作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 吉林省智能波前传感与控制重点实验室,吉林 长春 130033
为了更好地对大口径稀疏孔径望远镜进行共焦调控,利用曲率传感方法非干涉、大范围、波段鲁棒的特点。首先,利用近场电磁波的传输方程分析了稀疏孔径望远镜共焦调控的基本原理。其次,结合曲率传感理论,进行了稀疏孔径望远镜共焦调控误差分析。再次,对于曲率传感稀疏孔径望远镜共焦检测的可行性进行了分析与实验。之后,利用桌面实验实现了大口径稀疏孔径望远镜共焦检测的原理贯通。最终,波前倾斜探测结果与原始波前相比,相关性从0.26上升至0.83。利用曲率传感可实现20个波长范围的共焦测量,避免了传统方法对像点进行多次移动标校以及逐个调节的缺点。文中实现了大通量共焦误差感知与收敛调控,为未来大口径稀疏孔径望远镜的建设打下技术基础。
曲率传感 波前像差 稀疏孔径望远镜 共焦 curvature sensing wavefront aberration sparse aperture telescope co-focus 
红外与激光工程
2023, 52(10): 20230050
作者单位
摘要
南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,江苏 南京 210023
提出并研究了基于光反射式耦合探针(ORCP)的高灵敏曲率和振动双参量传感器。ORCP通过光纤熔融拉锥、耦合结合垂直切割方法制备而成,尺寸为mm级别。将弯曲或振动信号施加于ORCP悬臂耦合区域,改变干涉超模的模场分布以及折射率,引起反射光谱波长或强度偏移,实现对曲率和振动两种物理量的高灵敏度测试。其中,曲率灵敏度高达11.97 nm/m-1,响应范围为0~10.49 m-1,线性度大于0.98。振动灵敏度为0.72 mV/V@80 kHz,超宽带振动频率响应范围为185 Hz~20 MHz,具有高保真度以及高线性度,信噪比达到~53.56 dB。此外,该传感器可实现阻尼振动信号的检测以及声音识别。所提基于ORCP曲率和振动传感器具有灵敏度高、响应范围宽、线性度好、稳定性高、保真度高等优势,探针尺寸为mm级别,结构紧凑,支撑其在油田、煤矿等受限空间与恶劣环境领域中的潜在应用,有望实现基础设施突发事件潜在威胁的预测以及微小裂缝的检测。
光反射式耦合探针 光纤传感 高灵敏度 曲率 振动 optical reflective coupler probe optical fiber sensor high sensitivity curvature vibration 
光学学报
2023, 43(21): 2128001
阎雨梦 1,2,3,**张元 1,2,3,*庞敏 1,2,3熊风光 1,2,3杨晓文 1,2,3
作者单位
摘要
1 中北大学计算机科学与技术学院,山西 太原 030051
2 机器视觉与虚拟现实山西省重点实验室,山西 太原 030051
3 山西省视觉信息处理及智能机器人工程研究中心,山西 太原 030051
针对点云去噪过程中难以分离和去除贴近模型表面的噪声,或者去除时会损失有效数据点的问题,提出一种改进的点云引导滤波算法。首先使用统计滤波筛选出较难平滑的噪声,并进行初次引导滤波,降低平滑难度较大的噪声对整体滤波效果的影响;然后根据点云各点的几何特征,自适应地调整权重参数,并将其代入改进的引导滤波算法中,对点云整体进行二次引导滤波,利用自适应的权重参数,得到更加光滑且保留有效数据点的点云数据。实验结果表明,所提算法对噪声点云的平滑效果更明显,处理后的点云模型有较明显的边缘线条,较难平滑的噪声也能得到很好处理。
图像处理 点云滤波 统计滤波 点云引导滤波 点云曲率 image processing point cloud filtering statistical filtering point cloud guided filtering curvature of point cloud 
激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2211006
作者单位
摘要
1 南宁学院土木与建筑工程学院,南宁 530200
2 桂林理工大学南宁分校土木与测绘工程系,崇左 532100
为研究偏心距、配箍率对玻璃纤维复合材料(GFRP)筋珊瑚礁混凝土柱偏心受压承载性能和弯曲延性的影响,对5根珊瑚礁混凝土柱进行偏心受压试验,研究偏心距对试件承载性能、GFRP纵筋应变、混凝土应变、竖向位移及柱中挠度的影响。基于上述5组偏心距,采用ANSYS软件建立15根珊瑚礁混凝土柱模型,即每组偏心距下分别设计0.375%(箍筋间距分别为100、75、50 mm,下同)、0.500%、0.750%三种配箍率构件。最后,提出构件弯曲延性、截面曲率的计算方法。结果表明:随着偏心距增加,构件的承载力减小,受压侧GFRP纵筋应变增长速度减小;配箍率的增加不仅提高了试件承载力,同时减小了柱中挠度。构件承载力及弯曲延性的理论计算值同ANSYS软件模拟结果吻合良好。
GFRP筋 珊瑚礁混凝土 偏心受压 配箍率 承载性能 弯曲延性 截面曲率 GFRP bar coral concrete eccentric compression stirrup ratio bearing capacity bending ductility sectional curvature 
硅酸盐通报
2023, 42(7): 2409
作者单位
摘要
