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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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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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。

       PDF全文 (下载：0)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第10期 pp.100201      

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。

       PDF全文 (下载：1)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第9期 pp.091503      

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。

       PDF全文 (下载：0)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第11期 pp.110002      

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。

       PDF全文 (下载：0)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第10期 pp.100609      

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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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宋小庆   魏有财   赵梓旭   王慕煜  

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基于LED的可见光通信（Visible Light Communication，VLC）技术能够实现照明和通信双重功能，VLC成为近年来的研究热点。商用LED调制带宽不足制约了高速VLC系统发展。为了解决这一问题， 研究者们提出通过硬件预均衡技术来有效拓展VLC系统-3dB调制带宽，从而提升VLC传输速率。本文总结了近年来国内外应用于高速VLC系统中硬件预均衡技术的发展和应用现状，并从均衡控制策略、均衡电路结构以及均衡效果等方面进行了分析对比，为今后高速可见光通信技术的研究提供借鉴和参考。

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颜佩琴   孟文东   王煜蓉   李召辉   陶宇亮   彭欢   潘海峰   吴光  

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由于硅雪崩光电二极管（Si APD）的雪崩点电压会随着温度变化，目前基于Si APD的单光子探测器性能指标非常容易受环境温度的影响，这极大的限制了探测器全天候野外条件下的实际应用。本文发展了一种可以在大环境温度变化范围内稳定工作的Si APD单光子探测技术。主要技术途径是通过制冷与数字偏压补偿相结合的技术，自动补偿Si APD的工作温度漂移，保持稳定的雪崩增益。实验证明了在-40℃～45℃的温度范围内单光子探测器可以高稳定性工作。结果表明利用我们发展的自动补偿的新技术，Si APD单光子探测器具备了在温度变化较大的外场稳定运行的能力，为机载或星载光子计数激光测量提供了高稳定的单光子探测技术。

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佟军民   刘俊伯   胡松  

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泰伯自成像光刻机因其能制作二倍于掩模周期频率的图案，迅速成为微细加工技术领域研究的热门。针对泰伯自成像光刻机对照明系统的特定需求，并基于成像照明光学设计理论以及引入非成像光学理论思想，建立起照明系统的初始结构。利用光学设计软件ZEMAX对照明系统光学初始结构进行优化，并在Lighttools中对该照明系统进行建模和大规模分布式光线追迹。追迹结果表明，在照明面积60mmx60mm范围内，照明不均匀度约为1.83%，照明功率密度≥115mw/cm2。文章最后对照明面在光轴方向（Z轴）上的位移容差进行分析，结果表明该照明系统可以满足泰伯自成光刻的需求。

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张勇   司福祺   李传新   曾议   刘文清   周海金  

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汞污染已成为继粉尘、二氧化硫、氮氧化物之后的又一重大污染问题。SO2、NOx等气体于汞共振线253.65nm处有吸收，对烟气汞监测造成了极大干扰。本文研究塞曼原子吸收光谱方法在烟气排放监测中的应用及分析。利用横向塞曼效应技术对烟气中的SO2、NO2等干扰气体进行背景校正。采用塞曼汞监测系统监测湿法脱硫处理系统(WFGD)前后的烟气元素汞平均浓度为0.36μg/m3和11.08μg/m3。脱硫系统处理后烟气元素汞浓度出现显著增高。经分析烟气中SO2约99%被脱硫浆液吸收，生成足量亚硫酸盐与Hg2+发生还原反应释放出Hg0；浆液pH值的变化加速Hg2+还原反应并释放Hg0。分析显示利用湿法脱硫系统协同脱汞可能导致烟气元素汞排放浓度增大的问题，同时监测结果表明横向塞曼原子吸收法可以有效扣除SO2、NOx等气体的干扰，验证了横向塞曼原子吸收法应用在烟气汞含量检测上的准确性与必要性。

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廖建尚   王立国  

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单一的滤波器提取高光谱图像空间特征时往往不能获得完整的图像空间信息。针对当前的不足，提出一种结合非局部均值滤波（Non-Local Means Filter）和导向滤波（Guilded Filter）的高光谱图像分类算法（NLGD-SVM）。该方法先用非局部均值滤波提取高光谱全波段图像空间信息，然后用导向滤波提取经由主成分分析（PCA）降维后的高光谱图像的空间边缘信息，两种空间信息进行线性融合后交由支持向量机（SVM）完成分类。实验表明，相比使用光谱信息、高光谱PCA降维、空谱结合的SVM分类方法和边缘保持滤波以及递归滤波的方法，本文提出的NLGD-SVM方法对高光谱图像的分类精度有较大提高，验证了该方法的有效性。

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王涛   黄海宾   孙喜莲   田罡煜   宿世超   高超   袁吉仁   岳之浩   周浪  

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HIT结构的a-Si:H/c-Si异质结太阳电池迎光面遮光损失大是限制其效率提升的瓶颈之一。该文设计并制备了Ag grid/SiNx/c-Si(n+)/n-type c-Si/a-Si:H(i)/a-Si:H(p+)/ITO/Ag grid结构的双面太阳电池。对所得样品的每一面进光情况进行I-V、QE和Suns-Voc的测试分析。研究结果表明：该结构太阳电池应用时采用“背结”结构入光可获得比“前结”结构入光更高的短路电流，从而获得更高的光电转换效率；当制绒后硅片厚度为160μm时，所得短路电流最高，为40.3mA/cm2，优于HIT结构的最优值39.5 mA/cm2 。

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秦雪   王燕   阎晓娜   张惠芳   何英  

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在微纳米尺度光与物质相互作用形成了一门新学科微纳光学，其中光与微纳尺度金属微结构的相互作用所产生的新颖效应成为现代科学研究的热点领域，为了进一步研究这种相互作用并实现其在生产和生活中的实际应用价值。本文主要是使用有限元方法对周期性的金属微纳结构进行数值模拟，金属选择银膜作为材料，用具有不同偏振的光波去照射金属薄膜，得到对应的透射曲线，并且在实际计算过程中通过改变结构的孔径大小，金属膜厚度以及阵列周期等参数来深入研究影响透射的具体因素。研究结果为亚波长结构的光场调控提供了有价值的参考，同时让我们对微纳结构的透射有更深刻了解和认知。

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毛昕蓉   寇召飞   张建华  

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为了抑制四波混频（FWM）效应，根据 FWM 的产生机理和主要影响因素，提出了对传统频率等间隔DWDM系统的两种改进方案，一种方案是设计信道间隔为中间大两头小，另一种方案是设计信道间隔为不等间隔交叉进行，并分别用Optisystem搭建了7信道的DWDM系统进行仿真研究，并和传统方案作对比，得出两种改进方案能很好的抑制FWM效应且第二种方案比第一种方案更好的结论。

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赵敏   郑兴纯   黄秋红   朱凌建  

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针对深度空间小视角摄像机标定，建立基于立体靶标的仿真分析方法，深入分析了靶点的空间分布各因素对摄像机内参数标定精度的影响，提出在摄像机标定之前合理设计靶点的数目及位姿分布的思想。分析表明，靶点的空间分布范围对标定精度的影响最大，靶点的数目对精度影响较小；从最近测量距离开始布置靶点，可提高标定精度。并提出一种基于感兴趣区域和灰度矩亚像素边缘检测相结合的图像光斑中心定位的算法，有效保证了定位精度和运行效率。构建虚拟立体靶标对摄像机内参数进行了快速标定，参数标定精度高，具有实际应用价值。该方法对无需靶标拼接的摄像机标定均适用。

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曹旗磊   董丽丽   赵明   许文海  

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目前航天遥感相机存在不能预先获取场景信息，不能根据场景内容调整曝光参数的问题。为了解决上述问题，现已提出一种“测光、解算、成像”的自适应调光方法。为减轻测光相机实际应用时对航天遥感相机重量的影响，本文提出了应用大尺度测光相机进行测光，并提出了依据低分辨图像指导高分辨率成像的方法：首先，统计典型场景曝光统计特征随尺度的变化规律；利用大尺度测光图像进行尺度合并，并计算各尺度下的曝光时间；通过多项式拟合建立尺度与曝光时间之间的函数关系，进而确定原尺度对应的曝光参数，从而实现用大尺度测光相机指导航天遥感相机成像。无人机数据结果表明，本文方法适用于各种天气的典型场景，且利用大尺度拟合确定的曝光参数与用原尺度图像确定的曝光参数误差小于4%。卫片数据结果表明，测光尺度比超过90倍时，利用大尺度拟合确定的曝光参数与用原尺度图像确定的曝光参数误差小于6%，仍能够准确指导高分辨相机成像。

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梁红勤   刘彬   陈佳   刘云凤   胡金凤  

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我们提出了一种基于双芯光子晶体光纤（PCF）高灵敏椭圆侧芯表面等离子体共振（SPR）折射率传感模型。与圆形侧芯结构相比，椭圆的侧芯结构使得纤芯基模和金属表面等离子体模式（SPP）更加容易实现SPR的相位匹配。在各向异性的完美匹配层（PML）下利用全矢量有限元法（FEM）对该传感器特性进行了数值研究，研究发现：在椭圆侧芯中涂覆金属银纳米层可以实现SPR，共振峰对检测孔的折射率变化具有很高的传感灵敏度；当椭圆率为0.7时,灵敏度在1.45-1.50范围内可达10412nm/RIU，且传感曲线具有高线性；椭圆结构能够有效抑制SPP高阶模式，避免基模与过多SPP模式耦合形成干扰。

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孙国栋   秦来安   侯再红   程知  

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本文通过设计的成像激光雷达各种参数结合一种大气模式模拟出了一维激光雷达信号，然后根据实测的光束宽度并依据高斯分布的特点还原出二维的光柱图像。对此原始图像加入不同强度的高斯白噪声和一定的平均背景生成类似于成像激光雷达真实探测到的染噪图像。使用二维小波变换的方法对染噪的激光雷达光柱图像进行去噪获得了比较好的去噪效果。去噪之后的回波信号与原始回波信号之间的相对误差均在±12%以内。通过去噪的激光雷达信号反演出气溶胶的消光系数。将反演出的气溶胶消光系数与输入的大气模式下气溶胶的消光系数进行对比分析，发现相对误差在±15%之内，并且总体趋势是一致的。验证了本文提出的采用二维小波变换对激光雷达染噪图像进行去噪的可行性。

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薄夫祥   何冰   蹤雪梅  

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基于选择性激光烧结技术，利用CO2激光器在不同工艺参数组合下制备强度及尺寸测试样件并进行试验测试，综合分析激光扫描速度、激光功率、分层厚度、扫描间距、预热温度等工艺参数对选择性激光烧结原型件强度与尺寸精度的影响。研究表明:各烧结工艺参数均是原型件烧结强度、变形的影响因子，且各因子之间存在交互作用，在激光功率40W，扫描速度2500，扫描间距0.15mm，分层厚度0.20mm，预热温度为60℃时，原型件烧结强度与尺寸变形达到最优；在此基础上结合传统砂型铸造方式，实现了全新设计高端工程机械液压多路阀的快速铸造，验证了基于选择性激光烧结技术的快速铸造液压元件的可行性。

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夏振平  

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为了更为精确地研究液晶显示中的运动模糊现象，基于眼动跟踪装置研究了正弦图像的人眼平滑追踪。研究实验测试了九种不同空间频率的正弦图像在四种运动速度下的人眼平滑追踪情况，结果表明，视觉平滑追踪并不是那么完美，人眼的追踪速度往往小于目标图像的运动速度，追踪速度比在0.9到1之间，而且运动速度对追踪速度比有显著性影响。据此，研究在传统液晶显示运动模糊模型的基础上加入追踪速度比因素，建立了更能精确模拟人眼实际感知结果的改进模型，其中追踪速度比选取不同运动速度下的平均值。模拟结果对比表明，在正弦图像的空间频率与运动速度乘积为整数时，模型之间的差异很明显，而其它一般情况差别很小。研究结果对液晶显示中运动模糊现象的优化以及视觉舒适度的提高具有指导和推动作用。

