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摘要

针对复合涡旋光束拓扑荷信息测量的问题, 提出了一种利用其光强分布特征及经遮挡部分方位角的椭圆形光阑的衍射图样检测各子光束携带拓扑荷信息的方法。仿真结果表明:复合光束光强分布图中亮条纹数目和拖尾方向分别表征子光束拓扑荷差的绝对值和较高阶拓扑荷的符号; 衍射图样中暗条纹数目和条纹分布特点分别反映低阶拓扑荷的大小和符号。该方法可用于复合涡旋光束拓扑荷信息的检测。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0104008
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0175

摘要

提出了基于漫反射激光测距数据估算火箭残骸质心位置和翻滚姿态的方法。分析了火箭残骸的翻滚运动, 建立了漫反射激光测距仿真模型, 详细介绍了估算火箭残骸翻滚轴指向和翻滚周期的理论和仿真方法。采用快速Lomb-Scargle算法对德国Wettzell站测得的Soyuz火箭末级残骸的实测数据进行了分析, 通过比较仿真和实测数据的统计直方图, 推算了火箭残骸的长度及质心位置, 估算得到其观测周期为11.4 s, 赤经为203°, 赤纬为23°。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0104007
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0270

摘要

提出了一种基于双波长法补偿空气折射率的激光追踪测量系统的ZEMAX仿真分析方法。利用光学器件对偏振光的变换特性来建立系统的能量模型, 建立了基于ZEMAX软件的光学系统模型, 分析了光学系统中非理想的光学元件性能对干涉条纹对比度的影响。仿真分析结果表明, 当光学系统分光部分、追踪部分和接收部分的分光镜的分光比分别为2∶8、6∶4和5∶5时, 条纹对比度达到0.99, 光学系统的干涉效果最好。光学系统中的偏振分光镜在非理想条件下, 对干涉信号的条纹对比度的影响较小。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0104009
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0271

摘要

在非线性频率变换中, 常用级联晶体补偿走离角。然而在KTiOPO4晶体级联倍频实验中发现, 当其中一块晶体沿通光轴旋转180°时, 倍频转换效率急剧降低。理论分析表明, 当一块晶体旋转180°后, 其有效非线性系数正负号发生改变, 等效于在级联晶体之间产生了大小为π的相位失配量, 使倍频转换效率降低。提出了利用空气色散补偿该相位失配量的方法, 相较于使用波片的相位失配量补偿方法, 具有结构简单、温度稳定性好、无插入损耗和成本低等特点。实验结果表明, 利用空气色散可以补偿相位失配量, 消除单块晶体旋转对晶体级联倍频效率的影响, 验证了理论分析的正确性以及空气色散补偿方法的可行性。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0108001
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0186

摘要

基于热扩散机理, 研究了光纤陀螺中光纤环热扩散非互易相位误差导致的零漂的延迟响应特性, 发现了延迟时间的温度相关性, 获得了光纤环零漂延迟补偿模型。搭建高精度光纤陀螺实验系统, 在不同温度段, 采用近似“方波”形台阶温变激励, 验证了热致非互易性相位误差的延迟特性, 并获得了实验光纤环的模型参数。进行了光纤陀螺全温变零偏测试, 实验结果表明采用改进模型可获得更好的零偏补偿效果, 验证了新建模型的正确性和有效性。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0106003
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0461

摘要

采用光纤激光器对2.8 mm厚800 MPa级热轧高强钢板进行了激光焊接, 通过调整激光功率获得了全熔透焊接接头, 观察了不同热输入下焊接接头的显微组织, 并测试了焊接接头的显微硬度、拉伸性能和冲击韧性, 研究了焊接接头显微组织与力学性能之间的关系。结果表明:焊接接头内不存在软化区, 焊接接头的抗拉强度可达到母材水平, 冲击功可达到母材的85.6%。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0102002
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0262