1 燕山大学理学院,亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北省微结构材料物理重点实验室,河北 秦皇岛 066004
2 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
提出并研究了一种以硫系玻璃为基底材料的红外负曲率反谐振光纤,该光纤在4 μm附近可低损耗、单模单偏振传输光信号。利用有限元法对其性能进行数值仿真,结果表明:该光纤在3.99~4.00 μm波长范围内具有良好的单模单偏振特性,特别是在4 μm波长处,偏振消光比和高阶模式消光比分别达到491和649,表明其保偏性能具有很好的稳定性;该光纤具有低损耗传输特性,在3.92~4.01 μm波长范围内,x偏振基模均可维持在平坦且损耗很低的反谐振区域内,尤其在4 μm波长处,x偏振基模的损耗仅为1.8×10-4 dB/m;该光纤具有良好的抗弯曲能力,在单模单偏振传输下,弯曲损耗始终小于10-3 dB/m。该红外负曲率反谐振光纤不仅在中红外波段的通信和医疗系领域具有良好的应用前景,也为工作在4 μm波段的量子级联探测器提供了纯净光源。
光纤光学 负曲率空芯光纤 空芯反谐振光纤 单模 单偏振 有限元法 fiber optics negative-curvature hollow-core fiber hollow-core anti-resonant fiber single-mode single-polarization finite element method 
光学学报
2023, 43(19): 1906003
作者单位
摘要
东南大学 电子科学与工程学院 先进光子学中心,南京 210096
采用内、外曲线分别为圆形弯曲和欧拉-圆形弯曲曲线,以及内、外曲线分别为欧拉-圆形弯曲和欧拉弯曲曲线,提出并优化了两种曲率与宽度双渐变的硅基单模弯曲光波导结构。采用有限时域差分对提出的两种弯曲光波导结构进行了仿真优化,并与圆形弯曲、欧拉弯曲、欧拉-圆形弯曲和贝塞尔弯曲光波导的性能进行了比较。结果表明在等效弯曲半径为2 μm时,内、外曲线分别为圆形弯曲和欧拉-圆形弯曲的弯曲光波导损耗值仅为0.005 6 dB/90°,且具有低的损耗波长相关性。
绝缘体上硅 弯曲光波导 曲率渐变 宽度渐变 低损耗 Silicon on insulator Optical waveguide bend Curvature variation Width variation Low bending loss 
光子学报
2023, 52(8): 0823002
作者单位
摘要
中国工程物理研究院机械制造工艺研究所,四川绵阳621900
磁流变抛光是实现锥镜低表面损伤、面形误差高效抑制的重要工艺,然而锥面磁流变抛光去除函数畸变严重、畸变规律复杂,而现有方法难以直接有效建立其去除函数模型,导致面形收敛效率低下。本文分析了锥面曲率效应对磁流变抛光去除函数畸变的影响机制,研究去除函数的基准化特征参数关于平均曲率的解析规律,建立了由平面到锥面的磁流变抛光去除函数演绎方法。该方法将锥面去除函数的长宽、体去除率、峰去除率演变规律综合纳入到演绎之中,更全面地反映了锥面曲率效应下的磁流变抛光去除函数的畸变特性,同时避免了理化特性参数测量以及复杂方程和非线性问题的求解,为实际工况下锥面去除函数演绎提供一种有效、低成本方法。重复性采斑实验结果显示锥面去除函数特征参数的演绎误差为3.20%~12.02%,证明了该演绎方法具有较强的适用性。
锥面镜 磁流变抛光 去除函数演绎方法 特征参数 平均曲率 conical mirror magnetorheological finishing removal function deduction scheme characteristic parameters mean curvature 
光学 精密工程
2023, 31(16): 2383
章紫辉 1,2官云兰 1,2,*
作者单位
摘要
1 东华理工大学测绘工程学院,江西 南昌 330013
2 自然资源部环鄱阳湖区域矿山环境监测与治理重点实验室,江西 南昌 330013
海量点云数据给存储、传输、处理等带来极大困难。针对现有算法在特征保留与精简后重建模型表面积、体积、重建误差不能兼顾的问题,提出一种基于邻域点位置特征的点云精简算法。该算法根据权值计算投影面、搜寻矩阵大小以及精简比例对目标点云进行精简。将目标点云网格化处理;寻找投影面垂直方向(正、负两个方向),以目标点为中心,获取搜寻矩阵范围内的点;根据搜寻矩阵内点与目标点的位置关系确定其权值;根据所设的精简比例对原始点云进行精简。将所提算法与曲率采样法、均匀网格法和随机采样法进行比较,并从特征保留、表面积和体积变化率这3个方面进行评价。实验结果表明:所提算法的精简结果对特征区域效果优于均匀网格法和随机采样法,与曲率采样法一致;精简结果误差、重建模型的表面积差和体积差总体优于曲率采样法,与随机采样法基本一致,略差于均匀网格法。因此,所提算法既能较好地保留特征,同时又能使重建后的结果模型表面积和体积变化以及误差都较小,综合效果好。
遥感 点云精简 点云分层 位置特征 曲率采样 remote sensing point-cloud simplification point-cloud stratification location characteristics curvature sampling 
激光与光电子学进展
2023, 60(16): 1628005
Author Affiliations
Abstract
