暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信技术重点实验室，广东 广州 510632
基于光纤中的瑞利、布里渊、拉曼等散射效应以及弱反射阵列的分布式光纤传感（DOFS）能够对光纤损耗、温度、应变、振动、声音等多种参量实现长距离、高空间分辨率的实时监测，受到了越来越多的关注，具有非常广阔的应用。在DOFS中使用编码脉冲序列增加DOFS的信号能量，是提高传感性能的一个重要技术途径。因此，编码技术的应用一直是DOFS研究的一个重要领域。综述了DOFS中编码技术的研究进展，阐述了编码技术提高传感性能的技术原理，归纳了不同编码方案的设计和实现方法，分析了不同类型DOFS的技术特征及其相应的编码技术应用方法。最后，对DOFS中的编码技术的发展进行了展望。
传感器 分布式光纤传感器 编码技术 光纤瑞利传感器 光纤布里渊传感器 光纤拉曼传感器 光纤弱光栅阵列传感器
粒子群优化算法具有良好的全局寻优能力，但也存在容易陷入局部极值、后期收敛速度慢、收敛精度低等问题。为此，首先优化了传统粒子群算法，将其简化并引入随机扰动，赋予粒子跳出局部极值的能力，提高算法的全局寻优性能。然后结合贪心算法并引入梯度下降法作为算法自动切换的判据，从而构造一种针对光子器件逆向设计的混合算法。相较于传统粒子群算法，该混合算法具有更优的全局寻优能力，并且提高了收敛速度和收敛精度，具备更高的设计效率。利用该混合算法逆向设计了一种1∶1分光器，在120 nm带宽内，输出端插入损耗介于0.125 dB ~0.197 dB，并具有可制造的鲁棒性。
集成光学 光学器件 逆向设计 粒子群算法 贪心算法 梯度下降法 分光器 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1113001
1 昆明理工大学国土资源工程学院, 云南 昆明 650093
2 云南省高校高原山区空间信息测绘技术应用工程研究中心, 云南 昆明 650093
高光谱遥感技术因为具有图谱合一的优势, 并且相较于传统多光谱遥感技术, 可以实现对目标的精确识别, 逐渐运用于地表植被的探测。 选择以滇中地区的竹林、 华山松、 杂木林这三类典型地表植被为研究对象, 基于机载高光谱影像数据, 通过对原始高光谱、 一阶微分处理光谱、 连续统去除处理光谱进行处理与对比分析, 获得滇中三类典型地表植被类型高光谱特征的初步探测认识。 主要结果包括: (1)基于对原始光谱特征分析得出, 三类典型地表植被的原始高光谱的最佳波段窗口出现在690~946 nm, 且在该波段范围内光谱反射率特征为竹林>华山松>杂木林; (2)运用一阶微分处理光谱特征分析得出, 利用光谱微分变换处理能够增强植被的光谱差异。 经过一阶微分处理后光谱的最佳波段窗口出现在670~774 nm, 在该波段范围内的一阶微分系数为竹林>华山松>杂木林。 且发现718 nm为三类植被的敏感波段, 即可用718 nm敏感特征波段区分开三类植被类型; 并且综合运用一阶微分光谱特征参数中的红边位置, 蓝边幅值、 黄边幅值、 红边幅值、 蓝边面积、 黄边面积和红边面积可以将三类植被类型进行区分; (3)最后基于连续统去除处理光谱特征分析得出, 连续统去除方法能够有效地增强植被光谱曲线反射和吸收的特征。 经过连续统去除处理后的光谱, 三类典型植被的最佳波段窗口在458~554和570~690 nm, 这两个波段范围内的连续统去除系数均为竹林>华山松>杂木林, 且发现502和674 nm为三类典型植被的敏感波段, 即可用此特征综合区分三类植被类型。 该研究结果有助于对滇中森林植被精细判别提供技术方法, 同时, 为今后发展天-地-空的高光谱影像数据一体化遥感植被精细分类提供技术支撑。
高光谱 植被 一阶微分 连续统去除 最佳波段窗口 Hyperspectrum Vegetation First derivative Continuum removal Optimum band window 光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3208
1 兰州交通大学 光电技术与智能控制教育部重点实验室, 甘肃 兰州 730070
2 兰州工业学院 土木工程学院, 甘肃 兰州 730050
3 兰州工业学院 电气工程学院, 甘肃 兰州 730050