摘要

采用高沉积率激光熔覆沉积技术制备了GH4169合金试样, 研究了沉积率为2.2 kg/h时GH4169合金的微观组织和拉伸断裂机制。结果表明:高沉积率激光熔覆沉积GH4169合金沉积态试样的析出相主要包括Laves相、针状δ相及不均匀分布的γ″和γ′强化相。拉伸测试结果表明, 沉积态GH4169高温合金的塑性和强度均低于锻件标准。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0102004
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0168

摘要

为了实现嫦娥四号中继星的激光测距, 需要开展月球激光测距(LLR)进行技术验证。中国科学院云南天文台基于1.2 m的望远镜研制了共光路LLR系统, 在攻克了多项技术难题后, 于2018年1月22日成功探测到Apollo 15月面反射器的回波信号, 实现了LLR。多次重复实验结果表明, 该LLR系统具备极弱激光信号探测能力, 系统测量精度达到米级。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0104004
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0152

摘要

功能近红外光谱成像已成为脑功能研究的首选手段。为得到高灵敏度、大动态范围以及高时间分辨率的成像系统, 开发了基于改进锁相光子计数的多通道近红外脑功能成像系统。光源??橛刹ǔの?85, 808, 830 nm的激光二极管(各16个)组成, 调制方波的频率间隔为252 Hz; 探测??榘?个光子计数式光电倍增管。该系统结合了单光子计数技术的超高灵敏度与方波调制模式数字锁相检测的简易并行性, 测量线性相关系数可达0.9989, 信道间的串扰可忽略不计, 具有较强的抗干扰能力和准确的空间定位能力。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0107001
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0144

摘要

设计了一种近场涡旋光束干涉的微结构阵列。在该阵列中, 一对正交排列的矩形小孔构成阿基米德螺旋线。在线偏振太赫兹波的激励下, 其左旋和右旋分量分别形成具有异号拓扑荷数的近场涡旋光束, 并叠加产生新的电场分布。数值仿真结果表明, 通过调控每个矩形小孔的角度和螺旋线的螺距, 可实现任意拓扑荷数的正交涡旋光束的电场叠加。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0114001
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0150

摘要

先进光源的发展在前沿科学研究中发挥的作用越来越重要。近十年来, 飞速发展的自由电子激光技术为科学家们提供了探索未知世界、发现新科学规律和实现技术变革的重要工具。建成的大连极紫外(EUV)相干光源的运行波段为50~150 nm, 单脉冲能量大于100 μJ, 且可提供10-12 s和10-13 s量级的超快激光脉冲, 是我国第一台自由电子激光用户装置, 并且是国际上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光用户装置, 在世界范围内为用户提供具有高峰值亮度和超短脉冲的极紫外激光。大连EUV相干光源是由国家自然科学基金委资助、由中国科学院大连化学物理研究所和上海应用物理研究所共同承担的重大科学仪器研制项目, 目标是打造一个以先进极紫外光源为核心、主要用于能源基础科学研究的光子科学平台。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0100005
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0997

摘要

上海软X射线自由电子激光装置(SXFEL)是中国第一台X射线相干光源, 其最短波长可达到2 nm。这台基于1.5 GeV C波段高梯度电子直线加速器的激光装置包含1条种子型自由电子激光(FEL)束线、1条自放大自发辐射束线以及5个实验站。整个装置的研制分试验装置(SXFEL-TF)和用户装置(SXFEL-UF)两个阶段进行, 基于0.84 GeV直线加速器的SXFEL-TF以掌握种子型FEL级联技术和短波长回声型FEL为主要目标, 而SXFEL-UF的目标则是建成可提供5个实验站的用户装置并于2019年底开始首批实验。介绍了SXFEL的基本构成和目前装置研制的进展。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0100004
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0882

摘要

巨型高峰值功率激光装置的总体规模与性能是一个国家在强激光技术研究与应用领域综合实力的集中体现。简要介绍了装置基本结构、关键科学技术与工程问题以及总体设计要素, 回顾了两台中国二代巨型高峰值功率激光装置的基本状态与技术特点, 展望了未来中国高峰值功率激光技术与工程发展的基本趋势。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0100003
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0983