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孙上傲   张留洋   曲玉秋   杨莹   张鑫  

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摘要：频率分辨光学开关法(Frequency-Resolved Optical Gating, FROG)是测量超短脉冲位相和强度信息的方法之一，具有测量快速、光路易调节等优点。在分析实验中FROG trace噪声来源的基础上，设计了合理的去噪程序；对含模拟噪声的FROG trace直接和去噪后重建的对比，两者重建均方差相差一个数量级，证明去噪程序的有效性；搭建FROG系统，获得实际脉冲的FROG trace，通过对两种情况下重建结果分析，去噪后的重建结果更接近于实际输出的脉冲，证明了噪声处理的必要性。

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颜菁菁   杜虎兵  

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相移阴影莫尔轮廓术具有分辨力高、测量自动的特点，然而该方法需要预先对测量灵敏度进行标定，因此实现过程麻烦。为了简化其标定过程，本文提出一种基于三帧条纹图的实时测量灵敏度标定技术。提出的方法首先通过垂直光栅面精确移动光栅获得三帧相移条纹图，然后通过不同帧条纹图相减去除条纹图背景，进而发展了一种基于矩阵范数的相移算法提取了引入的相移，最后利用相移与测量灵敏度间关系实现了测量灵敏度的快速标定。提出的方法操作简单，应用灵活。实验表明，相对于传统的Dirckx方法，提出的方法为测量灵敏度的标定提供了一种闭合解，标定精度高，且优于Dirckx方法。

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唐帆   郭震宁  

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为了提高LED的散热能力，基于烟囱效应原理，在传统太阳花散热器外侧加入圆筒壁，形成特殊的烟囱结构。运用软件Solidworks构建三维模型，用其插件Flow Simulation进行热仿真，并以散热器翅片数为12个，最大直径为70 mm，高度为40 mm为基础模型参数，进行优化研究。研究表明：在翅片数为20个，最大直径为85 mm，高度为65 mm时，LED圆筒太阳花散热器的散热效果最好，此时，LED的最高温度为48.98 ℃，比优化前降低了13.05 ℃。当功率为8、12、16、19 W时，LED芯片的温度都满足LED工作的安全要求。经过对8 W的LED散热器样品实验测试，4个监测点的实际温度与仿真所得温度的平均误差为4.8%，在允许范围内，验证了以上研究的正确性。在功率为32 W时，LED芯片最高温度仍满足低于125 ℃的技术要求，并比配备传统太阳花散热器的芯片温度低6.44 ℃。所设计的LED圆筒太阳花散热器，为解决大功率LED散热问题提供了一条新的途径。

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沈纯纯   李民权   周永光   汪善栋   李玄玄   潘旭  

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本文提出一种新型的宽频带、低损耗左手材料结构单元。该结构是采用谐振型左手理论,通过使用Nicolson Ross Weir算法对HFSS软件的仿真结果提取出等效介电常数、等效磁导率、等效折射率和等效阻抗。结果表明该结构在13.5-24.7GHz频段范围内等效介电常数和等效磁导率同时为负,周期结构的单元间损耗低于0.5dB，为K波段微波左手材料的设计及广泛应用提供了一种很好的思路。

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王文华   熊正烨   师文庆   黄江   田秀云   费贤翔   谢玉萍  

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光纤SPR传感器是光纤传感技术领域的一个研究热点，本文详细论述了光纤SPR传感器的各种结构和优点，分析了金属膜层的膜材料、膜层厚度、镀膜光纤的长度、双层金属膜的组合和比例等参数对光纤SPR传感器性能的影响，概述了多模光纤SPR传感器、单模光纤SPR传感器、FBG-SPR传感器、TFBG-SPR传感器、LPG-SPR传感器、多通道光纤SPR传感器、光子晶体光纤SPR传感器以及纳米金属颗粒光纤SPR传感器的研究进展及其应用，最后给出了光纤SPR传感器的研究重点与方向。

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张鑫   靳雁霞   薛丹  

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针对当前使用较多的SIFT算法在提取图像的特征向量时存在的数量较多和维数较大造成匹配时计算量过高，以及匹配过程中约束条件过于单一，误匹配率较高的问题。提出一种改进的匹配算法，针对特征向量的问题，采用SICA算法对特征向量进行降低维数处理，减少了特征向量的数量和维数；针对误匹配率较高的问题，在约束条件中加入方向约束，即通过特征向量的方向和欧氏距离进行两次匹配，减小误配率；在匹配时通过粒子群算法来寻找函数的极值，以提高算法的实时性。通过实验对比，改进的算法有效的提高了实时性并减小了误匹配率。

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马英   王龙江   俞杰   王坤俊   尹王保   董磊  

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本文基于MIE散射原理，采用近前向光散射测量方法，实现了对多分散亚微米级气溶胶的浓度测量。该测量方法采用高强度白色卤钨灯作为光源，入射光束经整形为环状光斑后，被汇聚通过一小孔，含有被测气溶胶的待测气体垂直于光路传播方向，沿小孔所在平面通过测量系统。被气溶胶散射的光，经一透镜收集后，由光电探测器进行探测。通过分析探测光强度的变化可以反演出被测气溶胶的浓度。我们优化了包括聚焦透镜、光源位置、小孔几何参数等，最终实验装置的性能试验结果表明，该测量方法的探测灵敏度能够达到0.0001μg/l，线性度跨越了6个数量级。

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刘梦飞   付小雁   尚媛园   丁辉  

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目的：在光照、背景变化、遮挡、噪声、快速运动等复杂环境下，准确地实现行人跟踪一直是一个富有挑战性的任务。针对光照、背景变化和遮挡问题，本文提出一种基于HSV颜色特征和贡献度重构的行人跟踪算法。方法：在粒子滤波的框架内，首先在HSV空间提取目标的混合颜色特征生成目标模板集，依据不同区域对跟踪结果的影响对区域进行贡献度分配，并将其引入到一个自适应的正则化模型中，将具有最小重构误差的区域判定为所要跟踪的目标。为了增强算法的鲁棒性，跟踪过程中对模板进行实时更新。结果：通过统计七个测试库下跟踪结果的平均中心误差和平均AUC两项指标得出跟踪的平均误差为0.4335像素，平均AUC为0.5441，均优于同类其他算法。结论：实验结果表明该算法能够在复杂的视频场景中实现对行人的连续跟踪，且鲁棒性较好，有利于在实际系统中的实现。

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蔡元学   明成国   掌蕴东  

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本文分析光学材料的正常色散与反常色散特性，证明基于光学材料的色散特性，可以实现慢光与快光现象。同时本文理论分析基于快慢光技术的M-Z干涉仪的光谱灵敏度，并证明与具有相同结构的传统M-Z干涉仪相比，可以使干涉仪的光谱灵敏度提高 ng,eff/n 倍，相对于仅依赖于慢光技术的M-Z干涉仪，可提高光谱灵敏度ng,eff/ng 倍。本文所提出技术方法，将为后续实验研究提供理论依据与方向。

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李振兴  

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对于高精度光学系统来说，曲率半径的高精度测量不仅对光学元件的制造极为重要，同样也是光学系统装调的基础。目前，在高精度光学元件制造与组装测量过程中，依旧采用最为稳定的固定支撑—三点支撑的方式。但三点支撑方式不仅在引入自重形变的同时，依旧会对曲率半径的测量引入误差。为了实现曲率半径亚微米甚至几十纳米的高精度测量，提出了针对三点支撑下，利用有限元法仿真模拟自重形变并对曲率半径进行拟合补偿的方法来提高曲率半径的测量精度。首先从理论上分析，三点支撑导致的自重形变是如何对曲率半径的测量产生影响。基于理论分析，通过有限元法拟合仿真三点支撑下的自重形变及引入曲率半径的测量误差大小，并进行补偿。基于上述的理论分析和拟合补偿，在高精度实验室内针对平板支撑和三点支撑进行实验对比，并对三点支撑下的曲率半径进行补偿。实验对比结果显示：通过利用有限元计算拟合得到的补偿项可以提高曲率半径的测量精度，实现了曲率半径的高精度测量。

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蔡越   徐文兵   梁丹   李翀   陈佐  

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摘要 影响地面三维激光扫描点云精度的因素有很多，它们共同存在且交互影响，研究各因素及其交互作用对点云数量、点云反射强度和点云标准偏差的影响对有效提高地面点云精度具有非常重要意义。本试验选择目标物的颜色、粗糙度、距离作为研究对象，利用多因素方差分析法、多元线性回归分析法，分析各因素及其交互作用影响的显著性，并拟合点云标准偏差和点云反射强度的回归方程。研究结果表明：（1）目标物距离对点云数量的影响较大，5 m 距离的点云数量将近是30 m距离的40倍，距离与点云数量成反比；（2）目标物颜色对点云反射强度的影响较大，白色最大点云强度可达0.54，而黑色只有0.18，点云反射强度从大到小为白色＞绿色＞蓝色＞红色＞黑色；（3）目标物距离对地面三维激光扫描点云标准偏差影响较大，30 m距离的点云标准偏差是5 m距离的3倍左右，颜色次之，粗糙度的影响不明显，点云标准偏差与点云反射强度呈Y=aX^(-b)的幂函数关系。

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吕泽   陈友华   薛鹏   王志斌   陈媛媛  

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针对声光可调谐滤波器(Acousto Optic Tunable Filter，AOTF)自身固有的因声光互作用导致的成像畸变问题，本文利用AOTF的解析表达式、几何像差公式，对AOTF相机的畸变特性进行分析，建立了声光互作用图像畸变模型，给出了各畸变系数随入射光传播角的变化关系；并在所构建畸变模型的基础上，结合两步标定法和双线性内插法对畸变图像进行校正分析。实验结果表明，未加AOTF相机系统拍摄图像的最大畸变像素位移量为1.6个像素，加AOTF相机系统拍摄图像的最大畸变像素位移量为9个像素，畸变校正后的最大畸变像素位移量为1.4个像素，优于未加AOTF相机系统所拍摄的图像。本文所建畸变模型较好地描述了AOTF相机的畸变产生机理及特性，所用的畸变校正方法可以有效的解决AOTF相机成像过程中的图像畸变问题，在AOTF光谱相机的精确测量方面将有较好的应用前景。

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丛红璐   任学藻  

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在非旋波近似下，对Taynes-Cummings模型的能谱和量子纠缠进行了精确求解，将能谱的精确解与旋波近似下的结果进行了比较，讨论了初始时刻原子状态参数θ以及光场原子之间耦合强度对量子纠缠的影响，数值计算的结果表明，当耦合强度较小时，旋波近似下能谱与精确解相符，当耦合强度较大时两者存在明显差异。随着参数θ的增大，纠缠度逐渐增加，随着耦合强度的增大，两原子之间的纠缠出现突然死亡现象，并且首次出现纠缠突然死亡时间变短，纠缠死亡持续时间逐渐增加。

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姜宁   王传洋  

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激光透射热塑性塑料焊接过程是一个非稳态不均匀温度场形成发展、机械力持续作用、应力应变场演变和塑料形成流动等方面相互耦合共同作用的复杂过程，简单化的理想接触表面的理论研究已不能满足生产实际的要求。本文在三维真实表面形貌研究分析的基础上，对激光透射焊接过程进行了模拟分析。利用表面粗糙度测量仪对聚碳酸酯（PC）试件的表面粗糙轮廓进行测量，并计算其分形维数并根据W-M函数构建表面粗糙轮廓的数学模型，在所构建的数学模型的基础上进行实体建模，通过ANSYS Fluent对理想光整表面以及真实粗糙表面进行激光焊接模拟，最后分析其焊缝断口微观形貌，结果表明，粗糙PC表面的焊接强度要低于光滑表面。