钙钛矿薄膜形貌的控制是一个提高太阳能电池能量转换效率的关键问题, 而引入添加剂是解决这一问题的一种有效而简便的方法。利用聚丙烯腈(PNA)作为CH3NH3PbI3前驱体溶液溶剂添加剂, 通过其浓度可以调控钙钛矿薄膜结晶和表面的覆盖率。本文通过SEM、XRD以及UV-Vis研究了PNA掺杂CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜后的表面形貌、结晶度和光学性能的变化。结果表明, 通过添加少量的PNA可以优化钙钛矿薄膜的性能, 其强烈影响薄膜的结晶过程, 有助于形成均匀连续的薄膜, 减少针孔, 从而增强了钙钛矿层的覆盖率和光吸收。当PNA 的含量为1%(质量分数)时, 钙钛矿太阳能电池的各项性能最佳, 能量转换效率达到了8.38%。与未加PNA 的电池效率(1.31%) 相比, 提高了540%。这些结果表明, PNA可以有效调控钙钛矿薄膜的晶体生长和薄膜形貌, 在钙钛矿太阳能电池的大规模生产过程中是一种可以改善钙钛矿薄膜质量的有效添加剂。
聚丙烯腈 添加剂 晶体生长 钙钛矿太阳能电池 polyacrylonitrile additive crystal-growth perovskite solar cells
1 上海健康医学院 医疗器械学院,上海 200093
2 江西科技学院 继续教育学院,江西 南昌 330098
3 上海大学 精密机械工程系,上海 200072
提出了一种新的基于仿生鱼眼镜头模型的超大视场变焦仿生眼光学系统。该仿生眼应用可调光焦度器件能使光学系统更紧凑和不需要移动。鉴于鱼眼系统可以简化成反远物镜的原理,利用矩阵理论和变焦准则,研究了基于可调光焦度器件鱼眼镜头设计的一阶几何光学理论,得到了鱼眼系统前组和后组的光焦度控制方程; 进一步讨论了其光焦度的边界方程; 最后提供的仿生变焦鱼眼的视场角最大为164°,焦距从5~15 mm变化,成像质量达到系统要求。设计实例为其在智能监控、航天**、机器人系统等领域的应用提供了有益的探索。
可调光焦度器件 鱼眼镜头 变焦系统 仿生眼 variable-focus lens fisheye lens zoom system bionic eye 红外与激光工程
2016, 45(8): 0818004
1 上海健康医学院医疗器械学院, 上海 200093
2 上海大学精密机械工程系, 上海 200072
基于变焦原理的理论分析了变焦光学系统的发展过程，详细论述了各种变焦原理的优缺点和应用情况。归纳了可调光焦度器件的相关技术，总结了光焦度补偿系统设计当前的研究热点，提出了下一代变焦系统理论设计和未来发展的研究策略。
光学器件 机械补偿 光学补偿 光焦度补偿 可调光焦度器件 变焦系统 激光与光电子学进展
2016, 53(8): 080007
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 东北师范大学 数学与统计学院, 吉林 长春 130000
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 吉林市松花江中学, 吉林 吉林 132000
针对自适应光学系统非共光路像差检测中遇到的若干实际问题, 设计了基于多通道相位差异法的波前探测器, 用于在不对光路进行任何改变的前提下定量测量自适应光学系统的第一像面到成像相机之间的像差。与前人的双通道相位差异波前探测器相比, 该方法对波前具有更强的约束力, 从而能够对目标光源的形状容忍力更强, 理论上对波前求解的精度更高。将该方法应用于1.23 m口径自适应光学系统的非共光路的静态像差测量, 取得了良好的效果, 为光路装调带来了极大的方便。将测得的像差直接用于变形镜的初始偏置, 大大提高了成像质量。
相位差异 波前探测 自适应光学系统 非共光路检测 phase-diversity(PD) wave-front aberration detection adaptive optical system calibration of no-common path aberration
1 新疆大学离子束生物工程中心,乌鲁木齐 830008
2 新疆大学物理科学与技术学院,乌鲁木齐 830046
阐述了激光诱变技术的机理，介绍了激光诱变技术在农业育种、微生物育种和其他生物育种方面的应用成果，提出了激光诱变技术在生物育种应用中存在的问题并展望其发展方向。
激光诱变 机理 生物育种
1 新疆大学,离子束生物工程中心,新疆,乌鲁木齐,830046
2 新疆大学,物理系,新疆,乌鲁木齐,830046
阐述了激光诱变育种机理的研究进展,激光诱变在农作物、畜牧兽医、工业微生物育种上的应用及已取得的成果,并介绍了激光诱变育种的一般操作过程和激光诱变育种的研究前景.
激光 诱变育种 机理
1 新疆大学生命科学与技术学院,中国新疆,乌鲁木齐,830046
2 新疆中国彩棉(集团)股份有限公司,中国新疆,乌鲁木齐,830016
不同剂量低能氮离子注入彩色棉种子,发芽率随剂量增大呈现出马鞍形曲线;对M1代主要经济性状测定,铃重、衣分、马克隆值有明显变异,在12×1016 N+/cm2剂量下改良效果较好,但离子注入对纤维长度和纤维强度以负影响为主;处理组POD酶和CAT酶活性都较对照组增高.
N+注入 彩色棉 M1代变异 N~+implantation coloured cotton M 1 variation