摘要

神光Ⅱ大型固体高功率激光装置是我国激光驱动器发展历史的里程碑, 其成功研制使我国高功率固体激光工程与技术、聚变物理与基础物理研究实现了全面且本质的跨越式发展。简要概述了神光Ⅱ激光装置研制中创新发展的大量工程方案与技术手段, 举例介绍了神光Ⅱ激光装置在近20年来的高质量运行中取得的众多有国际影响力的研究成果。经多方支持和多年持续发展, 已经形成数万焦耳级纳秒激光装置、皮秒拍瓦以及飞秒拍瓦激光装置等, 这些装置是我国惯性约束核聚变、强场物理、高能量密度物理等研究领域中重要的物理实验核心平台之一。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0100002
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0987

摘要

上海超强超短激光实验装置(SULF)是上海建设具有全球影响力的科创中心、打造世界级重大科技基础设施集群的首批重大项目之一。结合国内外超强超短激光研究现状和趋势, 简单介绍了SULF的研制背景、建设现状和未来主要应用和发展方向。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0100001
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01087

摘要

光谱仪器采集光谱数据时, 散射噪声会对光谱数据产生影响。同一种矿物质在不同颗粒度和浓度状态下的光谱数据曲线会产生偏移, 进而降低光谱数据的匹配精度。针对这一问题, 研究了基于多元散射校正融合增广拉格朗日消除光谱数据散射噪声和偏移的方法, 先用该方法对光谱数据预处理进行校正, 再结合光谱角方法进行相似度匹配测量。实验选取了6种矿物和6种壁画颜料作为光谱数据样本, 使用光谱匹配方法分别对原光谱数据和消除散射噪声和偏移后的光谱数据进行匹配计算和分析。实验结果表明, 使用多元散射校正融合增广拉格朗日方法消除散射噪声和偏移校正后的光谱数据匹配精度高于未校正的光谱数据, 因此该方法可提高识别效果。

摘要

为改善结合界面的状况, 缩短工艺流程, 降低铜的消耗, 减少生产投入, 采用选择性激光烧结成型技术快速制备多孔石墨成型件。在此基础上, 研究了不同石墨预制体状态、电镀工艺参数和电镀时间对镀层的沉积速率、表观形貌以及镀层与基体结合状况的影响。结果表明:未经真空压力浸渍酚醛树脂的石墨预制体, 其镀层与基体的结合力不符合应用要求, 在真空压力下浸渍酚醛树脂2~3次后, 镀层沉积速率较佳, 镀层与基体的结合力符合应用要求; 电镀时间为30~50 min时, 沉积速率较佳, 可得到表面覆盖完整、连续且有光泽的镀层; 电流密度为5×102~6.25×102 A·m-2时, 镀层晶粒均匀致密, 可得到较佳的镀层。

摘要

针对深层卷积神经网络模型的训练复杂、调参技巧和经验要求高、理论分析难等问题, 提出一种训练效率高、可解释性强以及理论分析简单的图像分类算法?;谥鞒煞址治鐾?Principal Component Analysis Network, PCANet)进行特征提取, 并采用宽度神经网络(Flat Neural Network, FNN)分类图像, 最后通过直接计算得到模型参数。根据训练数据集自适应决定宽度神经网络节点数目, 增加节点时不需要重新训练, 只需要调整局部参数。实验表明, 该模型能够快速训练, 较其他非监督分类算法以及传统深层神经网络, 该模型在识别准确率方面具有较强的竞争力。

