统可极大地提升冷却效率和均匀性，它对于提高模具的寿命和产品的质量具有重大意义，但利用机加工和电火花等传统工艺难以制造。激光选区熔化（Selective laser melting, SLM）技术作为增材制造技术的一种，能够实现由粉末到零件的自由制造，成形件尺寸精度高，表面粗糙度低，特别适合具有复杂结构的模具的成形。本文重点介绍了SLM成形模具钢的研究现状，成形材料及工艺特点、组织演变和性能优化等。并简介了SLM成形模具钢的应用现状，随形冷却流道的应用案例等。总结了现阶段SLM成形模具钢存在的问题并对其未来的研究趋势进行了探讨。

       PDF全文 (下载：2)        激光与光电子学进展 ，2018年第55卷第1期 pp.011401      

殷建  

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动态状况下实时获取机床刀具的位姿误差是提高机床精度的关键因素之一。当机床多轴联动时，利用两路激光实时跟踪测量安装在主轴中测量杆上两测点的空间运动轨迹，得到两测点三维数据，并拟合出两个空间圆，用两圆的圆心连线来计算刀具的方向和位置误差。机床加工时，变化的工艺参数引起的动态运动误差和热误差变化会造成Z轴滑枕误差的实时变化，由于机床直线轴和旋转轴间耦合运动的影响，Z轴滑枕的误差会影响刀具的最终位置方向。通过自适应卡尔曼滤波预测算法对Z轴滑枕误差值进行预测-测量-修正，将计算得到的误差最优估计值替换误差补偿模型中原有误差参数，对刀具位姿进行误差修正。最后通过对圆锥台试件经误差修正补偿前后加工得到的精度对比，证明本文所采用的刀具位姿误差实时测量方法可更加有效提高五轴机床的加工精度。

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欧攀   吴帅   周锴  

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提出一种基于深度传感器骨骼追踪的快速人体测量方法，通过深度传感器获取骨骼关节信息和人体深度数据的方法来完成人体特征尺寸中部分长度和围度的测量。实验结果表明，此方法能够在短时间获得较为准确的尺寸结果，实现用低成本设备在狭小的场地完成部分人体特征尺寸的获取，为今后服装个性化定制、医疗健康等领域应用人体测量系统奠定基础。

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李子康   徐桂芝   郭苗苗  

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针对目前盲人不便于出行的现状，设计了一种视听融合导盲机器人。该机器人能够探测周围障碍物、识别主要的交通标志以及根据目的地位置实现路径规划，并能够将提取的多种信息通过信息融合功能以语音的形式反馈给使用者。首先根据盲人的活动制约确认了机器人的功能并制定了机器人的总体方案；然后对机器人的多传感器信息融合技术、路径规划以及交通标志识别进行研究；最后在真实环境下对机器人进行作业实验，实验结果表明机器人的系统设计合理，安全性能高，符合盲人的需求。

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姚广顺   孙韶媛   方建安   赵海涛  

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单目红外图像的深度估计是夜间无人车场景理解的关键，针对夜间无人车场景深度估计，提出一种基于深度卷积-反卷积神经网络的深度估计方法。将红外图像和雷达距离数据作为深度卷积-反卷积神经网络的输入，并将深度估计问题转化为像素级分类任务进行深度估计模型的训练。将雷达的距离数据根据深度值的范围量化为与红外图像像素一一对应的离散值并对其做标记，然后训练过程用分类的思想解决深度估计问题。实验结果证明，利用训练得到的深度估计模型对夜间无人车获取的红外图像进行深度估计的时间为0.04s/帧，达到了实际应用中的实时性要求。

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袁塨晨   郭春凤   邹军   杨波波   毛喜良  

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为了对LED光源G4（LEDG4）灯进行快速评价和筛选，研究了LEDG4灯的光电性能。采用积分球，测试和分析了LEDG4灯在驱动输入电压从10 V增大至34.5 V过程中初态和稳态两种情况下的光通量、光效率、色温等性能参数的变化规律，发现初态和稳态下被测灯光通量、色温均随驱动输入电压的增加而上升，而光效率呈递减趋势。其中光通量在初态与稳态下分别上升了91.04%和39.34%，光效率分别下降了24.3%和28.1%。此外，利用热成像仪测试了被测灯上方中心点的最高温度，发现温度随驱动输入电压的升高而升高，始末差值达到了40 ℃。实验结果表明，过高的电压并不适合LEDG4灯发挥其高性能，温升对LEDG4灯的性能造成负面影响，因此，在实际的工作过程中选择合适的工作电压并提高散热性能很关键。

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张志刚  

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无论是在固体还是在光纤放大器中，飞秒的脉冲能量都受到热效应和非线性效应的制约。即使是啁啾脉冲放大，也难以超越高峰值功率和平均功率的限制。脉冲空间和时间分割放大-合成，有可能打破僵局，产生高重复频率和高脉冲能量；而将高功率光纤放大器中的脉冲进行相干堆积，有可能超越啁啾脉冲放大，得到高于其若干数量级的脉冲能量，同时保持高重复频率。

       PDF全文 (下载：14)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第12期 pp.120001      

吕耀宇   顾营迎   高瞻宇   徐振邦   刘宏伟   吴清文  

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摘 要：为了通过视觉测量的方法实现小型空间机器人协同位姿的求解，设计了基于单目视觉的协同位姿测量系统。第一，针对复杂的太空工作条件，设计了作用范围广、精度高且鲁棒性强的合作靶标；第二，设计了利用图像梯度法提取单像素边缘的算法，并通过中心匹配等约束完成了靶标识别；第三，推导了特征点距离与位姿测量精度的关系，在此基础上提出了基于分区处理的特征点提取策略，实现了复杂条件下特征点的分区提取和准确编号，并扩展了工作距离，改善了位姿求解精度；实验结果表明，针对640×480像素图片，在Matlab环境下处理速度约为84.3ms/frame，在2.2m距离范围内位姿测量误差在5mm、1°以内。设计的单目视觉位姿测量系统满足小型空间机器人协同工作的任务需求。

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杨旭锋   张文斌   谢一琳   张敏敏   涂标   杨学凯   马凤英   弓巧侠   杜艳丽  

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基于菲涅尔非相干相关全息光路的望远系统，可以在较远距离下，得到目标物体的数字全息图。本文基于菲涅尔衍射理论，计算了成像过程的点扩散函数（PSF），理论上分析了菲涅尔非相干数字全息望远系统的成像原理、系统的横向放大率以及再现过程中的重建距离；搭建了基于菲涅尔非相干相关同轴光路的数字全息望远系统，在白光照明的条件下，利用CCD记录物体的全息图，使用相移法消除了同轴光路下的零级像和共轭像，通过角谱算法得到清晰的重建像。孔径光阑的引入，解决了照明不均匀的问题,提高了成像质量。从实验上验证了系统的分辨率，景深以及三维成像特性。结果表明，当望远系统角放大率为2.0倍、望远距离900mm时，分辨率可达到16.00lp/mm。

       PDF全文 (下载：1)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第12期 pp.120902      

赵自新   颜家云   张航瑛   张璐  

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针对散斑干涉条纹图的窗口傅里叶变换滤波，常根据相位的频谱系数来选择阈值，往往忽视了条纹振幅对频谱系数放缩的影响，滤波后的结果可能保留了高频噪声或抑制了特征信号，最终影响相位提取的精度。为了改善滤波效果，提出了一种新的阈值选择方法，在理论分析相位频谱系数的基础上，综合考虑了条纹自身振幅对频谱幅度的放缩影响，通过频谱系数最大值得到条纹振幅，进而计算得到适合散斑干涉条纹图的窗口傅里叶变换滤波阈值。通过模拟散斑干涉条纹图和实验所得真实条纹图验证可知，该阈值选择方法能有效滤除高频噪声，并且能很好保留图像纹理细节信息。

       PDF全文 (下载：0)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第12期 pp.120702      

庞香润   王大鹏  

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本文以桥梁健康监测为目的，对光纤布拉格光栅(FBG)宏应变传感器测量平均切应变来识别斜裂缝的出现进行了研究。本试验以长标距FBG传感器为测量元件，共设计五组交叉拓扑，对混凝土T型梁的不同部位进行了测量。试验结果表明，长标距FBG交叉拓扑的布置方法能够有效识别斜裂缝的出现，在工程实际中具有较好的应用价值。

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王者   姚治海   苟丽丹   王晓茜  

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本文研究了与BB84量子密钥分发协议相比更易于实现，且具有优秀安全性的密钥分发协议，简称为PBC00协议。为了便于所需偏振态的制备与协议的实现，将原协议所需的偏振态改为|1>、|0>和|+>。为了分析协议的安全性，假设窃听者使用截获重发的方式对量子密钥分发过程进行窃听，分析了窃听者可能使用的测量基矢，计算出由窃听者引起的密钥错误率。并介绍了以BKM07协议为基础，改动后的三量子态密钥分发方案，分析其安全性。根据所得结果，发现改动后的PBC00协议有更好的发现窃听者的能力，再结合此协议自身易于实现的优点，可以看出此协议具有实际应用的潜力。

       PDF全文 (下载：1)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第12期 pp.122702      

潘盼   李伶俐   蔡雪原  

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设计了一种非对称臂马赫-曾德尔干涉仪（MZI）型硅基二氧化硅偏振分束器，在1535nm-1565nm波长范围内，偏振消光比大于20dB，插入损耗大于-0.5dB。采用有限差分-束传播法进行误差分析，分别计算了多模波导的宽度和长度以及非对称臂的宽度和长度变化对偏振分束器性能的影响。仿真结果表明，多模波导长度和非对称臂长度误差分别小于±2μm和±4μm时，偏振分束器的消光比和插入损耗仍能保持较好的结果；而要保持20dB以上的偏振消光比，多模波导宽度误差小于±500nm，非对称臂宽度误差小于±4nm（宽臂）和±2.5nm（窄臂）。非对称臂宽度对工艺的要求比较高，拟利用热光效应改变波导折射率，补偿波导尺寸变化引起的相位误差，以便下一步制备出高性能的硅基二氧化硅偏振分束器。

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曾帅   况润元  

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光谱特征波段的选取是植被高光谱分类识别重要基础之一。本文利用鄱阳湖5种典型植被的实测高光谱数据，在对数据预处理和分析的基础上，提出了一种均值极差阈值法的光谱特征波段选择方法，并利用马式距离-光谱角法对不同植被种类进行识别研究。研究结果表明：本文所提出的方法有效提取了植被间的光谱特征波段，分别为1111～1132、1466～1522和1577～1750nm，三者全部位于红外区域。在光谱特征波段范围内，利用马氏距离-光谱角法可有效对不同植被类型进行识别，其中南荻的光谱分类精度最高，最低的灰化薹草有84%，总体分类精度为91%，分类效果较好。研究结果可为高相似性光谱分类识别奠定了理论基础。

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朱宇   石磊   魏家华   薛阳   罗均文  

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量子信号在大气信道中传输的可行性已经在多个实验中得到了证实，而进一步将量子终端搭载到机载平台，用来解决军事通信领域的高保密性需求，被认为是量子通信重要实用化发展之一。综述了量子密钥在地面与机载平台之间的分发所涉及到的关键技术，包括量子信源产生技术、ATP系统设计，光束准直和偏振补偿等，并介绍目前的发展状况与面临的难点，探讨下一步实用化发展方向。

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张楠楠   郑振荣   韩晨晨  

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聚合物涂层液在固化成膜过程中，溶剂浓度的准确控制和溶剂的最终残留浓度是控制成膜过程和评估成膜质量的重要指标。采用拉曼光谱检测丙酮/PMMA涂层液固化过程中溶剂浓度分布。首先测定单一丙酮、单一聚甲基丙烯酸甲酯以及不同浓度的丙酮/聚甲基丙烯酸甲酯涂层液的拉曼光谱图，选定丙酮与聚甲基丙烯酸甲脂的拉曼特征峰分别为784cm-1与811.9cm-1，利用最小二乘法建立聚甲基丙烯酸甲酯与丙酮相对峰强比与两者质量浓度比的关系曲线。校准曲线关系式为,线性相关性高达99.9%,从涂层液固化过程实时测定得到的光谱图中可以直接得到值，进而通过校准曲线计算得到的值，获得该时刻溶剂的浓度。

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范强   张善新  

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为解决传统物体形状分类方法存在训练时间长以及形状描述不准确的问题，本文提出一种改进的基于贝叶斯程序学习的图像分类方法。先将物体轮廓分割为长度固定的轮廓片段，使用形状描述符记录其形状信息，然后用高斯混合模型对同一类物体的轮廓片段集训练出轮廓片段库，最后使用贝叶斯分类器计算待测试物体与每类轮廓片段库的拟合相似度，以其相似度值最高的类作为分类结果。在标准数据库Animal上的实验结果表明，本方法具有较高的分类精度，同时大幅度缩短了训练时间。

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段思邈   李敏   夏宇   江梦慈   曾和平  

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研究一种新型的基于纳米颗粒上转换发光的防伪编码方法。该方法将MATLAB图像处理算法、支持向量机分类、径向基函数神经网络分类等训练方法相结合，通过分析上转换纳米材料在980 nm泵浦激光激发下产生的绿光（525 nm、545 nm）和红光（660 nm）的上转换发光光谱信息和其在防伪基底上的空间分布特征，实现高防伪度、建库与识别自动化的防伪方式。通过实验分析与验证，该方法可鉴定此种稳定性高且防伪图样很难复制的防伪标识，鉴定的准确率可达到95.4%。

       PDF全文 (下载：0)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第12期 pp.121601      

朱卓丹   赵尚弘   苏力华   王星宇  

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本文提出了一种基于预报相干光子对的测量设备无关量子密钥分发改进方案，降低了长距离量子密钥分发中由暗计数引起的误码率。仿真结果表明，与弱相干光源相比，采用预报相干光子对能降低空脉冲的比例从而提高安全传输距离；与预报单光子源相比，采用预报相干光子对能提高单光子脉冲比例从而提高安全密钥生成率。同时，本文分析了有限密钥长度对于三诱骗态的预报相干光子对测量设备无关量子密钥分发的影响。

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龚敏刚   黄海宾   田罡煜   高超   孙喜莲   邓新华   袁吉仁   周浪  

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采用热丝化学气相沉积法（HWCVD），以SiH4和H2作为气源制备a-Si:H薄膜钝化Cz-Si表面，采用准稳态光电导法和IV法分析了工艺参数变化对钝化效果的影响，采用CV和深能级瞬态谱法（DLTS）对钝化后硅片表面的缺陷态进行测试，分析得出如下结论：表面复合速率为54cm/s的硅片，在频率为200KHz时，表面缺陷态密度为1.02ⅹ1011eV-1cm-2，固定电荷密度为6.12ⅹ1011cm-2；本征a-Si:H对于硅片表面的钝化效果是由该薄膜在硅片表面引入的氢对应的键终止和由其引入的固定电荷形成的场钝化效应所共同决定的；本征a-Si:H钝化后硅片表面的深能级缺陷特征是电子陷阱，激活能和俘获截面以及缺陷浓度分别为ET=-0.235eV、 =1.8ⅹ10 -18cm2、NT =4.07ⅹ1013cm-3。

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周永光   李民权   潘旭  

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摘要:为寻求设计具有高吸波率、厚度薄、质量轻、稳定性比较好的吸波材料，本文基于超材料设计一种新型宽频带吸波体，结构是由金属-介质-金属三层结构组成，通过优化结构参数与仿真实验，结果显示：该吸波体的吸收率接近100%，其90%以上吸收带宽达到18.5GHz。通过仿真实现表明：电磁波能量的损耗和吸收主要源于电磁超材料结构中的集总电阻和电磁超材料的截介质损耗，从而通过合理优化改变电阻阻值，改善自由空间、结构之间的阻抗匹配，大幅度的减小入射波反射，提高电磁波的能量损耗和衰减，增加吸波体的吸收率，达到宽频带吸收。

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田青华   白瑞林   李杜  

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针对机器人随机箱体抓取过程中场景分割困难的问题，提出一种基于改进欧式聚类的散乱工件点云分割方法。该算法采用直通滤波和迭代半径滤波方法进行预处理，得到去除干扰点后的散乱工件点云；通过基于法线夹角的边缘检测方法去除点云中的边缘点，使相互碰撞的工件在空间上分离；采用改进的搜索半径自适应欧式聚类方法进行点云分割，得到多个工件点云子集；根据基于距离约束的方法将去除的边缘点补齐到点云子集之中，从而完成点云分割。此外，提出线下模板点云注册为分割提供参数选取依据，保证了分割结果的准确性，提高了分割速度。实验结果表明，该方法能够准确地分割出感兴趣工件，分割速度约635ms，满足工业机器人抓取的实时性要求。

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都权力   张鹏   吴迪   贾青松  

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1.7μm波段光源在生物医疗、红外光源产生等方面有着巨大应用前景。近些年来，1.7μm波段增益谱研究是国际研究的热点。为避免受激布里渊散射，采用自制多模光纤激光器作为拉曼泵浦源，并经过1550nm/1650nm的波分复用器泵浦高非线性光纤和色散位移光纤产生拉曼增益谱。首先计算分析了采用多模激光泵浦产生增益谱的原理。而后通过实验分析不同功率下各种长度高非线性光纤、色散位移光纤组合产生的前向谱和后向谱。实验优化后，可知1 km高非线性光纤和6 km色散位移光纤的组合得到后向增益谱功率最大和峰值波长接近1700nm。研究结果为实现1.7μm波段连续激光器和超快激光器提供技术参考。

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江英华   张仕斌   杨帆   昌燕   张航  

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摘 要 本文根据GHZ态的纠缠特性设计了一种量子秘密共享协议。该协议以五粒子GHZ态在Z基和X基下具有的不同的表示方式的性质来实现秘密共享。协议中由发起者制备五粒子GHZ态的量子序列，秘密共享方总人数为4，只有当4个人都参与解密时才能解出秘密信息。最后文章分析了协议的正确性和安全性，经过分析表明协议能抵抗截获重发攻击，中间人攻击和纠缠攻击，并且使用模型化工具Prism检测了当诱惑粒子存在的时，窃听者在不同噪声环境下被发现的概率。

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杜炎雄   杨金波   吕庆先   颜辉  

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量子绝热过程是指通过操控含时哈密顿量使得量子系统沿着自身本征态演化的过程，是制备和操控量子态的常用方法。然而，量子绝热过程由于需要满足绝热条件，通常需要较长的操作时间，这在退相干快速的系统中将会导致操作保真度的下降。为了克服上述困难，量子绝热捷径技术被理论提出，其通过抵消演化过程中的非绝热效应来实现对量子绝热过程的加速。当应用于受激拉曼绝热转移中，量子绝热捷径可以实现既快又好的量子操控。本文概述了量子绝热捷径技术的基本概念及实验进展，并重点介绍其最近在受激拉曼绝热转移中的应用。

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何丽鹏   曾振煌   林峰  

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针对头盔显示器的重量轻、尺寸合适及结构紧凑方面的需求，本文利用离轴折/反射式原理设计一款头盔显示器光学系统设计，且采用单片式自由曲面棱镜解决出瞳直径小问题。设计一款出瞳直径为8mm，视场角20°(H)×15°(V),出瞳距离20mm，配合0.47寸的OLED-XLTM的显示屏，显示区域9.6mm×7.2mm，像素尺寸640×480，像元尺寸15um×15um，该系统采用单个元件设计，体积小于13mm×25mm×17mm，所用材料为K26R，重量轻，MTF在30lp/mm时全视场大于0.25的显示器光学系统设计。此系统的特点是用单个元件设计，兼顾了成像质量的同时，将光学系统的体积做小，重量做轻。

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翟中生   郭钊   汪于涛   吕清花   陈列   娄德元   杨奇彪   Peter Bennett   刘顿  