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李鹏   高小霞   顾玉宗  

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连续波单共振光学参量振荡器(SRO)的阈值和稳定运转与共振光在谐振腔内传播一周所经历的损耗密切相关。本文在考虑非线性晶体的线性吸收和内腔倍频引入的非线性损耗等造成共振光损耗的因素，在平面波近似下建立了描述连续波内腔倍频SRO输出特性的理论模型，并给出了解析解；理论计算与实验结果吻合地很好。根据实验和理论结果，预测了532 nm绿光抽运的内腔倍频SRO在共振信号光波长为780 nm时的输出特性和1064 nm红外光抽运的内腔倍频SRO在共振信号光波长为1560 nm时的输出特性。该理论模型简单、计算方便，为优化设计连续波内腔倍频SRO提供了指导。

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杨晓铭   郑三超   周素梅  

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本文研究了方形孔径平面微透镜阵列对微图形阵列的叠栅条纹的傅里叶原理。方形孔径平面微透镜阵列可视为正交的二维栅格线簇，本文以一维光栅叠栅条纹形成的傅里叶变换原理为基础，推导了方形孔径平面微透镜阵列二维叠栅条纹的傅里叶理论解析式，对低频（1，-1）级叠栅条纹进行详细讨论。重点对不同夹角下叠栅条纹的周期、放大性和同步性进行研究，并采用不同结构参数的二维栅格模版与微图形阵列进行实验研究,实验值和理论值相吻合，研究结果为方形孔径平面微透镜阵列的应用研究提供理论基础。

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刘小波   魏晓峰   袁晓东   倪卫   范乃吉  

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基于美国国家点火装置介绍了放大器空间布局和光机组件结构组成，解剖了光机组件现场安装工装和现场安装工艺参数，研究了光机组件现场安装技术：精确定位与“刚性”连接、全行程导轨陪护和基于CCD的分级举升和柔性就位，同时还针对我国类似装置就现场安装质量进行了总结。本研究成果拟为我国即将研制的特大型激光驱动装置提供技术支持。

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李以贵   蔡金东   黄远   吕曈   颜平   王欢  

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利用波长为248nm KrF准分子激光器加工了压电陶瓷（锆钛酸铅PZT）、硅（Si）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）三种材料，并研究了准分子激光对三种材料的加工效果。针对传统切割工艺加工PZT膜片易发生破裂问题，重点研究了准分子激光对PZT微结构的加工性能。通过调整准分子激光器的激光脉冲能量、脉冲频率、扫描速度以及扫描次数等参数，获得了加工参数与PZT沟槽加工深度、宽度的关系，研究了辅助气体对激光加工PZT表面粗糙度的影响。最后，使用准分子激光器制备了PZT-Si复合材料的微悬臂梁、微膜片两种微结构，并测试了两种微结构的压电性能。实验结果表明，利用准分子激光器加工的两种PZT微压电结构具有良好的压电性能，可作为微压电驱动器的关键器件，从而验证了准分子激光器对PZT微结构加工的可行性。

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徐洋   满天龙   万玉红  

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光学显微成像技术发展至今，其成像分辨率已经可以突破衍射极限，实现超分辨率显微成像。但是在面向生物样品的显微成像领域，像差的引入使任何超分辨率显微成像技术都无法达到理论预期。自适应光学技术已经应用于不同类型的显微镜系统中以进行波前探测、像差校正，从而提高系统成像质量。本文概述了自适应超分辨率显微成像技术研究动态，着重总结了自适应宽场显微成像技术的发展，结合笔者所在课题组的研究工作，阐明了最近发展的数字全息自适应光学技术和非相干数字全息自适应光学技术。

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杨萍   魏丹   庞恺   王麒炎   周泉雨   魏勋斌  

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近年来肿瘤的发病一直威胁着人类健康，研究表明大多数肿瘤患者死于转移性瘤而非原发性瘤。循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cell, CTC）是肿瘤转移的重要标志，CTC的检测可以用于监控肿瘤的转移情况和愈后评估。目前，CTC的研究方法有很多，包括了体外与在体的研究方法。在体光声流式细胞术（in vivo Photoacoustic Flow Cytometry, PAFC）基于光声效应，利用CTC与血液背景的光吸收差异实现了CTC的在体检测。相比于传统的CTC检测方法，在体光声流式细胞仪的优势在于可以无创、高灵敏地检测循环系统中的CTC数目。本文总结了PAFC无标记检测黑色素瘤CTC信号及纳米颗粒靶向标记乳腺癌CTC信号方法，及这些方法在癌症转移与治疗效果评估中的应用。

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刘思臻   任德清  

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在当前太阳活动观测视场小、分辨率低的问题上，传统自适应光学可校正的视场范围较小，多层共轭自适应光学系统由于使用三维重构的方法而比较耗时和繁琐，而太阳地表层自适应光学只校正地表层湍流，效率高，能快速获得大视场高分辨率图像。文章使用最新用于自适应光学系统仿真的软件YAO，在四导星阵列分布情况下，应用平均算法，对太阳地表层自适应光学系统在40"和60"优化视场、J和H波段分别进行数值仿真，并以传统自适应光学系统在相同条件下的仿真结果为参照进行比较。结果表明在60"~120"图像视场内，地表层自适应光学的斯特列尔比相较于传统自适应光学提高了130%~210%，与太阳自适应光学领域其他软件得到的仿真结果相一致。

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邹媛媛   左克铸   李鹏飞   蔡尚  

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激光拼焊焊缝成形决定着焊接质量。焊缝截面轮廓精确几何建模有助于分析成形质量影响因素，优化工艺参数，进而保证焊缝成形质量。本文提出一种激光拼焊焊缝截面轮廓几何建模方法，首先基于Laws纹理滤波和数学形态学闭运算实现对激光拼焊焊缝截面轮廓边缘提取；其次，分别采用多项式函数模型、指数函数模型、高斯函数模型对提取的焊缝截面轮廓边缘进行曲线拟合，得到焊缝轮廓几何模型，结果表明, 指数函数模型能够高精度的拟合焊缝截面轮廓；最后，针对不同工艺参数条件下获得的激光拼焊焊缝截面轮廓进行几何建模实验，实验结果表明，本文的方法可以有效的实现激光拼焊焊缝截面轮廓几何建模。

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刘帆   刘鹏远   李兵   徐彬彬  

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深度学习是当前计算机视觉领域一个新的研究热点，但由于其训练模型复杂和训练集庞大的问题导致其发展受到了严重阻碍。本文使用谷歌最新开源的Tensorflow软件平台搭建了用于视频目标跟踪的深度学习模型。首先介绍了深度学习的原理和tensorflow的平台特性，然后提出了使用tensorflow软件平台设计的深度学习模型框架结构，并使用VOT2015标准数据集中的数据设计了相应的实验。经实验检测，该模型具有较高的计算效率和识别精度，并可便捷的调整网络结构，快速的寻找到最优化结构模型，很好的完成了视频目标识别跟踪任务。

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吕红艳   崔建国   刘盛雄   孙中杰   蒲山山   谢亮  

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光流体可变光圈在图像采集、目标追踪、生物识别和其他便携式电子设备中具有重要的应用潜力。与机械光圈相比，该光圈孔径是近乎完美的可调圆形，且具有易于加工、结构紧凑、驱动便捷和功耗低等突出优点，故已成为当今微纳光学研究领域的热点之一。本文综述了国内外现有光流体可变光圈技术的发展现况，通过总结前人的研究方法，展望未来光流体可变光圈的发展方向。

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李品   严长  

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激光弯曲成形是一种非接触式、无回弹现象的无模成形技术，是大型复杂机械产品管路系统弯曲矫形的理想选择。针对激光弯曲成形技术工艺参数对管材弯曲具有显著的交互影响，提出了层扫描式管材激光渐近弯曲矫形。基于Perona-Malik边缘提取算法和RANSAC直线特征提取算法，搭建了激光渐近弯曲矫形过程的在线实时测量系统，实现了对激光渐近弯曲矫形过程的实时在线测量，分析了工艺参数对矫形过程中弯曲角度变化的影响。结果表明：层扫描式激光渐近弯曲矫形过程中，弯曲角度随时间的增加而近似线性增加；弯曲位置形状参数（自由端距离、辐射长度、轴向进给步距）对弯曲角度增加速率影响不大，而轴向进给次数（辐射长度/轴向进给步距）直接影响单层激光热输入量，与单层弯曲角度变化量成正比；不同的轴向进给步距可以改变弯曲段的弯曲曲率；激光平均功率（或单脉冲能量）对弯曲角度线性增加速率影响显著。矫形过程中弯曲角度随时间的近似线性增加，使得通过采用在线测量方式可以准确、方便地对弯曲角度进行实时预测和闭环控制。

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赵其琛   郝瑞亭   刘思佳   杨敏   陆熠磊   刘欣星   常发冉  

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摘要 分步溅射ZnS、SnS、CuS三个二元硫化物靶制备铜锌锡硫（CZTS）薄膜，分别在400℃、450℃、500℃、550℃和600℃进行退火。研究退火温度对薄膜晶体结构、薄膜组份、表面形貌及光学特性的影响。结果表明：退火温度为400℃时，CZTS薄膜中含有Cu2S及SnS等多种二次相，随着退火温度升高，二次相的种类逐渐减少，当退火温度为550℃时，薄膜的表面平整致密，CZTS薄膜的二次相种类最少。当退火温度为600℃时，薄膜表面变的粗糙，二次相增多。

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孙俊杰   王泽锋   王蒙   曹涧秋   陈金宝  

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窄线宽掺铒光纤激光器具有线宽窄、噪声低等优点，在光纤通信、光纤传感、相干探测和合成等方面有广泛的应用。本文利用自行设计并制作的π相移光纤光栅和高反射率光纤布拉格光栅，搭建了环形腔掺铒光纤激光器，利用π相移光纤光栅的窄带滤波特性实现了1.5μm波段的窄线宽掺铒光纤激光输出。当980nm半导体激光泵浦功率为5W时，激光输出功率为1.006W，光-光转换效率大于20%，中心波长为1549.45nm，激光线宽为5.32pm。输出光没有残余泵浦光，表明继续增加泵浦光可以进一步提升激光功率。通过优化设计π相移光纤光栅的透射峰带宽、光纤布拉格光栅的反射谱和激光腔结构，下一步有望实现高效的、高功率的单纵模激光输出。

       PDF全文 (下载：2)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第8期 pp.081406      

李静   刘玉柱   林华   葛英健   何君博   秦朝朝  

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利用飞行时间质谱技术得到了氟利昂F1110(C2Cl4)在400nm飞秒脉冲激光作用下的飞行时间质谱图，发现三种主要的碎片离子C2Cl4+，C2C3+和C2Cl2+。并利用密度泛函理论在B3LYP/6-311G++(d,p)的基组水平上进一步计算和分析了C2Cl4+在光解离过程中的解离通道的能量变化。得到C2Cl4+在光解离过程中需要吸收能量，说明C2Cl4+在大气层中比较稳定。与已有实验得到的C2Cl4在800nm的飞秒脉冲激光作用下的质谱图进行比较分析，并通过计算碎片峰中各离子的比例以及氯同位素的丰度比，发现C2Cl4在红外光辐射下更易发生解离。另外采用同样的基组对C2Cl4和C2C4+中的C-Cl键进行势能面扫描，得到其鞍点，发现当C2Cl4解离生成C2Cl4+，C-Cl键活性变高，更易断键解离。并计算和分析了C2Cl4+的红外光谱和拉曼光谱，利用从头算CIS的方法得到了C2Cl4+的紫外可见吸收光谱。