摘要

为解决距离选通式激光成像中由于图像模糊而导致目标识别率偏低的难题, 提出一种保留特征的卷积神经网络(KFCNN)模型, 用于激光选通图像中的目标识别。与传统的卷积神经网络不同, KFCNN使用一个特征保留层来提高模糊目标的识别率, 提高目标识别的稳健性。为实现特征保留, KFCNN通过增加特征保留约束项及正则化来优化特征保留目标函数并进行训练, 通过减小特征保留目标函数值来保证训练样本在模糊之前和之后的特征映射相一致。实验结果表明, KFCNN改善了因模糊造成识别率降低的问题, 进而提升了距离选通式激光成像中对指定目标的识别率。

摘要

相干测风激光雷达采用外差探测方式, 其后向散射信号经本振光放大, 信噪比理论上可达到量子极限, 具有高时空分辨、高精度的特点。相干测风激光雷达广泛应用于测量风切变、大气湍流、飞机尾流、阵风以及重力波等。目前, 国内外相继开展了相干测风激光雷达的研究。介绍了相干测风激光雷达的发展历史, 详细介绍了各波段相干测风激光雷达的最新研究进展, 并对相干测风激光雷达的发展趋势进行了简要总结。

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摘要

为了在实际应用过程中更好地理解和应用高斯光束的特性, 采用理论计算公式推导了桶中功率、到靶功率密度、亮度的公式, 对几种特殊情况的归一化参量进行了计算和对比, 并对实际使用中容易产生混淆的问题进行了分析。结果表明, 该研究对于激光系统的设计和使用具有一定的参考价值。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):142
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0036

摘要

为了消除紫外光通信过程中强烈散射所引起的码间干扰, 采用一种带信道估计的最小均方误差-最大似然估计(LMS-MLE)延迟判决均衡算法进行了理论分析和仿真验证。通过选取合适的判决延迟深度来调整LMS自适应滤波器抽头系数进行信道跟踪, 获取新的信道估计向量, 最后利用MLE均衡算法得到最优序列输出。结果表明,该算法可以明显提升紫外光通信系统的性能, 在没有提高复杂度的情况下, 性能接近最优MLE均衡算法, 并且可以实现信道跟踪,紫外光通信中算法的最佳延迟量取值为20。这一结果对紫外光通信性能提升以及MLE均衡器的工程实现是有帮助的。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):137
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0035

摘要

为了给激光发射天线的设计优化提供一种可视化自动设计手段, 采用MATLAB仿真技术构建了一种基于倒置望远镜系统结构的激光发射天线仿真平台,进行了激光发射天线的理论分析和仿真实验验证。通过灵活设置激光谐振腔关键结构参量以及倒置望远镜系统透镜组合方式, 实现了发射天线发射前后的激光2维光强分布、激光3维光强分布、激光光束3维结构以及变换后激光束腰与透镜组合离焦量的关系曲线的仿真。结果表明, 波长550nm的激光变换后束腰半径从0.073mm变为12.202mm, 发散角从0.275°变为0.00164°, 成功压缩了激光发散角; 此平台进行的仿真过程形象直观, 可根据需要自动优化设计出最优的激光发射天线结构。该仿真平台的构建为激光发射天线的可视化自动设计提供了全新的方法。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):131
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0033

摘要

为了解决激光切割视觉识别系统对大幅面多目标图像识别实时性差、对带有偏角的目标识别率低甚至出现无法识别等问题, 采用小生境遗传算法, 对大幅面多目标匹配识别算法进行了理论分析和实验验证。结果表明,无论目标有无旋转, 该算法都能达到100%识别, 算法运算时间比传统算法快5倍~10倍。该算法在识别带有旋转角度的多目标时, 具有很好的实用性。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):125
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0033

摘要

为了解决传统最大2维熵分割算法计算量大、耗时较多等缺陷, 提出一种基于改进遗传算法的最大2维熵图像分割法。通过对遗传算法变异操作方式进行改进, 提高遗传算法寻找最大2维熵分割阈值的速度, 加速分割算法对图像的分割, 并进行了仿真实验验证。结果表明, 改进模型的运行时间被压缩到了0.95s, 远远低于传统的最大2维熵分割法。改进的分割方法实现了分割效率的提高, 同时也保证了图像的分割精度。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):119
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0031