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随着飞秒激光技术的不断成熟和有机玻璃的大量应用，对有机玻璃（PMMA）的光学性能研究逐渐成为热点。飞秒激光在透明材料加工过程中会出现成丝现象，分析出现自聚焦和丝状物的有关原理。而且偏振态是激光光束的重要特征之一，因此论文在输出飞秒激光后利用空间光调制器、1/2波片和1/4波片组合实现线偏振光、圆偏振光、径向偏振光和角向偏振光的控制。然后利用控制出的偏振态在1μJ的能量下在PMMA上刻线，对比分析不同偏振态成丝的长短和成丝起始位置。最后实验结果得到线偏振和圆偏振成丝长度较短，其中线偏振成丝距离入射面最近；径向偏振和角向偏振成丝长度更长且成丝距离入射面最远。

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陈波   孙天齐   刘爱新  

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针对综合孔径数字全息，研究了散斑噪声对基于特征点匹配的图像配准精度的影响。建立了数字离轴全息实验装置，利用尺度不变特征变换（Scale-Invariant Feature Transform，SIFT）和快速鲁棒特征（Speeded-Up Robust Features，SURF）算法提取待匹配图像和参考图像的特征点，采用欧式距离最邻近法和极大似然估计（Maximum Likelihood Estimation Sample Consensus，MLESAC）算法进行特征点匹配；在此基础上计算出实验装置中探测器的旋转角度。实验结果表明，SIFT算法的抗噪性更好；对于SIFT算法，当散斑信噪比大于1.4时配准相对误差小于0.02；对于SURF算法，当散斑信噪比大于1.7时配准误差小于0.05。

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许明明   侯永辉   陈文亮   姜海娇   季杭馨   徐腾   胡中文   王磊   陈忆  

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以热光学分析为基础，对复杂环境下改正镜作为光学窗口的玻璃厚度进行了优化设计。对改正镜的强度及其所处的热环境进行了分析，将温度场映射到结构模型中，计算改正镜在力-热耦合情况下的改正镜的变形量和面形数据，将改正镜面形数据带入光学设计方案中，分析改正镜厚度对光谱仪性能影响。结果表明改正镜厚度应该大于等于10毫米，当改正镜厚度为15毫米时，改正镜受热力学影响可以忽略。结果表明, 改正镜作为光学窗口既能满足强度和可靠性要求,又能满足光谱仪性能指标，为窗口的设计提供了依据。

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李泉   程效军   田芮   杨泽鑫  

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针对地面三维激光扫描强度纠正局限于单站点云强度纠正的问题，提出基于高斯混合模型的直方图匹配方法对多站点云强度进行纠正。该方法首先通过拟合距离-强度模型与入射角-强度模型，对单站点云强度值进行纠正。然后利用高斯混合模型拟合纠正后的单站点云强度直方图，并对直方图进行分割。通过子直方图匹配对多站点云强度进行归一化。试验结果表明，本文提出的方法在有效纠正单站点云强度值差异的基础上，也可以改善多站点云强度值的差异。

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向劲松   陈雪莉   贾元明   张培  

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为提高深空光通信中异步时钟采样信号恢复数据的可靠性，提出了基于光PPM的异步时钟错位采样数据恢复方案。该方案将光子探测器阵列各单元输出信号分为两组，其中奇数组信号以一定时隙频率采样，偶数组信号延迟半个时隙采样，最后对两组采样信号分别进行合并和插值以完成数据恢复。仿真结果表明，错位采样数据恢复方案性能优于传统采样数据恢复方案，当以一倍时隙频率采样时，本文所提方案能有效降低传统采样方式所带来的信号损失，抑制时延抖动引起的脉冲移位错误，性能提升效果更为明显。

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吴为民   陈家祯  

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提出一种QR码结合双随机相位加密系统及频分复用的多重水印方法。为了扩大水印容量，首先将QR码的有效编码区域组合为新图像，再使用两幅组合后的图像分别作为实部与虚部构成双QR码复信号。在空间域和空间频率域用随机相位模板将复信号编码为复噪声形式加密水印信号。对各组双QR码加密水印信号再经预处理及频分复用产生多重水印。水印信号以冗余方式嵌入于宿主图像经拉普拉斯分解后的残差分量的中高频区域，水印信号的恢复无需原始宿主图像，可实现盲提取。仿真实验结果表明，所提出的方法在抗拉伸、滤波、旋转等方面表现出较强的稳健性，对JPEG压缩、剪切、高斯噪声等也具有一定的稳健性。并对复用容量及作为密钥的随机相位模板对重建水印质量的影响进行了分析。

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邹辉   马雷   熊慧  

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本论文提出了一种易研制的高双折射双零色散波长新型光子晶体光纤．其包层采用两种不同尺寸的圆形空气孔按照类矩形和三角形晶格排列而成. 运用全矢量有限元法对其光学特性进行理论模拟分析，分析结果表明，当d1=0.80 μm,d2=1.1 μm,Λ=1.00 μm时，在波长1.55 μm处，获得的2.59×10-2的双折射，且在X、Y偏振方向的非线性系数分为46 km-1W-1和36 km-1W-1．同时，该光纤在可见光和近红外波段具两个零色散点，色散点间距为0.68 μm. 通过合理的参数设置，双零色散点位置、色散点间距以及色散曲线的平坦性可调．采用现有拉制工艺，该结构光纤易于研制. 这将使该光纤在超连续谱产生、偏振控制系统、光纤传感等领域大规模应用提高了技术支持

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陶站华   柯珂   师德强   竺利波  

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利用光镊拉曼光谱技术研究了不同环境因素对葡萄球菌黄素合成的影响。分别在温度范围22－37℃，pH范围4.5－8.5，葡萄糖浓度范围0－10.0 g/L以及添加终浓度为0－175μg/mL 黄酮条件下培养金黄色葡萄球菌，利用拉曼光谱1523 cm-1特征峰强度表征细菌细胞内葡萄球菌黄素的相对含量。结果表明在22－37℃范围内，温度对葡萄球菌黄素合成影响不大；中性pH最有利于色素的合成；葡萄糖在一定浓度范围内（浓度在0.2－5.0 g/L之间）可剂量依赖性地促进色素合成，而黄酮则剂量依赖性地抑制色素合成。LTRS技术可作为快速可靠的葡萄球菌黄素定量检测方法以及葡萄球菌黄素合成抑制剂的有效筛选和评价手段。

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丁曼曼   刘琦瑶   赵永光   沈德元  

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涡旋激光是指中心光强为零且携带轨道角动量的激光光束。近年来，由于其在粒子操控、信息通信以及超分辨成像等领域的独特应用，涡旋激光的产生及其手性控制技术得到广泛关注。本文首先对固体激光器腔内直接振荡产生涡旋激光技术进行详细归纳总结，并分析了各种产生技术的优缺点。然后，对驻波腔内不同手性涡旋激光的光场传输进行理论模拟，给出涡旋激光在固体激光腔内的光场分布。最后结合不同手性涡旋激光的场分布特征，综述了腔内直接振荡产生涡旋激光过程中的手性控制技术，并对各种手性控制技术的原理与技术方案进行比较讨论。本文将对未来腔内直接振荡产生涡旋激光及其手性控制技术的发展具有重要指导意义。

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李佳逊   董安国   张蓓  

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为了提高基于联合稀疏表示的高光谱图像的分类精度，本文提出一种基于邻域相似度联合稀疏表示的分类方法。与传统的联合稀疏表示方法相比，邻域内不同地物类别的像元对待测像元P的影响权重不同，本文依据邻域内的像元与像元P的相似程度，设定相似度阈值，选取与像元P相似度高的像元进行联合稀疏表示，然后确定像元P的类别，最后进一步利用空间信息对分类算法进行修正，即关联邻近像元的类别，平滑分类结果。实验结果表明，基于邻域相似度的联合稀疏表示的分类方法精度更高，结果更稳定。

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李隆   潘晓瑞   耿鹰鸽  

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对微片激光晶体的实际工作特点进行分析，根据热容激光器的管理模式，建立泵浦阶段和冷却阶段的晶体热模型。然后引入变热传导系数对方程进行求解，分别得到LD单端泵浦和冷却时热容激光器温度场的表达式。光斑半径和泵浦时间是晶体温度场的两个影响因子，分别进行了分析。计算结果表明：当钕离子的含量为1.0%，微片尺寸为Φ20mm×1mm，泵浦功率为60w，Nd:YAG晶体对射入的泵浦光的吸收系数是910m-1，超高斯光束阶次取值为3，泵浦光光斑半径800μm时。当Nd:YAG晶体的热导率分别是常量和变量时，晶体在泵浦端面所得到的最大温升是459.24、535.78℃。计算分析结果对LD泵浦固体热容激光器谐振腔的设计具有借鉴意义。

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高慧敏   房丰洲   张效栋   李楠  

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激光扫描系统广泛应用于激光加工和激光成像等高精度系统中，其光学质量是制造过程最终的评价指标。在批量生产中，需要对光学系统进行公差分析，以满足使用需求，同时降低加工成本。本文以激光扫描系统为例，采用统一场光学分析对该光学系统进行仿真，结合激光扫描系统的光学性能，对系统各个元件间的位置误差公差分析和旋转误差公差分析。通过对每个元件进行公差约束，整体系统满足设计和使用需求。搭建激光扫描系统的测量平台，验证了测量结果与统一场分析的一致性。

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孟赟   闫宝罗   樊代和   贾欣燕   刘其军   魏云  

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本文基于三棱镜折射率的测量原理，采用最小偏向角法、掠入射法和垂直底边入射法对折射率相对不确定度进行了理论研究。结果表明，折射率相对不确定度随三棱镜顶角的增大而减小，不同波长的光对折射率相对不确定度的影响较小，折射率的相对不确定度随角度测量不确定度的增加而变大。而且在使用最小偏向角法时，最小偏向角位置附近偏向角随入射角的改变变化不明显，但偏向角不明显变化的范围随三棱镜顶角的增大而减小。最后，给出了可获得折射率最小相对不确定度的方案，为三棱镜折射率的精确测量提供了理论依据。

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赵晓枫   刘长青   蔡伟   魏银鹏  

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研究在夜间暗环境下驾驶员读取夜视车载平显信息的亮度感知特点，建立了不同照度环境下驾驶员使用夜视车载平显的亮度调节模型。在环境光仿真系统中，以显示亮度可手动调节的夜视车载平显作为实验设备，挑选100名驾驶员为实验对象，并设置多档实验照度，在各档照度条件下研究驾驶员认读夜视车载平显信息的最低亮度、适宜亮度和最高亮度。通过对实验数据结果进行统计分析，建立了亮度调节曲线和驾驶员亮度感知模型，同时总结归纳了夜间暗环境下驾驶员认读夜视车载平显的亮度规律。能够为夜视车载平显自动亮度调节的工程设计优化提供定量参考，并提高其人机交互的效能和用户体验。

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张哲   许宏丽   尹辉  

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为了提高点云数据配准的效率，提出一种基于法向量分布特征的关键点初始匹配与基于迭代最近点（ICP）的精确配准的两步点云配准算法。首先，定义点云的邻接区域和法向量分布特征计算模型，提出基于该模型的关键点选择算法；其次，为每个关键点建立局部坐标系，计算关键点的快速点特征直方图（FPFH），使用采样一致性配准算法匹配关键点的特征，去除错误匹配点，求解出变换矩阵，完成初始配准；最后，使用ICP算法，对多视点云的初始配准结果进行精确配准。实验结果表明，在散乱点云数据和自获取的深度点云数据配准中，该算法能够在确保配准精度的同时有效提升配准效率。

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徐华彬   周媛媛   周学军  

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在基于空-水信道的量子通信中，海面泡沫会对光子产生偏振散射和吸收等影响。由于泡沫粒子的结构不同于普通实心粒子，采用了空心分层粒子模型，并基于Mie散射理论分析了海面泡沫的各项相关参量对光子的偏振散射作用；对量子误码率和光子偏振保真度公式进行了推导，运用蒙特卡罗算法模拟了光子穿越泡沫层的整个过程。讨论了量子误码率与泡沫的散射、吸收系数、泡沫层厚度以及泡沫粒子尺度参数等参量的关系。结果表明：泡沫散射系数的增加和泡沫层厚度的上升会增加光子的散射次数，从而加剧光子的退偏程度，降低光子的保真度。当泡沫散射系数超过0.5cm-1，泡沫层厚度超过6cm时，泡沫引起的量子误码率可达到6.5%；泡沫吸收造成的影响主要是增大传输损耗，降低量子成码率；在泡沫尺度参数的经典取值范围(0.7-1.3)×2p×103内，量子误码率会随着尺度参数的增大而减小。

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冯平   孙建安   王文元   豆福全  

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高保真度量子态的制备是量子精确操控的基本要求。本文利用超绝热技术, 通过引入一个附加场强度参数, 研究了Demkov-Kunike模型的高保真度超绝热量子驱动问题, 讨论了附加场大小、啁啾参数、耦合强度以及静态失谐参数对Demkov-Kunike模型绝热过程的影响。研究结果表明, 系统的保真度与附加场强度参数密切相关。当附加场强度参数为适当值时, 无论对于无静态失谐情况还是存在静态失谐情况都有很好的参数鲁棒性, 在所有的参数范围内能够抑制跃迁概率的振荡, 实现高保真度、快速以及超绝热量子操控。该研究为Demkov-Kunike模型在波导耦合器、光晶格等系统中的应用有重要意义。

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毕立恒   刘云潺  

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为了提高植物叶片图像的识别率，采用改进神经网络算法。首先通过径向基函数神经网络建立模型；然后多环量子算法确定各环量子个体选择概率，量子旋转门在一定范围内动态调整，不同环上节点信息共享概率非线性动态变化；接着植物叶片图像识别包括形状特征、纹理特征；最后给出了多环量子算法对径向基函数神经网络参数寻优过程。实验仿真显示本文算法对植物叶片图像的几何特征、纹理特征、综合特征平均识别率比较高，训练、识别时间少。

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刘让雷   张达   姚静   张明  

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针对实际的激光多普勒测速信号中混有大量的噪声信号，致使我们难以找到所需的多普勒频移，本文提出了一种小波阈值消噪方法，根据多普勒信号的特点，通过对小波分解尺度和小波基函数的选取、阈值函数和阈值估计方法的确定，来实现小波阈值消噪的最优效果。应用MATLAB软件进行的仿真和实验结果表明，多普勒信号经小波阈值消噪后可以快速有效的消除信号中的噪声信号、提高信噪比、得到有用信号、准确地寻找到所需的多普勒频移，并且小波阈值消噪中的分层阈值消噪效果要优于全局阈值消噪。

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严利民   夏明治   王子铭  

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本文提出了两种基于三基色的多子像素着色算法，两种算法在传统RGB结构上加入更多绿色子像素，将原图像的RGB数据转换得到新的RGBG数据，并对转换得到的RGBG子像素数据进行着色。该着色算法既保证了图像与传统RGB传统排列图像有一样的分辨率，又显著提高了每英寸像素数。仿真结果表明，提出的三基色多子像素着色算法保持原图像的清晰度和饱和度的同时能提高50%的每英寸像素数，显示图像更细腻平滑。

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王志军   于之靖   马凯   吴军   诸葛晶昌  

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针对单独的线型滤波和非线性滤波方法难以解决混合噪声滤除问题，基于现有的标准自适应中值算法和梯度倒数加权平滑算法，提出了一种自适应中值梯度倒数加权的图像滤波算法。该算法自适应调节窗口大小检测出椒盐噪声并进行中值滤波处理，同时通过设定的阈值对高斯噪声进行梯度倒数加权平滑，以达到滤除混合噪声的目的。实验表明，该算法与标准自适应中值算法和梯度倒数加权平滑算法相比，能够很好的滤除高斯噪声、椒盐噪声以及两者的混合噪声，并且对高强度的图像噪声具有明显的滤波优势。

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朱炳斐   陈文建   李武森   张峻乾  

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针对LCD显示缺陷检测中待测图像出现的平移和旋转导致误检率过高，传统人工检测效率低、漏检率高以及图像配准精度对缺陷检测准确率的影响等问题，提出一种基于Fourier-Mellin变换的LCD显示缺陷检测方法。该方法的基本原理是：利用Fourier-Mellin变换对标准图像和待测图像进行粗配准，再通过SURF/SIFT算法进行细配准，然后对标准图像和配准后的图像进行加权平均融合得到最终的配准图，最后再利用局部自适应阈值分割和差影法检测出缺陷，并标注出缺陷的位置及信息。实验结果表明：所提出的方法对平移和旋转鲁棒性好，能够有效的检测出LCD显示缺陷，检测准确率达到98.667%，证明了该方法在LCD缺陷检测方面有良好的应用前景。

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郜海阳   卜令兵   王震   朱红  

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从卫星临边遥感观测数据中准确地反演云层特性是夜光云研究领域的一个技术难点。本文提出利用一维最大概率法从夜光云散射信息中反演其散射系数廓线。介绍了最大概率法的数学原理及迭代方程的使用过程。随后利用卫星遥感观测的夜光云数据为例，阐述了最大概率法在实例中的使用方法，并反演得到了夜光云体散射比廓线及散射系数廓线。通过与传统洋葱剥皮法的反演结果进行对比，最大概率法的结果几乎没有失真现象，而洋葱剥皮法得到的散射比有大范围小于1的严重失真现象。其根本原因在于传统方法假设夜光云体散射强度值在大气层结中为均匀分布，而最大概率法则假设体散射强度值在层结中可以在一定的变化范围内呈现不均匀的分布，而后者的假设更符合夜光云这类可能会短时间内出现大幅值空间分布变化的自然现象。

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睢晓乐   肖夏   戚海洋   孔涛  

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激光激发超声表面波技术可无损检测半导体材料机械特性，在集成电路领域得到广泛关注。本文旨在讨论残余应力对激光激发超声表面波技术检测杨氏模量准确性的影响。本文在理想理论模型中引入了包含残余应力的等效弹性常数，建立了二氧化硅的半无限大残余应力理论计算模型。利用MATLAB软件编程计算，得出不同残余应力对激光激发超声表面波检测二氧化硅体材料杨氏模量的影响，并提出了误差判断依据。研究结果发现当二氧化硅体材料的残余应力小于-900 MPa范围时，误差小于5%，该情况下残余应力对理想模型检测二氧化硅体材料杨氏模量的影响可以忽略；当残余应力大于-900 MPa时，误差大于5%，此时则应考虑残余应力的影响。

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于永清   鞠恒   林成新   刘志杰   田一鸣  

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为降低对焊接件的装配要求和提高激光能量利用率，进行激光填粉焊接304不锈钢板试验。利用金相显微镜、材料试验机、场发射扫描显微镜研究激光功率、焊接速度和离焦量对焊缝横截面形貌、抗拉强度、断口形貌的影响规律，采用正交试验优选焊接工艺参数。结果表明：在试验范围内，激光的能量密度(功率/扫描速度)与焊缝的宽度正相关。从零离焦量向正负离焦量变化时，上焊缝宽度增加，下焊缝宽度减小；低功率和零离焦量降低试件的抗拉强度。随着焊接速度增加，试样抗拉强度先增加后减小；断口形貌随抗拉强度的增加依次表现为解理断裂台阶状，准解理断裂河流状，塑性断裂韧窝状；正交试验得到在最优工艺参数(2.7Kw，160mm/min，+5mm)条件下，抗拉强度为745.427MPa，强于本试验中各试样。

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陈卓   张丹   王海玲  

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分子印迹聚合物（MIPs）的特异识别功能在作为传感器的敏感材料方面具有很大的优势，它具有稳定性好、耐高温、适用于酸碱及含各种离子等复杂环境、制作成本低、生产周期短等优点。光纤本身具有轻便、低耗传输、抗电磁干扰、化学稳定以及电绝缘好等优良性能，同时适合于远距离传输。将分子印迹技术运用到光纤传感中具有广阔的应用前景，目前已广泛运用于环境、化学、医学、食品安全等各个领域。本文对分子印迹光纤传感(OFS-MIPs)中的研究进展进行了综述，重点探讨了光纤传感与分子印迹的耦合方法、应用领域以及目前存在的问题，并对其未来的前景作了展望。

