苏乐伟 1段存丽 1孙亮 2,*宋博 2[ ... ]王新伟 2,3,4
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所 光电系统实验室,北京 100083
2 中国科学院大学 材料与光电研究中心,北京 100049
3 西安工业大学 光电工程学院,陕西 西安 710021
4 中国科学院大学 电子电气与通信工程学院,北京 100049
水下光学成像技术对于海底资源勘测、海洋生态监测、水下搜索救援、水下考古等应用具有重要意义。相比传统水下摄像机,距离选通成像技术可以过滤选通切片外的后向散射噪声和环境背景噪声,实现高质量水下成像,但是在浑浊水体中仍然会受切片内后向散射噪声影响,导致成像距离缩短。对此,开展了光学偏振与距离选通成像结合的水下偏振选通成像技术研究,利用后向散射光良好的保偏性去除选通切片范围内的后向散射噪声,提升目标识别距离。通过理论仿真和实验研究,对比分析了不同水质下距离选通成像和偏振选通成像目标识别距离的差异。发现存在临界衰减系数c0:当水体衰减系数小于等于c0时,光学偏振对于提升距离选通成像工作距离无效果;当水体衰减系数大于c0时,偏振可提升距离选通成像工作距离。实验中还发现,目标反射率会影响临界衰减系数。该研究有利于不同水质下距离选通成像的优化应用。
水下光学成像 偏振距离选通成像 距离选通成像 偏振成像 信噪比 识别距离 underwater optical imaging polarized-range-gated imaging range-gated imaging polarization imaging signal-to-noise ratio recognition distance 
红外与激光工程
2024, 53(1): 20230372
周星宇 1,2,3,4孙亮 1,2,3,4潘俏 1,2,3,4吴绍龙 1,2,3,4[ ... ]李孝峰 1,2,3,4,**
作者单位
摘要
1 苏州大学光电科学与工程学院,江苏 苏州 215006
2 苏州大学苏州纳米科技协同创新中心,江苏 苏州 215006
3 苏州大学教育部现代光学技术重点实验室,江苏 苏州 215006
4 苏州大学江苏省先进光学制造技术重点实验室,江苏 苏州 215006
为解决目前激光测距接收光学系统存在的难点,即系统在具有充足进光量的同时又要保证其低制造成本和轻小型化,基于拉格朗日不变量理论分析设计了一种大相对孔径接收光学系统。系统采用6片式伽利略型标准球面镜,使用光敏面直径为0.5 mm的雪崩光电二极管(APD)探测回波光信号,优化后的系统入瞳直径为50 mm,相对孔径为1∶0.9,系统总长为114.9 mm,拉格朗日不变量为125 mrad·mm,获得了较为充足的进光量的同时满足低成本小型化要求。为降低杂散光的影响,进一步设计了遮光罩及镜筒栅栏结构。杂散光模拟追迹结果表明,系统在20°~85°离轴角视场外的杂散光抑制可以达到激光测距系统要求。在接收光学系统拉格朗日不变量为125 mrad·mm的前提下,激光测距系统的测距量程在加入光学系统后综合提升了21倍,表明该接收光学系统具有较大应用价值。
激光测距 光学设计 拉格朗日不变量 大相对孔径 杂散光分析 
激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0528001
孙亮 1,2,3,4周星宇 1,2,3,4吴绍龙 1,2,3,4曹国洋 1,2,3,4,*李孝峰 1,2,3,4,**
作者单位
摘要
1 苏州大学光电科学与工程学院,江苏 苏州 215006
2 苏州大学苏州纳米科技协同创新中心,江苏 苏州 215006
3 教育部现代光学技术重点实验室,江苏 苏州 215006
4 江苏省先进光学制造技术重点实验室,江苏 苏州 215006
在脉冲法激光测距系统中,由于电光/光电转换、目标物的位置及反射率变化,回波脉冲的幅值和脉宽通常会发生改变,导致直接使用固定阈值法时测距系统会产生较大的误差。虽然自动增益控制系统可以减少该误差,但当前大部分自动增益控制都是通过峰值保持电路测量回波脉冲的峰值,存在保持峰值衰减、不稳定、响应速度慢等问题。为此,本研究使用250 MHz高速模数转换模块采集回波脉冲的峰值,并在现场可编程逻辑门阵列内实现峰值保持与清零。与带有峰值保持电路的自动增益控制系统相比,该系统具有电路简单、电压峰值不会衰减、响应速度更快等优点。实验结果表明:设计的带有改进型自动增益控制的激光测距系统可以有效地把回波幅值控制在较小范围内(0.76~1.44 V),从而减小测量误差。
激光测距 脉冲展宽 自动增益控制 快速响应 
激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2112003
潘雨薇 1,2陈斐楠 1骆冬根 1,*孙亮 1[ ... ]洪津 1
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,安徽 合肥 230031
2 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥 230009