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胡迪   欧小婷   饶飞   王娟娟   黄旭光  

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近年来，艾里光束由于其在传播过程中具有横向自加速的特性，因此受到广泛关注。而如何得到不同轨迹的艾里光束更是成为重要课题。本文提出一种简便方法，即在3/2相位分布上叠加倾斜相位，以产生主瓣向旁瓣方向弯曲的减速艾里光束；通过调节叠加相位的倾斜因子，得到不同轨迹的减速艾里光束。在圆对称形式下，叠加圆倾斜相位，以产生减速圆艾里光束。本文通过数值模拟探讨了减速圆艾里光束自聚焦，以及紧聚焦的特性。在自聚焦中，产生的主瓣包围旁瓣的艾里光束可用于微粒操控；紧聚焦时，其也会产生类似于加速艾里光束的光链和光针的焦点，但焦点位置和分布可通过相位倾斜因子进行调节。本文的研究结果为获得新型艾里光束及扩大其应用范围奠定基础。

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叶涛   邵龙   张克非  

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为了改善现有光组件焊接质量不佳、焊接效率低等问题，提出一套系统的激光焊接工艺设计方法。运用ANSYS有限元分析软件对单纤双向光组件建立有限元简化仿真模型，采用间接焊接应力场的数值模拟方法，研究单光束激光焊接造成的最小偏移参数。进一步地，结合优化后的参数对304奥氏体不锈钢制成的单纤双向光组件进行激光焊接试验，并分析JHM-4GX-200D型激光焊接器在不同参数下焊后光功率损失变化情况。结果表明，单光束激光功率为100 W，脉冲宽度为0.2 ms，光斑半径在0.18 mm附近时，光组件焊接具有最小偏移，优化后的光功率损失比降低了7.1%，验证了工艺优化的有效性，为降低收发一体光组件的成本、废品率提供了一定的试验支撑。

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宋睿   张合新   吴玉彬   宫梓丰  

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边缘检测是进行激光主动成像制导的关键一步，针对激光主动成像图像特点，提出一种分数阶微分与Sobel算子相结合的边缘检测算法。首先构造小波软阈值法与非局部均值滤波相结合的去噪算法对图像进行预处理；其次分析传统Sobel算子的不足，并利用分数阶微分对其进行改进，提出基于分数阶微分和Sobel算子的四方向边缘检测模型对图像进行梯度运算；最后运用最大类间差分法自适应选取阈值实现二值化完成边缘检测。实验结果表明，与传统边缘检测算法相比，该算法能够检测出更多的图像边缘细节，且具有更好的可匹配性参数。

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许君扬   王慧琴   吴萌   景亚鹂  

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为了得到更好的画像石图像中裂缝区域的标定结果，本文提出了基于编辑距离的画像石裂缝标定算法。首先，将图像分为若干大小相等的小区域。其次，为了将裂缝区域与背景区域区分开，计算各个区域之间的编辑距离，生成裂缝掩码图像。之后，通过形态学中的膨胀运算进行掩码图中的空白区域填充。最后，通过为掩码图像设定阈值完成对裂缝区域的标定。实验结果表明，该算法可以对汉代画像石的裂缝区域进行精确标定。

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王明明   戴伟国   杨荟楠   陈军（上海理工）   苏明旭   蔡小舒  

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冻干制品灌装过程极易使西林瓶出现裂缝，以及塞子与瓶口装配不紧等都会在运输和储存过程中使空气进入西林瓶，使药品变质变性。本文基于可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术建立了西林瓶检漏测量系统，可实现对西林瓶密封性快速的无干扰检测。该系统通过分析参考光路与探测光路水蒸气组分浓度差值与参考光路水蒸气组分浓度值Cr的关系，选取在不同湿度环境下的检测阈值。本文首先对该系统的测量精度进行了验证，结果表明测量标准误差小于0.007%。然后在参考光路水蒸气组分浓度值分别为1.29%、1.33%、1.89%、2.20%时，对10个西林瓶进行了检测，其中4号和8号西林瓶在各个时刻的水蒸气组分浓度差值分别均大于对应的阈值，判定为泄漏瓶，与实际泄漏情况相吻合。

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陈陶   胡晨晨   方圆   梁忠诚  

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本文采用垂直拍摄法代替传统的侧面拍摄法测量液滴的接触角，研究“导电基片/绝缘膜层”表面的介质上电润湿特性。以垂直拍摄-测量直径法代替传统的侧面拍摄-提取轮廓-函数拟合求导法，避免了函数拟合，提高了测量效率。实验获得了与理论值一致的导电液滴接触角随电压变化的图形，从而验证了新方法的可行性。

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杨晖   黄林   刘木华   陈添兵   饶刚福   王彩虹   姚明印  

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将移动窗口偏最小二乘(moving window partial least square, MWPLS)应用于脐橙中重金属镉(cadmium, Cd)含量的激光诱导击穿光谱(laser induced breakdown spectroscopy, LIBS)定量分析模型中，通过改变MWPLS窗口宽度并结合标准归一化处理(SNV)、一阶导数(FD)、二阶导数(SD)、中心化处理(Center)、多元散射校正(MSC)五种数据前处理方法优选与脐橙中Cd元素相关性高的光谱区间，并与传统PLS建模对比分析。模型评价及验证结果显示，优选移动窗口为61个波长宽度优选区域为(218.61nm~222.55nm)结合FD数据前处理方法所构建的模型效果最佳，其验证决定系数(R)、预测均方根误差(root mean square error prediction, RMSEP)、主因子数(principal components)、平均预测相对误差(average relative error, ARE)分别为0.9953、15.10、5、7.43%。与PLS建模分析相比，MWPLS模型结合合适的数据前处理方法可以筛选脐橙中Cd元素的LIBS光谱区域，提高定量分析模型的预测能力。

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王丽杰   杨羽翼   代敏   高玮  

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为解决乳品成分浓度近红外光谱快速检测分析中光谱数据的预处理问题，本文提出一种基于直方图分层映射技术的近红外光谱主成分得分重置预处理方法。针对葡萄糖氯化钠水溶液三组份样品中的葡萄糖浓度、鲜牛奶样品中的乳糖浓度为定量检测目标，进行散射光谱主成分得分累计贡献率的分层分段规定化映射预处理，利用偏最小二乘（PLS）回归分析建模手段，对相应近红外光谱中糖浓度信息进行测试及分析。结果表明，经过得分重置预处理后，牛奶乳糖浓度PLS模型的校正集样品交互验证预测偏差降低23.9%，实际预测偏差降低27.8%；验证集实际预测偏差降低16.7%。论文研究的得分重置光谱预处理方法，兼顾光谱、参考值及组分相关性等多尺度信息实现光谱信息增强去噪，能避免有用信息误删，防止不充分拟合及过拟合。

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黎方名   王登龙   佘彦超   丁建文   肖思国  

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基于当前的实验条件，本文首先在半导体量子点中考虑声子辅助跃迁去构建环形四能级半导体量子点电磁感应透明介质模型。随后，利用多重尺度法解析地研究了其中的时间光孤子的动力学行为。结果发现，时间光孤子的幅度、宽度和群速度等动力学性质均可通过声子辅助跃迁强度来调控。尤其是，时间光孤子的传播的群速度远小于光速；且随着声子辅助跃迁强度的增加，孤子的传播速度不断减小，以致于可能缓变接近于零从而出现停滞现象。光停滞就意味着有利于将光存储于器件内，这为半导体量子器件实现光存储提供一定的参考价值。

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叶国林   孙韶媛   高凯珺   赵海涛  

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行人检测是机器人和无人车在夜间工作的重要任务之一，本文使用加速区域卷积神经网络框架实现夜间红外图像中的行人检测，该框架用区域建议网络生成候选区域，无需单独从图像中生成候选区域。区域建议网络和用于分类以及位置精修的卷积网络中的卷积层采用参数共享机制，使得该框架具有端到端的优点，因此无需手动选取目标特征，直接实现了从输入图像到行人检测的功能。通过实验结果比较，与使用传统方法(方向梯度直方图特征+局部二值模式特征+级联分类器)和快速区域卷积神经网络相比，本文使用加速区域卷积网络框架对红外图像进行人检测的准确率从68.2%和73.4%提高到了90.9%，检测时间从3.6s/帧和2.3s/帧缩短到了0.04s/帧，达到了实际应用中的实时性要求。

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闫琦   李慧   荆林海   唐韵玮   丁海峰  

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为了解决目前主流的显著性检测算法在复杂多目标遥感图像中检测能力不足的问题，提出一种基于超像素区域相似性度量的显著目标提取算法。该算法首先利用Simple Linear Iterative Clustering(SLIC)方法对原始图像超像素分割，然后通过Graph-based Visual Saliency(GBVS)方法检测出显著超像素，并对其修正得到显著目标提取的训练样本，进一步逐层次计算全体超像素区域与显著超像素区域的相似性并转化为超像素区域的隶属度值，最后实现对整幅超像素图像的显著目标提取。实验结果表明，该算法具有较高的准确率和召回率，能更加有效地检测出遥感图像中的显著目标，比主流的显著性检测算法提取效果更好，可以有效地应用于复杂多目标的遥感图像显著目标信息提取中。

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董自凯   徐润亲   田金荣   宋晏蓉(北京）  

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本文报道了一种全光纤偏振输出锁模光纤激光器。在谐振腔内无滤波器件条件下，利用光纤PBS的偏振输出损耗和双折射光纤的偏振滤波效应在全正色散域实现稳定的锁模脉冲输出，脉冲重复频率为2.2MHz。利用级联偏振控制器调节腔内偏振状态实验上分别获得了单波长和双波长锁模输出。在双波长输出状态下波长可调谐范围达到12nm，单脉冲能量达100nJ，并且理论分析了腔内偏振调节实现锁模的机理以及波长调谐的原理。在1微米波段观测到了稳定的暗孤子脉冲，腔内偏振态的演变是获得不同锁模状态的关键性因素。

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杨永亮   张泓筠   李娜   岳莉   付秀华  

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为了提高鱼眼镜头中透镜的加工效率，设计了三片不胶盘夹具代替传统的刚性盘和弹性盘进行精磨和抛光，缩短了工艺流程；采用熔化后的聚氨酯代替上盘胶，可避免抛光时胶层对面型的影响；运用皮筋代替设备上的压力表，提高了下摆机精磨和抛光时光圈的稳定性；规范精磨及抛光工序中模具的使用，有利于生产效率的提高；通过对传统工艺流程的调整，避免了因机械定心磨边产生的压痕及划痕对抛光表面质量的影响；通过对涂墨夹具的改进，提高生产效率，降低劳动强度。测试结果表明，定心磨边的成品率最低，仅能达到93%，如何提高定心磨边的成品率成为提高总体成品率的关键,是下一步工作的重点。

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郑晓晓   白丽华   冯凤珍  

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采用经典系综模型，研究了椭圆偏振强激光场中Mg原子的非次序双电离。Mg原子在椭圆偏振强激光场中存在非次序双电离，且随着椭圆率的增大非次序双电离的电离率降低，但降低的幅度不大。通过轨迹回溯分析，发现随着椭圆率的增大，返回重碰撞电子数目的减少使得Mg原子非次序双电离的电离率降低。另外，两电子横向相关动量分布以及不同能量的电子数目分布表明返回电子的能量随着激光场椭圆率的增大而增大，使得第二个电子在返回电子的少次甚至一次重碰撞下即电离，这在一定程度上补偿了降低的电离率，从而使电离率降低的幅度不那么明显。

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李品   刘保光   刘会霞  

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针对大型复杂机械产品管路系统零组件在安装过程中的安装困难，提出了激光弯曲矫形的方法。利用响应曲面法建立了管路系统激光弯曲矫形弯曲角度的数学模型，并进行实验设计与分析。采用固定激光工艺参数，分析了弯曲位置形状参数（自由端距离、辐射长度、扫描包角等）和扫描次数等工艺参数对弯曲角度的影响。结果表明，自由端距离、扫描次数和辐射长度对弯曲角度具有显著影响，扫描包角对弯曲角度影响不大；弯曲角度随着自由端距离的增加而增大；但超出一定值后，弯曲角度变化趋缓；扫描次数对所得弯曲角度的影响明显，但超出一定值后，弯曲角度变化趋缓甚至减小；辐射长度对所得弯曲角度的影响显著，并且辐射长度与扫描次数间交互作用较弱，而辐射长度与自由端距离具有较强的交互作用；通过模型的验证得出预测值与实验值基本吻合，说明采用响应曲面法设计优化所得的数学模型是有意义的，为激光弯曲矫形时合理选择弯曲矫形位置形状参数提供了一种新的有效方法。