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杨永亮   李娜   张泓筠  

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采用原子层沉积技术，以三甲基铝(Al(CH3)3)为铝源，分别以四氯化钛(TiCl4)和四(二甲基氨基)钛(TDMAT)与三甲基铝反应，制备TiAlC薄膜，并对不同前驱体制备的薄膜的性能进行对比。测试结果表明，以不同前驱体制备的薄膜均存在不同程度的自然氧化；以TDMAT为前驱体源生长的膜层的光学带隙有两个值，分别是0.68eV和2.00 eV,而以TiCl4为前驱体制备的薄膜的光学带隙为0.61eV，且前者的平均透射率高于后者；以TDMAT为前驱体制备的薄膜的厚度均匀性较差，沉积速率较高，电阻率较大，表面粗糙度较高。以TiCl4为前驱体制备的薄膜为无定型结构，而以TDMAT为前驱体制备的薄膜中产生了TiN晶体。

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黄民双  

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单发脉冲飞行时间测距技术在移动目标跟踪测量、汽车防撞、机器人运动控制等要求快速响应的场合有非常重要的应用前景。介绍了单发脉冲飞行时间激光测距技术的研究现状，分析了基于前沿定时和共振定时的单发脉冲测距原理、方法及误差补偿技术，并给出了各种单发脉冲测距范围、单发测距精度等技术指标。

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杨超普   方文卿   刘明宝   李春   张美丽   周春生  

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为了给LED背光屏的个性化设计及色温调节提供理论参考，测量了不同色温（1200K-6500K）LED背光屏的光谱分布，根据相关原始数据对多个函数表达式进行高质量拟合。通过Matlab计算，研究了不同色温LED背光屏对不同年龄（20岁、45岁、70岁）人眼的照度因子、蓝光危害因子和节律因子。在可见光范围，以烛光为参照，对不同色温背光屏光谱400-500nm波段的蓝光占比进行计算分析。结果表明：照度因子随着年龄和色温的增大而减小；蓝光危害因子和节律因子均随色温的增大而升高，随着年龄的增大而减小。色温由1200K调至6500K，对20岁青年人的蓝光危害因子和节律因子分别增大9.81和13.19倍，蓝光占比由烛光的0.783倍增至10.294倍。可见青年人受LED背光屏的蓝光危害和非视觉生物效应影响相对较大，在使用时应尽量调低色温。

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周广龙   徐建明   陆健   李广济   张宏超  

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为了研究波长为1070nm连续光纤激光在空气中和真空中对三结砷化镓（GaAs）太阳电池的损伤效应。通过测试激光辐照电池前后的I-V曲线，并结合激光诱导电流成像系统（LBIC）和X射线光电子能谱仪（XPS），对三结砷化镓太阳电池的损伤情况进行了表征。结果表明：在波长为1070nm连续光纤激光作用下，三结GaAs太阳电池的底电池最容易受到破坏，电池在真空中比在空气中更容易损伤。在空气中，当激光强度为8.4W/cm2、辐照10s时，底电池Ge熔融短路；在真空中，顶电池Ga0.5In0.5P和底电池Ge都发生短路。论文的结果为三结砷化镓太阳电池的激光无限能量传输和损伤机理研究提供参考依据。

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邵龙   白廷柱   郑海晶   张硕   陈莹  

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基于海天红外图像提出了海空大气模型，分析并研究了大气环境对红外热成像系统成像的对比传递函数。以红外热成像系统为例，对海空大气模型中斜程路径的大气对比传递函数进行了计算，分析了观测距离、大气密度、目标海拔高度、大气程辐射、路径天顶角对大气对比传递函数的影响。实验结果表明：大气传输路径的观测距离、大气密度、大气程辐射、天顶角与大气对比传递函数成反比关系。研究结果可在红外热成像系统实际应用阶段对大气影响进行预估，为提高红外热成像系统的成像性能提供基础。

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郭彤颖   李宁宁   刘雍  

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针对MATLAB标定工具箱的标定精度与所拍图像数量成正比的问题，即拍摄照片数量越多标定精度越高，提出了一种基于粒子群算法的摄像机内参数优化方法，从而达到拍摄少量图片也可以有较好精度的效果。首先通过摄像机从不同角度拍摄6张标定板图片，利用MATLAB标定工具箱求取摄像机的内参数。然后通过标定点的实际坐标和反投影坐标建立目标函数，再由粒子群算法对标定箱求取的内参数进行优化。实验结果对比表明：与MATLAB标定工具箱相比，此方法能够利用少量标定板图片就可以达到较好的标定精度。

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姚爽   宋超   高勋   林景全  

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本文开展了脉冲能量对飞秒激光等离子体丝形成的影响研究,基于荧光光谱法和照相图像法，得到了脉冲能量对飞秒激光等离子体丝长度和成丝起点的影响规律。实验结果表明飞秒激光在大气中传输经透镜聚焦形成长距离的等离子体丝，随着激光能量增大，等离子体丝成丝起点位置向聚焦透镜位置前移，同时等离子体丝长度增加，而等离子体丝辐射的N2337 nm荧光谱线强度峰值位置靠近聚焦透镜，并且荧光光谱强度整体变大。相比于照相图像法，荧光光谱法测量等离子体丝长度具有高的可靠性。最后对能量对等离子体丝的起点位置影响进行了理论解释。

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王大鹏   金星   周伟静   李南雷  

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针对微推力测量中电容位移传感器需要频繁标定非线性误差的问题，研究了一种基于激光干涉的现场标定方法。标定原理为，通过直线位移台同时调节可动角隅棱镜与测量目标位置，从而改变干涉光路光程差及电容位移传感器极板间距，以激光干涉测量结果为基准，采用线性拟合方法，对传感器非线性误差进行标定。搭建了基于常用光学元件的干涉光路，可以对应用于微推力测量中不同量程的传感器进行标定。在分析干涉光强变化特点的基础上，确定了干涉条纹数计算方法，得到干涉光路位移测量精度为0.0665μm。通过实验验证了该校准装置的实用性与准确性，最后对标定结果及传感器输出非线性误差进行了分析。对影响激光干涉测量精度的主要因素进行了分析，得到总误差为0.0672μm。

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于冬洋   王续跃  

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摘要：针对激光切割单层碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastics, CFRP）过程，研究碳纤维的铺设方向和树脂含量对激光能量传递方向以及切割质量的影响。通过规定单元主方向模拟碳纤维实际铺设角度和根据复合材料混合定律设定材料物理参数，建立碳纤维铺设角度为0°、45°、90°和树脂含量由30%增至50%的单层CFRP的三维有限元模型。数值模拟结果表明，激光多向切割单层CFRP时，烧蚀前沿能量传递方向由激光切割方向主导，并且随纤维铺设角度增大，传递方向的角度增大；稳定切割时能量传递方向主要沿纤维铺设方向。同一时刻下，三种典型碳纤维铺设方向切缝倾角增大、表面碳纤维烧蚀宽度几乎不变、温度场变宽，最高温度降低。切割不同树脂含量的单层CFRP，热影响区宽度和最高温度随树脂含量增加都呈近似线性变化。试验验证与数值模拟的表面碳纤维被烧蚀的宽度平均误差10.66%，HAZ宽度平均误差13.09%。为研究激光切割多层不同方向铺设的CFRP提供理论和实验依据。

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孟涵   万新军   董一帆   解树平   宾博逸  

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干涉显微物镜是干涉测量显微镜的关键部件，在微纳表面三维形貌测量中应用广泛。本文设计了一款无限远共轭大倍率Mirau干涉显微物镜，放大倍率50，数值孔径0.5。由系统长工作距的特性，干涉物镜采用反远距物镜结构。根据二级光谱理论，分析了干涉物镜的二级色差校正，合理选择了玻璃材料和初始结构。利用光学设计软件CODE-V进行了系统优化设计，设计结果表明，光学系统全视场范围内在800lp/mm处的调制传递函数大于0.3，其他各项指标满足设计要求。通过非序列模式建模对所设计的干涉物镜进行光线追迹，仿真分析干涉图，结果验证了设计合理性。

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李仁忠   杨 曼   田瑜   刘阳阳   张缓缓  

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针对点云配准时间长、收敛缓慢、对应点匹配易错等缺点，提出一种基于ISS(Intrinsic Shape Signature，ISS)特征点结合改进迭代最近点(Iterative Closest Point，ICP)的点云配准算法。首先采用ISS算法进行点云特征提取，并以快速点特征直方图(Fast Point Feature Histograms，FPFH)进行特征描述，然后通过采样一致性(Sample Consensus Initial Alignment，SAC-IA)算法完成点云的初始配准，使两片不同角度点云获得一个相对较好的初始位姿，最后通过k-d tree(k-Dimension tree)近邻搜索法加速对应点对的查找，以提高点云ICP精细配准效率。实验结果表明，与传统配准算法相比，该算法配准精度高，而且执行速度快。

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吴恩启   李美华   高倩   Andreas Mandelis  

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基于光热辐射技术(PTR)，提出了一种四层理论模型，对编织碳纤维增强复合材料（CFRP）的热扩散系数进行了研究。搭建相应的实验平台，完成了孔隙率从0%-18.32%的14组CFRP样品的检测实验。以玻璃碳为参考材料，对所得光热辐射的幅值信号和相位信号进行了规格化处理，完成了实验装置的标定。在理论模型和实验数据的基础上，构造了最小二乘目标函数，利用遗传算法求出最优解，从而得到各相应孔隙率下的CFRP热扩散系数。所测14组CFRP样品的热扩散系数位于3.01×〖10〗^(-7)~8.73×〖10〗^(-7) m^2/s之间，实验结果表明，热扩散系数随着CFRP孔隙率的增加整体呈下降趋势。当孔隙率小于1%时，热扩散系数下降趋势较明显，当孔隙率超过1%后，随着孔隙率的增加，热扩散系数下降速度趋于平缓。

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谢浩   胡淑红   王洋   黄田田   潘晓航   孙艳   戴宁  

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本工作分别采用液相外延瞬态法的两种不同模式－步冷法（step-cooling）和超冷法（super-cooling）生长了GaAs0.9Sb0.1薄膜。我们通过高分辨X射线衍射谱（HRXRD）、扫描电镜（SEM）、光致发光谱（PL）等测试方法研究了GaAs0.9Sb0.1薄膜的晶体结构和光学发光等性能。研究结果证明使用步冷法生长外延薄膜的速率更加缓慢；步冷法生长的GaAs0.9Sb0.1薄膜晶体结构的质量更高、界面更平滑；两种不同液相外延模式生长的GaAs0.9Sb0.1薄膜的光致发光性能差别不大。

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隋成华   沃圣杰   徐丹阳   韩勇浩   杜春年  

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为了实现对眼球的照明与检测，根据显微镜照明系统的特点，设计了一款适用于裂隙灯显微镜的柯勒照明系统。首先，将照明系统分为集光镜与聚光镜两部分，集光镜选用三片式结构，聚光镜选用双胶合结构；其次，根据显微镜照明系统要求，利用最小球差公式求解得到集光镜的初始结构，并用光学设计软件zemax进行优化设计；最后，将聚光镜添加到光路中，进行整体优化，利用tracePro软件对接收面的光照均匀度进行模拟仿真。整个柯勒照明光路总长280mm，可变光阑面距离集光镜20mm，距离聚光镜142mm，工作距离95mm，接收面光照度在水平方向上均匀性达到93.9%，在垂轴方向上达到92.5%，光斑边缘光滑，清晰分明，整体结构简单，其性能很好地满足了整机要求。

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叶珍   白璘  

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本文提出了两种基于主成分分析与局部二值模式的高光谱图像分类算法。首先，利用主成分分析去除高光谱图像的谱间冗余信息；然后，对降维后的图像利用局部二值模式进行空间纹理特征分析；最后，采用稀疏表示分类和支持向量机分别对提取的特征进行分类。本文研究的算法虽然模型简单，但是能充分挖掘高光谱图像的谱间-空间特征，有效保护高光谱图像的局部邻域信息。通过对两组典型的高光谱数据进行实验分析，本文算法不但能提高分类精度和Kappa系数，而且在高斯噪声环境中和小样本情况下也具有良好的分类性能。

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初文静   张喜强   施瑕玉   郑友伟   林俊良   陈明亿   林金锡   林金汉   袁宁一  

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利用磁控溅射法在不同工作压强下制备氧化钨薄膜，探究工作压强对氧化钨膜层微观结构的调控作用，并研究氧化钨膜层微观结构对其电致变色性能的影响。利用XRD分析样品的晶型结构，用AFM分析样品的表面形貌结构和表面粗糙度，用SEM表征样品的截面结构，用椭偏仪测试样品的膜厚及折射率，通过EMA模型分析样品之间的相对孔隙率，通过交流阻抗、循环伏安、双电位阶跃计时电流和透光率测试表征膜层微观结构对氧化钨电致变色性能的影响。研究表明：制备的氧化钨薄膜属于非晶相；表面呈峰状结构；随工作压强增大，氧化钨薄膜膜层微观结构越疏松，孔隙率越大，Li+迁移速率越快，着褪色时间越短，循环寿命越短；最佳膜层微观结构下，氧化钨薄膜光学密度差达0.64，循环寿命次数达1500次。

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汪泽文   李琦   袁静  

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在太赫兹离轴数字全息中，因其记录及再现距离较短，零级衍射仍将对再现像造成严重影响。本文利用了三种图像质量客观评价指标，对2.52太赫兹离轴数字全息中使用复振幅复原和拉普拉斯算子消零级方法得到的再现像进行了比较分析，以成像实验中的分辨率板为模型设计了仿真目标，根据实验获得的照明光和参考光的强度分布仿真了全息图，利用角谱法进行再现，最后对真实太赫兹数字全息图进行了相同的处理，所得结果与仿真结论基本吻合。复振幅复原法和拉普拉斯法均能很好的抑制零级衍射，相比拉普拉斯法，复振幅复原法的零级衍射亮度衰减率更高，再现像整体上峰值信噪比更高，在高分辨率的0.2 mm亮竖条纹区域具有更高的信噪比，图像质量更好。

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杨超普   方文卿   王昭   刘明宝   李春   张美丽   周春生  

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为了从蓝光危害与节律效应角度给不同显示器的选购及使用提供参考，测量了不同色温（1200 K-6500 K）CCFL背光LCD、LED背光LCD、OLED以及CRT的光谱分布，根据人眼响应函数的拟合结果，计算了不同色温下四种显示器的蓝光危害因子、节律因子、400-500 nm蓝光占比以及446-477 nm蓝光占比。结果表明：四种显示器的蓝光危害和节律效应均随色温升高而增大；色温1200 K-6500 K内，OLED蓝光危害因子均最小；可利用400-500 nm蓝光占比代替蓝光危害因子近似表征蓝光危害强弱；色温为6500 K时，同时考虑蓝光危害与节律效应，四种显示器的优劣依次为：LED>OLED>CCFL>CRT。

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王民   刘可心   刘利   杨润玲  

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与以往两类单帧图像的超分辨率重建方法相比，2014年兴起的卷积神经网络超分辨率技术（SRCNN）以其端对端的映射架构大幅提升了运行效率与复原精准度，然而网络的层数限制以及收敛性能使得部分图像的恢复效果不及基于样例的重建方法。针对网络优化问题，本文提出了一种将粒子群优化（PSO）算法与SRCNN相结合的方法，利用PSO对网络权重进行初始化，同时结合梯度下降法（GD）对权值进行修正，使得PSO的全局搜索能力与GD的局部寻优能力相融合。分别对set5，set14数据集和雾霾天气下模糊图片的实验结果表明，本文算法不仅可以使用较少参数来获得较高性能的网络，而且其重建效果优于已有四种算法，对边缘的锐化能力更强。

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刘鑫   孔梅  

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分析了两环光程不等对耦合双环谐振器透射谱的影响，并与单环谐振器的透射谱进行了比对，揭示了两环光程变化对结构传输特性影响的规律。分析表明，当两环光程不相等时，无论是否满足模式分裂条件，都会产生不对称的一窄一宽两个谐振峰，分别对应光在远离总线的环和靠近总线环内的谐振。两个谐振峰的位置同时受两环之间耦合器的透射系数和两环光程偏离程度的影响。本文给出的两环周长不相等的耦合双环谐振器的传输特性，为耦合双环谐振器的制作和传感应用提供了理论指导。

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程小龙   程效军   李泉   徐文兵  

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由于受扫描仪到扫描物体的激光测距值、激光入射角、大气衰减等因素的影响，相同目标的激光强度值存在较大偏差，本文从激光雷达测距方程出发，分别对激光强度的距离效应和角度效应进行改正。激光强度值与激光入射角的余弦大致呈线性关系，但激光强度的距离效应较为复杂，激光强度总体不遵循激光雷达方程中的距离平方成反比的关系，因此本文提出了一种利用分段多项式模型来消除激光强度值距离效应的方法。实验表明，本文提出改正模型能对点云激光强度值进行有效补偿，通过将激光强度值分别进行角度和距离改正,能够有效地去除由距离和入射角引起的强度偏差，使得同类物体的激光强度值趋于统一。

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林浩博   万运佳   刘杰   张健   熊晖  

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本文提出一种一般化的多向平行分光透镜的自由曲面组合设计方法，可适用于广义朗伯分布的LED光源，实现任意多向的平行分光。以应用于雨量传感器的透镜设计为例，可在不增加光源的前提下，增加出射的光线路径数量，具有体积小、光效利用率高等特点，有助于增大传感器的光学探测区域，为相关的光电器件的设计与优化提供了便利。理论计算和建模仿真进一步证明了此方案的可行性和有效性。

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杨翠红   王璐   陈云云   雷勇  

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石墨烯在外加光时形成带内和带间跃迁，可通过电、光等方法对其光电导进行调制。在介质/石墨烯/介质结构中，石墨烯作为薄的介电媒质，因其丰富的光电导特性，使光的透射和吸收现象可被调制，被广泛研究。本文在单层石墨烯片两侧外加正负电压形成pn结，电子空穴在外偏压作用下运动，使光跃迁过程受偏压调制，光电导在费米能以下(THz区)出现负值，提高了光的透射率，光的吸收出现增益。在此区间光电导单调的依赖于外偏压和无序展宽因子，而对温度表现出复杂的依赖关系。在外电压一定的条件下，通过选择合适的温度，可提高光的透射性。光的吸收依赖于界面电导、TE/TM模式、光疏/光密介质等。光输运特征的研究为基于石墨烯在THz区的应用提供了理论分析。

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黎万义   王鹏   张军伟   耿远超   粟敬钦   景峰  

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大型激光器具有结构复杂、设计/仿真模型众多、数据多样等特点，设计/仿真结果通常使用不同的软件平台进行展示，没有形成统一的集成平台、数据可视化及交互系统。针对上述问题，提出了一种基于3D 引擎Three.js和数据可视化库Vis.js的激光数值模拟数据三维可视化方法，并开发了相应的可视化系统。论文首先给出了激光数值模拟数据三维可视化系统的体系结构，然后对功能模块的划分和关键算法进行了设计，并给出了系统的实现手段，最后对系统运行效果进行了展示与总结。系统可用于大型激光器激光传输结构设计结果和模拟数据的可视化，可有效改善激光驱动器光路设计、传输模拟的可视化效果，对于对激光研究和应用具有重要意义。

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张艳红   刘永欣   陈子阳  

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利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式得到了带球差的部分相干光束在海洋湍流中传输的光强表达式,通过数值计算研究了带球差的部分相干光束在海洋湍流介质中传输的光强特性。研究表明ＸT较大，? 较小和w较小时，海洋湍流较强，对光束的扩展影响也越明显；ＸT较小，?较大和w较大时，海洋湍流较弱，对光束的扩展影响较小。同时，光束的相干长度越小，球差越大，光束扩散也越大。但光束的球差参数对扩散的影响明显弱于海洋参数对光束扩散的影响。

