1 广东海洋大学电子与信息工程学院，广东 湛江 524088
2 广东海洋大学数学与计算机学院，广东 湛江 524088
下行漫衰减系数（kd）是海洋光学领域的重要光学参数之一。利用大连港现场实测的含水中油水体光学参数和辐射传输模型Hydrolight模拟含水中油水体水下光场，分析水中油对水体kd的影响，并根据模拟结果构建kd半分析模型。结果表明，在可见光波段，不同水深的kd光谱随着水中油浓度的增加而升高；随着水中油浓度的增加，kd随水深增加而升高的趋势更为明显，且接近其定常渐进值的速度越快；含水中油水体吸收系数及后向散射系数对kd的贡献与自然水体不同，使得含水中油水体与自然水体kd半分析模型的参数值差异明显，因此，自然水体kd半分析模型无法满足含水中油水体的精确计算需求。通过模拟结果构建的kd半分析模型可以进一步计算得到精度较高的下行辐照度，为快速模拟含水中油水体水下光场提供了可靠的解决方案。
海洋光学 下行漫衰减系数 半分析模型 大连港 Hydrolight 激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0901002
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心，吉林 长春 130022
3 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，吉林 长春 130022
4 吉林大学仪器科学与电气工程学院，吉林 长春 130012
5 空军航空大学飞行训练基地第二训练团，吉林 长春 130022
针对目前标准散射体定标存在定标时间长、定标后通用性差、定标结果无法溯源到气象光学视程（MOR）定义等问题，提出了一种可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法，确定了一种标准散射体多角度同步定标光学系统架构，优化设计了照明光学系统与光场测量光学系统。照明光学系统的均匀性为98.53%，发散角为1.48°；光场测量光学系统的散射角度测量范围为20°~50°，散射角度分辨率为1°，周视角度分辨率为2°。研究了一种基于先验光场分布的定标系统能量校准方法，利用标准朗伯散射体仿真定标系统的能量校准误差，其中散射角度为31°时周视平均相对误差最大，为2.28%。据此，基于理想2700 K色温白炽灯的光谱分布仿真验证了可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法的定标精度。结果表明：标准朗伯散射体散射角度20°~50°所表征的MOR量值范围为6.54~45.74 m，符合世界气象组织对MOR的定义，最大绝对误差为-2.41 m，优于国际民航组织规定的前向散射仪测量精度要求的1/10，为可溯源至MOR定义的标准散射体定标提供理论基础和技术支持。
测量 气象光学视程 标准散射体 散射光场 定标精度 能量校准误差 中国激光
2023, 50(10): 1004003
环境振动状况监测对设备的安全运营至关重要。通过压电振动能量采集器可实现对环境振动信息的感知，再经过智能信息处理方法无线监测设施的安全运营状态。将无线传感与深度学习相结合，在充分研究压电振动能量采集器输出信号特征的基础上，提出了优化的卷积神经网络模型，用于识别环境异常振动模式，并设计实现了智能感知无线监测传感节点。系统工作时，节点可监测环境振动、温度信息并报警异常事件。测试结果表明，该传感节点在无线传输距离超过100 m的情况下，实现了环境振动事件的实时监测，报警时间小于5 s，环境振动模式识别准确率可达95.7%，监测环境温度状况并准确报警异常燃烧事件的时间小于3.7 s。该节点在野外目标监测等场合有广泛的应用前景。
压电振动能量采集器 事件驱动 智能感知 卷积神经网络 无线传感 piezoelectric vibration energy harvester event driven intelligent perception convolutional neural network wireless sensing
1 暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院，广东 广州 510630