场景定标是大视场遥感器在轨替代定标的常用方法,具有定标频率高、无需同步测量的优点。冰雪场景通常使用格陵兰冰盖(75°S,123°E)和南极冰盖(73.375°N,40°W)作为目标,由于其海拔较高(通常大于2 km),故受到大气影响较小,能够得到数据质量较好的定标样本。此外,冰雪在可见光范围以内光谱较为平坦,因而比较方便借助于其他定标方法实现波段传递。基于对前人极地场景定标方法的研究,将冰雪场景的地表双向反射分布函数(BRDF)和大气参数代入辐射传输模型之后,对我国高分五号卫星大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)载荷的在轨辐射响应变化进行测试,得出的结论与沙漠场景和海洋场景的定标结果吻合度较高,且定标结果的离散度更小。所提方法可以对载荷在轨运行期间的探测数据提供长期监测、校正,并有助于业务化应用产品的质量提升。
在轨辐射定标 冰雪场景 辐射传输 地表双向反射分布函数模型 
光学学报
2023, 43(18): 1812005
杨振甲 1,2,*何猛 3吴杨 1史钰鹏 3[ ... ]张默 3,5
作者单位
摘要
1 中国水电基础局有限公司,天津 301700
2 天津市地基与基础工程企业重点实验室,天津 301700
3 河北工业大学土木与交通学院,天津 300401
4 智慧基础设施研究院,天津 300401
5 天津市装配式建筑与智能建造重点实验室,天津 300401
为实现河底淤泥的资源化处置,常采用水泥等胶凝材料固化淤泥提高承载力作为路基材料。传统固化材料能耗大、碳排放量高。为开发可持续性固化材料,本研究采用矿渣-粉煤灰二元地聚物固化淤泥,研究其力学性能及路用性能。通过研究Si/Al摩尔比、Na/Al摩尔比对地聚物凝结时间和抗压强度的影响规律,确定地聚物配合比设计。依据优化配合比固化淤泥,研究地聚物掺量、养护龄期对固化淤泥力学性能的影响,并对固化淤泥进行水稳性、加州承载比、干缩和温缩试验,以评估其路用性能;采用扫描电镜和X射线衍射等试验方法对固化淤泥进行微观分析,揭示其固化机制。试验结果表明,矿渣-粉煤灰基地聚物地质聚合产物为无定形地聚物凝胶、水化硅酸钙、水化铝酸钙等,增强了土颗粒之间的胶结并且填充了孔隙,提高了固化淤泥的力学性能和路用性能。研究结果为地聚物固化淤泥土工程应用提供了实验基础。
固化淤泥 矿渣-粉煤灰地聚物 无侧限抗压强度 水稳性 干缩性 温缩性 固化机理 路基材料 stabilized sludge slag-fly ash geopolymer unconfined compressive strength water stability dry shrinkage temperature shrinkage stabilization mechanism roadbed material 
硅酸盐通报
2022, 41(2): 693
向光峰 1,2,3,**孟炳寰 1,3,*李双 1,3韩琳 1,3[ ... ]洪津 1,3,***
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
高精度的质心定位是基于单平行光管与分离式二维转台的几何定标方法的关键,但仪器的相对响应差异会影响质心定位精度。因此,提出了一种基于相对响应校正的质心定位精度提升方法,可有效地提升质心定位精度,进而提升几何定标精度。基于多角度偏振成像仪的实验室几何定标实验证明了所提方法的提升效果。提升效果在大视场区域中更为显著,最大几何定标精度约为0.1 pixel。最终,基于所提质心定位精度提升方法在实验室中获得了高精度的多角度偏振成像仪几何模型参数,模型拟合残差优于0.1 pixel。
几何光学 几何定标 多角度偏振成像仪 相对辐射校正 几何模型 
光学学报
2022, 42(12): 1208001
李扬 1,2骆冬根 1,*孙亮 1李双 1[ ... ]洪津 1
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院 安徽光学精密机械研究所,合肥 230031
2 中国科学技术大学,合肥 230026
3 安徽大学,合肥 230601
为了有效校正装配帧转移型面阵CCD的星载偏振相机成像时产生的拖尾,开展拖尾程度评价标准和校正方法的研究。基于装配转移型面阵CCD的多角度偏振成像仪工作原理,分析了拖尾的产生机制和暗行法校正模型的特点,建立了多角度偏振成像仪拍摄积分球的拖尾仿真模型。结合仿真模型提出用拖尾区域的灰度标准差和平均梯度作为图像拖尾程度的评价标准,并用多角度偏振成像仪进行了实验验证。根据评价标准提出了校正拖尾寻优算法,实验结果表明,该算法能够自适应找出当前实验环境下校正拖尾所需的最合适暗行数量,多角度偏振成像仪各通道校正后图像拖尾的灰度标准差百分比降幅为50.3%~89.9%,平均梯度百分比降幅为65.2%~74.0%。
帧转移型面阵CCD 多角度偏振成像仪 暗行法 拖尾 评价标准 寻优算法 Frame transfer CCD Directional polarization camera Dark line method Smearing Evaluation criteria Optimization algorithm 
