Author Affiliations
Abstract
1 School of Artificial Intelligence, Optics and Electronics (iOPEN), Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China
2 Institute of Optics and Quantum Electronics, Abbe Center of Photonics, Friedrich Schiller University, 07743 Jena, Germany
3 Helmholtz Institute Jena, 07743 Jena, Germany
In this study, we propose an underwater ghost-imaging scheme using a modulation pattern combining offset-position pseudo-Bessel-ring (OPBR) and random binary (RB) speckle pattern illumination. We design the experiments based on modulation rules to order the OPBR speckle patterns. We retrieve ghost images by OPBR beam with different modulation speckle sizes. The obtained ghost images have a better contrast-to-noise rate compared to RB beam ghost imaging under the same conditions. We verify the results both in the experiment and simulation. In addition, we also check the image quality at different turbidities. Furthermore, we demonstrate that the OPBR speckle pattern also provides better image quality in other objects. The proposed method promises wide applications in highly scattering media, atmosphere, turbid water, etc.
ghost imaging underwater Bessel speckle 
Chinese Optics Letters
2023, 21(8): 081101
作者单位
摘要
西安工业大学 光电工程学院, 西安 710021
为了测量液位在警戒值附近变化的情况, 采用新款光纤熔接机制作了一种基于锥形结构的长周期光纤光栅测量液位的光纤传感器, 对传感器进行了理论分析, 搭建了液位传感实验系统, 根据传感器对外界环境的折射率灵敏度, 测量浸没在液体中的光纤长度。结果表明, 在0 mm~12 mm的液位测量范围内, 光纤液位传感器的峰值波长灵敏度和透射功率灵敏度分别是0.700 nm/mm和1.377 dB/nm。该传感器对液位变化测量较为准确, 且采用刻栅方式可有效解决传统长周期光纤光栅中存在的非对称模耦合和偏振依赖性高等问题, 同时具有制作简单、成本低和应用前景广泛等优点。
光纤光学 光纤传感器 长周期光纤光栅 液位测量 光纤熔接机 fiber optics optical fiber sensor long period fiber grating level measurement optical fiber fusion machine 
激光技术
2023, 47(1): 41
作者单位
摘要
长春理工大学物理学院 吉林省光谱探测科学与技术重点实验室,吉林 长春 130022
痤疮是属于丙酸杆菌皮肤病脉的一种慢性炎症, 它危害着人体健康。虽然市面上存在痤疮识别手段, 但其仪器较大且费用昂贵, 目前尚无民用级别的痤疮识别系统投入使用。本文提出一种基于多光谱成像技术的面部痤疮识别方案, 即利用多光谱相机设备, 分别对面部正常与不同严重程度痤疮皮肤进行多光谱图像信息采集, 通过图像处理方法对采集的信息进行多光谱图像分析, 并通过光谱反演算法获取光谱信息。然后将反演出的正常和不同严重程度痤疮皮肤的反射率谱线, 与高精度光谱仪在同等实验条件下探测的谱线趋势进行对比。最后建立支持向量机(support vector machine, SVM)面部痤疮三度四级分类模型, 准确率为90%, 验证了基于多光谱成像技术对面部痤疮无创识别与分类的可行性。
