作者单位
摘要
1 南开大学现代光学研究所,天津 300350
2 天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室,天津 300350
3 北京空间机电研究所,北京 100094
针对使用光纤光谱仪探测远距离宽光谱弱信号的应用需求,基于成像光学与非成像光学的混合设计方法,设计了大口径菲涅耳透镜聚光系统。系统由直径为1.1 m的菲涅耳透镜、匀光棒、全反射准直器和中继透镜组组成,接收端为直径为2 mm、数值孔径为0.22的光纤束。大口径菲涅耳透镜具有质轻体小的优点,解决了传统大口径透镜体积大质量大的问题。由匀光棒和全反射准直器组成的非成像光学元件后组可减小由菲涅耳透镜口径增大引起的球差和宽光谱色差,使光信号能量分布更加均匀且出射角度减小;中继透镜组进一步控制光束发散角和光斑尺寸,使光信号在光纤束端面高效率耦合,提高系统的光能利用率。仿真和实验结果均表明,所设计的后组系统能够减小像差影响,有效控制光束发散角度和光斑尺寸,提高光能利用率,满足光纤光谱仪对远距离宽光谱弱信号进行光谱探测的需要。
遥感 光学设计 聚光系统 大口径菲涅耳透镜 非成像光学理论 光能利用率 
中国激光
2023, 50(7): 0708011
作者单位
摘要
准确估算区域尺度冬小麦单产对明确区域农业生产现状与保证国家粮食安全有重要意义。 光能利用率模型是作物单产估算的常用模型之一, 模型中最大光能利用率(ξmax)是准确估算作物单产的关键参数, 作物的ξmax是否随时间发生变化需要深入探讨。 首先使用Savitzky-Golay(S-G)对中分辨率成像光谱仪(MODIS)时序植被指数数据进行滤波, 采用差分法结合光谱突变法提取了山东省2000年—2015年冬小麦种植面积, 并使用市级尺度年鉴统计面积对提取面积进行验证, 然后使用固定ξmax和变化ξmax分别驱动光能利用率模型(CASA), 结合作物收获指数与冬小麦种植面积获取山东省2000年—2016年冬小麦单产时空分布特征, 探讨最大光能利用率对作物单产模拟的影响。 结果表明, 滤波后的时序植被指数数据能够反映冬小麦生长的光谱特征, 差分法与光谱突变法结合提取冬小麦面积具有较好的普适性, 提取的多年冬小麦种植面积与年鉴统计冬小麦播种面积之间的决定系数(R2)达0.71; 变化ξmax情景下模拟的多年冬小麦单产与统计单产之间的决定系数更高, 说明冬小麦ξmax是随时间变化的, 可能与冬小麦品种更替有关。 基于统计与模拟的结果均显示山东省冬小麦单产在2000年—2016年间呈现增加趋势, 两者表现出来的增加速率分别为93.12和149.79 kg·hm-2·a-1。 在空间上, 山东省冬小麦单产呈现西部高于东部的分布特征。
时序遥感植被指数数据 最大光能利用率 冬小麦种植面积提取 冬小麦单产估算 山东省 Time series remote sensed vegetation indices data Maximum light use efficiency Extraction of winter wheat planted areas Winter wheat yields estimation Shandong Province 
光谱学与光谱分析
2021, 41(1): 257
潘晓琴 1,2,*李常健 1张浩然 1,3郑胤建 4[ ... ]雷炳富 1,3
作者单位
摘要
1 华南农业大学材料与能源学院 生物基材料与能源教育部重点实验室/广东省光学农业工程技术研究中心, 广东 广州 510642
2 华南农业大学 园艺学院, 广东 广州 510642
3 岭南现代农业科学与技术广东省实验室, 广东 广州 510642
4 中国农业科学院 都市农业研究所, 四川 成都 610213