光子学报
2022, 51(4): 0404001
贺晓阳 1,*刘泽 1孙亮 2梁静 1[ ... ]刘縯 1
作者单位
摘要
1 大连工业大学信息科学与工程学院, 辽宁 大连 116034
2 大连工业大学轻工与化学工程学院, 辽宁 大连 116034
LED光源具有高显色性、 高发光效率、 寿命长、 节能环保等优秀的性能, 目前很多服装店已经采用LED进行照明。 但服装店在选择照明方式上出现很多问题, 比如灯光不能再现服装的真实原貌, 消费者的氛围感知不强, 消费者购买欲望差。 以可调LED光源为基础, 针对服装店室内照明场合, 分别采用普通照明方式、 重点照明方式、 局部照明方式和混合照明方式, 设计了四种不同物理参量的光环境, 借助心理物理实验的语意差别量表法, 使用了36组词对组成了主观评价问卷调查表, 采用22名观察者模拟消费者(11名男性和11名女性), 对相应的四种照明环境的五种颜色服装(黑色、 蓝色的男装以及白色、 红色和黄色的女装)进行喜好度、 吸引度、 舒适度和色彩真实度的主观评价。 运用差异系数检验了主观评价数据的稳定性与准确性, 确定了数据真实有效。 采用主成分分析方法, 评估了相应的照明方式效果, 得到了评价服装店照明环境氛围的基本维度为活泼性(liveness)、 舒适度(coziness)和商业性(commercial), 通过单因素方差分析方法进一步判断得到活泼性为服装店最重要的基本维度。 另外, 分析了在四种LED照明光环境下, 服装颜色对观察者颜色感知的影响。 研究结果表明: 在服装店中, 普通照明方式由于与传统光源的照明效果相似, 消费者的各项评价指标普遍较低, 因此普通照明方式不应在服装店中单独使用; 对于黑色、 蓝色的男装和红色的女装, 混合照明方式比其他照明方式更适合, 产生的照明效果更能吸引消费者的注意; 对于黄色的女装, 采用局部照明方式的效果更受消费者喜爱, 但是消费者对照明环境采用局部照明方式下的蓝色男装的评价指标很低, 所以对于服装店的蓝色服装应该避开使用局部照明方式; 对于白色的女装, 利用重点照明方式, 更能吸引消费者的注意。
LED光环境 服装颜色 因子分析 照明方式 色温 心理物理实验 LED lighting environment Clothing color Factor analysis Lighting method Color temperature psychophysical experiment 
光谱学与光谱分析
2022, 42(3): 884
姚萍萍 1,2涂碧海 1,2邹征宇 1,2许智龙 1,2[ ... ]洪津 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,安徽 合肥 230031
2 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽 合肥 230031
单粒子锁定效应容易引起星载遥感仪器产生故障。针对空间高能粒子辐射环境诱发的偏振遥感相机性能退化问题,利用高能重离子和皮秒脉冲激光对星载偏振成像仪选用的模拟前端信号处理器开展了试验研究,获得了此类器件的单粒子锁定特点,为工程设计及试验评估提供了参考。试验结果显示:偏振成像仪选用的模拟前端信号处理器对重离子诱发的单粒子锁定比较敏感,单粒子锁定LET阈值处于4.4~13.4 MeV·cm2·mg−1之间。针对模拟前端芯片LET阈值偏低的问题,提出了一种模拟供电端和数字供电端串联大功率防闩锁限流电阻和在轨定时开关机的设计方法。试验结果表明,该方法可有效避免器件单粒子锁定造成的器件过流烧毁及仪器失效等故障。研究结果可为星载偏振相机用模拟前端信号处理器抗辐射加固设计和单粒子地面模拟实验方法的建立提供技术基础与保障。
偏振成像仪 高能粒子 脉冲激光 单粒子锁定 模拟前端 directional polarimetric camera high-energy particles pulsed laser single event latch-up analog front end 
红外与激光工程
2022, 51(3): 20210226
向光峰 1,2,3,**孟炳寰 1,3,*黄禅 1,2,3李双 1,3[ ... ]洪津 1,3,***
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
为提高多角度偏振成像仪(DPC)的实验室几何定标精度,分析了平行光管发散角对像点定位精度的影响,建立了误差模型,并通过改进几何模型参数拟合时的目标方程来校正像点定位误差。对比验证实验结果表明,所提方法提升了基于平行光管的几何定标方法的定标精度,在视场角较大时提升效果更明显,当平行光管发散角为2°且入射视场角50°时,定标精度至少提升0.15 pixel。高精度的实验室几何定标将为DPC实现在轨高精度地理定位,多角度、多光谱及偏振图像配准提供精确的初始几何参数。
几何光学 几何定标 误差分析 平行光管 多角度偏振成像仪 
光学学报
2021, 41(24): 2408002

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!