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赵运才   张继武  

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采用常规激光重熔和纳米SiC颗粒添加后的激光重熔分别对等离子喷涂Fe基WC涂层进行表面处理，采取扫描电子显微镜以及自带的能谱分析系统对涂层表面及截面的微观形貌、涂层与基体结合界面处的元素分布进行检测分析，使用X射线衍射仪对涂层相成分和表面残余应力进行检测分析，利用显微硬度测试仪检测涂层显微硬度沿着表面到内部的变化规律。结果表明，等离子喷涂涂层经激光和纳米SiC耦合作用下，涂层内孔隙、裂纹等微观缺陷得到改善，CrSi2、Cr7C3等硬质合金相增加，并且生成的新相：Fe2Si、CrSi。涂层表面的残余应力由363.4MPa降低到158.6MPa，显微硬度由631HV提高到了1195HV。

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张淑芳   朱彬华   李 瑞  

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压缩感知理论将信号采样和压缩同时进行，且采样频率远低于奈奎斯特频率，为低分辨率采样高分辨率成像提供了可能。为此，提出一种基于CCD图像传感器的压缩成像方法，利用CCD图像传感器模拟像素值串行输出不可重复使用的特点，对图像进行单次测量，构造半循环半随机测量矩阵对CCD图像传感器输出的模拟值进行压缩测量，TVAL3算法解压缩重构图像。该成像方法测量矩阵的稀疏性较强，能较好地恢复原始图像，同时A/D负担及量化编码的复杂度大大降低，成像系统结构简单，实用性强。仿真结果表明，所提成像算法重构的图像主客观质量较好。

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陈雯柏   马航   叶继兴   李邓化  

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量子点材料由于其独特的发光特性，在显示和固态照明领域具有极高的应用价值。相比传统显示技术，基于量子点的电致发光二极管由于具有高的稳定性、溶液可加工和高的色彩饱和度等优势，将成为新一代显示器件的核心技术。本文介绍了量子点发光二极管的构成及工作机理，同时也介绍了量子点发光二极管的研究进展，以及在中国显示行业的应用现状与前景。

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杨赫   佟首峰   张磊   常帅   宋延嵩   赵馨   范新坤  

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光束偏转控制技术是激光通信中的关键技术之一。由于传统的机械式光束偏转控制系统具有诸多缺点，非机械式光束偏转控制技术迅速发展。为实现基于液晶空间光调制器的非机械式光束智能控制，利用1920×1080的硅基液晶空间光调制器搭建了一个试验系统。该系统能同时控制单光束在空间内的大角度、高衍射效率、连续指向以及将入射光分成2、3、4、5束并单独控制每个分光束的偏转角度。文中介绍了空间光调制器的相位调制原理、理论模型、光束偏转控制功能及分光束功能的验证，并对测试系统的光路及原理进行分析，最后，对试验结果进行总结分析并提出建议与展望。

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翟建华   刘志杰   张勇   史耀君   邓晗   魏晓华  

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为了提高内缸活塞杆表面的耐磨和抗腐蚀性能，采用激光熔覆技术对内缸活塞杆表面进行修复强化处理。试验中选取了两种不同的合金粉末材料来形成活塞杆表面熔覆层，测试并确定了与之相适应的修复工艺参数。通过对比分析两种不同材料熔覆后的金相组织情况、熔覆层的硬度、耐腐蚀性和耐磨性等性能，总结了两种熔覆层材料在提高内缸活塞杆表面耐磨、抗冲击和抗腐蚀性的各自特点，提出了两种不同熔覆材料所修复的内缸活塞杆所适用的工作环境。

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李建鹏   郭震宁   林介本   张佳宁   杨玉龙   薛冬冬   陈中行   黄学玲  

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基于能量守恒定律和网格划分法，本文设计了一款运用于超薄直下式LED平板灯的大角度LED透镜。以朗伯型发光的LED在高度为96mm下的目标面照度分布作为期望照度分布，对大角度LED透镜进行反馈优化，使其在高度为25mm的目标面上就形成具有期望照度分布的光场。为探究优化后的大角度LED透镜对直下式LED平板灯的厚度减薄程度，将目标面高度分别设为20mm、25mm和30mm，方形LED阵列的间距分别设为96mm、82mm和75mm，利用lighttools模拟分析了直下式LED平板灯的目标面照度均匀度。研究表明：当目标面高度为25mm和方形LED阵列的间距为82mm时，目标面上的照度均匀度最好，其值(照度最小值除于照度最大值)达至0.8756，符合国家LED室内照明应用技术要求。

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刘紫雁   唐吉玉   刘娟   陈彦   董贵仁   何右青  

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提出一种增加完全带隙性能的方法：将传统介质柱型二维三重三角晶格光子晶体结构改善为内置空气柱的介质环型结构，并进行完全带隙对比，发现内置空气柱的介质环型结构可以获得优异的完全带隙性能。利用平面波展开法进一步研究了介质环型结构完全带隙随各参数改变而变化的规律。结果表明：介质环型二维三角晶格光子晶体完全带隙宽度随着内置介质柱的介电常数的增加，先增大到达最大值后减小。同时随着介质环内径大小和外径大小比例r/R的增加，完全带隙宽度先呈上升趋势，后逐渐缩小。当内置介质柱材料的介电常数为 12.32，介质环内径大小和外径大小比例为0.66，获得最大宽度的完全带隙，宽度为 0.12 (wa/2πc)。

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李莉   鞠有伦   戴通宇   陈方  

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本文通过使用二极管泵浦的L形扭转模腔来实现了一个单纵模Tm，Ho：YAG激光器。此单纵模激光器在5.9W的泵浦功率下，在2090.9nm处产生202mW的最大输出功率，对应于泵浦功率的斜率效率为6.95％。光束质量M2因子约为1.17。

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张丽娟   周治平  

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针对离散-连续能量最小化方法在复杂场景中对轨迹分段或标签互换无法有效处理的问题，提出一种改进的离散-连续能量最小化多目标跟踪方法。该方法通过提取被跟踪目标的多特征融合外观向量，利用不同目标间外观特征向量的欧氏距离设计轨迹的外观约束项，处理标签互换问题；通过计算相邻时空域内不同轨迹间的运动相似性和外观相似性，设计后处理过程，合并可能为同一轨迹的短轨迹，处理轨迹分段问题。实验结果表明平均跟踪准确度提高3.6%，平均跟踪精度提高2.5%，并且标签互换和轨迹分段情况得到大幅改善，该方法具有更精确更稳定的跟踪能力。

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覃亚丽   毛盛益   刘鲜   李屹磊   任宏亮   李伽   薛林林  

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我们运用交替隐式差分法研究了异相和同相四极光束在自聚焦光诱导四方晶格中的传输特性。给出了异相和同相四极光束在连续均匀介质、自聚焦介质、自聚焦光诱导光子晶格中的动态演化。在均匀介质中传输时，异相四极光束发生线性衍射，峰值强度逐渐变小，光束间相互排斥，峰值间距变大。而同相四极光束先是各自衍射，而后聚合为单束光，峰值幅度先减小后增加，继续向前传输，光束衍射，峰值递减。加入自聚焦非线性后，异相四极光束发生自聚焦现象，且相互分离现象更加明显。而同相四极光束相互吸引融合为单束光，能量几乎全部汇聚到晶格中心点。引入自聚焦光诱导光子晶格后，一定条件下能形成稳定传输的异相四极孤子，其对角波峰相位相同，相邻波峰相位差为 。而同相四极光束在一定的条件下能形成局域的同相四极孤子，其波峰相位均相同。

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魏湧明   全吉成   侯宇青阳  

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为了保证定位的速度和准确率，本文采用2016年在目标检测领域取得最佳检测效果的YOLO v2网络，制作以明显特征的地物作为目标区域的目标检测数据集，通过目标框维度聚类，分类网络预训练、多尺度检测训练及更改候选框的筛选规则等方法来改进YOLO v2网络，使其更好的适应定位任务，能够在无人机实时获取的航拍图像中定位到目标区域，然后通过投影关系进行坐标转换得到无人机的经纬度。最后，实验表明本文提出的改进方法，效果较为理想，使检测网络的在航拍图像的目标区域检测任务中mAP提高到79.5%，并且通过模拟飞行的仿真实验验证了网络的定位能力，在包含目标区域的航拍图像中，定位准确率达到84%以上。

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潘永强   陈佳  

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为了研究PECVD技术在制备微结构滤光片时，薄膜沉积的复形性，本文采用光刻技术、刻蚀技术和PECVD技术，在线阵掩模微结构表面沉积了氧化硅和氮化硅薄膜，研究了线阵掩模的宽度和厚度,以及薄膜的沉积速率和沉积厚度，对氧化硅和氮化硅薄膜复形性的影响情况。结果表明：掩模厚度、薄膜沉积速率和厚度以及不同薄膜材料对薄膜的复形性均有显著影响。随着沉积速率的增大，复形性越好；而掩模厚度和薄膜沉积厚度的增加，都会导致复形性变差；氧化硅薄膜的复形性要优于氮化硅薄膜。为薄膜在微结构表面沉积时的复形性研究打下了基础，并对制备微结构滤光片时，膜系设计和结构设计具有指导意义。

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黄帅   朱颖   郭伟   彭鹏   刁训刚  

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为研究激光喷丸对TC17钛合金疲劳强度的影响，采用7J喷丸两次的激光喷丸工艺对TC17钛合金进行强化处理，并使用升降法测试比较了激光喷丸前后材料的疲劳强度。结果显示，激光喷丸可在TC17钛合金表面形成深11.7μm的微凹坑，并产生相较于激光喷丸前2.46倍的残余压应力。正是由于残余压应力的提高，导致了裂纹源位置的变化及疲劳条带的细化，进而提升TC17钛合金疲劳强度3.9%。

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任俊杰   高小强   陈檬  

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本文利用Nd:YAG/〖Cr〗^(4+):YAG键合晶体被动调Q和S波片得到了亚纳秒径向偏振光。实验中采用脉冲半导体激光端面抽运方式，泵浦峰值功率30W，脉宽120μs，重复频率1kHz，得到了脉冲宽度878ps（FWHM），单脉冲能量76.8μj的调Q激光脉冲输出，其重频不稳定性小于±0.003%，幅值不稳定性小于±3%。并通过在键合晶体后插入偏振片和S波片的方式，得到纯度大于96%的亚纳秒径向偏振光。整个激光器结构简单紧凑，在激光精细加工领域具有重要应用前景。

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温歆   张钰伊   钱静  

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在已有实验的研究基础上，本文理论研究了一维超冷玻色-爱因斯坦凝聚原子团横向穿越高斯型红（蓝）失谐光场后产生的位置超前（滞后）与聚焦（散焦）效应，重点分析比较加速度场、外加光场与原子的偶极作用势和原子间s-波散射碰撞作用势这三种机制相互竞争且共同作用下探测原子波包的位置和高度变化情况。主要研究成果还包括，加速度场仅影响波包位置但并不引起形变，而原子间强吸引相互作用可导致波包剧烈形变甚至崩塌，相反，排斥作用会加快波包扩散。本文数值模拟的结果与现有实验结果在红失谐光场情况下十分吻合，同时也得到了在蓝失谐光场情况下的理论预测结果。这些研究结果为今后实验研究光与原子相干操控提供了理论方面的可行性方案。

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周凌林   郧建平   杨海峰   梁赫西   石倩芸   代永红  

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为了研究大气湍流闪烁效应以及瞄准误差联合作用下空间相干光通信系统的中断概率，本文基于EW大气湍流衰减信道，建立了基于平衡探测的相干光通信系统模型，给出了系统受大气湍流闪烁效应和瞄准误差联合影响下信道衰减的概率密度函数，并推导了系统中断概率闭合表达式。通过数值仿真，分析了湍流强度、波束宽度、抖动偏差对系统中断概率的影响。结果表明，系统中断概率会随着湍流强度的增加与归一化信噪比的降低而增加；在归一化信噪比大于14dB时可以通过增大波束宽度来降低中断概率；当抖动偏差大于2时，增加归一化信噪比并不能有效地降低系统的中断概率。基于此模型的仿真分析结论可知，选取合适的波束宽度和抖动偏差能降低系统中断概率,提高系统的稳定性。

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刘亮   王姗姗   黄秀军   徐红艳   宋镇江   石德乐  

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针对板条激光器输出激光光束质量不高的问题，建立了激光在板条激光模块中沿zigzag光路传输时热致波前畸变模型，对热致波前畸变的分布特点进行了研究，并提出了一种减小厚度热致波前畸变的方法，数值仿真结果表明：通过合理的光路设计，优化激光以同一角度两次进入板条介质时的位置偏移量，可以达到减小板条厚度方向热致波前畸变的效果。

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刘加萍   王彦   刘吉虹  

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为了研究非本征光纤珐珀传感器的温度特性，本文制备了不同腔长以及不同反射率的光纤EFPI传感器，并且从理论和实验对光纤EFPI进行讨论分析。首先，介绍了光纤EFPI传感器的结构及制作方法。其次，通过matlab仿真研究对EFPI不同腔长及反射率对其干涉谱的影响，并且建立了光纤EFPI的温度传感模型。最后，对不同腔长及不同反射率的光纤EFPI进行温度对比试验。结果表明，短腔的光纤EFPI的温度灵敏度高，此外，镀钯金膜的光纤EFPI可以很好的避免温度对其干涉谱的影响，具有温度补偿的作用，为以后的光纤EFPI传感器的工程应用提供了依据。

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闫琦   李慧   荆林海   唐韵玮   丁海峰  

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针对地震滑坡灾害应急响应的高时效性要求，提出一种基于灾后高分辨率遥感影像的地震滑坡体自动提取算法。该算法综合利用了高分辨率遥感影像的光谱、形状、纹理等特征，基于多特征阈值分层次逐步剔除干扰地物，实现对地震滑坡体的自动提取。涉及到的特征参量阈值均采用改进的Otsu算法自动确定。在利用2008年中国汶川地震后的ADS40航空遥感影像自动提取滑坡实验中，该算法的滑坡个数正确提取率超过70%，面积正确提取率超过80%。对于一幅10000行×10000列的ADS40影像，算法执行时间低于1分钟。相较于传统的人机交互目视解译算法，该算法自动化程度高、滑坡提取速度快，滑坡识别精度满足地震灾害应急要求，对实际的地震应急工作有一定的帮助意义。

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黄帅   朱颖   郭伟   彭鹏   刁训刚  

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利用高功率、短脉冲Nd:YAG激光对TC17钛合金进行激光喷丸处理，并在400℃下进行恒温氧化增重试验，从表面的XRD、表面及截面的微观组织等分析了激光喷丸对钛合金材料恒温氧化性能的影响。研究结果表明，激光喷丸后，TC17钛合金在400℃下恒温氧化增重量减小了64.9%。并且激光喷丸后的试样氧化后，材料表面的氧化膜更加致密，进而有效的阻挡了氧的扩散。且表面EDS分析显示，激光喷丸后氧化试样表面的Cr比未喷丸处理的多，而大量的Cr能改善氧化层与基体的附着力。由此，激光喷丸提高了钛合金恒温抗氧化性能。

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何广龙   徐莉   马晓辉   徐成阳   邹永刚   吴国盛   隋庆学   张志敏   金亮  

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针对SESAM（半导体可饱和吸收体）锁模调制深度较低的问题，报道了一种基于线型腔结构的透/反复合双饱和吸收体被动锁模超短脉冲光纤激光器。在相同调制参数情况下，透/反复合吸收体中透射式SA(可饱和吸收体)的引入，使得光脉冲在腔内的一次振荡周期过程中多次经过透射式SA，增加了光脉冲通过SA的次数，提高了吸收体对光脉冲边沿底座的吸收，摆脱了因SESAM调制深度较低对脉冲宽度和单脉冲能量的影响，降低了色散和非线性效应的影响，可以有效的提高最大泵浦阈值。最终与相同调制参数的反射式SESAM相比，脉冲宽度从944fs降低到734fs、单脉冲能量从1.9nJ提高到2.49nJ。

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王琪   杨桄   张俭峰   向英杰  

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偏度和峰度能够较好地表达高光谱图像的非高斯性，突出目标、纹理等异常信息，能很好地应用于波段选择。为了更好突出局部异常信息，在全局联合偏度-峰度指数模型基础上，提出了局部偏度-峰度的高光谱图像波段选择方法。利用全局联合偏度-峰度指数对原始图像进行波段子空间划分，然后选择适当大小的模板窗口，计算窗口内的局部联合偏度-峰度指数，并以此方法遍历所有波段，求出累积局部联合偏度-峰度指数，最后进行波段选择。波段选择结果表明，局部联合偏度-峰度指数方法所选择波段分布更加广泛，效果更好。融合结果表明，本文方法所得图像在客观指标评价中具有较大优势。

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李志军   季焱   曹玲燕   吴淼   张建学   禚莉   喻勇高  

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在光声光谱测量中，常用光学斩波器对光源输出信号进行频率调制，具有低背景噪声，灵敏度高等特点因此在光声光谱领域具有广泛的应用，然而光学斩波器的使用不可避免地增加了系统噪声以及系统成本。本文基于分布式反馈激光器可调谐的特性，自编程实现了对激光器的双波长调制，该调制方法避免了光学斩波器的使用，减小了系统噪声，提高了系统灵敏度。利用光声光谱实验平台结合光学斩波器调制激光系统，实现了甲烷气体的检测灵敏度为40.35*10-6，而利用双波长调制激光系统的检测灵敏度可达19.1*10-6。在相同实验条件下，DFB激光器双波长调制比光学斩波器调制得到的甲烷气体的光声信号幅值增大了约22.7%，系统噪声减小了39.2%。

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许磊   崔光茫   郑晨浦   赵巨峰  

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可见光红外图像融合技术对于提升成像区域的信息丰富程度具有重要意义。提出了一种基于多尺度分解和显著性区域提取的可见光红外图像融合方法。利用边缘保持的图像平滑算法，构建了多尺度图像分解框架，将图像分解为不同尺度的基础层图像和若干细节层图像。同时结合导向滤波器，在每个分解图层实施显著性区域提取，结合显著性图得到每个图层的融合结果，最终通过加权重建进行融合信息的视觉增强，得到融合结果。针对不同融合算法和数据库开展了主客观评价对比实验，实验结果表明，所提出的算法具有较好的主客观评价结果，算法融合效果表现优异，适用性较好。

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姚成乾   陈伟  

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为了提高红外弱小目标检测的效果，采用改进粒子群算法。首先基于高斯分布吸引因子对量子行为粒子群算法优化，通过Logistic混沌对粒子群映射寻优，避免了进化后期陷入局部最优；接着由粒子群平均欧氏距离确定的多样性保持了混沌量子行为粒子群优化算法后期可靠进行；最后在最小均方差准则下对红外弱小目标检测，修正预测权值保证了检测的有效性。实验仿真显示本文算法检测红外弱小目标效果清晰，SNR值最大，算法的检测概率、虚警概率较好。

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翟建华   许慧印   刘志杰   沈成   王乾宝  

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为修复球墨铸铁零件在铸造时产生的砂眼和缩孔等缺陷，在其表面激光熔覆镍基合金以解决此类问题。试验中采用LDF型光纤耦合半导体型激光器在不同熔覆工艺参数下对球墨铸铁QT450-10试样熔覆镍基合金，分析熔覆层显微组织及物相组成发现当激光功率为1.6 Kw、激光扫描速度为400 mm/min、送粉量为3.2 r/min时所得的熔覆结果较好，基体与熔覆层间无裂纹、气孔并形成良好冶金结合。测试熔覆层的硬度，发现熔覆温度为常温且熔覆层数为一层时熔覆层显微硬度达到265H，是基体硬度的1.5倍左右。最终分析得到最佳工艺参数，并用该参数熔覆球墨铸铁棒状拉伸试样，分析试样拉伸应力-应变曲线及试样断裂形貌，发现断裂部位均发生在基体处，表明球墨铸铁熔覆镍基合金其强度得到提高。

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张皓   唐运海   吴泉英   陈晓翌  

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设计渐进多焦点眼用镜片的轮廓线u(x, y)以得到近用区可视范围广，且通道长度小的渐进多焦点眼用镜片。对渐进多焦点眼用镜片采取对称设计，设置子午线上u的变化曲线作为拉普拉斯方程的边界条件，并给出边界条件的具体形式，结合自然边界条件，运用分离变量法和傅里叶变换法求解拉普拉斯方程的解析解。设计实例表明：该设计方法不仅能使渐进多焦点眼用镜片拥有宽阔的视近区可视范围，还能使渐进多焦点眼用镜片的通道变短。将设计数据进行实际加工，并对加工获得的渐进多焦点眼用镜片进行测试分析，测试结果表明设计与实际测试结果相符。