摘要

为了解决热传导散热激光器抽运和散热不均匀导致光束质量下降的问题, 采用一种对称抽运和对称散热的激光抽运构型, 结合激光棒端面直接镀膜技术, 设计了一种小型化热传导激光器, 并进行了试验验证。结果表明, 激光器在5Hz重复频率下输出大于100mJ的能量, 脉冲宽度为9.18ns, 能量稳定度优于8%; 且通过了高低温、振动试验, 性能稳定。这种对称抽运热传导激光器具有结构简单、输出能量高和光束质量好的优点, 特别适合用于小型化机载激光测距领域。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):115
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007

摘要

为了降低激光多普勒测振仪在测声过程中给语音信号中引入的噪声, 采用深度循环神经网络语音信号去噪的方法, 对从激光多普勒测声系统采集回来的语音信号做降噪处理, 并进行了理论分析和实验验证。结果表明, 利用层数为1层~3层、每层神经元个数为1024的深度循环神经网络, 对-6dB~6dB信噪比的语音信号进行处理, 随着层数的增加, 语音信号的质量在多项评价指标上达到8dB~12dB的提升; 深度循环神经网络可以有效对激光多普勒测声系统采集的语音信号进行降噪处理。该研究对提升语音信号的质量有着实际意义。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):109
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0011

摘要

为了降低激光多普勒测速信号中的噪声, 采用在仿真激光多普勒测速信号中加入高斯白噪的方法, 通过小波分层后高频系数置零法和小波阈值去噪法2种方法进行仿真去噪, 进行了仿真分析及实验验证。结果表明, 小波分层后高频系数置零法能够提高信噪比获得图形光滑的信号, 达到较理想的去噪效果。这一结果对提高在激光多普勒测速系统信号检测应用中的准确性是有帮助的。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):103
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009

摘要

为了提高稀疏光学相控阵的精度和效率, 采用输出波导间隔成余弦分布的结构, 基于绝缘体上硅平台设计出1×16光学相控阵; 结合有效折射率法和2-D有限差分传播法进行了远场强度分布仿真模拟。结果表明, 边瓣抑制比从89.72%减小到41.46%, 主瓣半峰全宽从1.20°被压缩到0.81°;这种设计方法能够显著抑制栅瓣, 进一步压缩主瓣。该研究在机器人避障、无人驾驶、目标探测等光束偏转领域将有广泛的应用前景。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):98
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0011

摘要

为了更精确定量遥测酒驾人员呼出气体中的酒精气体浓度, 采用同时测量酒精气体浓度和水汽浓度且同步获取车内酒精气体稀释系数的双谱段定波长激光遥感探测方法, 进行了酒精浓度、水汽浓度的反演算法以及稀释系数计算的理论分析和对吸收光谱的实验验证, 取得了酒精气体和水汽光谱吸收特性, 确定了所用激光波长为1392nm和1412nm。结果表明, 该方法可以排除水汽干扰且获得酒气稀释系数, 可更精确定量测量呼出气体中的酒气浓度。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):93
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0010

摘要

为了获取T800/QY9511复合材料的工程常数, 利用有限元软件ABAQUS, 通过将激光线源等效为力源, 模拟了脉冲激光作用于材料表面、激发在材料内部传播的超声波的过程, 并在激励点对心处提取波形, 得到了5个体波波速, 进而根据克里斯托菲尔弹性理论计算了工程常数。结果表明, 与真实值相比, 弹性模量数值解的平均误差为1.56%, 泊松比数值解的平均误差为2.98%, 剪切模量数值解的误差为1.4%。激光超声方法在复合材料工程常数测量上具有可行性与准确性, 为实验室测量相关参量及其工程应用提供了依据。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):88
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007