1 University of Freiburg, Department of Microsystems Engineering, Laboratory for Micro-Optics, Freiburg, Germany
2 GRINTECH GmbH, Jena, Germany
3 University of Freiburg, Department of Microsystems Engineering, Microsystems for Biomedical Imaging Laboratory, Freiburg, Germany
One-dimensional Airy beams allow the generation of thin light-sheets without scanning, simplifying the complex optical arrangements of light-sheet microscopes (LSMs) with an extended field of view (FOV). However, their uniaxial acceleration limits the maximum numerical aperture of the detection objective in order to keep both the active and inactive axes within the depth of field. This problem is particularly pronounced in miniaturized LSM implementations, such as those for endomicroscopy or multi-photon neural imaging in freely moving animals using head-mounted miniscopes. We propose a new method to generate a static Airy light-sheet with biaxial acceleration, based on a novel phase profile. This light-sheet has the geometry of a spherical shell whose radius of curvature can be designed to match the field curvature of the micro-objective. We present an analytical model for the analysis of the light-sheet parameters and verify it by numerical simulations in the paraxial regime. We also discuss a micro-optical experimental implementation combining gradient-index optics with a 3D-nanoprinted, fully refractive phase plate. The results confirm that we are able to match detection curvatures with radii in the range of 1.5 to 2 mm.
light-sheet microscopy Airy beam accelerating beams field curvature two-photon polymerization 
Advanced Photonics Nexus
2023, 2(5): 056005
作者单位
摘要
1 武汉理工大学 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,湖北武汉430070
2 南方科技大学 机械与能源工程系,广东深圳518005
为实现小曲率凹球面光学玻璃的高效超精密抛光,充分发挥旋转磁场下磁性混合流体兼具黏度和粒子动态分布的特点,提出了一种新型半球头抛光装置。使用Ansoft Maxwell仿真分析轴向充磁圆柱永磁体及其上方分别加装平面铁块和凹面铁块3种磁源结构下的磁场分布,发现加装凹面铁块能强化“边缘效应”,获得更集中分布的大磁场区,进一步仿真优化磁体尺寸和偏心距。比较不同抛光液组分和磁体偏心距下的磁性混合流体行为,确定了抛光液的最佳组分以及磁体偏心距。最后,对曲率半径为15.4 mm、中心深度为2.24 mm的凹球面K9玻璃进行抛光实验,90 min后,面形精度RMS由0.719 μm降低至11.7 nm,表面粗糙度Ra由0.552 μm降低至9.656 nm。新型抛光装置能够实现小曲率凹球面工件的高效纳米级抛光。
超精密加工 磁性混合流体 小曲率凹球面 边缘效应 磁场优化 抛光液行为 ultra-precision fabrication magnetic compound fluid concave spherical surface with small curvature corner effect magnetic field optimization behavior of polishing fluid 
光学 精密工程
2023, 31(9): 1314

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