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路志英   刘书辰  

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为提高对玉米植株旱情的分析，针对目前农业干旱指标涉及领域较为广泛、获取困难的研究现状，提出一种基于多特征融合的玉米前期图像旱情识别方法。以正常和特旱两种水份胁迫水平的玉米植株图像为样本，首先采用经典K-means算法对玉米植株图像进行感兴趣区域（叶片）提取；进而提取分割后的玉米植株图像，包括颜色、奇异值特征、纹理共计20维特征；采用遗传算法对20维特征进行有效特征子集的选择；最后针对有效特征子集建立了基于最小二乘支持向量机的判别模型，获取玉米植株图像旱情信息。结果表明运用图像处理技术对其旱情进行识别，取得了较好的效果，为农业旱情的识别提供了新思路。

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张立芳   王飞   俞李斌   吴奇   严建华  

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煤粉热解过程中产物及组分的不同会直接影响煤的燃烧特性，为了进一步研究煤粉热解过程中的产物及其浓度变化情况，基于可调谐激光吸收光谱技术，实验采用1.65 μm 附近的一组2v3的CH4气体吸收谱线，实现了不同煤种热解过程中CH4气体浓度的实时在线测量。其中单颗粒煤球（直径为8 mm，重360 mg）通过金属丝悬挂于石英管中，为了使单颗粒煤球在热解过程中被迅速被加热且受热均匀，热解实验采用高功率CO2激光器均匀对称加热煤粉颗粒，可调谐激光光束在单颗粒煤球下方约10 mm处经3次有效平面反射通过石英管，整个CH4气体浓度测量过程从热解开始前一直持续到热解过程完全结束。在热解过程开始的阶段，CH4气体浓度的释放速度迅速增加，之后逐释放速度渐下降，直至最后完全消失，整个热解过程持续约60s左右。在气体释放速率最大处，准东煤所释放的CH4气体浓度约是大同煤释放的两倍，在整个热解过程中准东煤的热解反应迅速发生且产生较多的CH4气体。

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彭如意   罗岚   刘勇   王楠  

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摘要：送粉喷嘴作为金属粉末激光快速成型技术中送粉系统的关键部件，其送粉效率直接影响金属粉末激光快速成型的效率和精度。在此方面，国内外都有过深入的研究，并研制出了多种新型送粉喷嘴，其中同轴送粉喷嘴能有效地提高金属粉末的熔覆效果和利用率。本文详细介绍了同轴送粉喷嘴的送粉原理及同轴送粉喷嘴的国内外研究现状，分析总结了影响光粉耦合效果和粉末利用率的主要因素并提出了改进方法；同时针对激光聚焦、粉末偏聚和反弹、冷却效果不佳等缺陷提出了技术改进措施；并对同轴送粉喷嘴应用前景进行了展望。

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徐海龙   张建成  

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求解分析有损耗情况下二维金属光子晶体的光子能带结构。先在无耗损的自由电子模型下，引用界面算子法取得TM模式和能带结构,算例包括银矩形柱和银三角柱两种金属光子晶体。其次考虑有耗损的Drude模型，引入同伦法对无耗损的各个频带进行逐一修正，得到每个频带相应虚部值。得到的结果是，无论是正方柱结构或者是三角柱金属光子晶体，在表面等离子体频率处，损耗都存在一个极大值，当频率较高或较低于表面等离子体频率时，损耗将急剧下降，并且会随着倒格矢量值变化而改变。即使考虑金属损耗，实部频带位置移动不明显，实数频带结构基本上不因考虑有耗损模型而改变。界面算子法与同伦法的结合可为研究金属光子晶体提供很好的技术支持。

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谢志坤   钱伟岸   张金辉   李少锋   卫冠   张冰志   陈志峰  

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提出一种基于空间光调制的光束聚焦控制方法，利用液晶空间光调制器产生动态的二元菲涅尔透镜位相结构，以实现对光束焦斑的轴向与横向偏移的快速精确调节。采用面阵探测器检测光斑大小与位置信息，结合反馈控制机制可实现对光束聚焦点三维位置的自动校准及稳定性控制。该方法在调节过程中不同偏移量之间不存在耦合影响，且横向偏移调节对光传输距离不敏感。进一步介绍了基于该方法搭建的光束聚焦实时反馈控制系统。实验表明，光束焦斑的轴向校准能做到精确快速的收敛。横向偏移校准方面，在较短焦距的情况下能做到单步收敛，而在较长焦距的情况下需要结合比例积分微分控制算法进行调节，如利用数据拟合对调节误差进行经验修正，也可做到单步收敛。

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王晋伟   刘俊成  

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介绍了GaSb单晶的制备方法，包括提拉（CZ）法、布里奇曼（VB和HB）法、垂直定向凝固（VDS）法、垂直梯度冷凝（VGF）法，总结了它们的优缺点。研究结果表明，VB法、VDS法和VGF法更适合GaSb单晶的生长。In元素的掺入使GaSb晶体的质量得到了改善。进一步介绍了三元合金GaInSb晶体生长工艺的研究进展，提出微重力环境可以有效抑制晶体中In元素的成分偏析，提高晶体的均匀性。简单介绍了GaSb单晶材料在器件制作方面的应用，展望了GaInSb晶体材料的发展前景。

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钟敏   陈锋   肖朝  

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调制度轮廓术采用条纹投影和成像共轴的系统结构，将被测物体的高度信息编码在条纹的模糊程度中，无需相位展开，能有效避免阴影、遮挡和相位不连续等问题，可完成对复杂物体的面形测量。在实际测量中，由于CCD探测器光电响应的非线性，高次频的引入将直接影响调制度分布的提取，从而降低系统的测量精度。本文研究了小波变换在受到非线性因素影响下的条纹调制度提取的应用，从信号频域角度分析并详细推导了该方法提取条纹调制度的表达式。小波变换具有局部和多分辨率的特性，在进行条纹解调时，实质采用了最佳的加权滤波窗，可以有效减弱非线性因素对测量精度的影响，获得比傅里叶变换方法更好的重建效果，计算机模拟和实验验证了该结论的正确性。

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祁小勇   张威   余世文   叶兵   王爱华  

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C18000铜镍硅合金是新型的高性能铜合金，同时兼顾高强度和高导电性的特点，逐渐被广泛应用。本研究采用了万瓦光纤激光设备，对3mm厚的C18000铜合金板分别进行了激光焊接和激光填丝焊研究，重点分析了焊缝的组织、成分和力学性能。结果表明，C18000铜合金直接激光焊接形成的焊缝，出现了晶粒长大的现象，显微硬度降为90HV，焊缝强度仅为313MPa；采用ERNiCu-7焊丝进行激光填丝焊，焊缝内Ni含量自上而下分别达31%-10%，焊缝组织为单相固溶体，显微硬度提高到HV130-180，焊缝强度提高到391MPa，焊缝性能优于单激光焊接。

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曾凡菊   谭永前   余幼胜   张颂   韩伟超   杨永亮  

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利用Ag、Ce原子对锐钛矿相TiO2进行了替位掺杂，构建了Ag、Ce单掺杂及Ag-Ce共掺杂的锐钛矿相TiO2杂质体系，并采用第一性原理计算研究了掺杂体系的电子结构及光学吸收特性。结果表明： Ag-Ce共掺杂后Ag-4d电子轨道和O-2p电子轨道的共同作用引入了有利于电子跃迁的浅杂质能级；Ag-4d电子轨道和Ce-4f电子轨道的强相互作用使得禁带宽度减小，吸收光谱发生红移；Ce离子的引入有效地降低了杂质体系中电子-空穴对的复合速率，提高了体系的量子效率。因此，Ag-Ce共掺杂TiO2后既扩展了吸收光谱范围也提高了TiO2的量子效率，预测了Ag-Ce共掺杂可提高TiO2的光催化性能。

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师亚萍   刘缠牢  

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本文分析了光斑质心的探测误差，提出了一种提高哈特曼波前传感器光斑质心精度的算法，该算法采用与光斑匹配的探测窗口，并用插值法提高图像的分辨率，最后使用二阶矩算法进行质心位置计算。采用该算法对含有噪声的光斑图进行图像处理与计算，结果表明，该算法相对于传统算法在质心的探测精度上提高了约0.8倍，并给出了待测件的波前重构示意图。

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张学海   刘冲   梁超   孟凡健   李经民  

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基于激光诱导荧光检测技术的微流控系统广泛应用于生物化学检测领域。由于微流控系统中检测样本较少，诱导荧光强度较弱。为了增强检测系统中的荧光检测强度，本文设计并制作一种集成有微透镜阵列的微流控芯片。首先，采用热熔技术制备出直径变异系数为0.36%的8×8光刻胶微透镜模具。其次，采用软光刻工艺，制造集成有PDMS微透镜阵列的盖片，焦距均匀性误差为7%。再次，制造具有微通道的基片，并采用等离子键合技术封装盖片和基片。最后，将浓度为10 μmol/L的异硫氰酸荧光素酯(FITC)荧光染料溶液注入微流控芯片，使用荧光显微镜检测芯片的荧光强度。结果表明，相对无透镜处，透镜处的荧光强度增强约220%。微透镜阵列可以增强诱导荧光强度。

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张吉生   汪小超   李国扬   范薇   石志东  

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提出应用于激光脉冲高精度时间同步测量的技术方案。利用时间数字转换(TDC)技术，精确测量激光脉冲相对延时，测量精度可达<10ps(p-v)。为满足测量电路对脉冲宽度的要求，设计了针对短脉冲激光的电脉冲时间展宽模块，可以将百皮秒量级的电脉冲展宽至纳秒量级，引入时间抖动小于2ps(rms）。该测量方案实现了实时高精度时间同步测量，可以作为时间同步反馈补偿的实时监测使用。

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陈益沙   廖雷   李进延  

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光纤激光器的输出功率达到一定的阈值后，激光器中会出现模式不稳定效应，对激光器的输出功率和光束质量造成严重影响，这限制了大功率激光器在应用上的范围，因此研究大功率光纤激光器中的模式不稳定机理和抑制方法对光纤激光器输出功率的进一步提升具有重要意义。本文系统介绍了模式不稳定的机理并总结了一些模式不稳定的抑制方法。

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李屹磊   覃亚丽   毛盛益   杨斌   任宏亮  

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本文通过数值仿真研究了空间孤子在经过一个PT对称势垒之后的动态传播特性。仿真结果表明，空间孤子穿越势垒之后有一个横向的偏折。空间孤子偏折的角度与PT对称势垒的增益/损耗项、势垒的调制深度以及势垒的纵向宽度有关。其中PT对称势能中的增益/损耗项在空间孤子的动态特性中有重要的影响。此外，空间孤子在经过势垒之后会得到一个能量上的增益，而能量的增益大小与偏折角度有密切的关系。通过调整势垒的参数来控制偏折角度，这使其在光开关、光通信等众多领域有巨大的应用前景。

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胡凡   曹双迎   殷敏   陈小源   李东栋  

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叉指背接触（Interdigitated Back Contact，IBC）晶体硅太阳电池克服了传统硅太阳电池中栅线电极的遮光损失，具有优异的光电转换效率，因而受到广泛关注。目前，IBC晶硅太阳电池的研究重点主要在于优化背面掺杂区和金属电极图形结构、调控界面特性以及降低生产成本。本文对IBC晶硅太阳电池的结构参数进行优化研究，系统分析了硅片厚度，电池背面发射区、隔离区和背表面场的面积比以及发射区金属接触的分布和线宽对电池开路电压、短路电流密度、填充因子和光电转换效率的影响。结果表明，增大发射区面积占比和减小金属接触线宽，有利于提高电池转换效率。当电池硅片厚度为220 μm，背面发射区、隔离区和背表面场面积比为8:1:1，且发射区金属接触线为2个，总线宽为10 μm时，IBC电池光电转换效率为24.19%。