摘要

为了减少由于橡胶促进剂2-巯基苯并噻唑(MBT)掺假而导致橡胶制品质量不过关的问题, 提出利用太赫兹时域光谱技术对MBT的有效含量进行定量研究。利用太赫兹透射测量得到MBT和聚乙烯混合物在0.3THz~1.4THz的吸收特征谱, 提出了一种基于最小二乘支持向量回归(LS-SVR)的MBT定量检测模型, 将LS-SVR模型分别与偏最小二乘模型和支持向量机回归模型进行比较, 得到模型预测集均方根误差分别为1.1330%, 2.5583%和2.3869%。结果表明, LS-SVR的定量模型可取得更好的效果, 其精度更高, 稳定性更好。本研究为MBT定量检测提供了新的快速且有效的方法。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):83
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008

摘要

为了克服传统任意波形生成方法中电子瓶颈问题, 分析了基于微波光子学的射频任意波形的技术类型、特点和应用背景, 采用一种基于并联马赫-曾德尔调制器的倍频三角波生成方法, 引入均方根误差对输出信号和理想波形来评价, 并进行了理论分析和仿真验证。结果表明, 通过10GHz驱动信号生成了20GHz的三角波信号, 均方根误差为0.038, 即输出信号与理想信号吻合度较高;与其它方法相比, 该方法可生成倍频三角波, 信号波形与理论波形吻合度良好。该研究对未来基于微波光子学的射频任意波生成有指导意义。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):79
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009

摘要

为了斩断调Q脉冲拖尾, 提高激光器电光效率, 提出了一种在机械调Q射频激励波导CO2激光器中采用同步调制的激励方式。实验研究了同步调制信号对调Q脉冲拖尾长度、脉冲宽度、峰值功率和电光效率的影响。结果表明, 当同步调制信号截断时刻为-80μs时, 调制调Q脉冲拖尾长度最短, 为23μs; 当同步调制信号无激励时长为800μs时, 电光效率最高且为3%。采用同步调制的激励方式可以在有效斩断脉冲拖尾的同时保持脉冲宽度基本不变, 提高了激光器的峰值功率和电光效率。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):75
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009

摘要

随着相位敏感光时域反射计(-OTDR)技术的发展与应用, 传统的幅度解调方法已经很难满足人们对高质量传感的需求, 而相位解调方法凭借其对相位信息解调的高灵敏性和高精确度的优势, 近年来引起了国内外的广泛关注。综述了-OTDR系统中相位解调方法的研究进展, 介绍了相位生成载波解调法、基于3×3耦合器的解调法和数字相干IQ解调法3种-OTDR系统中的相位解调方法, 并简单分析了这几种方法的优缺点。对未来基于-OTDR的传感系统中解调方法的优化及新方法的提出具有重要的意义。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):69
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006

摘要

为了对激光雷达探测回波信号去噪进行研究, 基于小波阈值法分析了激光雷达发射和探测回波信号, 创建了基于MATLAB仿真平台的模型,研究了阈值法中选择各参量的策略, 结合激光雷达信号和噪声特性, 选取了去噪处理中的最佳参量, 并进行了4种阈值策略的仿真实验, 实现了对探测回波信号中目标信号的有效提取和去噪。结果表明, 对于低信噪比信号, 同一基函数分解层越高去噪效果越好, 在分解层数j为4~5时去噪效果最好; 对于高信噪比信号, 同一基函数分解层越低去噪效果越好, 在j=3时去噪效果最好, 并且信号db9基函数去噪效果好于db2基函数去噪效果。此研究获得了较为理想的去噪结果。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):63
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007