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王晓芳   张新   张继真   王灵杰  

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大气中的分子和气溶胶对紫外光具有强烈的散射作用，因此在大气中紫外光可实现非视距传输。针对紫外探测，其收发端距离较近，通过蒙特卡罗方法建立多次散射模型，并采用指向概率法对模型进行优化。在收发轴线共面以及非共面的情况下，对探测到的脉冲响应以及能量密度进行仿真分析。通过仿真结果可知在紫外激光探测中，对短距离目标的探测，偏转角对探测结果的影响较大，但对长距离目标探测时，偏转角对脉冲响应的影响较小。由仿真结果可以了解紫外光在大气中的传输特性，为以后紫外激光探测的具体设计提供理论依据。

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陈洋   范荣双   王竞雪   吴增林   孙汝星  

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针对传统浅层机器学习方法应用高分辨影像分类存在的问题，本文提出结合MNF变换和卷积神经网络的高分辨率影像分类方法。采用最小噪声分离分析非监督预训练初始化卷积神经网络，为提高训练速度，采用线性修正函数作为神经网络的激活函数；为减少在池化过程中对影像特征的缺失，采用概率最大化采样原则，最后将下采样后影像特征输入softmax分类器进行分类。选择典型地区实验影像进行分类实验，并与支持向量机和人工神经网络分类方法进行对比分析。结果表明：本文分类方法精度明显高于浅层机器学习方法，并且能充分的挖掘高分辨遥感影像空间信息。

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卢海飞   鲁金忠   张文泉   罗开玉  

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为了研究不同能量激光冲击强化对316L不锈钢氩弧焊焊缝区域应力分布以及应变的影响，采用ABAQUS有限元分析软件建立了“焊接+激光冲击强化”应力分布模型，获得不同脉冲能量冲击后焊接区表面残余应力以及截面残余应力分布，并与试验数据相比较，同时获得冲击表面动态应变数据。结果表明该模型模拟的残余应力分布基本与试验数值一致，激光冲击强化在焊缝区域表面诱导出残余压应力层，消除了焊接热影响导致的残余拉应力，脉冲能量越高，激光冲击诱导的残余压应力值以及压应力层厚度越大，但其增加幅度逐渐降低；激光脉冲能量越高，焊接件表面应变峰值越高，60 ns后，激光诱导的冲击波衰减消失，焊接件表面应变也随之减弱，三种脉冲能量激光冲击诱导的应变曲线变化趋势基本一致。

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路绳方  

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动车底部闸瓦部位的螺栓，对整个列车制动系统起着关键作用，螺栓的丢失，会给列车安全运行带来严重的挑战。研究列车零部件自动检测，是当前铁路运输领域中的迫切需求。本文以螺栓丢失故障判断为例，提出了动车一类零部件的故障在线自动检测与识别算法，为动车重点部位处的零部件进行针对性地检测提供了一种指导方法。结合动车螺栓结构的特点，本文提出了一种基于图像边缘的完备局部二进制模型（CLBP）特征提取方法，通过对二值分类器的训练与学习，完成对螺栓是否出现丢失故障的判断。实验结果表明，本文提出的算法，对复杂场景下螺栓的识别有很强的鲁棒性，其检测效率和精度也很高，能满足现场实际应用需求。

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王清晨   宋梁  

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摘要：为了实现模式场约束并有效的提高波导的传输距离，在对传统介质加载等离子波导结构传输特性分析的基础上，提出了介质加载石墨烯等离子波导。在通信波长λ0为1.55um对该波导结构的模场分布及传输特性随几何参数的变化关系做了研究。通过仿真结果得出介质加载石墨烯等离子波导不仅能够实现模式限制，还能够长距离传输电磁波。在费米能级为0.7eV，脊宽度w和脊高度h分别为1000nm 时，其模式宽度达到最小值1.55um，传播长度达到43.47mm，显然这种介质加载石墨烯等离子波导不仅可以满足波导设计的要求，而且为实现纳米器件的长距离传输提供了可能。

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欧阳爱国   张宇   唐天义   刘燕德  

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摘要：甲醇柴油和乙醇柴油是新型燃料，从外观上无法判别其种类及甲醇和乙醇的含量，因此提出了用中红外光谱法结合化学计量法对醇类柴油进行分类和测定。甲醇柴油和乙醇柴油在实验室制备首先，利用主成分分析方法将甲醇柴油和乙醇柴油分成两类，其模型误判率优于7.1%,获得很好的精度；其次，对光谱数据进行平滑、基线校正、多元散射校正和归一化，得到预处理光谱图，采用最小二乘支持向量机（Least Squares Support Vector Machine，LSSVM）预测甲醇柴油的甲醇含量和乙醇柴油的乙醇含量。结果表明甲醇柴油甲醇含量LSSVM模型预测集相关系数Rp和预测集均方误差RMSEP分别为0.9791和1.7201。乙醇柴油乙醇含量LSSVM模型预测集相关系数Rp和预测集均方误差RMSEP分别为0.9802和2.9563。本次实验的结果表明偏最小二乘模型能够预测甲醇/乙醇柴油中的甲醇和乙醇含量，是一种很有前途的醇类柴油中的分类和醇含量的测定方法。

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胡晓涛   郝晓剑   段向港  

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针对恶劣环境下瞬态高温测量时存在的温度变化快、反应剧烈等特点。基于原子发射双谱线测温原理，采用了基于光电倍增管的光电测温系统，介绍了测温装置的结构及测温原理。基于原子光谱数据库（ASD），选择Al I 690.6nm、Al I 708.5nm作为测温时的两条谱线，减少了光谱辐射率等对测量结果的影响。通过测量两条发射谱线的强度比来获得铝在纯氧中燃烧的温度并和热电偶测量的温度进行对比。实验测得的铝粉燃烧最高温度为1567K，相对误差为1.5 %。结果证明两种方法所测的温度相关性较好，证明了该方法的可行性。

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程德强   陈刚   高凌志   厉航   黄晓丽   满广毅  

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针对离散小波变换多聚焦图像融合算法忽略了低频分量融合处理而导致边缘失真及图像模糊等问题。本文提出了一种自适应区域融合规则多聚焦图像融合算法，首先将源图像进行小波分解，然后将近似信息的低频系数采用改进空间频率做阈值处理，将代表细节信息的高频系数采用改进的梯度与改进的拉普拉斯能量和高频融合规则，最后对处理后的高频系数和低频系数进行小波重构。实验结果表明，本文算法保留大量细节信息与近似信息，主观上提高了视觉质量，客观评价指标也有所提高。

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路绳方   刘震  

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动车组运行故障动态图像检测系统（TEDS），通过在轨边安装布置高速线阵采集像机，实现对运行中的列车进行全方位的监控。利用获得的高质量图像，通过机器学习和模式识别的知识，可以实现列车故障的自动化诊断和检测，但是线阵像机拍摄的图像易受动车速度的影响，在图像水平方向上存在几何变形，给后续的目标识别和检测带来了困难。为了解决这个问题，需设定一组基准图像，对其他时间段所获得的图像分别按照基准图像进行配准和重分割，排除列车速度的大小对成像的影响。因此，本文结合动车组故障诊断系统，提出了一种多分辨率下的图像快速配准和重分割方法。通过与标准历史图像进行比对分析，利用图像差影法，可以快速实现动车故障区域的自动定位和检测。

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陈家旺   赵鹭明  

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摘要 “类噪声”脉冲(NLP)是锁模激光器在一定条件下生成的一种特殊脉冲，具有能量高、脉宽宽、相干性低等特点。近年来，由于稀土元素掺杂技术、锁模技术、光纤放大技术不断发展以及泵浦能量不断提升，“类噪声”脉冲光纤激光器得到了迅速发展。本文主要描述了使用不同锁模技术、工作在不同色散区的“类噪声”脉冲光纤激光器。依据其脉冲产生机理、脉冲光学性质等特点进行分类叙述，综述了国内外这一领域的研究现状及进展。最后，文章也对近年来“类噪声”脉冲激光器在生产实践中的具体应用进行了简要阐述。

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文良华   杨平   王帅   陈善球   刘文劲   许冰  

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摘 要：无波前传感自适应光学系统在诸多物理实验和精密仪器中广泛采用。本文追踪了由远场光电探测器采样宽度限制引入的量化噪声在算法实现过程中的传递，分析了其影响算法在波前像差校正中的效果和收敛速度的原因；提出了一种根据斯特列尔比值SR，动态区域提取的模式复原算法。并用18阶和33阶泽尼克多项式模拟的符合Kolmogrove大气湍流功率谱的波前对该算法进行数值计算。计算结果表明采用动态区域复原算法校正波前像差，减小了量化噪声的影响，无波前传感自适应光学系统的收敛速度和校正效果得到显著提高。

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吴鹏飞  

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聚焦系统是激光推力器实现激光束聚焦的重要部件。由于推力器在飞行过程中不免受到各种因素的扰动导致聚焦系统聚焦性能的下降，直接导致激光聚焦功率密度下降以及点火位置和区域的偏离，影响推力器飞行轨迹与姿态。因此，针对聚焦系统聚焦性能的研究非常重要。基于光学设计软件ZEMAX，通过Monte Carlo光线追迹法，对比研究三种二次反射聚焦系统设计方式在不同类型角度偏差下的聚焦性能参数的变化。结果说明：任何微小的角度偏差都会导致聚焦性能的急剧下降和聚焦位置的大幅偏离。聚焦系统存在角度偏差时不同的设计方式会形成不同形状的点火区域，这将导致激光推力器产生完全不同的飞行的轨迹和姿态。

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孙静   邹淑珍   陈寒   于海娟   王旭葆   林学春  

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包层光剥离器是保障高功率全光纤激光器的稳定性与光束质量的核心器件，有效剥除包层光是光纤激光器全光纤化、工程化的重要步骤。本文详细阐述了国内外包层光剥离器制备技术的研究现状，并将其分类为基于折射效应、吸收效应、散射效应的剥离器制备技术，分析了各种制备技术的特点，对未来可实现低温升、高衰减系数的高功率包层光剥离器的制备技术方向提出了建议。

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王亚军   李新忠   李贺贺   王静鸽   唐苗苗   汤洁   王屹山   聂兆刚  

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不同于传统涡旋光场，完美涡旋光场具有亮环半径不随拓扑荷值改变的优点，在微粒操纵及量子通讯等领域具有重要的应用价值，成为近年来光场调控领域的研究热点。本文介绍了完美涡旋光场三种典型产生方法，综述了完美涡旋光场的调控技术及表征方法，进而对完美涡旋光场的应用研究进行了梳理和总结。对完美涡旋光场的最新进展进行总结有助于进一步拓展该新型光场的调控技术及应用领域。

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郭航   韩霁昌   张扬   王欢元   孙婴婴   李修成   张海欧  

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为了研究毛乌素沙地的砒砂岩、沙、砒砂岩和沙复配土（不同比例混合）的颗粒胶结作用力，采用拉曼光谱测试砒砂岩和沙体积比分别为0:1,1:11,1:5,1:4,1:3,1:2,5:7,1:1,7:5,2:1,3:1,4:1,5:1,11:1,1:0的砒砂岩和沙复配土粉末的拉曼光谱。根据复配土中化学成分SiO2在464 cm-1处的特征峰随砒砂岩所占百分比的变化而发生的峰位移动，研究土体颗粒胶结作用力的变化情况。结果显示：沙的峰位为464.5 cm-1，随着砒砂岩的加入，峰位逐渐减小，这是由于沙中砒砂岩的加入，使得砒砂岩的小颗粒代替沙的大颗粒，颗粒间距离变大，颗粒间相互牵引产生拉伸应力导致拉曼特征峰红移。砒砂岩和沙1:1时，峰位已减小到463.6 cm-1，然而随着砒砂岩含量的进一步增加，当砒砂岩和沙体积比为2:1时，已有很多砒砂岩小颗粒置换沙中的大颗粒，土体结构不稳发生坍塌，变得紧实，土体颗粒相互之间产生压缩应力，导致峰位突然增加到464.2 cm-1，在此之后，土体结构趋于稳定，随着砒砂岩的进一步加入，继续完成小颗粒对大颗粒的置换，拉伸应力逐渐明显，峰位随着砒砂岩含量的增加再次不断减小，到全砒砂岩时峰位为463.1 cm-1。综上所述，本文证实了可将SiO2分子的拉曼光谱特征峰峰位的移动结果应用于对复配土土体颗粒间胶结作用力的研究。

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黄奕龙   赵巨峰   张克奇   华玮平   崔光茫  

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光学显微数码成像系统中，光学退化是影响图像质量的重要因素。结合物镜测试，本文提出了一种结合分视场PSF（Point Spread Function）估计的梯度约束显微图像恢复方法，并应用于显微镜以形成质量提升系统。通过物镜MTF(Modulation Transfer Function)测试，分视场计算获取点扩散函数PSF。引入零阶范数梯度约束作为正则化项，设计基于该约束的快速复原方法。提出渐变加权拼接方法实现分视场复原结果的无缝拼接。本文方法对不同物镜下的显微图像进行了复原实验测试，并使用评价方法评估。与其他方法相比，本文方法给出的显微复原图像效果好，运行速度快，对2048×1536图像只需1.62秒，适用于显微成像系统。

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张博   龙慧  

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针对视觉目标跟踪算法中存在的快速运动、尺度变化、形变和遮挡问题，本文提出利用图像签名算法的视觉目标跟踪算法。首先，本文算法以相关滤波算法为基础，通过多种特征构建目标的外观模型，提高算法的跟踪精确度和鲁棒性；同时，为了解决严重遮挡情况下的目标重定位问题，本文利用一种图像签名算法计算图像的稀疏显著性区域，获取候选目标的位置，通过分类器对候选目标进行重排名，实现目标重定位；最后，通过尺度池策略和自适应模板更新策略，解决跟踪中的尺度变化问题和跟踪漂移问题。利用标准数据集测试本文算法的性能，实验表明，本文算法在跟踪成功率和精确度上均优于传统相关滤波算法。本文提出的算法能很好的解决目标快速运动、尺度变化、形变和遮挡情况下的跟踪问题，具有一定研究价值。

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照日格图   夏婷婷  

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针对正面光照和背面光照两种不同光照条件，利用TCAD半导体器件仿真软件全面系统地分析了单元电池宽度对产业化P型双面单晶硅太阳电池电学性能的影响。为进一步提高双面太阳电池光电转换效率，对单元电池宽度参数进行优化。仿真结果表明：在正、背面光照条件下，双面电池短路电流密度均随着单元电池宽度的增大而增大。随着单元电池宽度的增大，当单元电池宽度较小时，正、背面短路电流密度曲线上升较迅速，而当单元电池宽度较大时，正、背面短路电流密度随之缓慢增大。随着单元电池宽度的增大，正、背面开路电压均随之增大，而正、背面填充因子则先增大后减小。当正、背光强一定时，存在最优的单元电池宽度，使得双面太阳电池转换效率达到最大值。随着单元电池宽度的增大，正面效率和背面效率均呈现先增大后减小的变化特点，但正、背面光照条件下的双面电池最优的单元宽度不同。

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桂维振   张小强   盛传贞  

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光压摄动模型是卫星动力学模型主要误差源之一，定轨时是否考虑光压参数将影响轨道估计精度。本文在太阳光辐射产生光压摄动力的理论基础上，采用统计定轨方法，利用全球八个SLR站观测值，对Jason-2卫星进行了动力学定轨。采用内符合精度、外符合精度和重叠弧段比较三种评估手段，定量分析了光压参数估计与否对轨道精度的影响。结果表明：3天估计一组光压参数计算的卫星轨道比不估计光压参数计算的卫星轨道精度更高，且估计的轨道参数变化平稳。

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康竞   罗昰   何剑   吴平   徐婧   方兴   王芸芸   张帅   唐瑶云  

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目的：比较喉癌组织及癌旁组织的拉曼光谱差别，得出各自的特点和规律，建立喉癌诊断模型，为喉癌诊断新方法提供参考依据。方法：收集2014年10月到2015年8月在湘雅医院耳鼻咽喉-头颈外科进行手术切除的喉癌样本54例、癌旁样本56例。样本统一处理后进行拉曼光谱检测，收集原始光谱数据进行预处理及统计学分析。结果：运用SPSS 22.0分析两组数据发现：1、喉癌组织平均拉曼光谱强度大于癌旁组织，且喉癌组织存在稳定的拉曼峰群。2、喉癌组与癌旁组t检验结果显示在150-1859cm-1、1864-1872cm-1、1890-1898.5cm-1、1900-1924cm-1、1964-1968cm-1、1993-1998.5cm-1、2010.5-3476cm-1波段有统计学差异（P<0.05）。3、以PCA-LDA法选取差异波段进行分析，提取3个显著性差异主成分；将其作为线性判别分析的输入，计算判别函数系数，并建立判别模型。其对样本的预测具有较高的特异度（80.4%）和灵敏度（87.0%）。4、利用ROC曲线对喉癌诊断模型进行评价，AUC值为0.877。结论：喉癌组织和癌旁组织的拉曼光谱存在较为明显且稳定的差异，通过多元统计分析的方法，建立的判别模型具有较好的可靠性。拉曼光谱可在分子水平上提供物质信息，其在喉癌组织早期诊断的运用具有一定的可行性及临床应用前景。

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莫镜清   徐品   孙明山  

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本文的主要目的是针对X射线骨密度仪的研制，对各种双能投影分解算法（包括：曲面拟合法、查找表法、等值线拟合法、神经网络法）进行研究、对比。 文中的投影数据由CZT光子计数探测器系统采集而来，光子计数探测器具有高能量分辨率、低噪声的优点，从而可以提高分解精度。首先，选用铝（Al）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为基材料分别代表骨骼和软组织，并对不同基材料厚度组合进行校准实验，建立高、低能投影数据查找表；然后，分别使用上述提到的投影分解算法建立反向查找表；最后，在反向查找表的范围内选取了9个测试点，用上述各种分解方法分别进行分解。本次研究实验计算了各种分解方法的分解偏差和运行时间并进行了对比。 实验表明，在分解精度上，曲面拟合法Al的分解偏差为0.11%-3.68%，PMMA的分解偏差为0.11%-3.42%；查找表法Al的分解偏差为0%-2.86%，PMMA的分解偏差为0.44%-5.33%；等值线拟合法Al的分解偏差为0.07%-3.23%，PMMA的分解偏差为0.02%-2.83%；神经网络法Al的分解偏差为0.41%-4.18%，PMMA的分解偏差0.09%-4.89%；在分解速度上，曲面拟合法和等值线拟合法高出其他两种方法一个数量级。综上，等值线拟合法不管在分解精度还是速度上都有较大的优势。

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王永胜   赵彤   王安帮   张明江   王云才  

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我们设计了一种新型的面向蝶形封装的混沌外腔半导体激光器，并在理论上研究了反馈率、注入电流比和载流子寿命对这种混沌外腔半导体激光器动态特性的影响。数值仿真结果表明，调节反馈率或者增加注入电流比时，此种结构的输出光经历从稳定状态、准周期、混沌状态再到稳定状态的周期演化。增大注入电流比或者减小载流子寿命时，外腔激光器的驰豫振荡频率增大。大驰豫振荡频率和大外腔振荡频率下能够生成有效带宽高达70 GHz的混沌。进而我们分析了这种高带宽混沌生成的机理，提供了高带宽混沌生成的新思路，也为高速随机数的生成提供了一个新型的熵源。此外，弱光反馈下，我们利用激光器的驰豫振荡来掩盖反馈的时延特征，并分析了时延对外腔振荡频率的影响。

