1 西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
2 中国科学院西安光学精密机械研究所信息光子学研究室, 陕西 西安 710119
分析水中粒子对光的吸收及后向散射造成的图像退化的物理模型,提出一种基于非偏振光照明的水下偏振成像目标增强技术。该技术的优势在于非偏振光照明确保了目标反射光与杂散光始终存在偏振态差异;采用偏振角特征参量确保了杂散光光强估算的精确性。与基于线偏振光照明的水下偏振成像技术相比,其适用范围更广,图像恢复精度更高。实验结果表明,该方法能够提高水下图像的能见度与对比度,对比度至少提升100%,适用于不同材质目标、不同成像距离以及不同杂质、不同浑浊程度的水体环境,在水下成像领域具有潜在应用价值。
图像处理 偏振成像 图像增强 散射介质成像
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 信息光子学研究室,陕西 西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
偏振光学成像技术作为一种新型的光学成像技术, 通过对光波偏振特性的探测, 增加了信息的探测维度, 有利于全面、准确地获取目标的信息.文中阐述了偏振成像的探测方法, 典型偏振成像系统的分类；详细介绍了一种基于Stokes矢量方法的分孔径全偏振态同时探测的实时彩色偏振成像相机；利用该相机进行了全偏振度成像实验和偏振去雾成像实验.实验表明全偏振态同时探测偏振成像技术在提高成像探测距离、目标细节获取及恢复等方面具有一定优势, 能够为现代光学成像探测系统提供重要的技术补充.
偏振成像 全偏振态 同时探测 分孔径 polarimetric imaging full-polarization-state simultaneous detection division of aperture
1 中国科学院西安光学精密机械研究所信息光子学研究室， 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学， 北京 100049
偏振光学成像技术是一种新型的光学成像技术。通过对光波偏振特性的探测，可以获得其他成像技术难以获得的独特信息，有效地增加信息探测维度。近年来，偏振光学成像技术被证明了可应用于雾霾或其他散射介质中的去雾清晰成像中。随后，偏振光学成像去雾技术作为一个独立的研究分支发展起来，并取得了很多优秀的研究成果。主要介绍了偏振光学成像去雾技术的基本原理、实现途径与算法、国内外研究进展和发展现状。
成像系统 偏振成像 图像增强 散射介质成像
1 西安光学精密机械研究所 信息光子学研究室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
数字水印技术是一种新型的光信息加密技术，具有很强的伪装能力，但受到相位探测误差问题的限制，在信号还原过程中，传统的通过先求解相位后逆光路计算明文信息的方法并不具有实用性。迭代算法通过在频谱域和空间域施加有关约束，可有效实现对微弱信号的还原。结合数字水印技术和迭代算法的有关理论，提出了一种新的信息加密和还原技术，可以突破相位探测误差问题的限制。此外，该技术可以有效地隐藏和还原目标信息，对相位板的准确性要求高，使得信息难以被破解\.理论分析和仿真结果表明，平均均方误差在经过若干次迭代计算后，成功收敛，其还原系统具有高稳健性。该技术具有伪装能力强、恢复算法收敛快的优点，可广泛应用于个人身份伪装和信息识别等领域。
傅里叶光学 图像加密 数字水印 迭代法
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
传统的自由曲面透镜建模通常需要多个软件共同协作完成，其建模过程繁琐，且由于不同软件之间的不兼容会导致模型在导入光学仿真软件时出现微小形变。提出一种在光学仿真软件中利用Scheme语言直接进行快速建模的LED自由曲面透镜建模方法。根据光源辐射特性和需要实现的照明面上的能量分布，采用划分网格法,利用Snell方程和能量守恒定律, 沿经纬方向分别迭代求解, 在得到自由曲面各节点坐标后，分别采用3D建模软件和Scheme语言编程构建透镜模型。通过光学仿真软件，模拟计算了100万条光线，直径1mm的光源在距离地面10 m、面积为40 m×10 m的照明区域内的照度分布。结果表明：利用Scheme语言在光学仿真软件中直接快速建模避免了模型从3D软件导入光学仿真软件时产生的微小形变从而使光照均匀度由67%提升到93.5%。同时Scheme语言编程建模仅需5 s，建模速度远高于3D建模软件。
Scheme语言 LED道路照明 快速建模 自由曲面透镜 二次光学设计 Scheme language LED road lighting rapid modeling free-form surface secondary optics
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
基于二元光学元件的相位延迟表达式，推导出谐衍射光学元件在光束斜入射时的相位延迟表达式以及衍射效率表达式，定性分析了谐衍射光学元件衍射效率与光束入射角度的关系.分析表明：在可见光范围内，谐衍射光学元件的谐波长随入射角增大而向长波方向漂移，并且短波部分变化较长波部分更为明显；对于单色光，随着入射角变化，出现不同衍射级次更替现象；对于普通衍射元件，随入射角增大波峰漂移速度远大于谐衍射元件衍射波峰速度；入射角对短波段的衍射效率影响更大.
谐衍射光学元件 入射角 衍射效率 波峰漂移 Harmonic Diffractive Optical Element(HDOE) Incident angle Diffraction efficiency Wave crest drift
1 云南电网公司曲靖供电局修试所， 云南 曲靖 655000
2 中国科学院西安光学精密机械研究所， 陕西 西安 710119
3 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室， 陕西 西安 710049
SF6气体在放电或过热时会发生电离和分解，产生多种气体分解物。这些分解物会影响电气设备的绝缘性能。但现有的红外气体检测手段均无法对SF6分解气体进行现场在线测量。根据实际需求，本文根据光栅分光的原理设计了一种红外光谱检测系统。该系统可对SF6分解气体的成分和含量进行实时测量，可在电气设备带电运行的状态下进行在线测量。测量数据为分析设备的性能和安全状况提供有力的依据。
SF6气体 气体分解物 高压电气 红外光栅 光谱仪 SF6 gas decomposed gas high voltage equipment infrared grating spectrometer
中国科学院西安光学精密机械研究所信息光子学室， 陕西 西安 710119
光纤旋转连接器经过近30年的发展，技术上已经取得了很大的进步，并趋于成熟。对光纤旋转连接器的主要功能及其最新进展进行了综述，介绍了道威棱镜式、波分复用式和反射镜式3类多通道光纤连接器的原理、技术和特点，对3类系统进行了比较，列出各类连接器的优缺点。最后对光纤旋转连接器适用场合进行了简要介绍。
光学器件 光纤旋转连接器 道威棱镜 波分复用器 消旋 K 镜 激光与光电子学进展
2013, 50(1): 010007
中国科学院西安光学精密机械研究所飞行器光学成像与测量技术研究室, 陕西 西安 710119
针对我国海洋遥感定标检验技术的研究，设计了一种能够自动测量海水表面温度的多波段红外辐射系统，其分辨率优于0.1 ℃，精度优于±0.5 ℃。系统采用了4个波段，即3.5~4.0 μm，8~13 μm，10.3~11.3 μm和11.5~12.3 μm。内部光学系统通过两个不同温度的参考黑体进行实时校正，保证光学系统被盐雾沉积后也不影响整个系统的精度。另外，为了防止恶劣天气对系统的影响，还设计了一个由雨量传感器触发的自动保护罩。通过实验室标定和岸边实验对系统精度和稳定性进行了实验验证。
海洋光学 多波段 红外辐射计 海洋表面温度 光谱辐射