摘要

为了提高发光二极管(LED)的光提取效率, 并比较不同光栅形状对LED光提取效率的影响, 采用严格耦合波法优化了与矩形、等腰三角形、等腰梯形光栅分别集成的倒装LED, 使它们出光面透射率达到最优, 随后使用有限时域差分法模拟计算它们的光提取效率。经过模拟计算和理论分析可得3种不同结构LED最优光栅参量(光栅占空比f、光栅周期p、光栅厚度h)和过渡层厚度d分别是: f=0.35,p=150nm,h=80nm,d=190nm;f=0.45,p=175nm,h=80nm,d=190nm; f=0.7,p=150nm,h=80nm,d=190nm。结果表明, 3种最优的LED结构在波长0.4μm~0.5μm范围内, 矩形光栅倒装LED和等腰三角形光栅倒装LED出光面透射率相同, 等腰梯形光栅倒装LED出光面透射率最低;由于光透射率最低, 导致等腰梯形光栅倒装LED光提取效率较低, 最高仅为58.07%, 但是由于等腰三角形光栅倒装LED特殊的光栅形状加上高的光透射率, 其光提取效率可以达到77.75%。此研究可以为制备高光提取效率LED提供理论方法指导。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):58
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008

摘要

为了增强高次谐波光谱及阿秒脉冲的强度, 采用数值求解薛定谔方程的方法, 理论研究了H+2在抽运探测激光驱动下高次谐波辐射特点。结果表明, 在抽运激光驱动下, H+2首先被激发到多光子共振电离区间, 进而增大电离几率; 随后在探测激光驱动下, 谐波辐射强度得到增强; 当采用不对称非均匀激光场时, 谐波截止频率可以进一步延伸, 并且谐波平台区只由单一谐波辐射能量峰贡献; 最后通过叠加傅里叶变换后的谐波可获得脉宽在32as的脉冲。该研究对单个阿秒脉冲的产生是有帮助的。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):53
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008

摘要

为了获得双空气孔单元四边形晶格排列光子晶体光纤的光学特性, 采用有限元分析法对该型光纤进行了数值模拟计算, 得到了该型光纤的双折射、限制损耗、偏振拍长及色散特性结果。结果表明, 与椭圆空气孔方形晶格排列光子晶体光纤相比, 在相同的空气占空比条件下, 双空气孔单元方形晶格排列光子晶体光纤可以获得更高的双折射特性, 达到10-2量级; 该型光纤两偏振模的限制损耗差可达103量级。该型光纤易于制造, 在光纤通信及光纤传感等领域有一定的应用前景。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):48
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0010

摘要

为了设计新型的加速度传感器, 将共振光隧穿结构应用于传感元件, 利用COMSOL软件对传感器的频率响应、灵敏度性能等关键要素进行了模拟仿真分析, 搭建了实验平台, 验证了共振光隧穿原理。结果表明, 基于共振光隧穿效应结构的加速传感器在100Hz~3000Hz范围内、加速度为500m/s2的情况下, 灵敏度可达到6.7dB/g。该传感器小巧轻便、结构简单, 且具有较高的灵敏度, 这为光学传感器的研究提供了新的方法和思路, 具有广阔的应用前景。

PDF全文激光技术 | 2019,43(01):43
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008

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点云配准是三维点云信息处理中的重要问题。传统点云配准方法计算量大,不利于实时计算与移动计算。针对传统点云配准方法存在的问题,提出了一种利用卷积神经网络进行点云配准的方法。首先计算点云的深度图像,利用卷积神经网络提取深度图像对的特征差,将深度图像对的特征差作为全连接网络的输入并计算点云配准参数,迭代地执行上述操作直至配准误差小于可接受阈值。实验结果表明,相比传统的点云配准方法,基于卷积神经网络的点云配准方法具有所需计算量小、配准效率高、对噪声点和异常点不敏感的优点。

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012142287

摘要

作为光的一个基本属性, 偏振态提供的自由度对光场调控具有重要作用。具有空间结构偏振态分布的矢量光场因其具有不同于传统标量光场的独特性质而被应用于诸多领域, 但矢量光场的早期研究主要集中于柱对称的局域线偏振矢量光场。近年来, 偏振态分布更加丰富的新型矢量光场逐渐得到关注, 这些新型矢量光场的出现丰富了矢量光场的种类并提供了新的调控自由度, 被应用于焦场调控、光学微加工、光学微操纵和光信息传输等领域。综述了近年来出现的新型矢量光场, 包括柱坐标系中的杂化偏振矢量光场、庞加莱球相关的矢量光场、阵列矢量光场、多奇点矢量光场和其他非柱对称的矢量光场, 介绍了其进展、设计方案、实验生成、性质和相关应用。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126001
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摘要