采用水热法制备了荧光硅量子点。通过透射电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、光致激发和发射光谱及荧光衰减曲线等手段对样品形貌及发光性能进行了研究。通过生菜种植实验, 研究了荧光硅量子点作为叶面光肥提高生菜对光能利用效率的效应。实验结果表明, 透射电镜测得所制备的荧光硅量子点尺寸均一, 平均尺寸为3.6 nm。傅里叶红外变换光谱及X射线光电子能谱表明该量子点表面具有丰富的含氧官能团, 因而具有优异分水散性。光致荧光光谱表明, 该量子点的最佳激发和发射峰位分别为385 nm和450 nm, 且不具备激发波长依赖特性。荧光硅量子点与生菜的离体叶绿体复合后发现,荧光强度下降但激发态寿命基本不变, 同时, 复合物对2,6-二氯酚靛酚的还原速率提高。以上结果表明, 荧光硅量子点与叶绿体复合时产生了内滤效应, 生菜的叶绿体吸收了硅量子点发射的蓝光用于光合作用, 从而使生菜的干鲜重均得到了显著性提高。通过叶绿素荧光成像实验进一步验证了喷施荧光硅量子点叶面光肥时生菜的光合作用速率得到了提高。
硅量子点 叶面光肥 内滤效应 光能利用率 fluorescent silicon quantum dot foliar light fertilizer inner-filter effect utilization of light energy 
发光学报
2020, 41(7): 863
作者单位
摘要
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
利用像元分辨率公式和高斯光束传输理论, 设计了一种基于线阵InGaAs光电探测器的宽谱光源平均波长测试系统光路结构。在Zemax光学软件中建立了宽谱光源平均波长测试系统的光路模型, 并优化了该测试系统的光路结构参数。根据软件仿真建立的光路模型, 分析了位置偏差对准直光束平行度及系统光能利用率的影响, 得到了相应的变化曲线, 为宽谱光源平均波长测试系统的结构设计和装配提供了指导。
线阵InGaAs光电探测器 平均波长 平行度 光能利用率 光学设计 linear array InGaAs photodetector average wavelength collimation energy efficiency optical design 
半导体光电
2018, 39(2): 239
江剑宇 1,2,3,*杨波 1,2,3
作者单位
摘要
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
3 上海理工大学 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海 200093
为了满足三维测量系统所需的大视场照明条件,设计了一种基于自由曲面的透镜阵列的匀光照明模块。根据能量对应关系计算得到自由曲面透镜的离散点数据,通过Rhino软件拟合离散点得到该自由曲面透镜实体模型,再将得到的自由曲面透镜面型导入Light Tools软件,进行阵列后得到匀光照明模块。仿真结果表明,该照明模块可使2.56 m2的接收面上的亮度达到13 102 lx,照明均匀度达到92.86%,且公差符合装配要求。
照明模块 自由曲面 光能利用率 照度均匀 illumination module freeform surface energy utilization rate uniform illumination 
光学仪器
2018, 40(1): 55
刘显著 1,2,*王超 1李英超 1江伦 1[ ... ]杨进华 2
作者单位
摘要
1 长春理工大学 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室, 长春 130022
2 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022
提出一种增加轴锥镜对的同轴反射式光学结构激光发射天线方案, 通过对入射光束的光强重新排布, 降低同轴反射式结构固有的中心遮拦造成的能量损失, 提高光能利用率.运用衍射光学原理分析并模拟了单色高斯光束经过轴锥镜对后传播至天线光阑平面处的光场分布, 比较了普通同轴反射式天线和高光能利用率天线在不同入射光束腰半径、不同线遮拦比下的发射光能利用率.结果表明: 高光能利用率天线在线遮拦比0.1和0.25的情况下, 通过合理调整入射光束腰大小, 光能利用率分别可达到99%和96%以上, 远高于传统的同轴反射式天线.分析了高光能利用率天线发射光束的远场光强分布, 发现其进入接收天线口径内的光场可近似为平顶分布.