多光谱成像 反射率谱 图像识别 图像二值化 痤疮识别 Multispectral imaging Reflectance spectrum Image identification Image processing 
光散射学报
2022, 34(3): 231
作者单位
摘要
1 南京航空航天大学, a.航空学院
2 南京航空航天大学, b.中小型无人机先进技术工信部重点实验室, 南京 210000
针对多无人机编队控制难题, 设计了一种基于虚拟长机与非线性视线导引律相结合的多机编队控制算法。将编队飞行过程分为航路飞行与航路切换两个阶段。在航路飞行阶段, 虚拟长机由非线性视线导引律生成参考点, 根据队形的几何位置生成实际编队飞机的期望参考点, 进而得到每架飞机保持编队队形所需的滚转角指令;在航路切换阶段, 虚拟长机采用圆弧飞行, 以虚拟长机作为编队飞机的期望参考点生成队形保持的滚转角指令。速度指令由虚拟飞机与编队飞机之间的距离误差得到。以某固定翼飞机的非线性仿真模型为基础, 设计典型“V”字队形, 通过数值仿真验证了多架飞机在航路飞行与航路切换阶段编队算法的可靠性与控制精度。
无人机 虚拟长机 非线性视线导引律 多机编队 UAV virtual lead aircraft nonlinear sight guidance law multi-aircraft formation 
电光与控制
2022, 29(10): 1
作者单位
摘要
长春理工大学 理学院 吉林省光谱探测科学与技术重点实验室, 吉林 长春 130022
文章在理论方面利用亚波长孔阵结构透射峰位关系公式, 针对光谱探测器件所需要的具备单峰窄带透射特性的介质-金属-介质的三层结构”双玻孔阵”结构模型的窄带单峰透射结果, 基于现有的加工工艺对较常出现的上沿过刻、孔底残留和孔底过刻三种实验误差进行了潜在失效模式分析, 与标准双玻孔阵模型对比结果, 分析得到加工误差对窄带单峰透射的各种影响及产生的机理。对利用双玻孔阵结构的异常透射原理对入射光进行选择性透过制备出的新型像素级滤光膜系的制备工艺有一定的指导意义。
近红外 双玻孔阵 带通滤光膜 表面等离激元 near infrared double glass hole array band pass filter surface plasmon 
光学技术
2022, 48(2): 184
作者单位
摘要
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
应用光谱方法测量生物组织成分时, 信号的拾取一般有两种方法: 透射法和反射法。 其中, 根据光纤测头与生物组织接触与否, 反射法分为接触和非接触两种形式。 接触测量时, 只有携带了组织信息的深层反射光进入测头, 但接触测量中压力、 温度等变化会导致测量条件的变化, 进而影响光谱数据的稳定性; 非接触测量时, 虽然克服了接触压力、 测头温度等对测量的干扰, 却会导致不携带光与组织相互作用信息的表面反射光进入测头, 由于表面反射光强度高且集中, 将会影响检测器的动态范围。 因此非接触测量的最大问题是如何有效地消除生物组织表面反射光的影响。 针对非接触测量中生物组织表面反射光的消除方法进行了系统研究, 对课题组之前提出的正交偏振法进行了理论和实验分析。 首先, 以不同被测物为对象, 研究了表面反射光的偏振态, 结果表明表面反射光的偏振度与表面粗糙度密切相关, 表面粗糙程度越小, 偏振度越高, 由此推断出, 经表面光滑的Intralipid溶液反射后的表面反射光具有保偏特性; 然后, 以Intralipid-20%溶液为被测对象, 对正交偏振法消除表面反射光的效果进行了研究, 实验结果显示正交偏振法可以消除97%以上的表面反射光; 最后, 比较分析单波长下不同源探距离处的接触和非接触式光谱测量曲线, 二者高度重合, 这一现象进一步说明了正交偏振法消除表面反射光的有效性。 该研究通过评价正交偏振法消除组织表面反射光的能力, 旨在消除接触式漫反射光谱检测中测量条件变化对测量的影响, 以期推动近红外无创光谱检测技术的进一步发展。
正交偏振 表面反射光 非接触测量 漫反射光谱 Cross-polarization Surface reflectance Non-contact measurement Diffuse reflectance spectra 
光谱学与光谱分析
2017, 37(11): 3520
李晨曦 1,2,*孙哲 2蒋景英 2刘蓉 1,2[ ... ]徐可欣 1,2
作者单位
摘要
1 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
近红外光谱技术在遥感监测领域中应用广泛, 针对典型地面目标物遥感监测识别需要, 提出了光谱主成分分析(PCA)与模糊聚类结合的分类识别方法, 提高了识别算法效率及准确性。 以四类典型地面目标物作为研究对象, 分别测量其在1 100~2 500 nm范围内漫反射光谱, 首先对漫反射光谱进行主成分分析, 得到代表光谱特征的主成分分量, 然后将其作为模糊聚类分析模型输入参数, 计算样品主成分集合之间贴合度, 最后利用择近原则对样品进行匹配分类。 结果表明, 主成分分析可以有效提取光谱特征并且降低数据维度, 结合基于择近原则的模糊分类方法, 可有效提高算法准确性与效率, 为遥感光谱在地面目标物识别应用提供了有益的参考。