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王耿   周克辛   周虹  

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介绍了一种应变反馈式压电驱动光学偏转器。首先设计了压电光学偏转器的机械结构并介绍了其内部组成原理，通过在其内部集成了两个应变反馈式压电驱动器，来实现对镜面的驱动及其角位移检测。然后标定得出该偏转器的偏转精度为0.05′，并在此基础上进行了一系列开闭环实验进行性能检验。通过这些定位实验和跟踪实验得出：在开环条件下，30分钟的定位时间内出现了12.60%的蠕变，对变幅值三角波的偏转跟踪误差占偏转量程的13.70%；在闭环条件下， 蠕变基本得到消除可以实现较稳定的定位效果，对变幅值三角波的偏转跟踪误差为占偏转量程的4.31%；从而证明了所设计的压电光学偏转器结构合理，性能稳定，闭环工作时具有较好的工程应用价值。

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蔡强   方云团  

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为了设计宽角度高吸收的电磁波吸收器件，我们基于石墨烯超材料，设计了级联的层状结构。根据超材料的特殊属性推导传输矩阵公式，并利用它计算设计结构的传输特性。结果发现，通过调节结构参数，在保持高吸收率的条件下，可以实现宽角度的吸收带宽。吸收带宽与级联层数有关，但层数达到某个特定的值时吸收带宽趋于饱和。

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陈涛   张超杰   许川佩  

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利用太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术对手性异构体D-酒石酸和外消旋体DL-酒石酸进行测量，得到两种异构体在THz波段的特征吸收峰，发现它们吸收光谱之间的差异十分明显。利用量子化学软件中密度泛函理论（DFT）对酒石酸两种异构体的单分子和晶胞进行理论模拟计算，得到酒石酸两种异构体模拟结果的吸收峰，并对吸收峰进行指认，实验所测的结果与理论计算的结果对应的吸收峰位置基本吻合，通过对吸收峰的指认，深入分析出该类物质的异构体在THz波段吸收峰形成的机理。结果表明，THz-TDS技术可以鉴别酒石酸手性异构体及其外消旋体之间的微小差异，为手性物质的检测和识别提供了一种有效的方法。

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丁少闻   张小虎   于起峰   杨夏  

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三维重建是目前发展最迅速、应用最广泛的技术之一。从广义角度出发，任何获取目标三维信息的手段都可被称为三维重建。利用三维重建数据可对目标的三维参数进行测量。目前基于三维重建的测量方法众多，由于接触式测量存在诸多问题，如何依据不同的实际需求和条件选择合适的非接触式测量方法，是获得所需三维测量数据的关键。本文从原理分析出发，对各种非接触式重建测量方法进行系统分类。在实际测量任务中可依据精度需求、环境约束、参数种类、成本控制等因素选择合适的非接触式三维重建测量方法。

       PDF全文 (下载：17)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第7期 pp.070003      

马健   余海湖   熊家国   郑羽  

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光子晶体光纤具有许多不同于普通光纤的特性，将光子晶体光纤应用于传感领域近年来一直是研究热点。对光子晶体光纤的基本结构、导光原理及制备方法进行介绍，对干涉型、光栅型、吸收型、荧光型、表面等离子体共振型及拉曼散射型等六种光子晶体光纤传感器的原理和近年来国内外研究进展进行概述，对各自应用领域和优缺点进行分析，并对光子晶体光纤传感器的发展趋势进行展望。

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陈剑彪   孙华燕   赵延仲  

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开展空中目标激光雷达一维距离像成像仿真研究，是进行激光雷达一维距离像目标识别应用研究的基础，具有重要的研究意义。主要介绍了目标激光雷达一维距离像回波模型，分析了影响探测系统性能的因素，建立了空中目标一维距离像仿真模型和流程，给出了仿真实例及结果分析，针对目标一维距离像特性开展了原理性实验验证，分析了影响目标分辨效果的因素。所研究内容可为下一步研究目标一维距离像特性用于目标识别提供参考。

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李建华   张郁天   伊煊   闫朝宁   张龙龙  

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激光器在金属表面标刻的控制参数多，参数对图像质量影响大。本文采用脉冲光钎激光在铝锭（牌号AL99.70）表面标刻二维码图像，建立了工艺参数与图像灰度值之间的优化计算模型：首先，分析了激光加工相关参数的交互作用，对工艺参数进行了简化整合；其次，对简化后的参数进行单因素试验，分析了标刻图像灰度值分布及变化规律并得到合理参数范围；最后，基于单因素试验结论建立了工艺参数与灰度值之间的多元非线性回归数学模型，利用多因素正交试验数据和免疫克隆算法对模型参数进行了拟合。验证试验结果证明了模型的有效性，为铝锭表面实现激光二维码标刻技术提供了理论基础。

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范新坤   张磊   佟首峰   宋延嵩   江伦  

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为了分析天空背景光对空间激光通信系统的影响情况，同时为通信链路总体方案设计提供相应的参考数据，建立天空背景光噪声模型并进行理论分析和仿真研究。仿真结果表明：天空背景光会引起粗、精跟踪单元所使用探测器的信噪比下降，导致跟踪精度降低，同时使通信系统的误码率增加。根据系统的性能指标，合理的选择通信波长，采用小口径、窄带宽的光学系统，选择最优的天顶角和通信时段，有效降低天空背景光对系统性能的影响，满足通信链路的任务要求。

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谢检来   郝永芹   王志伟   王霞   晏长岭   刘国军   马晓辉   李杨   岳光礼   张昕  

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研究了一种2μm波段GaSb基亚波长光栅反射镜，讨论了光栅的各参数对反射谱的影响。对于中心波长2.0μm的TM模式，反射镜具有宽带宽和极高的反射率，高反射带宽与中心波长之比Δλ/λ>26%（R>99%），其中在波长1.895μm～2.08μm反射率达到99.9%以上，带宽达到了185nm，同时TE模的反射率低于VCSEL的激射条件（R<95%）。由于该结构的各个参数所允许的制作容差较大，它将更有利于在VCSEL上的单片集成。

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侯春萍   马彤彤   岳广辉   冯丹丹   刘月  

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混合失真图像质量评价是图像质量评价领域的重点和难点，基于高阶相位一致性，本文提出了一种混合失真无参考图像质量评价方法。首先，计算高阶相位一致性用于捕捉图像结构信息，应用灰度共生矩阵提取了4阶相位一致性图像的统计特征；然后，在分析相邻阶相位一致性的相关性及相邻阶相位一致性局部熵的相关性的基础上，分别计算了相邻阶相位一致性及其局部熵的互信息和交叉熵；最后，利用支持向量回归机建立回归模型并进行质量预测。在MLIVE和MDID2013数据库上的实验结果表明，该方法的评价结果与人类主观评价具有很高的一致性，其性能明显高于当今主流的全参考和无参考图像质量评价方法。

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肖虎   李瑞显   冷进勇   陈子伦   何加威   肖亮   许将明   吴坚   周朴   刘泽金  

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基于自主设计研制的1018nm光纤激光器和7×1功率合束器实现了高功率、高亮度的1018nm激光输出。输出激光总功率为2240W，合束器和端帽的总体透过率>99%，输出激光的M2因子为5.47。

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孙云娟   陈洪涛  

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为了提升电路板红外成像增强的效果，采用碟形宇宙算法。首先建立碟形宇宙拓扑结构以及宇宙间信息流过程，多宇宙之间信息流移民策略使各个宇宙链路之间进行双向移民；接着通过自适应非完全Beta函数对电路板红外图像的不同灰度段划分增强，电路板红外图像增强质量评价函数作为碟形宇宙算法的适应度函数；最后给出了算法流程。实验仿真显示本文算法对电路板红外成像增强结果清晰，在检测性能分析中图像信息二维熵、对比度测量指标较优。

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黄平奖   王晓峰   李琦   张紫辰   潘岭峰  

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本文主要介绍了AlN陶瓷激光金属化的进展及金属化过程中遇到的问题以及主要解决方法。激光金属化是利用激光的热效应使得AlN表面发生热分解，直接生成金属导电层，其具有成本低、效率高、设备维护简单等优点。目前，AlN陶瓷激光金属化过程中的主要问题是激光金属化的金属导线存在以下问题，如：金属化层疏松、金属粘附性不强，金属表面发生微结构裂变等。而影响金属线品质的主要因素有激光器、光束类型、工艺参数选取等。因此，文章进一步介绍了激光器、光束质量、工艺参数等的优化方法，并简单的介绍了AlN陶瓷金属化的应用，对AlN陶瓷激光金属化在未来的应用与发展进行了展望。

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王书涛   张彩霞   王志芳   张强   马晓晴   郑亚南  

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对羟基苯甲酸甲酯钠作为防腐剂，长期或超量使用会对人体产生伤害。本文采用FS920荧光光谱仪对对羟基苯甲酸甲酯钠橙汁溶液和水溶液进行检测，从实验结果可以看出两者的特征峰发生了明显的变化。经分析得出，主要是受到橙汁荧光特性干扰。分析不同浓度的混合溶液存在一定性差距，荧光相对强度与物质浓度关系复杂。因此为了准确地检测对羟基苯甲酸甲酯钠橙汁溶液中对羟基苯甲酸甲酯钠的含量，本文结合荧光光谱法与最小二乘支持向量机，建立橙汁溶液中对羟基苯甲酸甲酯钠的检测模型，其中正则化参数和核函数采用改进的粒子群优化算法得到。实验获得了比较的好的结果，与普通BP神经网络和基本粒子群寻参的最小二乘支持向量机比较，该方法是最优的，平均回收率为97.05%，平均相对误差为2.71%，均方根误差为3.04%。模型的输出与真实值相关系数是0.9999，此方法在一定程度上可以作为橙汁中对羟基苯甲酸甲酯钠的精确检测方法。

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顾伟   皮孝东   杨德仁  

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量子点发光二极管中由于电荷传输层材料能带和迁移率的差异，不可避免地会存在电荷注入不平衡的问题。为了制备电荷注入尽可能平衡的高性能的量子点发光二极管，界面调控是最常用的手段。本文结合量子点发光二极管的结构，分别从阳极界面调控、阴极界面调控和两相界面调控三个方面综述了近年来量子点发光二极管的界面调控研究进展，重点介绍了常见的两相界面调控方法，分析了界面调控机理及其对量子点发光二极管性能的影响。最后，指出了量子点发光二极管目前尚存在的问题，并展望了其未来的发展趋势。

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孙喜博   朱启华   刘兰琴   黄晚晴   张颖   王文义   耿远超  

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涡旋光束作为一种具有特殊空间结构的光束，在光通讯、光与物质相互作用、激光加工等领域具有广阔的应用前景，尤其是相对论涡旋光束对揭示极端强场条件下的原子物理新现象、新效应等具有重要的意义，同时有望为控制物理系统带来新的方法，从而拓展现存的应用并带来新的应用前景。通过对近年来国内外高功率涡旋光束的主要产生方法的研究进展进行调研，对每种方法的原理进行了简要的介绍，并对各个方法的优势与不足进行了对比分析，针对个别问题，提出了相应的改进设想。

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高航   薛凌云  

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摘要 LED太阳光模拟器的设计需要对LED光谱建立精度高且稳定性好的数学模型。针对LED光谱数学模型非线性的特点，提出一种经改进遗传算法（GA）优化的BP神经网络对LED光谱模型进行辨识。通过改进遗传算法的算子，提高算法收敛效果和辨识精度，利用改进遗传算法对BP神经网络初始权值阈值进行优化，用于建立可靠的LED光谱模型。选取不同驱动电流条件下的白、红色LED光谱进行实验验证，实验结果表明该算法拟合的LED光谱模型与实际测量光谱分布非常接近，相比其他模型精度更高，普适性好。