激光通信 光能利用率 衍射光学 光学天线 轴锥镜 激光传播 遮拦比 Laser communication High light-energy-utilization-ratio Diffractive optics Antenna axicon Laser propagation Obscuration ratio 
光子学报
2017, 46(7): 0706002
作者单位
摘要
1 呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北京 100081
2 内蒙古师范大学内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室, 内蒙古 呼和浩特 010022
3 内蒙古师范大学地理科学学院, 内蒙古 呼和浩特 010022
4 内蒙古自治区农牧业科学院, 内蒙古 呼和浩特 010031
针对目前CASA (carnegie-ames-stanford approach)模型等植被生产力模型植被最大光能利用率的取值未对草原进行区分的问题, 以内蒙古草甸草原、 典型草原和荒漠草原为研究对象, 结合野外实测NPP(net primary productivity)数据和CASA模型的建模思路优化了三大草原类型植被最大光能利用率, 并以此为基础模拟分析了其植被光能利用率和NPP时空格局。 结果表明, 基于99个地面采样点所建立的一元二次方程模拟的草甸草原、 典型草原和荒漠草原最大光能利用率分别为0.654, 0.553和0.511 gC·MJ-1, 平均为0.573 gC·MJ-1。 与未对草原类型进行区分而统一取值为0.541 gC·MJ-1的结果相比, 实测NPP与模拟NPP之间的决定系数和和均方根误差分别提高了0.024和2.62 gC·(m2·month-1)-1。 受水热组合和草原类型的空间格局的影响, 内蒙古草原植被光能利用率和NPP总体上由东北向西南逐渐下降趋势, 呈明显的单峰季节变化特征。 但光能利用率和NPP的最大值出现的月份有所不同, 分别出现在8月份和7月份, 这可能与植被吸收的光合有效辐射和光能利用率的最高值出现的月份不同有关。 光能利用率和NPP平均值按草甸草原>典型草原>荒漠草原的顺序依次降低。
最大光能利用率 草原类型 CASA模型 内蒙古 时空格局 Maximum light use efficiency Steppe CASA model Inner Mongolia Spatiotemporal pattern 
光谱学与光谱分析
2016, 36(10): 3280
作者单位
摘要
大连工业大学 光子学研究所, 辽宁 大连 116034
为了进一步提高固态白光光源的光效, 探寻激发源与光效的关系, 文章以菲涅尔理论为基础, 研究了蓝光LED和LD作为激发源时, 光能利用率随入射角及偏振角的关系。LED为激发源时, 其光能利用率最大为96%; 线偏振态LD为激发源时, 入射角度为布儒斯特角、偏振角度为0°时, 其光能利用率可达100%。研究表明在荧光转换型白光中, 线偏振特性的LD相较于非偏振态的LED具有更好的光能利用率。基于所得结论提出了一种适用于LD激发荧光粉获取白光的荧光粉模块, 并用蒙特卡罗光线追迹法进行了仿真验证, 模拟结果与理论值完全吻合。
激光白光 光能利用率 入射角度 偏振角度 laser drive white light light energy utilization incident angle polarization angle 
半导体光电
2016, 37(5): 656
作者单位
摘要
长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
为了实现激光均匀照明, 在分析常规匀光技术的基础上设计了新型的激光匀光系统, 并对该系统的匀光技术及光斑均匀性进行研究。新型的匀光系统是利用无刷电机带动光束整形散射器以高于摄像机电子快门的频率旋转, 使多支光束在积分时间内叠加, 形成一个均匀照明效果。新型的匀光系统能够消除激光散斑与干涉条纹, 实现匀光的目的。实验结果表明: 新型匀光系统使激光光斑有效区域内均匀性到达95%以上, 光能利用率为90%。新型匀光系统提高了照明均匀性及光能利用率, 从而提高了被照明目标的成像质量。
激光照明 匀光技术 光束整形散射器 均匀性 光能利用率 laser illumination homogenization technology light shaping scatterer uniformity utilization rate of laser 
红外与激光工程
2016, 45(s1): S106001
作者单位
摘要
1 安徽师范大学 物理系,安徽 芜湖 241000
2 奇瑞新能源汽车技术有限公司,安徽 芜湖 241000
传统的数字光处理(DLP)技术无法收集利用数字微镜(DMD)芯片上微镜处于 “OFF”态时反射的光线,针对这种缺陷,提出一种基于新型导光管的微型DLP投影光学系统的设计方案,该系统包括LED、导光管、色轮、准直系统和投影透镜。提出在锥形导光管的基础上加上一根弯型的导光管和复合抛物面聚光器(CPC)用来收集被DMD反射的多余的光线。先用非成像光学的理论分析和计算出各部分的相关参数,再用ZEMAX软件对准直系统和投影透镜进行结构优化,最后用TracePro软件建立模型并仿真,仿真结果表明:随着“OFF”态微镜数量的增加,收集光管提高系统光能利用率的能力先增加后减小。相比没有收集光管的情况,当DMD芯片上处于“OFF”态微镜数量为50%时,导光管提高的光能利用率最多,为5.91%。
光学设计 导光管 光能利用率 optical design LED LED DMD DMD light pipe light efficiency 
红外与激光工程
2015, 44(8): 2472

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