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徐丹阳   高建勋   隋成华   周明华  

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为了实现研制的角膜地形图仪能够应用于临床检验，对Klyce经典的三维形貌重构模型改成光线逆追踪法进行建模。即通过24环每环256个点的亚像素二维数据由最小二乘法估算出的原始假设椭球面进行修正，使其得到最符合真实角膜的曲面。亚像素数据的获得，首先由抗噪性能较好的Canny算法得到像素二维数据，然后对数据的灰度进行平滑降噪，最后对数据的灰度梯度进行三次拟合来实现数据的亚像素。最终对意大利CSO公司生产的角膜地形仪获得的清晰图片实现三维重构，与CSO公司配置的处理软件获得的三维形貌图进行对比，发现其形貌基本一致，表明该方法确实可行。

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黄益琪   李卓   李宾  

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摘要 人眼是一台精巧而复杂的光学成像系统，其复合结构存在像差，它的空间分辨能力要小于无像差的同口径的小孔所对应的衍射极限。离焦和散光是最常见的低阶像差，常规的角膜手术通过改变角膜前表面屈光状态来矫正离焦，但事实上散光的来源对术后视觉质量有显著的影响。在此篇文章中我们依据统计的典型人眼基本结构及参数，分别建立两种基于-5D近视的散光模型：眼表散光和眼内散光（即源于晶状体的散光），并模拟三种不同手术方案（即球面修正、Q值优化和波前像差引导的Lasik手术），分别对比了各方案手术前后的视网膜光斑分布图，波前像差图（包括手术前后各阶像差的变化）。研究结果表明：i）传统的球面修正和Q值优化的Lasik手术对角膜前表面引起的散光有抑制作用，然而对眼内散光的矫正效果较差；ii）球面修正会引入较大的球差，Q值优化可以减小术后的球差，但无法修正眼内其他高阶像差；iii）波前像差引导的手术对任何类型的近视、散光或是无规则的高阶像差都可以全面的修正，以实现最佳的人眼成像能力。

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宫新勇   高士友   咸士玉   于润祥  

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基板的翘曲变形是激光熔覆过程中常见的工艺缺陷，由不均匀的温度场引起。针对同步送粉式单层单道激光熔覆过程，利用已验证有限元模型在ANSYS软件上求解其温度场，分析温度特征。过任意时刻基板上表面温度曲线的峰值点和（加热区-脉冲区）分界点，以两几何平面截取单道熔覆模型，获得用于翘变分析的截面体。通过对熔覆层上表面、基板上、下表面在整个熔覆过程中的应力/应变状态分析，判断该截面体模型会依次出现反向、正向弯曲，熔覆零件在宏观上则表现出朝向激光束的翘曲变形。最终，对单道熔覆过程基板翘变的原因进行了归纳总结。

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孙斌   杨友昌   万猛   谢飞凤  

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采用有限元方法研究了基于石墨烯/金属混合纳米光栅的太赫兹滤波功能. 石墨烯和金属光栅除了用作电极外，还能构成纳米腔阵列，利用腔中磁场Fabry-Perot（FP）谐振效应，实现THz的吸收增强达到滤波功能。磁场FP谐振效应能将光能量限制在腔中，使得此结构对波长的选择性不容易受外界环境的影响。由于石墨烯的电导率可受门电压调节，从而实现动态调控其滤波波长；另外通过增加石墨烯的层数可进一步增加其对光的吸收；本工作可为设计结构优化和门电压可控的太赫兹滤波器件提供理论指导。 关键词 表面等离激元；波长滤波器件；太赫兹频谱；电光材料；纳米结构

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杨超普   宋亚峰   方文卿   刘明宝   李春   张美丽  

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根据红外测温原理，薄膜等厚干涉模型及相关光学参数，对在Al2O3、SiC、Si三种衬底上MOCVD制备10 μm GaN外延层过程中，940 nm单色测温、1550 nm单色测温、940 nm/1550 nm比色测温的发射率引起表观温度误差、真实温度与表观温度偏差进行理论比较。利用Si(111)衬底上制备InGaN/GaN MQW蓝光LED外延片过程的940 nm单色测温及940 nm/1550 nm比色测温结果验证了该建模计算的正确性。研究结果表明：在500℃-1300℃，相同测温法不同衬底间表观温度误差系数区别不大。相同衬底下，误差系数：比色测温>940 nm单色测温>1550 nm单色测温。相同测温法不同衬底间真实温度与表观温度偏差较大。相同衬底下，偏差：比色测温>1550 nm单色测温>940 nm单色测温。该计算方法与结论可为红外测温设备研发，不同衬底GaN基外延测温方法的选择提供借鉴与参考。

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王永胜   王云才   郭龑强  

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近年来，混沌激光已被广泛应用于保密通信、高速随机数生成、混沌激光雷达、混沌光时域反射仪、光纤传感和测距等方面，同时这些应用正逐步向实用化和市场化迈进。与离散器件构成的装置不同，集成芯片具有尺寸较小、功耗较低、稳定性较好和适用于大批量生产等优点。结合混沌应用和集成芯片的优势，光子集成的混沌半导体激光器应运而生，它将是混沌应用实用化和市场化的关键所在。本文将光子集成混沌半导体激光器分为五类，分别介绍了国内外相关机构在集成结构、集成区域的尺寸、集成构成的特点及集成混沌激光器的应用等方面的研究进展。最后设计介绍了一种新型的面向蝶形封装的混沌外腔半导体激光器，这种集成结构由半导体激光器、半透半反镜、准直透镜和耦合透镜组成。

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许媛   吴冬冬   马广义  

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针对0.5 mm厚Hastelloy C-276薄板开展激光填丝焊接工艺实验，研究激光单脉冲能量和离焦量对焊缝成形的影响规律。结果表明，单脉冲能量和离焦量主要影响脉冲激光焊接热输入、光斑大小和激光空间分布，其对焊缝宏观形貌成形影响较大；随着热输入量增大，焊缝上、下熔宽增大，重力作用下熔池金属向下塌陷，焊缝下余高和下接触角增大；在一定离焦量范围内，激光光斑直径越大，焊缝熔宽越大；受激光空间分布的影响，负离焦时，焊缝上熔宽总是略大于下熔宽；在一定单脉冲能量和离焦量条件下，可获得正余高可控的焊接接头，且可获得熔宽、余高和接触角均匀且熔宽较小的焊缝形貌；焊缝上下表面成形光滑、均匀，呈现出半圆波浪条纹特征。

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蔡黎   代妮娜   朱海涛   谭泽富   邱刚  

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光伏组件发电特性对优化光伏发电系统的发电效率具有重要意义。常见光伏组件发电特性由理论仿真得到，实际应用有一定差距。本文采用光照、温度传感器采集环境参数，采用电流、电压计检测光生电流、反向截止电流、开路电压等参数，建立了光伏组件发电特性计算模型，实现了光伏组件的发电特性精确测试，得到不同环境参数下输出电压—输出电流、输出功率—输出电压的发电特性曲线。仿真和工程测试证明，基于上述特性曲线的光伏发电系统在进行最大功率控制时能够取得较好的效果，与理论值的工程误差小于1%。

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杨建清   罗积军   徐军(西安）   孙琦云   王婷  

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雨雾条件下目标场景可见光成像是战场环境仿真的重要内容，可见光图像增强对于提高光学制导导弹的作用距离和打击精度具有十分重要的意义。在大气环境的实验方舱中开展雨雾条件下，对目标机构即微缩景观沙盘的可见光图像开展仿真研究，分别获得晴天；轻雾、中雾和浓雾；小雨、中雨和大雨条件下目标的可见光图像。同时基于改进的暗通道法获取了不同雨雾条件下的增强图像，并计算了雨雾图像和增强后图像的MSE和PNSR。分析发现，轻雾、中雾、浓雾和小雨、中雨、大雨条件下，随着雨雾等级的提高，雨雾图像以及增强后的图像标准差逐渐增加，分别由245.78增加到383.07和46.84增加到222.01，峰值信噪比逐渐减小，分别由24.23下降到22.29和31.42下降到24.66。据此说明，图像质量随着雨雾等级的提高而下降，经过图像增强后，依然具有此规律。同时对比雨雾图像的MSE和PNSR与增强后图像的MSE和PNSR发现，MSE明显减小，PNSR显著增大，因而依据MSE和PNSR两个客观评价指标，图像质量在进行图像增强后显著改善。

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刘明   李忠任   张海涛   于春霞   唐兴宏   丁香乾  

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针对随机森林在高维空间下特征选择过程计算繁琐和模型内存开销大、分类准确率低等问题，本文提出了基于二分法（Binary Search, BS）结合修剪随机森林（Random Forest Pruning, RFP）的特征选择算法BSRFP。该算法首先根据纯度基尼指数获取特征重要性评分，并删除重要性评分较低的特征，然后利用二分法结合基分类器差异性的修剪技术得到最优特征子集和最高分类准确度的分类器。二分法简化了特征搜索过程，修剪法缩减了随机森林的规模。为验证算法的有效性，构建了卷烟质量识别模型并和其它方法进行比较。本文算法分类精度可达96.47%。仿真实验表明，本文所提出的算法选择出的特征相关性更强，对卷烟质量识别具有更高的准确度。

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曲正   张磊   佟首峰   常帅   刘洋   董毅(交大)  

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为了将声光移频器应用至光锁相环路中实现锁相环路快速精密调谐工作的同时保证相干接收机接收信号的质量，介绍了移频器的移频原理以及在锁相环路中的动态工作模式，对移频器的插入损耗特性进行了系统的研究，着重分析了声光移频器驱动器功率变化以及移频过程中频率变化对插入损耗的影响。设计并搭建了基于光拍频方法的1550nm声光移频器插入损耗测量实验系统，测试得出移频器在各种外界调制信号影响下插入损耗的变化规律，同时在实验过程中分析了多种影响因素共同作用下插入损耗的整体动态变化趋势并给予实验验证，根据实验分析结果对移频器驱动功率进行优化，优化结果表明，将驱动器功率设置为1W，相比于25mW的驱动功率，移频器插入损耗值在移频范围内整体下降15dB，最大相对损耗值下降1dB。

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张帆   张偌雅   李珍珍  

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在处理数字图像时，不同程度的失真会使图像质量有所下降，因此失真图像的质量评价成为图像处理的热门问题。基于特征相似性的图像质量评价算法FSIM(Feature Similarity)能够得到与人眼视觉系统HVS(Human Visual System)比较接近的质量评价结果，但是其使用的相位一致性方法在对图像阶跃边缘进行检测时有一定的局限性。针对这种问题，本文将FSIM与对阶跃边缘敏感的对称相位一致性SPC(Symmetry Phase Congruency)相结合，同时利用各向同性Sobel算子计算梯度幅值，由此得到一种新方法SFSIM。改进之后的方法利用SPC通过相位相邻像素响应的符号来确定对称相位的特性和各向同性Sobel算子更加准确的加权系数，很好地检测和定位到了尖锐的图像边缘特征。对不同失真类型的图像进行仿真实验，结果表明，在保留原始算法优良性能的基础上，SFSIM对比较尖锐的图像边缘特征和高斯模糊图像有更高的敏感性。

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王晓端   赵亚娟   张勇   谢会东   李兆   陈利君   陈双莉  

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本文利用高温固相法及微波燃烧法合成了Eu2+、Dy3+共掺杂的碱土硅酸盐荧光粉，通过扫描电镜、X射线衍射仪、荧光分析仪对荧光粉的性能进行了分析测试。结果表明：在1150℃下，Eu2+/Dy3+掺杂比为1:3时，高温固相法合成的Ba5Si8O21:Eu2+,Dy3+荧光粉荧光性能最好。对比高温固相法与微波燃烧法合成Ba5Si8O21:Eu2+,Dy3+实验可知，微波燃烧法可大大缩减产品的合成时间，但亮度较低。对比合成的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+和Ba5Si8O21:Eu2+,Dy3+性能可知，碱土金属离子的种类会对荧光粉发射波长产生影响。实验所制Ba5Si8O21:Eu2+,Dy3+荧光粉具有良好的耐水性，水浸24h后，其荧光损失率仅为2.3%，可应用到荧光涂料中。

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王军   韩力   杜博军   杨会玲   何昕  

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为解决传统紫外光能量计功耗大、成本高、精度低以及设计复杂方面的不足，提出一种带双补偿的电流积分型微功耗紫外能量检测方案。该方案以TI公司的微功耗MSP430系列处理器实现对紫外光能量的计算；紫外光电探测器输出的电流通过电流积分模块转换为方波脉冲；放电补偿和环境光补偿电路对电流积分模块进行误差校正，提高检测的精度；主控制器对脉冲数进行统计，计算出能量大小；充分利用低功耗模式对显示程序优化，显示不使用驱动芯片，而采用微处理器直接驱动，使显示的功耗进一步降低。实验证明：该方案功耗不超过165uW，对UV能量值的检测误差小于1%，电路复杂度低，使用芯片成本低，具有很高的续航能力和实用价值。

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刘程浩   李智   徐灿  

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针对Phong模型对具有较明显菲涅尔现象的空间目标常用材质BRDF拟合效果差的问题，在分析测量数据与Phong模型的局限性的基础上，提出了一种适用于描述菲涅尔反射特性的改进Phong模型。通过在经典Phong模型的基础上增加了两个参数，分别调节不同材质菲涅尔反射现象的强弱与衰减速率。利用遗传算法对4种空间目标常用材质BRDF数据进行拟合，并通过对拟合误差的对比分析，证明了该模型的有效性。结果表明，对于菲涅尔现象不明显的材质，拟合误差与经典Phong模型相当；而对于具有明显菲涅尔现象的材质，拟合精度普遍高于Phong模型90%，显示出改进模型的鲁棒性。证明了改进模型在保证Phong模型原有描述能力的基础上，对菲涅尔现象有了良好的描述效果。

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潘爱琼   张莉   王泽敏  

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采用选区激光熔化成形方法，利用SRR99高温合金粉末在同材料的铸造基板的（001）晶面进行定向凝固实验，采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察显微组织，利用Ｘ射线衍射仪进行相组成分析，并通过能谱仪分析元素的偏析情况。结果显示，沉积层与铸态基板间能形成良好的冶金结合，沉积试样组织由晶格常数十分相近的γ和γ'两相组成，沉积层与铸态基板组织在同时有一最强衍射峰，表明得到了从基板外延生长的凝固组织，基板的生长取向在选区激光熔化沉积组织中得到了很好的延续，且试样的一次枝晶间距仅为1-2μm，二次臂退化甚至消失。各合金元素的偏析比均接近1，元素在枝晶间和枝晶干的分布较均匀。

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张乃千   秦天令   王泽锋   刘文博   曹涧秋   陈子伦  

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反共振空芯光纤在中红外光纤气体激光器方面具有重要的应用价值，其与实芯光纤的低损耗耦合是实现全光纤结构光纤气体激光器的关键技术。针对目前耦合方案的技术不足，采用将实芯光纤拉锥后插入空芯光纤的方案开展研究。结果表明，利用光纤拉锥后处理技术改变普通光纤模场直径，达到拉锥光纤与空芯光纤模场直径的近似匹配，可实现实芯光纤与大模场直径反共振空芯光纤的低损耗耦合。对于模场直径约为35μm的Ice-cream型反共振空芯光纤，仿真表明当锥腰直径为30~50μm时耦合效率高于95%，最大可达98%，实验中在锥腰直径为35μm时测得耦合效率为96.05%。本文为大模场直径空芯光纤与实芯光纤的低损耗耦合和实现光纤气体激光器的全光纤化提供了一条可行的技术途径。

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雷兴   胡强   李俊   王珂  

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克尔效应是影响谐振式光纤陀螺性能提升的重要因素之一，本文以光纤克尔效应为基础，结合Sagnac效应建立谐振式光纤陀螺克尔效应零偏误差的理论模型，分析谐振腔内顺逆时针光路中输出耦合器耦合比差别以及谐振腔两臂长度差对陀螺性能的影响，提出利用光强控制结合陀螺结构设计抑制克尔效应误差的方案。实验结果表明，该方案能有效抑制克尔效应误差，陀螺零偏从0.15°/s提升至0.017°/s，零偏稳定性从1328°/h提升至140°/h。

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郭凯   于涛   宋斌斌   李新连   赵树利  

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为了制备高质量的透明导电薄膜，ZnO/Ag/ZnO薄膜被制备和研究。文中采用射频磁控溅射与电子束蒸发的方式制备了ZnO/Ag/ZnO 三层复合薄膜，研究了Ag的厚度对薄膜参数的影响，并首次研究了电子束蒸发速率对Ag薄膜性能的影响，对薄膜进行了电学和光学的测试。测试结果表明，Ag的厚度和蒸发速率对薄膜的性能都有显著的影响，在Ag薄膜厚度为8nm，蒸发速率为5 ?/s时薄膜的性能最好，方块电阻为6.01Ω/□,400~800nm平均透过率为91.39%。经优化的ZnO/Ag/ZnO具有良好的电学特性和光学特性。

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谢亮华   许党朋   李明中   张小民   孙喜博   田小程   张锐   宗兆玉   范孟秋   周丹丹   朱娜   李宏勋   向祥军  

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利用全矢量有限元法分析了光子晶体光纤（PCF）的结构参量对其本征模场分布的影响。数值计算结果显示：多层空气孔、多层纤芯、大孔间距以及大占空比的结构更有利于将光场约束在纤芯中，纤芯层数、孔间距与占空比的增大均会导致光子晶体光纤本征模场出现更高阶次的模式。另外，纤芯层数与孔间距的增加会对由占空比减小所引起的功率泄漏进行一定的补偿，从数值上证明了通过减小占空比、增加纤芯层数与孔间距实现大模场单模传输的可行性。对于4层空气孔、2层纤芯、占空比为0.01、孔间距为20μm的光子晶体光纤，在保证单模传输的条件下，纤芯半径可达40μm，有效模面积为3717μm2，纤芯功率集中度为68.32%。

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李溦   陈晓冬   李嘉科   汪毅   郁道银  

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为了提高合成孔径成像算法在医学超声内镜系统中的计算效率，本文提出了一种在GPU上并行实现的适用于医学超声内镜系统的合成孔径成像方法。首先介绍了合成孔径算法的基本原理和图像重构过程，然后对该算法进行了并行化处理分析，最后采用CUDA编程模式单指令多线程的灵活架构实现了基于GPU的内镜超声合成孔径成像算法。对多组散射点仿真成像实验进行对比分析，并采用自行搭建的超声内镜实验系统对铁丝扫描成像进行实验验证，实验结果表明，本方法在保证成像结果和成像质量不变的前提下，大幅度提高了计算效率，在计算数据规模为1.47GB（5305×581×64×8byte）时，获得了50.9倍的最大加速比。

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杨奇彪   邓波   汪于涛   肖晨光   汪幸   陈列   郑重   娄德元   陶青   翟中生   Peter Bennett   刘顿  

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通过不同能量的飞秒激光脉冲对铝基材料表面接触角进行调控，并对转变原理进行分析研究。飞秒激光加工后的样品在时效后，铝基材料表面最终稳定的浸润性状态与飞秒激光脉冲能量相关。随着脉冲能量的升高，表面接触角由原始70°转变为150°以上，在变化过程中，对各种渐变状态下的铝基表面形貌，粗糙度及化学成分组成等显性参数进行分析研究，观察变化趋势。结果表明，其浸润性由普通亲水状态往疏水方向趋近，最终达到超疏水状态。在不同脉冲能量区间得到超疏水表面，但其表面微观结构存在非周期性或周期性结构的不同，疏水性性能形成方式原理有所不同。

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王国名   劳达宝   周维虎  

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摘要：光电自准直经纬仪是一种集成光电自准直仪和经纬仪双重功能的精密测量系统，其光路由目视内调焦望远系统和光电自准直系统两部分组成。首先提出共光路光学系统的设计原理与方法，优化设计成像清晰的内调焦望远系统和分辨率较高的自准直光学系统。然后对影响成像质量最大的多胶合棱镜进行公差分析和设计，给出既满足成像要求又兼具经济性的加工公差值。最后对设计完成的光学系统进行精度测试。测试结果表明，设计完成的光学系统在±20″视场范围内自准直精度达到0.6″，满足设计要求。

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孙正飞   梁海荣   王利   刘建军   周申蕾   李海兵   朱俭  