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曲正   佟首峰   董岩   于笑楠   张敏  

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摘要 针对地球同步中继卫星(GEO)对地激光通信设计了一种包含多重闭合回路的伺服跟踪系统，分析论述了跟踪算法的数学模型以及用于光斑脱靶量补偿的带执行器限位比例积分微分(PID)控制算法，介绍了星地链路激光通信跟踪系统中伺服闭环控制系统的组成架构、各执行模块的性能指标和工作模式，说明了伺服闭环系统和光闭环的工作原理，根据所设计的脱靶量提取算法和误差补偿算法分别在图像处理模块和下位机执行模块中编写了光闭环跟踪程序。对整个系统进行静、动态环境下微弱信标光跟踪实验测试，最终获得动态环境下±20μrad(3σ)、静态环境下±7.5μrad(3σ)的跟踪精度，实验结果验证了本文设计的跟踪回路的可行性及良好的操作性，同时实验结果表明了该跟踪系统具有较高的跟踪精度。对系统进行多次工作测试，保证了系统的可靠性。

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聂方彦   李建奇   张平凤   屠添翼  

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工业实践中，图像成像环境恶劣且难以控制，导致图像复杂。要对复杂成像条件下的图像实施分割并不容易，针对这一问题，结合信息论中的Tsallis相对熵与高斯分布提出一种新的图像阈值分割。在提出方法中，运用高斯分布拟合分割后图像直方图分布信息，将Tsallis相对熵做为分割前后图像直方图信息损失的度量工具。在对图像实施分割时，通过在图像灰度级范围内最小化定义的准则函数获取最佳分割阈值。最后将提出方法与多种已有方法进行了对比，并给出了这些方法在工业无损检测及合成孔径雷达图像上的分割实验。结果表明，提出方法获得的结果视觉效果好，分割精度高、误差小而且算法计算耗时较少，因此具有较好的应用推广前景。

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潘爱琼   张辉   王泽敏  

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建立了激光熔池横截面的几何关系，根据激光快速成形柱状晶向等轴晶转变的CET图得出了选区激光熔化（SLM）镍基单晶高温合金的凝固条件与显微组织关系，在SRR99单晶基板的（100）晶面上沿[001]方向进行沉积实验，并将试样在光学显微镜（OM）及环境扫描电子显微镜（ESEM）下进行组织观察。结果表明，当激光功率P=160W，铺粉层厚t=20um，扫描速度时，凝固速度Vs与激光扫描速度Vb 的夹角最小值为，预测出激光熔池组织仅由熔池底部向顶部生长的[001]枝晶区和熔池两侧的[010]枝晶区两部分组成，实验结果与理论分析相吻合，且层间形成了良好的冶金结合，基层的取向得到了延续。

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李新梦   江厚满   张天宇  

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在激光破坏机理研究中，经常关注材料对入射激光的反射率随辐照面温度的变化规律。利用基于积分球法的反射率测量系统，测量了915nm激光辐照下45#钢对3.8μm探针光的反射率的变化。根据红外热像仪记录的灰度变化和辐射系数的变化，确定了探针光辐照区的温度变化，与后表面中心处热电偶的测温曲线基本相符。结果表明，加热过程中，温度低于350℃时，反射率随温度上升缓慢下降；温度大于350℃时，反射率快速下降；停止加热后，随着温度降低，反射率缓慢回升。认为反射率的快速下降是高温下样品表面快速氧化导致的；反射率随温度缓慢变化的原因是电导率随温度的变化。

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李平雪   张月  

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980 nm 掺镱光纤激光器因为其不仅可以泵浦掺铒、掺镱光纤实现高功率激光输出，而且其本身还可以通过晶体倍频得到490 nm 波段的蓝绿光，受到了人们的广泛关注并成为研究热点。从三种工作模式（连续光纤振荡器、脉冲光纤振荡器、光纤放大器）出发，对国内外相关研究成果进行综述，简单介绍其实验进展，并对980 nm 光纤激光器的发展进行展望。

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唐帆   王丹   郭震宁  

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为了提高LED的散热性能，本文基于烟囱效应原理，设计了一种特殊的直筒式烟囱结构的LED冷却用散热器。其构形简单，大幅度降低加工成本，散热效果却明显增强。通过Solidworks构建三维模型，利用其插件Flow Simulation对构建的模型进行热仿真。研究了不同烟囱高度、通风口形状和大小对烟囱效应散热效果的影响。研究表明：烟囱效应有效地提高了散热器的对流散热性能。在烟囱高度为50 mm，通风口等效直径为8 mm，通风口形状为梯形时，LED最高温度为61.60 ℃，比优化前降低了6.54 ℃。与传统翅片散热器对比，LED温度降低了7.37 ℃。经过实验验证，4个监测点的实际温度与仿真所得温度的平均误差为4.0%，在允许范围内，验证了以上研究的正确性。所设计的散热器，可以很好地满足自然对流条件下LED的工作要求。

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孔真真   崔碧峰   黄欣竹   李莎   房天啸   郝帅  

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电流的侧向限制对半导体激光器具有重要意义，在半导体激光器有源区加入侧向限制结构一方面可以实现侧向限制，另一方面可以在一定范围内降低阈值电流密度。但是常规的侧向限制方法无论采用侧向波导结构或者浅隔离槽结构都无法高效地抑制电流的侧向扩展。设计新型的深隔离槽结构，利用Comsol软件仿真模拟侧向限制，发现刻蚀深度超过外延层的深隔离槽结构对于提高电流的注入效率作用显著。在工艺中利用反应耦合等离子体刻蚀在距离脊型台两侧100 μm的位置刻蚀深度为4 μm的深隔离槽。实验结果发现，工作电流为5 A时，腔长4 mm具有深隔离槽结构的半导体激光器芯片输出功率为 3.6 W，阈值电流为0.3 A,阈值电流密度为78.95 A/cm2。表明新型深隔离槽结构可以有效抑制电流的侧向扩展。

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刘乐乐   周治平  

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为了保证智能手机安全性，提出一种多传感器信息融合的手机用户身份认证方法。首先从姿态角变化、运动幅度以及旋转程度等方面提取信号特征，然后分别以3类单特征的DTW识别结果作为独立证据构造基本概率分配函数，进而采用DS证据理论对其进行融合。为改善证据间出现的冲突，避免其影响融合效果，引入加权证据方法。通过计算各证据之间的相似性来衡量证据间的冲突程度进而确定各证据的可信度，并且对各证据进行加权修正以降低可信度小的证据对融合结果的影响，最后根据融合结果做出决策。仿真结果表明，该算法性能优于对比算法，能有效对手机用户进行身份识别。

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杨德山   董丽丽   梁倩倩   李瑛   许文海  

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影响手提盘煤仪测量结果的误差因素有很多，这些误差共同存在且相互影响，因此确定各误差因素对体积误差的影响大小，降低和抑制主要误差因素带来的误差影响，对提高盘煤仪的测量精度具有重要意义。本文通过数据仿真的方法，仿真理想情况下手提盘煤仪的激光测距数据，姿态数据和定位数据，然后根据目前实际情况确定各误差因素参数，并将其依次带入仿真数据计算体积，比较仿真堆体的理论计算体积和带入误差后的仿真体积，得出该误差因素对体积结果的影响，并分析了该因素对误差产生的机理，最后比较了各误差因素的影响大小，为手提盘煤仪对重要误差因素的抑制和补偿提供了理论依据。

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李斌   唐金龙   于文豪   陈莫   鲜浩  

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下一代大口径望远镜有两个特点：（1）主镜是通过拼接而组成且通过主动光学来控制它们之间的piston（平移）、tilt/tip（倾斜）误差，（2）采用自适应光学来校正大气湍流。因此分析拼接误差对拼接镜像质影响，对下一代望远镜发展有重要意义。本文通过理论及数值仿真分析了拼接式主镜中平移（piston）、倾斜误差（tilt/tip）以及边缘误差对拼接镜成像质量的影响，通过理论与仿真分析可得：拼接镜平移误差与倾斜误差对拼接镜成像质量影响相互独立，边缘误差对拼接镜像质的影响较小。

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李小海   薛贝贝   王淑铭   张霞   黄德臣   史立秋  

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为了制作复杂结构的金属微小型腔，采用光纤激光表面改性技术和微细电解加工技术相结合，在不锈钢表面加工复杂微细型腔等微小零件。利用光纤激光在304不锈钢表面打标加热扫描，打标过程中在304不锈钢表面通过加热和熔凝，会在不锈钢表面生成氧化物薄层和相变，形成耐腐性掩膜层图案。再利用微细电解加工，利用掩膜耐腐蚀保护特性，实现定域加工微小型腔。研制激光掩膜微细电解复合加工装置，规划合理激光扫描路径对304不锈钢表面掩膜化处理，再利用钝化电解液和高频脉冲电源，电解加工典型结构微小型腔，证实了光纤激光掩膜微细电解加工的可行性。

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周婷   王同标   廖清华   刘江涛   于天宝   刘念华  

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本文研究了具有周期性孔阵列的金属结构表面附近的电磁局域态密度，详细讨论了孔的填充因子和孔内填充介质对电磁局域态密度的影响. 相对于金属平板附近的电磁局域态密度，具有孔阵列的金属表面附近的局域态密度的共振峰会发生分裂. 并且随着填充因子的增加，来自于横向金属等离激元贡献的共振峰会向低频方向移动，而来自于纵向表面等离激元贡献的共振峰会向高频方向移动. 此外，孔内填充更大介电常数的材料时，局域态密度谱中分裂的两个峰都会向低频方向移动，但低频处峰的移动相对于高频峰的移动更为显著. 本文的研究结果不仅对主动调控电磁局域态密度有一定的帮助，而且对于纳米尺度的近场热辐射研究具有很好的应用价值.

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袁峰   何亚柏   姚路   阚瑞峰  

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可调谐半导体吸收光谱技术(TDLAS)因其响应速度快、灵敏度高、非接触等优点被广泛应用于工业、环境、飞机发动机流场等领域的气体浓度、温度、流速等信息的检测。基于FPGA设计的波长调制解调系统能够显著提高整个系统的数据采集与处理速度，从而能够提高系统的响应速度和时间分辨率，拓展其应用场合。本文介绍了波长调制光谱技术的检测原理，分析了传统的基于FPGA的波长调制解调算法及其优缺点，进而提出了一种基于CORDIC原理的新的FPGA波长调制解调算法。介绍了新型算法的原理和基于FPGA的实现过程，总结其相对于传统算法在精度、资源占用、耗时等方面的优势。最后给出新型算法程序综合和仿真结果，通过和理论对比验证了算法的准确性，并且比较了两种算法的计算精度和综合后的资源占用。

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王志章   任瑞敏   夏梦   夏勇   尹亚玲   印建平  

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本文提出采用双非线性ZnSe晶体将高斯光束整形成局域空心光束的新方案，根据惠更斯－菲涅尔衍射理论，计算了不同厚度的ZnSe晶体和不同束腰半径的高斯光束条件下产生的局域空心光束的强度分布和暗斑尺寸。计算结果表明，该方案产生的局域空心光束强度分布为空心椭球体，在传播方向上的二维强度分布沿中心对称。我们理论上数值计算了产生的局域空心光束暗斑的纵横比DSSl/DSSt，发现纵横比会随入射高斯光束的束腰半径增大而线性增大。该方案设计简单、固化、便于集成，局域空心光束参数可以灵活调节，可用于一些较大尺寸原子分子、生物分子、介质粒子等的光学非接触式囚禁与操控。