2 华南师范大学信息光电子科技学院，广东 广州 510006
为获得结构致密的CuCrZr合金部件，通过响应曲面和方差分析相结合的方法，探究选区激光熔化主要成形工艺参数（激光功率、扫描速度、扫描间距和铺粉层厚）对合金化CuCrZr粉末成形致密度的影响规律，并对其显微组织、物相和力学性能展开分析。结果显示：激光功率是最主要的影响因素，增大激光功率可显著提高成形致密度；在铺粉层厚0.02 mm，激光功率170 W，扫描速度300 mm/s，扫描间距0.04 mm的工艺组合下，获得最高致密度为96.8%。在此工艺下成形出的CuCrZr合金试样屈服强度为（176.7±2.1） MPa，抗拉强度为（244.7±1.2） MPa，延伸率为29.4%±0.9%。
选区激光熔化 CuCrZr合金 工艺优化 力学性能 selective laser melting CuCrZr alloy process optimization mechanical properties
1 广东海洋大学电子与信息工程学院, 广东 湛江 524088
2 广东海洋大学数学与计算机学院, 广东 湛江 524088
3 广东海洋大学海洋与气象学院, 广东 湛江 524088
目前, 学者主要关注利用遥感技术探测海面油膜。 然而, 经海洋物理过程或人为喷洒化学分散剂处理形成的水中油对海洋生境也具有危害作用。 水体上行辐亮度是水色传感器的重要信号源, 通过分析含油水体的上行辐亮度光谱特征, 探索快速有效地遥测水中油的方法对保护海洋生境具有重要意义。 基于大连港海域现场实测数据及Hydrolight模拟含油水体水下光场, 通过分析上行辐亮度随波长、 水深及太阳天顶角的变化特征, 剖析水中油对上行辐亮度光谱的影响及水中油的敏感光谱特性。 结果表明水中油的主要波谱响应区间位于可见光波段(380~760 nm)。 随着水中油浓度的增加, 上行辐亮度光谱峰值有逐渐向长波方向移动及蓝光波段辐亮度量值逐渐降低的趋势, 这些变化处于水色遥感的探测光谱范畴, 为利用水色遥感技术探测水中油提供了光谱依据。 其次, 上行辐亮度随水深逐级递减, 并在接近水体下界面前不降反升的现象说明刚好在水面之上的上行辐亮度由各深度水体组分的后向散射及下界面的反射共同贡献, 再经水汽界面上行透射而得, 属于水体辐射传输的核心机理。 这与水面油膜通过油类物质改变海表反射率而产生与自然海表不同反射光谱的探测机理具有本质上的差别。 再者, 与含水中油水体后向散射产生的上行辐亮度相比, 海表对太阳光的反射属于强信号, 会掩盖水体组分信息。 水色卫星搭载的水色传感器具有一定的侧摆能力, 能避开太阳辐射反射信号并接收到含水中油水体的上行辐亮度; 水色卫星的当地过境时间一般为10至14点, 且水色传感器具有高信噪比特征, 满足含水中油水体的暗像元探测要求。 该研究揭示了水色遥感探测含水中油水体的光谱和机理依据, 表明可以视水中油为一种新的水体组分, 基于光在水体中的辐射传输过程, 开展含水中油水体的水色遥感反演研究。
水色遥感 辐射传输机理 石油污染 上行辐亮度光谱 Water color remote sensing Radiative transfer mechanism Oil pollution Upward radiance spectrum 光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1648
1 长春理工大学 光电工程学院， 长春30022
2 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心，长春1300
为解决现有太阳模拟器能量利用率低导致辐照度低的难题，依据太阳模拟器基本成像原理，提出利用复合抛物面聚光器（CPC）改进太阳模拟器的聚光系统.分析了CPC与传统聚光器的聚光机理，基于边缘光线原理推导了CPC的参数设计方法.利用LightTools软件结合嵌套的体光源与CPC建立聚光模型，分析了CPC理想最大接收角。建立椭球聚光镜与组合聚光系统的对比模型，验证了理论分析.通过截取分析得到最佳截取比来优化初始结构，进而确定CPC的最终结构.结果表明：氙灯应用在CPC中的能量利用率高达94.86%，且整个太阳模拟器的辐照度有很大提升.该研究能够为设计高能量利用率高辐照度的太阳模拟器提供参考.