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高功率激光装置中的片状放大器普遍采用高功率脉冲氙灯作为抽运源。氙灯的辐射光谱与片状放大器的增益性能密切相关。本文在暗室中搭建了时间分辨率为2μs的氙灯光谱测试系统，测试了氙灯放电过程中不同时刻的辐射光谱。相同电流密度对应的上升、下降沿时刻的氙灯辐射光谱存在显著差别，当电流密度为0.866kA/cm2时，如果不施加预电离，上升沿处的辐射能量比下降沿处低48%，施加预电离后这种差距会缩小至24%。上述实验表明预电离可以有效提高上升沿时刻的光谱强度，因此这是提高氙灯辐射效率有效途径之一。在此基础上本文对劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）提出的氙灯辐射光谱模型进行了修正，建立了与测试数据更为吻合的国产氙灯辐射光谱模型。

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王心觉   刘恒彪   胡文祥  

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为探讨光热辐射技术检测金属材料亚表面缺陷的能力，理论分析了双层材料在强度调制激光束激励下产生的热波幅值和位相，实验检测了阶梯型钢板样品、铝/钢质盲孔阵列样品和钢质填锡盲孔样品的光热辐射信号。对直径分别为2.5mm，2.0mm和1.5mm，孔底厚度分别为0.2mm，0.4mm和0.6mm的铝质盲孔阵列样品，实验得到的光热辐射相位分布显示了盲孔直径和孔底厚度的可区分性。对于钢质盲孔阵列样品，在盲孔填锡前后的光热辐射相位分布显示出一定区别。

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花卉   毛祥龙   谭家海   鱼卫星  

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摘 要：提出了一种基于LED阵列的动态照明设计方法。首先，对目标照度分布图样和LED阵列单元位置进行均匀采样，建立LED阵列各单元的照度分布矩阵。然后，构建和求解非负约束的最小二乘数学模型，计算LED阵列各单元的非负权重分配，使发光强度加权调制后的LED阵列在目标面内形成指定的照度分布图样。通过设计实例，基于LED阵列分别在圆形区域和矩形区域内形成复杂的环形条纹照度分布和螺旋形照度分布图样，LED阵列仿真照度分布图样与目标照度图样之间的RMS拟合误差小于20%，最小RMS拟合误差小于10%。

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江孝伟   武华   王飞  

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利用严格耦合波法（Rigorous Coupled Wave Analysis, RCWA）设计并优化了中心波长为1.55μm基于液晶的波长可调谐导模共振滤波器。通过计算可以知道减反层和衬底的厚度均对共振线宽有影响，减反层的厚度越薄共振线宽则越宽，但是对于衬底厚度总存在着一个最优的厚度使线宽达到最窄，在本文设计的结构中当衬底厚度为300nm时线宽缩小到最窄的0.96nm。另外研究得出决定可调谐导模共振滤波的波长调谐范围的决定因素是液晶层的厚度，调谐范围随着厚度的增加而增加并最终达到稳定，本文中所设计的结构中当液晶层厚度达到1600nm时波长调谐范围达到最大为39nm。

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谭振坤   柯熙政  

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混频效率在自由空间相干光通信系统中直接反映相干探测灵敏度。本文分别推导了包含光轴径向误差、失配角、轴向离焦和大气湍流影响因素在内的混频效率表达式，并对其进行仿真分析。结果表明：选择与波长匹配的束腰半径和相对孔径可使混频效率达到最大81.45%。信号光与本振光的光轴径向偏差对混频效率和相对孔径影响最大，其次是失配角，最后是轴向离焦，可将以上三种影响因素分别限制在4μm、0.05rad、200μm范围内（若选取1550nm的光波作为通信波长，束腰半径3.4λ，相对孔径0.21），可使混频效率达到55%以上。在中强湍流条件下，使用小口径接收天线能有效抑制湍流效应。

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孙树峰   邵勇  

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针对目前采用激光直写加工Pyrex7740玻璃要求能量密度阈值太高，采用其他方法加工则存在加工精度低、易崩边、刻蚀深宽比小、易引入污染杂质和加工效率低等问题。本文提出了一种水辅助激光诱导等离子体背部刻蚀Pyrex7740玻璃的新方法。通过加工试验和理论分析探究了激光能量密度、激光加工次数对平均刻蚀深度的影响，以及刻蚀过程中去离子水的作用。实验结果表明：平均刻蚀深度与激光能量密度和激光加工次数有较大的关系；只有在有去离子水辅助的情况下才能实现持续刻蚀，在没有去离子水辅助的情况下，激光能量密度为3.4 J/cm2时，能刻蚀的最大深度为2.8 μm。最后，选择合适的加工参数，成功制备了沟槽宽度为77.8 μm，刻蚀深度为20.4 μm，刻蚀边缘齐整无明显崩边现象，槽底光滑的缩小型十字通道微流控芯片。

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陈至坤   胡连军   王一   王荃  

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为了解决单目视觉中单圆位姿测量方法存在虚假解的问题，提出了矩形约束消除位姿二义性的方法。在相机标定好的情况下，采集目标上圆与矩形的图像，要求圆与矩形共面或者两个平面相互平行。首先通过相关数学推导可获得圆特征的圆心位置与过圆心法向量，但是存在二义性虚假解；其次由先验条件未知的矩形所确定的平面法向量与过圆心的真实法向量平行为约束条件，可有效消除虚假解；最后由相关算法可计算出真实法向量所包含的物体姿态参数，同时可确定物体的真实位置。经实验验证，物体姿态测量的绝对误差小于0.5°，表明该方法简单易行，可有效消除单圆位姿测量虚假解。

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李磊   张波   夏彦文   彭志涛   董军   孙志红  

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针对调频小宽带脉冲传输过程中FM-AM效应的演化规律，结合理论模拟与实验验证，研究了一定线宽下不同级次光谱缺失或损耗所引起的脉冲的时间波形变化量及变化特征，结果表明波形调制度与光谱成分缺失量成线性增长关系，波形调制的轮廓与缺失光谱成分在光谱中的位置相关。相关结果的获得为FM-AM效应预补偿和抑制提供了依据，对激光器安全运行和改善物理实验效果具有一定意义。

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吕亚昆   吴彦鸿  

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合成孔径激光雷达突破激光的衍射能力，满足人们对远距离目标和场景的高精度、实时成像需求。本文首先从合成孔径激光雷达理论和实验进展两个方面，详细总结分析了SAL的国内外发展现状。在此基础上，给出了要实现合成孔径激光雷达实际应用，还需深入研究的：激光光源、发射信号波形、探测体制、激光传输特性和目标反射特性、成像算法和运动补偿等几个关键技术，为进行SAL的深入研究和实用化奠定基础。

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冯毅东   秦杨   于天燕  

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离子束辅助沉积镀膜可使膜层更致密、均匀，并提高薄膜的稳定性，广泛应用于红外光学薄膜的研制中。ZnS材料透光区宽、性能稳定，是光电子领域及红外光学薄膜研制生产中的重要材料，大量文献对其光学及物理性能进行了研究报道,但尚未有文献报道过离子源对ZnS薄膜的影响。本文对不同离子源能量条件下辅助沉积的ZnS薄膜进行物理及光学特性研究。研究发现,在离子束辅助沉积ZnS薄膜时会出现非均匀生长现象，并且随着离子源能量的增强其非均匀性也随之增大，同时其折射率增大，薄膜结晶程度也随之增强。其中薄膜的非均匀性使薄膜的制备和设计增加了难度，尤其是对多层膜系的制备造成了很大的不确定性。因此本文为ZnS薄膜在红外光学薄膜研制中的沉积工艺选用提供了重要参考。

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李民   张兴权   刘涛   段士伟   童靳于   陈彬   黄志来  

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采用数值模拟和实验相结合的方法研究了2024铝合金薄板在聚氨酯橡胶支撑下的激光冲击成形。模拟了铝合金薄板在橡胶支撑下的激光冲击成形过程，以及橡胶垫块的厚度、直径、硬度对薄板变形量的影响，并进行了冲击成形的实验验证。研究结果表明：薄板成形后，变形的形状是半球形，残余的Von Mises应力为453 MPa，而橡胶内残余的Von Mises应力为7 MPa；应力波在橡胶中的传播速度约为333 m/s；当橡胶厚度从1.5 mm增加到3 mm，薄板最大变形深度从0.89 mm增大到0.93 mm，橡胶对薄板成形过程中的减振作用增强；薄板的最大变形深度以及橡胶的减振作用与橡胶直径无明显关联，但它随着橡胶硬度的变化而改变，当橡胶硬度从50 Shore A增大到70 Shore A，薄板的最大变形深度从1.02 mm减少到0.88 mm，橡胶减振作用增强。模拟与实验结果具有良好的一致性。

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吴翔宇   崔碧峰  

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垂直腔面发射半导体激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL）限制电流流入的方式有许多，其中氧化孔径限制制备工艺简单，成为普遍选择的方式，氧化孔径即为电流注入孔径。模拟显示，对于氧化控制VCSEL,在氧化孔径边缘处，电流密度最大。同时模拟P型电极内环半径对注入孔径的电流密度的影响。结果表明P型电极内环半径越大时，器件氧化孔径边缘的电流密度越大，对应的器件工作电压越大，输出光功率降低；综合器件结构的光场分布和发散角分布，计算了器件表面光斑面积，得到了P型电极内环半径为8μｍ时为最优值，

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张涛   邱亮   巫红英   雷志春  

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本文尝试从几何光学的角度设计并实现高动态范围视频显示系统的背光模组。首先明确背光模组亮度均匀性对高动态范围视频显示系统的重要影响，并通过斯派罗法则确定背光模组LED光源的间距、混光距离等设计参数，随后利用AutoCAD软件进行三维建模，利用Trace Pro、Light Tools光学软件进行仿真实验分析，并通过改造现有显示屏幕的背光模组实现了高动态范围视频显示系统。结果显示：设计与实现的背光模组能够达到高动态范围视频显示系统的要求，液晶面板的峰值亮度可达到2500nit，亮度均匀性为95.85%。

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雷健   刘洋   李天琦   李宝   王喆   唐晓军  

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利用非稳腔在大的菲涅尔数条件下，保持大的基膜体积，在实现高效提取效率的同时保持高光束质量的优点。本文设计了一款用于Nd:YAG板条增益介质的传导冷却端面泵浦（CCEPS）结构的望远镜型离轴介稳—非稳混合谐振腔，输出耦合镜为变反镜（VRM）。该混合腔的宽度方向（板条增益介质的x方向）为非稳腔，厚度方向（板条增益介质的y方向）为介稳腔。最后，通过理论分析、计算得出，在泵浦功率为10kW时，该介稳—非稳混合腔结构输出功率为4429W，光-光转换效率为44.29%。

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时强   卞洁玉   刘正新  

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选取三种具有代表性的单晶硅、多晶硅和模拟非晶硅封装太阳电池为研究对象，通过改变偏置光辐照强度和光谱分布，研究偏置光的有无、辐照强度和光谱分布等偏光光谱特性对光谱响应测量的影响。有无偏置光对不同太阳电池光谱响应的影响不同，随着偏置光辐照强度增大，长波段的光谱响应值增大，太阳电池短路电流随着偏置光辐照强度增大而线性增加，因此，太阳电池光谱响应的测试需在加偏置光下进行。偏置光的光谱分布对太阳电池的光谱响应测量也有影响，光谱失配度越大，光谱相应的差异也越大，因此，为了提高太阳电池光谱响应测量的准确性，偏置光的辐照强度和光谱分布应该尽量接近IEC标准。

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王泽兵   崔宝珍   秦丽   杨卫  

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通过红外热释电感知设备采集目标方向角序列，利用粒子群算法实现了非测距方案下的目标跟踪，当阵列布局较大时，所采集方向角序列的长度加大，算法搜索空间的维数增大，导致跟踪精度降低，通过分割序列，采用分布式粒子群算法，综合多节点协同决策的能力，实现了大规模阵列的红外目标实时跟踪定位，且保证了目标跟踪精度要求，实验结果表明该方法有效扩充了基本粒子群算法在热释电感知中的应用。

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李敬轩   宗群  

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针对目标跟踪结果容易受到遮挡、形变和光照变化影响的问题，在粒子滤波框架下提出一种基于多特征和局部联合稀疏表示的目标跟踪方法。利用HSV空间建立目标的颜色表观模型，利用增强的中心对称局部二值模式（ECS-LBP）建立目标的纹理表观模型，并且纹理表观模型用局部联合稀疏编码表示。综合颜色和纹理特征计算候选区域与目标的相似性，并通过最大后验概率估计目标当前状态。每2帧判断一次目标表观模型是否需要更新，减少了因频繁更新目标造成的累积误差。利用benchmark数据集与其它四种跟踪方法进行了对比实验，实验得到提出方法的整体精确度和成功率分别为83.5%和79.6%。本方法在存在遮挡、形变和光照变化的情况下，能够准确稳定地跟踪目标。

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张思远   谢飞   王建华  

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为了提高无人驾驶汽车对中远距离车辆目标的识别准确率，满足无人驾驶汽车对前方预瞄距离的要求，通过理论计算以及光学设计软件ZEMAX-EE，研究设计了一款适合安装于乘用车上的中远距离车载镜头。为了满足车载镜头在实际使用过程中对成像范围的要求，利用成像景深公式计算了对准距离为无穷远时，不同入瞳直径对应的成像范围，从而确定了满足实际使用条件，易于设计、检验的镜头参数设计方案。车载镜头的焦距为40mm，视场角为8.6°，入瞳直径为7mm,成像范围约为30m- +∞ ，光谱范围为486-656 nm。仿真分析结果表明，所设计车载镜头具有良好的成像质量，能够满足实际的使用要求。

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邓靖   冯元华   高社成   李朝晖  

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本文提出了基于少模光纤长周期光栅(LPG)的高灵敏度扭矩传感器。少模光纤长周期光栅是基于高频CO2激光脉冲写入法制备的，其谐振峰由两个纤芯模式LP01和LP11之间耦合形成，扭转灵敏度可达0.528 nm/(rad/m)，大约比普通单模光纤长周期光栅提高一个数量级。引入扭转的长周期光栅可以看作是对原光栅作周期性螺旋调制，因此，有效光栅周期会随扭转率成比例变化，从而使谐振峰波长发生漂移，这是形成高扭转灵敏度的主要因素。由于对环境折射率和温度的交叉敏感性较弱，这种新型LPG可以用作高精度的接触性扭矩传感器，在涉及扭转测量的很多领域有广泛的应用前景。

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卢嘉   常海悦   王杨   曾祥烨   黄馨菂  

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本文理论与模拟研究了双单边带离散多音频（Twin-SSB-DMT）信号经过全光波长变换实现多路传输系统。从理论方面研究双单边带信号的产生原理，并对转换光与原始信号光之间的关系展开分析。然后通过对推挽式调制器双臂射频信号的设置得到左单边带是DMT-4QAM、右单边带是DMT-16QAM的双单边带信号。20Gb/s双单边带信号经过SOA中四波混频效应产生了1-8路高质量的转换光，并且转换光携带原始信号光数据，可以实现高阶信号的多播传输。结果表明双单边带DMT信号在低成本下提高了频谱效率和波长带宽的利用率，整个全光波长变换系统的性能得到改善。此外，从星座图和误码率可以看出，8路偏振不敏感的多播信号都能够无串扰直接接收，信噪比代价低，进而可以实现高质量的多播系统。

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马海宽   曹煊   褚东志   吴宁   马然   张述伟   史倩  

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为了监控海洋生态监测仪器的工作状态，设计了大相对孔径的三档变焦光学系统。该系统的设计通过zemax软件实现，总长度为200mm，系统采用1/2"6.4*4.8的CCD感光板，三档变焦焦距分别为8mm、14mm和28mm，变焦过程中相对孔径为1.4，短焦时最大视场角为52度。最大视场角下，当奈奎斯特频率为42lp/mm 时，0视场的MTF值为0.8、0.707视场的平均MTF值为0.7、1视场的平均MTF值达0.6；10um范围内，几何包围能量均在90%；畸变控制在合理的范围。该系统变倍比高、结构简单、相对孔径大，适用于海水中海洋生态监测仪器的监控，能够及时的反馈海洋生态监测仪器工作状态信息，大大降低了海洋生态监测仪器的维护成本。

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熊晗  

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结合美国国家点火装置部分参数，本文利用两镜型线聚焦滤波器来替代主放大腔中的针孔滤波器，对其在高功率激光装置中的应用进行了初步的研究。以美国国家点火装置为例，线聚焦滤波器的应用可使远场强度降低2个数量级，使腔空间滤波器和放大腔分别缩短约6.2m（~27%）和13.9m（~30%），而放大腔中远场强度的降低以及传输空间滤波器中滤波光阑的去掉，又使得主光路中基本不存在等离子体堵孔的问题。同时，本文基于平面化离轴偏角的设计思想并结合放大腔中变形镜与反射镜互成物像面的特点，对线聚焦滤波器构成的放大腔进行了离轴多程设计，为线聚焦滤波器的实际应用以及高功率激光装置的进一步发展奠定了一定的基础。

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陆兵   顾苏杭  

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为解决运动目标跟踪过程中由于遮挡、光照变化、尺度变化等因素易导致目标丢失以及传统CamShift跟踪算法跟踪窗口易发散等问题，提出一种融合优化的隐马尔可夫模型和分块特征匹配的运动目标跟踪算法。首先，利用主成分分析（PCA）结合特征位置对目标ASIFT特征进行降维生成PCA-ASIFT特征，保留目标关键信息；其次，采用粒子滤波最优特征位置优化目标PCA-ASIFT特征的隐马尔可夫模型（HMM）参数；最后，通过HSV直方图模型建立目标分块，赋予不同目标分块相应权重并结合分块特征匹配以改善CamShift算法实现运动目标跟踪。实验结果表明，在自然场景下，算法能够取得较好的运动目标跟踪效果，对遮挡、尺度变化等具有较好的鲁棒性。

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王帆   张永安   阳胜   郭胤初   张亚萍  

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本文以杨氏双缝实验为基础，旨在探究光源空间相干性对干涉的影响情况。首先将光源空间展宽问题等效为平行光照射具有宽度的双缝的问题，再将两缝近似为离散化的多个次光源点阵列，每相邻点间距非常微小。本文从光矢量叠加原理出发，推导出一种新的算法。该算法以两缝中每一对次光源点作为干涉单元，分别求出各单元在每一个观测点处的干涉光强，再对所有单元的干涉光强线性叠加，算出观测点的总光强。最后利用MATALB仿真方式模拟出了不同缝宽下，单色平行光、高斯光谱、矩形光谱分别垂直照射双缝时的光强分布情况。通过模拟结果的对比发现，双缝展宽对条纹衬比度的影响远甚于光谱展宽。本文所提出的新算法简化了计算过程，也极大地提高了程序运行速度。

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张晓锋   王敏   王瑾  

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利用可见光进行室内定位是一种新型室内定位技术，它将照明与通信相结合。相比传统的室内无线定位手段，可见光室内定位技术具有更多的优势（绿色节能环保、成本低廉、无电磁干扰、定位精度高以及应用场合广等）和广阔的前景。本文总结了利用光电传感器和利用图像传感器两类可见光室内定位技术的原理与特点，重点阐述了当前可见光室内定位中存在的三类问题（光源布局、码间干扰和接收装置）及相关的解决方法（如合适的编码方式、正交频分复用技术、分集接收技术和滤波技术等），讨论了可见光室内定位的发展趋势，展望了可见光室内定位技术的应用前景。

       PDF全文 (下载：16)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第10期 pp.100001      

王华东   张泰华  

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亚表面损伤的系统表征和准确检测是控制光学材料加工表层损伤的关键。本文将亚表面损伤表征方法和检测技术相结合，评述了光学材料亚表面损伤检测评价方法的研究进展。首先，分析了超精密加工产生的亚表面损伤结构和表征参量。然后，针对亚表面损伤的几何表征参量，介绍了几种典型的损伤性检测技术，并评述了该类技术的技术特点和适用范围；重点介绍了几种符合超精密加工工艺检测要求的无损伤检测技术，并指出了其技术优势和发展瓶颈。最后，对比了国内亚表面损伤表征与检测技术与国际水平的差距，并对亚表面损伤检测技术的发展趋势进行了展望。