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何峰   周亚同   赵翔宇   王帅   张忠伟  

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光学玻璃由于其生产工艺，造成光学玻璃基料形状不规则，且受切割工艺影响，每次切割造成的横截面形状及大小不确定，若凭人工经验对光学玻璃进行计重切割，误差较大、效率较低且安全性较差。针对上述问题，本文结合机器视觉构建了一套针对条形光学玻璃的自动计重切割设备，并为该设备设计了一套自动计重算法。计重算法中，高速工业相机采集到光学玻璃图像后，首先识别玻璃横截面位置特征，并对轮廓进行拟合，得出当前横截面的面积，然后结合伺服电机对玻璃的推进进给量，并对面积积分，计算出累计体积与质量大小。当满足切割条件，则对玻璃进行切割。经实验及工厂实际应用证明，该系统具有高精度、高效率以及高安全性等特性，实际切割误差在0.3g以内，该装置及算法能够高效、精确进行条形光学玻璃的自动计重切割。

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孙学斌   陈晓冬   肖禹泽   汪毅   郁道银  

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为了降低高效视频编码（HEVC）中的帧内编码计算复杂度，本文提出一种基于图像纹理特征的编码单元（CU）划分和预测模式选择算法。利用一种预处理算法来获得当前CU的纹理复杂度和方向。一方面，根据CU的纹理复杂度，自适应的跳过或终止部分CU划分，减少CU深度的遍历时间。纹理复杂度高的CU直接划分成四个子编码块，纹理复杂度低的CU将会终止划分。另一方面，根据预测单元（PU）的纹理方向，确定相应的候选模式集，通过粗模式决策算法（RMD）和率失真最优化算法（RDO）遍历这些候选模式选取最优模式。在最新的 HM16.7平台上的实验结果表明，本文算法相对于原始HEVC编码方法，在全I帧模式下编码时间平均减少53.66%，比特率上升约0.46%，PSNR下降0.05dB。

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何建梅   邱钧   刘畅  

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本文建本文通过分析特征点密度与物点聚焦程度的关系，建立基于特征点密度的聚焦测度。将融合特征点密度与边缘信息的聚焦测度，利用聚焦堆栈数据实现场景深度的估计与全聚焦成像。对于由边缘信息建立的聚焦测度在图像纹理区域存在不准确，该方法可以有效的弥补这一缺点。将刻画边缘信息的Sum-Modified-Laplacian（SML）方法与特征点密度函数相融合建立新的聚焦测度，用于三维场景重构，实现了场景深度估计和全聚焦成像算法。结果表明，新方法有效的剔除了SML在纹理区域估计错误的深度值，保留了SML在边缘区域的优势，得到了高精度的场景深度图及其全聚焦图像。

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黄宇翔   宋盛   徐卫明   胡以华  

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本文报道了一个实时数据采集的逆合成孔径激光雷达成像系统。该系统使用基于连续m序列相位调制的方案，采用功率2W的1550nm的激光对一个33.5m外的转动目标进行成像。距离多普勒域成像结果清晰地复现了目标特征。成像示例中，距离向分辨率和正交距离向分辨率分别为18cm和1.576kHz。

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蔡熠   徐青山  

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大气温度廓线是气候、气象以及大气辐射传输计算中重要的参数。中分辨率成像光谱仪（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer，MODIS）测量数据反演的产品在扫描带上约每500m×500m有一个温度廓线数据，垂直空间分辨率大约为1km。本文基于最优插值法，使用地面探空站点的月均数据对MODIS反演的大气廓线进行校正。在有地面站点的地区，校正后的结果与当天实时地面探空探测的廓线对比，平均误差和均方根误差均减少了10%以上。在没有地面探空站点的地区采用周围几个站点月均数据的加权平均对MODIS进行校正，与当天实时释放的探空气球数据对比，平均误差和均方根误差大大减小。

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王大鹏   庞香润   田石柱  

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研究了长标距FBG传感技术，利用链式拓扑方法采集梁的动态响应,实现了车速、频率和振型等动态参数识别的目的。对单个FBG预加力后封装成传感器，扩展其标距测量范围。将跨度4米的T型钢筋混凝土梁等分为8个单元，在每个单元安装了标距为500mm、与中性轴平行的传感器，实现了对梁的整体监测。采用配重小车进行移动加载，基于时差定位法的原理，通过分析中心波长时程曲线，确定小车位置及所处时刻，实现了对车速的识别。采用激振器激励，使梁产生振动。长标距FBG传感器以及梁顶部布置的压电式加速度计采集梁的动态响应信号。通过频域分析方法，分别得到频率和振型。两者结果对比表明：链式拓扑方法可以实现频率和振型识别，但振型识别阶数与单个传感器标距长度有关。

       PDF全文 (下载：1)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第7期 pp.070602      

代虎  

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偏振成像技术由于其在遥感遥测和混乱背景成像中的出色表现，越来越受到关注，并在多个应用领域发挥着重要作用。针对传统偏振成像方式存在的一系列问题和缺陷，提出了新的基于信号调制解调理论的偏振测量理论，并根据此理论提出一种基于厚波片和光栅色散的偏振成像仪。该偏振成像仪具备高光谱全偏振成像的能力，能够实现高光谱成像与偏振成像的完美融合。最后，设计仿真实验验证了该偏振成像仪在理论上的正确性。

       PDF全文 (下载：3)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第6期 pp.062602      

崔权   陈忠云   张智红   骆清铭   付玲  

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双光子激发荧光显微是一种非线性光学显微技术,具有高的时间分辨率和空间分辨率、高的信噪比和固有的三维层析分辨能力等优点。传统的双光子显微一般采用波长可调谐的超短脉冲激光器作为光源。目前，已有更多的双光子显微成像方法被研究和开发，利用不同的光源及探测方法用于研究含有多种荧光团的生物组织样品。本文介绍和总结了多色双光子显微成像技术的近期研究进展及其在生物医学中的应用。首先介绍了传统飞秒激光器及光参量振荡器在多色成像中的应用；其次重点对光纤超连续谱在多色显微成像中的应用进行了分析；最后简要说明了增强自相位调制效应产生连续光谱以及选择性激发实现多色成像的工作。多色双光子成像技术不仅可以同时获取含有多种荧光团的待测样品的高对比度双光子图像，而且具有系统结构简单、操作简便、信息量大等优点，在生物医学和材料科学等领域具有广阔的应用前景，为生物医学诊断与研究提供了一种新颖有效的工具和平台。

       PDF全文 (下载：14)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第6期 pp.060002      

彭进   李俐群   张瑞珠   严大考  

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针对铝合金激光填丝焊，固态焊丝对激光能量的反射等问题，本文提出了基于电弧预熔丝的激光焊方法，焊丝送入熔池前，依靠较小的电弧能量预先熔化成液态，进而流入熔池中。研究了入射能量对焊丝送入过程的熔化以及焊缝成形的影响，进一步对焊接过程的工艺适应性进行分析。试验结果表明，当焊接过程的焊接电流较小时，焊丝能稳定的熔化、填充进熔池中，增大焊接电流有利于增大焊丝前端的熔化长度；增加激光功率对焊丝熔化量无影响。电弧预熔丝激光焊降低了焊缝气孔率，提高了对装配间隙的适应性。

       PDF全文 (下载：3)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第6期 pp.061404      

曲颖桐   李颖   关冉昀  

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藻类在环境监测、生物修复、食品、能源等领域有着不可替代的作用，引起了人类对藻类的关注。而激光拉曼光谱技术、激光诱导击穿光谱技术有着无需对样品进行预处理、对样品的破坏性小、多成分同时探测等优点，在多领域有着广泛的应用。本文介绍了近年来激光拉曼光谱技术和激光诱导击穿光谱技术在藻类中的研究进展，并对其发展前景进行了展望。

       PDF全文 (下载：3)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第6期 pp.060004      

李玉琴   孟长军   王学德   l罗思海   徐伟胜  

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采用激光冲击强化对316L不锈钢焊接接头表面进行了强化处理，利用扫描电镜分析了焊接接头表层的形态、结构，通过X射线应力仪测定了残余应力沿焊接接头表面的分布规律，通过电化学极化曲线测试评价了焊接接头的耐蚀性。实验结果表明：316L不锈钢焊接接头在4.42 GW/cm2的激光冲击下，腐蚀电流减小了22%，抗腐蚀性能提高，这是由于316L不锈钢焊接接头激光冲击后残余拉应力明显减小，降低了局部应力梯度，减小了表面的应力集中，提高了电极电位，阻碍了腐蚀介质向材料的扩散，同时在焊缝区形成约6μm后的剧烈塑性变形层，细化了基体晶粒，形成大量的滑移带和变形孪晶组织，延缓了应力腐蚀裂纹的扩展，提高了316L不锈钢焊接接头的抗应力腐蚀性能。, 采用激光冲击强化对316L不锈钢焊接接头表面进行了强化处理，利用扫描电镜分析了焊接接头表层的形态、结构，通过X射线应力仪测定了残余应力沿焊接接头表面的分布规律，通过电化学极化曲线测试评价了焊接接头的耐蚀性。实验结果表明：316L不锈钢焊接接头在4.42 GW/cm2的激光冲击下，腐蚀电流减小了22%，抗腐蚀性能提高，这是由于316L不锈钢焊接接头激光冲击后残余拉应力明显减小，降低了局部应力梯度，减小了表面的应力集中，提高了电极电位，阻碍了腐蚀介质向材料的扩散，同时在焊缝区形成约6μm后的剧烈塑性变形层，细化了基体晶粒，形成大量的滑移带和变形孪晶组织，延缓了应力腐蚀裂纹的扩展，提高了316L不锈钢焊接接头的抗应力腐蚀性能。, 采用激光冲击强化对316L不锈钢焊接接头表面进行了强化处理，利用扫描电镜分析了焊接接头表层的形态、结构，通过X射线应力仪测定了残余应力沿焊接接头表面的分布规律，通过电化学极化曲线测试评价了焊接接头的耐蚀性。实验结果表明：316L不锈钢焊接接头在4.42 GW/cm2的激光冲击下，腐蚀电流减小了22%，抗腐蚀性能提高，这是由于316L不锈钢焊接接头激光冲击后残余拉应力明显减小，降低了局部应力梯度，减小了表面的应力集中，提高了电极电位，阻碍了腐蚀介质向材料的扩散，同时在焊缝区形成约6μm后的剧烈塑性变形层，细化了基体晶粒，形成大量的滑移带和变形孪晶组织，延缓了应力腐蚀裂纹的扩展，提高了316L不锈钢焊接接头的抗应力腐蚀性能。

       PDF全文 (下载：1)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第6期 pp.061402      

再屯古丽·亚库普   塔西甫拉提?特依拜   伊力亚斯江·努尔买买提   买买提·沙吾提   阿不都艾尼?阿不力孜   阿卜杜萨拉木?阿布都加帕尔  

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土壤盐渍化是当今土地退化和荒漠化的主要形式之一，不仅严重制约农业发展，并且对生态环境和人类生存造成了威胁，是全球面临的重要环境问题。本研究以新疆于田绿洲为研究区，利用四极化PALSAR-2数据进行多种目标极化分解处理，获取相应的极化特征参数。通过目视判读选取噪声较少的11种极化参数作为最佳特征信息对SVM进行训练，并多种极化分解方法与Wishart最大似然法及支持向量机（Support vector machine, SVM）分类法相结合，提取研究区不同程度的盐渍化信息。经过目视判读和实地野外考察结合Landsat-8 OLI影像对分类结果进行定量分析和验证。计算混淆矩阵对比分析可知， SVM和Wishart方法的分类精度分别为94.68%、85.90%， Kappa系数分别为0.92、0.78，总精度提高了8.78%，Kappa系数提高了0.14。结果表明，单独的相干分解不能充分挖掘PALSAR-2数据包含的丰富信息，将目标极化分解参数用于特征信息分类处理，可以达到较好的分类效果。总之，利用全极化PALSAR-2数据，通过目标极化分解方法进行SVM分类提取盐渍化信息有一定的优势。

       PDF全文 (下载：3)        激光与光电子学进展 ，2017年第54卷第6期 pp.062803      

先永利   戴云   高椿明  

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