Solar simulator Compound parabolic concentrator Energy utilization Concentrating system Irradiation Ellipsoid condenser Uniformity of irradiation 太阳模拟器 复合抛物面聚光器 能量利用 聚光系统 辐照度 椭球聚光器 辐照均匀度
Author Affiliations
Abstract
1 Jiangxi Engineering Laboratory for Optoelectronics Testing Technology, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063, China
2 National Engineering Laboratory for Nondestructive testing and Optoelectric Sensing Technology and Application, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063, China
The scattering properties of ZnO nanospheres with four different particle diameters of 10, 50, 100, and 200 nm suspended in water are investigated theoretical and experimentally in the spectral range of the entire visible range and part of the near-infrared region. The scattering properties of ZnO nanospheres suspended in water are described by employing three main parameters: the angular distribution of the scattering intensity I, the scattering extinction coefficient αscat, and the scattering cross section σscat. The results indicate that (i) at a certain wavelength, the angular distribution of the scattering intensity appears as an obviously forward-propagating feature, and the forward-scattering intensity is dominant gradually when the particle diameter increases from 10 to 200 nm, and (ii) the scattering extinction coefficient and cross section can be determined by using the measured transmittance changes of a pure water sample and a given ZnO sample; they all are shown to be dependent on the particle size and incident wavelength. The experimental results of four different scattering samples agree well with the theoretical predictions within the given wavelength range.
290.5850 Scattering, particles 290.5820 Scattering measurements 290.5825 Scattering theory Chinese Optics Letters
2017, 15(1): 012901
上海理工大学教育部光学仪器系统工程研究中心上海现代光学系统重点实验室，上海 200093
二氧化硅微球颗粒在无水和水相介质中都极易发生团聚现象，进而严重影响该颗粒的特性研究。为了更好地使用和研究二氧化硅微球颗粒，需要进行解团聚工艺研究。实验研究了不同尺度的颗粒的团聚特性和现象，提出了一种工艺，该工艺方法可以很好地实现大团聚的二氧化硅微球颗粒的解团聚。经过尼康显微镜观察，显示该工艺不仅很好地完成了二氧化硅微球的解团聚，而且提高了颗粒的分散性和稳定性。
二氧化硅微球 无水和水相介质 团聚 解团聚 silica microsphere anhydrous and aqueous media agglomeration de-agglomeration 红外与激光工程
2015, 44(11): 3336
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海200093
远场显微成像是近年来的研究热点,而微球颗粒在远场成像中具有一定的放大作用。针对这种现象,通过对微球颗粒的分离,对单个微球颗粒的成像特性进行了理论研究。实验表明,利用一定尺寸的二氧化硅微球颗粒,可以使远场显微镜的分辨率提高一倍。在尼康显微镜下,利用普通卤素灯光源、二氧化硅和相应的增强介质,对1 200线的光栅实现了近一倍的放大成像效果,证实了微球颗粒的远场显微成像能力。
远场超分辨成像 二氧化硅微球 解团聚 成像放大 far-field super-resolution imaging silica microsphere de-aggregation amplified imaging
上海电力学院 电子与信息工程学院，上海200090
利用脉冲恢复技术测量了有限宽基区n+-on-p光电二极管中的少子寿命.实验发现, 反向恢复时间同正、反向电流的大小有关.从恢复时间ts与IF/IR函数关系提取的少子寿命随着基区厚度与少子扩散长度比值降低而明显增大.在77 K时，采用传统方法脉冲回复技术提取的少子寿命为28 ns，而当考虑短基区效应时，所提取的少子寿命为51 ns. 这表明HgCdTe光电二极管的基区厚度与少子扩散长度比值是采用脉冲恢复技术测量少子寿命技术中的一个重要参数.只有当基区厚度大于三倍少子扩散长度时，传统方法中无限基区厚度的假设条件才成立.
碲镉汞 少数载流子寿命 脉冲恢复技术 扩散长度 HgCdTe minority carrier lifetime pulse recovery technique diffusion length