近红外光谱 主成分分析 模糊聚类 Near-infrared spectrum Principle component analysis Fuzzy clustering 
光谱学与光谱分析
2017, 37(11): 3386
作者单位
摘要
1 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
在体组织光学参数测量是生物医学光子学研究重点, 不仅为人体成分无创检测、 光学成像、 光动力疗法等研究提供基础, 并且可以快速获取人体光学参数变化, 为临床诊断提供依据。 研究了利用单一源探距离漫反射光谱在体测量光学参数的测量系统与反构方法。 漫反射光谱测量系统由宽谱光源、 高分辨光纤光谱仪及光纤探头组成, 结构简单, 测量方便, 可准确快速测量样品漫反射光谱。 在光纤探头几何形状基础上, 研究了光纤收集及系统传递函数, 在此基础上对反构算法进行了校正。 光学参数反构算法中正向模型基于Monte Carlo以及神经网络方法, 适用光学参数范围大, 计算速度快; 逆向算法采用主成分分析与非线性建模拟合相结合的方法, 可抑制测量噪声影响。 在测量系统及反构算法基础上, 进行了组织仿体光学参数测量实验, 结果表明, 利用单一源探距离下漫反射谱, 可以较为准确获取吸收系数以及约化散射系数, 均方根误差分别达到4.58%以及7.92%。 为保证系统测量准确性, 测量波长范围应覆盖样品中所含吸收物质吸收峰范围。 所研究的在体组织光学参数测量方法为人体成分无创检测及测量条件变化获取提供了基础。
组织光学参数 漫反射光谱 光纤探头 单一源探距离 主成分分析 Tissue optical properties Diffuse reflectance spectrum Fiber optics Single source-detector Principal component analysis 
光谱学与光谱分析
2016, 36(5): 1532
王旭 1,2,*孙哲 1程光华 1
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
采用磷酸钛氧铷(RTP)电光偏转器作为调Q开关,实现了连续激光二极管(LD)端面抽运Nd:YVO4的激光调Q运转。实验研究了输出耦合镜透射率不同、重复频率不同时激光器调Q的输出特性。当输出耦合镜透射率为60%,在5 kHz重复频率运转时,获得了平均输出功率为1.22 W、脉冲宽度为1.0 ns、峰值功率为244 kW的调Q脉冲输出;当重复频率为20 kHz时,得到的平均输出功率为2.67 W,脉冲宽度为2.2 ns,峰值功率为60.7 kW,对应斜率效率为37%,光束质量因子M2x= 1.226,M2y=1.229。并使用磷酸钛氧钾(KTP)晶体对激光器输出的1064 nm激光进行了腔外倍频,获得了重复频率为20 kHz、平均输出功率为1.33 W的532 nm绿光输出,倍频效率为50%。
激光器 电光调Q 电光偏转器 窄脉宽 高重复频率 
中国激光
2016, 43(6): 0601007
王旭 1,2,*程光华 1孙哲 1
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
采用中心波长为940 nm的激光二极管泵浦,实现了Yb:YAG薄片的Cr4+:YAG被动调Q 激光输出.Yb:YAG薄片掺杂Yb3+离子浓度为10%,厚度为500 μm.理论上计算了Yb:YAG薄片在直接水冷方式与不同厚度SiC冷却方式下的温度分布.实验中采用厚度800 μm的SiC冷却方式,获得了最高功率2.8 W的1 030 nm连续激光输出,输出功率相比直接水冷方式提高了40%.通过Degnan理论优化了被动调Q晶体Cr4+:YAG的初始透过率和输出耦合镜,采用初始透过率为93%的Cr4+:YAG晶体和透过率为10%的输出耦合镜,在800 μm SiC冷却方式下,获得了平均输出功率1.95 W、单脉冲能量1.2 mJ、脉冲宽度74 ns、重复频率1.6 kHz的稳定调Q脉冲输出,斜效率为18.1%.光束质量因子M2x=1.622,M2y=1.616.
激光器 固体激光器 薄片激光器 被动调Q SiC 冷却 Lasers Solid state laser Thin disk laser Passively Q-switched SiC cooling Cr4+:YAG Cr4+:YAG Yb:YAG Yb:YAG 
光子学报
2016, 45(3): 0314009

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