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李志斌   黄启韬   刘畅   熊杰  

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峰值定位在处理光纤布拉格光栅（FBG）反射信号的过程中是至关重要的步骤。针对FBG反射信号的特点，为了解决峰值定位过程中峰值重叠的现象，提出一种适用于FBG反射信号的寻峰方法。采用基于连续小波变换的脊线寻峰算法，研究了连续小波变换中小波系数与FBG反射信号的对应关系，将脊线寻峰算法进行了改进并运用于峰值重叠FBG反射信号的峰值定位。实验结果表明，改进的小波脊线寻峰算法可以有效解决FBG反射信号的波峰重叠问题，减小了寻峰误差，提高了峰值定位的精确度。

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张智丰   裴志利  

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为了克服当前图像哈希认证算法对旋转操作较为敏感，使其鲁棒性与伪造检测率不高的问题，本文设计了基于改进的LBP算子与动态更新变换的低维图像哈希算法。引入线性插值技术，对输入图像实现预处理，改善哈希序列对尺度缩放的鲁棒性；利用Ring分割，将插值图像转化成二次图像；考虑中心像素特性与其周围像素的差异，将Heavisde函数嵌入到传统的局部二值模式 中，设计了描述能力较强的H-LBP算子，提取图像的抗旋转鲁棒特征；引入压缩感知，对高维特征矢量完成降维，输出紧凑的过渡哈希数组；其次，利用混沌变换思想，设计动态更新变换机制，对过渡哈希数组进行加密，得到图像哈希序列；最后，利用 距离， 测算输入图像与待检测图像的哈希相似度，通过优化认证阈值，完成图像内容的真伪识别。实验数据显示：与当前哈希算法相比，本文算法生成的哈希序列尺寸更小，对旋转、噪声等操作具有更好的感知鲁棒性。

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高一男   宋延嵩   张磊   董科研   刘洋  

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在单探测器复合轴系统中，子轴跟踪启动后，为防止主轴没有适当的控制输入而处于开环，目标容易脱离视场，需要系统提供精确的PZT位置量回馈给主轴进行控制。当单独使用PZT振镜的开环系统时，PZT振镜的倾斜角度没有办法得到很好的控制精度，若辅以检测补偿系统，可以提高控制的精度，所以目标的位置检测对于振镜控制具有重要的作用，它为伺服系统在开环的情况下提供精确地控制信息，以保证目标始终在视轴的中心位置。本文根据PZT振镜的物理结构特点，研究单探测器复合轴的振镜位置检测方法，给出电路的设计原理，同时提出一种新的利用光学自准直仪的标定方法，最后给出方位和俯仰方向上的控制公式，并重复进行多组实验，对控制公式进行验证。实验结果表明：控制误差可以保证在20μrad以内，为单探测器复合轴的控制系统奠定了基础。

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李海鸥   韦春荣   王晓峰   张紫辰   潘岭峰  

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在半导体封装领域，尤其对表面覆盖有脆性材料以及低附着性材料晶圆的切割，高精密激光切割技术能够解决传统刀片切割技术带来的介质层粘连、脱落、分层等问题而发挥着重要的作用，同时还能保证足够的切割效率满足工业生产要求。目前，针对硅晶圆的激光划片大多基于高斯光束，与高斯光束相比平顶整形光束激光划片具有更好的划片质量和更快的划片速度。本文根据衍射原理设计并制备了平顶整形元件，将激光能量由高斯分布转变为平顶分布。而后利用532nm脉冲激光进行了硅晶圆激光划片实验，研究了激光能量、划片速度及光斑聚焦位置对划片效果的影响。结果表明，基于平顶光束的激光划片实现了槽宽约为16um、槽深约为18um的划槽，而且槽底部平坦，槽壁陡直，热影响区与高斯光束相比明显减小。

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杨康   李国玉   李燕   张木   贾素梅  

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为了满足全光网络中大容量数据上下载的需求，本文提出了一种结合波分复用（WDM）、偏振复用（PDM）以及空分复用（SDM）的可重构光分插复用器（OADM），使OADM上传下载的能力提升了12倍。对基于WDM和PDM的OADM进行实验搭建和性能分析，实验表明基于WDM和PDM的OADM不仅能够实现密集波分复用还能稳定地实现偏振复用，主要输出端口的偏振态稳定度（SOP）达到0.01以上，在PBS的输出端快慢轴的分光比接近1:1，插入损耗小于9dB。本文还对基于光子灯笼（PL）和空分复用的OADM进行模型搭建，分别实现了六种模式和三种模式的复用，分析表明此种结构的OADM不同模式间有效折射率差大于0.0006，模间串扰小，隔离度高。

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黄鸿   何凯   郑新磊   石光耀  

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由于高光谱遥感数据具有波段多、特征非线性、空间相关等特点，提出一种基于深度学习的空-谱联合(SSDL)特征提取方法来有效提取数据中的空-谱特征。该方法首先利用深度学习模型-堆栈自动编码机对高光谱数据进行逐层学习，挖掘蕴含在图像中的深层非线性特征，降低了数据冗余度，得到图像深度特征，然后再根据每个特征像元的空间近邻信息，对样本深度特征进行空-谱联合，实现空间信息和深度非线性特征的融合，从而增加同类数据聚集性和不同类数据分散度，提升了后续分类性能。实验结果表明：由于SSDL特征提取方法融合了数据中深层非线性特征和空间信息，其在高光谱图像分类方面性能明显优于其他算法。

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许盟   王彦钦   王长涛   李军辉   罗先刚  

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复眼成像系统具有视场大、体积小、重量轻等优势，近年来得到国内外的广泛研究，是光学成像技术未来发展方向之一。受限于较小的子孔径口径，现有大视场复眼系统分辨率较低，无法满足遥感、航空侦察等领域的需求。针对上述问题，本文提出了双模式复眼成像系统。该系统不仅具备传统复眼的多孔径和大视场成像能力，同时可将所有子孔径指向同一视场，对采集的多幅子图像进行高分辨重建，大幅提升成像分辨率。对该系统的原理和实现方法进行了分析，通过搭建实验装置验证了双模式成像的可行性，为复眼成像系统发展提供了新的思路。

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杨奇彪   肖晨光   陈中培   陈列   娄德元   陶青   郑重   翟中生   刘顿   Peter Bennett  

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陶瓷刀具有优异的耐热性、耐磨性和化学稳定性，在高速切削领域和切削难加工材料方面扮演着越来越重要的角色，研究刀具表面的浸润性对提高刀具寿命和工件的加工质量有重要的意义。用来改变其浸润性的方法有很多，本文选用飞秒激光来处理刀具表面构造出特殊的表面形貌从而改变其表面的浸润性，研究激光功率和光斑重合度对材料表面浸润性的影响。通过测定激光处理后的氧化铝陶瓷刀片表面的接触角来观察其浸润性。实验结果表明飞秒激光可以改变陶瓷材料表面的润湿性能,通过合适的激光能量密度和光斑重合度可以制备出超亲水表面和超亲水基切削液的表面。水基切削液在激光处理过的表面上的润湿速度与接触角呈指数衰减关系。

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李敏   张昂   张俊波   鲜浩  

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为保证大口径望远镜主镜在加工、镀膜和装调过程中的径向偏心公差要求，本文提出一种基于图像处理的实时检测大口径望远镜主镜径向偏心误差的方法，利用光学成像系统对沿轴线运动的主镜的内孔和固定于主镜支撑结构底座的参考孔进行成像，通过边缘提取和质心算法计算主镜相对于支撑结构的径向偏心误差。经实验验证，该方法可实现对主镜径向偏心误差的实时测量，且测量精度满足主镜的径向公差要求。

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任国光   伊炜伟   齐予   黄吉金   屈长虹  

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弹道导弹和巡航导弹是高技术战争中的主要威胁，对弹道导弹最有效的防御是助推段拦截。首先总结了美国机载激光计划失败的原因和经验教训，然后评述和分析了无人机载激光武器反导的概念、优势、研究计划和现状，以及存在的问题和面临的挑战。最后，讨论和分析了用于助推段拦截的二极管抽运碱金属激光器和相干合成光纤激光器的原理、特点、最新进展和技术挑战。

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庄允益   王勇   李占国   李文博   杨磊   邹军  

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在白光LED生产过程中，光学一致性和色区稳定性是衡量产品质量的一个重要指标。荧光粉沉降是影响色坐标稳定性的重要因素之一，本文针对荧光粉沉淀现象分别设定7组对照实验，间隔时间为0min、2min、5min、10min、20min、30min、40min，采用中谱光电的“ZP LED 200”型LED测试分选机分别测试其光学性能和色坐标的集中度。研究结果表明当荧光粉沉降时间在0-20min，色坐标落点较为集中，中心坐标(x=0.4432 ± 0.004，y=0.4052 ± 0.002)位于色容差7内；30-40min时，中心坐标(x=0.4366±0.003，y=0.4012±0.003)超出色容差7，并且落点较为分散，波动性较大，不符和国标中对于普通照明LED模块性能的要求。最后基于白光LED封装的基础上，利用FLOEFD软件来模拟白光LED灯具工作时的热量分布，通过分析发现达到热学平衡状态时，LED器件的工作温度符合实验室测试标准，可以满足工业生产的需求。

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于文豪   李斌   陈莫   鲜浩  

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对分块拼接主镜共焦共相控制是拼接镜技术的难点之一。本文建立了拼接主镜主动控制系统的模型，采用静态解耦的方式，将传递函数矩阵对角化，系统从多输入多输出的形式简化为单输入单输出的形式，并且建立了控制系统模型。在此基础上，完成控制了系统的控制器设计。为了实现拼接镜的主动控制，在实验室中搭建了由四块正六边形子镜组成的拼接镜实验系统，由三个驱动器来控制每块子镜的倾斜和平移误差。在拼接主镜的共焦实验中应用该拼接主镜主动控制技术，闭环后倾斜误差在 400 s 时间内保持在0.020 波长 以下，根据子镜倾斜的功率谱密度分析，带宽达到了 0.34 Hz，实现了校正低频扰动的目的。

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朱向冰   崔海田   钱立勇   王元航  

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为了提高夜视兼容的液晶屏的显示效果，本文在使用红绿蓝三色LED为背光源的基础上，增加了红外LED，将不同的LED搭配成在不同模式下使用的两套光源。本文根据10.4英寸的背光源的亮度和均匀性的要求，将背光源当作朗伯发光体来计算选择了LED的类型、确定了LED的数量和排列方式、合理选择了光学膜片和设计了背光模组的结构。由于红外LED的发光功率可调节，在夜视兼容模式下，不仅能通过夜视仪看清液晶显示屏上的信息，而且用裸眼也可以轻易看清液晶显示屏上的信息。通过TracePro软件进行仿真并分析，本文设计的背光模组同时满足了液晶屏的强光下可视和夜视兼容两项要求。

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郭志和   刘泽田   陈启敏   黄豪杰   任洪亮  

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光镊是一门利用光的动量与物质相互作用产生光势阱效应实现粒子捕获的重要技术，该技术被广泛应用于纳米或微米级微粒的捕获及操控领域。当今技术和需求的发展对光镊系统的光束变换提出了更高的要求。因此需要对捕获光源的光束进行整形，获得光镊所需的光场分布。本文以激光光束整形的器件为主线，分别介绍在光镊系统中使用棱镜、衍射光学元件、液晶空间光调制器、数字微镜器件、光纤等光学元件进行捕获光源光束整形的情况。文中列出这些器件组成的典型整形光路，以及近年来这些器件在光束整形方面的研究进展。文中还介绍了在捕获光源的整形设计中，上述方法的各自特点及相应的捕获能力。

       PDF全文 (下载：2)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第9期 pp.090004      

杨奇彪   刘少军   汪于涛   汪幸   陈列   郑重   娄德元   陶青   翟中生   Peter Bennett   刘顿  

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提出了一种利用纳秒光纤激光快速制备超疏水铝板表面的方法。利用纳秒脉冲激光垂直辐照扫描铝板表面，诱导出表面微纳结构，使用接触角测量仪、光学表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)对样品表面进行接触角、粗糙度的测量以及微观结构的观察。激光加工后的样品通过干燥烘烤处理后可得到一系列具有不同润湿性能的铝板表面，提高激光能量密度可提高表面疏水性能，甚至得到超疏水表面；对表面微观结构的研究中发现，增加能量密度除了提高铝板表面粗糙度外，还会形成明显的微纳二级结构。运用Cassie模型计算得到水滴与超疏水表面的混合接触中90%以上是与空气接触。此外研究了样品表面元素成分的变化，得到烘烤后的样品表面均有一定量的碳元素的增加，且碳元素的含量与表面粗糙度的变化接近，认为纳秒激光诱导铝板表面超疏水是表面微纳结构和化学成分共同作用的结果。

       PDF全文 (下载：0)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第9期 pp.091406      

陈洋   范荣双   王竞雪   吴增林  

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针对噪声导致遥感影像分割存在过分割或者欠分割现象，本文提出结合相位一致和分水岭变换的高分辨率影像分割方法。该方法首先采用顾及光谱相似性的相位一致的模型方法来获得边缘相应幅度，再采用自动标记分水岭算法对影像进行初分割；顾及相邻分割对象的空间位置、形状、面积等特征多重约束，提出相邻分割对象合并代价函数模型，对分割结果进行优化并获取最终分割结果。选择典型地区实验影像进行分割实验，通过目视评价和定量评价并与现有分割方法进行比较，验证所提出方法有效性。

       PDF全文 (下载：8)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第9期 pp.092803      

王狮凌   房丰洲  

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大功率激光器在工业与国防等各领域有着广泛的应用，是现代激光材料加工、激光再制造、国防安全领域中必不可少的核心组件之一。随着激光技术的发展，大功率激光器的性能也在不断提高，许多新型激光器相继问世。相比于传统的灯泵浦激光器，半导体激光器具有体积小、效率高、质量轻、寿命长、成本低等诸多优点,在国民经济的许多方面起着越来越重要的作用。随着大功率半导体激光器的不断发展，由其泵浦的全固态和非全固态激光器的发展也十分迅速。本文综述了半导体激光器以及全固态和非全固态半导体泵浦激光器的历史和进展，并就提升大功率半导体激光器各方面性能做了相关介绍，分析评述了大功率激光器的发展趋势，并展望了大功率激光器在未来智能制造及“中国制造”中的应用前景。

       PDF全文 (下载：2)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第9期 pp.090005      

刘梦楠   李梦雪   姜澄溢   闫旭   万勇  

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随着太赫兹科技的不断发展，太赫兹波导日益成为研究热点之一，以波导为基础的太赫兹波传输器件也应运而生。但相比于太赫兹聚合物波导，太赫兹光子晶体光纤在高双折射方面具有明显优势。本文在介绍传统波导技术应用于太赫兹领域的研究现状基础上，重点分析和总结了基于不同原理、不同结构的高双折射太赫兹光子晶体光纤，进而对其各自的优缺点进行了对比，并对高双折射太赫兹光子晶体光纤的应用现状及后续的工作方向进行了总结和展望。

       PDF全文 (下载：3)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第9期 pp.090006      

陶菲   洪津   宋茂新   李双   涂碧海   王羿  

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多角度偏振成像仪（DPC）是获取目标多光谱、多角度、多偏振信息的航天遥感器，它的几何定标过程特殊、复杂，并需要处理庞大的数据，现有人工处理方法无法满足实时出结果的要求。通过分析了DPC的实验室几何定标原理、模型和流程，对处理软件的需求和设计框架进行了讨论，研制了基于信息流的数据处理软件。本软件可对定标测试原始图像数据进行原始数据解包、图像数据识别、帧转移校正、去本底等预处理工作，并根据几何定标模型快速计算得到几何定标参数。大大提高定标效率，与人工计算对比验证了软件的有效性，一组数据计算的时间成本可由40min提高到50s，满足了定标试验实时得出结果的需要。最后提出该软件的改进目标和自动化定标软件平台的构想。

       PDF全文 (下载：1)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第9期 pp.091005      

李磊   方捻   王陆唐   黄肇明  

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储备池计算是一种适合处理时序信号的简单高效的机器学习算法。相比在传统电子计算机上用软件实现，将储备池计算在光器件上实现将更有利于超高速和超低耗的信息处理。介绍了储备池计算的基本原理，从输入层、储备池和输出层三个方面介绍了储备池计算硬件实现方案的研究进展，指出了储备池计算硬件实现方案发展中存在的问题，并展望了其未来发展趋势。

       PDF全文 (下载：4)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第8期 pp.080005      

胡鹏   王志斌   徐美芳   王冠军   谭绪祥  

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为了能够在显微成像的前提下准确、稳定、高效、实时的对光纤，尤其是抛剥涂覆层的光纤直径进行测量，就需要优异的自动对焦技术。对焦窗口的选择是自动对焦的前提，为了解决光纤侧面显微成像下中间透光或衍射亮带对对焦的影响，提出了一种改进的定域椭圆取窗方法,比较了不同窗口形状对清晰度评价和评价计算速度的影响。通过将其应用于125μm标准光纤的测量,结果表明标准误差在0.3μm内，测量精度与VM2.22精密测量软件的微米级相比提高了一个数量级。这种对焦窗口选择方法，实用性强，速度快，通用性好，可以作为光纤直径显微测量中一种有效的自动对焦窗口选择法。

       PDF全文 (下载：0)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第8期 pp.081101      

郑馨   艾列富   刘奎   苏本跃  

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高灵敏度是显微图像聚焦函数的重要评价指标。然而，现有的各类聚焦函数的灵敏度因图像细节多寡不同而变化，如梯度函数在图像细节较多时灵敏度高，统计函数在图像细节较少时灵敏度高。为了满足各类显微图像聚焦对灵敏度的要求，本文提出一种高灵敏度的聚焦函数（VarGrad）。VarGrad函数利用聚焦窗口将灰度方差（Var）函数和Grad梯度函数有机结合，能更全面地反映图像整体灰度变化和局部梯度变化，不论图像细节丰富与否都具有很好的灵敏度。实验利用两种图像细节多寡不同的外周血细胞图像及加噪图像序列对VarGrad函数和几种常见的聚焦函数进行了定量评估。结果表明， VarGrad函数在所有测试图像下均呈现最优的灵敏度和抗噪性。

       PDF全文 (下载：0)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第8期 pp.081801      

赵强   闫星魁   张可可   陈世哲   张继明   刘世萱  

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光纤光栅是光纤传感和光纤通讯领域的重要器件之一，光纤光栅的级联因特性新颖一直是研究的热点。着重介绍了FBG-LPG级联结构在包层模式再耦合、边缘滤波和独立级联三方面的研究进展，讨论了各自的技术难点，提出了改进意见。特别是，针对透射型光路复杂的问题，提出一种反射型FBG-LPG独立级联结构，简化了光路，优化了系统性能，进行了实验验证。在此基础上指出FBG-LPG级联结构的发展趋势。

       PDF全文 (下载：3)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第8期 pp.080002      

伍济钢   张双健   蒋勉   王刚  

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基于视觉的位移和振动测试方法已被广泛用于工程领域，但该方法大多需要人工在结构表面预设物理标记，这使得一些现场测试和监控变得繁琐。针对现有机器视觉技术在薄壁件振动模态测试上的不足，提出了基于曲率尺度空间（Curvature Scale Space，CSS）角点检测与匹配的薄壁件振动模态测试方法。该方法通过人工设置的虚拟角点代替传统的物理标记，利用改进的CSS角点检测方法定位振动图像序列中的关键点，然后采用极线约束实现关键点的匹配，最终获取振动信息并识别模态参数。最后，对薄壁梁和薄壁圆筒进行了振动模态实验。通过有限元仿真和加速度传感器的分析与验证，结果表明，所提出的方法能够有效和准确地获得薄壁件的模态参数，测试精度误差在5%以内。

       PDF全文 (下载：0)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第8期 pp.081001      

宋小庆   魏有财   赵梓旭   王慕煜