When exposed to intense electromagnetic fields, the quantum vacuum is expected to exhibit properties of a polarizable medium akin to a weakly nonlinear dielectric material. Various schemes have been proposed to measure such vacuum polarization effects using a combination of high- power lasers. Motivated by several planned experiments, we provide an overview of experimental signatures that have been suggested to confirm this prediction of quantum electrodynamics of real photon–photon scattering.

摘要

光纤结构光场作为光场调控的一个重要分支, 逐渐引起了研究者们的广泛关注。首先基于光纤矢量模式理论, 讨论了光纤中具有空间偏振/相位奇异特性的结构光场的产生机理; 然后, 介绍了光纤结构光场的产生方法, 如长周期光纤光栅耦合法、光纤端面微结构法和轨道角动量转换法等; 最后, 介绍了光纤结构光场在超分辨成像、涡旋光通信、等离子针尖纳米聚焦和非线性频率转换等方面的一些典型应用。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126003
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0425521

摘要

相干测风激光雷达采用外差探测方式, 其后向散射信号经本振光放大, 信噪比理论上可达到量子极限, 具有高时空分辨、高精度的特点。相干测风激光雷达广泛应用于测量风切变、大气湍流、飞机尾流、阵风以及重力波等。目前, 国内外相继开展了相干测风激光雷达的研究。介绍了相干测风激光雷达的发展历史, 详细介绍了各波段相干测风激光雷达的最新研究进展, 并对相干测风激光雷达的发展趋势进行了简要总结。

摘要

光学成像以其非侵入性的特点被广泛应用于生物医学、物理和化学等领域。通过对光场时域和空域参数的调控, 可以有效调制光的时序、波前、振幅、相位、色散等特性, 从而获得具有高时空分辨率的光学图像。以光场调控原理为主线, 综述近年来高时空分辨成像技术的研究进展。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126010
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0283435

摘要

概述了矢量光场的基本理论及常见的生成方法, 详细介绍了基于空间光调制器的矢量光场生成系统及性能改善方法?;毓肆饲烤劢瓜碌氖噶垦苌淅砺? 重点介绍了激光焦场强度分布、偏振指向及自旋指向的定制方法; 介绍了定制焦场在显微成像、定向耦合等方面的应用。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126002
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0270447

摘要

涡旋光束具有螺旋波前、携带相位奇点和轨道角动量等物理特性, 在粒子操控、量子信息、超分辨成像、光通信等领域具有重要的应用, 并已成为学术界的研究热点。得益于相干光学理论的快速发展, 将相干性作为新的自由度引入涡旋光束中, 提出新型涡旋光束即部分相干涡旋光束。相较于完全相干涡旋光束, 部分相干涡旋光束具有独特的物理内涵和光学特性, 尤其是对其相干性和拓扑荷的联合调控会引发一系列奇特的新物理效应(如相干奇点、光束整形、偏振态转换、自修复等)?;毓肆瞬糠窒喔晌行馐幕纠砺奂胺⒄估? 着重对部分相干涡旋光束的理论模型、传输特性、实验产生、实验测量和应用基础研究进行了阐述。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126004
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0259426

摘要

作为一种新型的二维人工微结构, 超表面在亚波长尺度上对光场的调控具有灵活性与多元性, 这使得多维度、全方位的光场调控成为可能, 近年来引起了广泛关注?;诟道镆独砺鄱园淙躐詈铣砻娴纳杓平欣砺鄯治? 并提出收敛性条件, 以弥补超表面非连续相位设计中亚波长条件不充分的不足; 进一步将超表面相位调控与光场中的偏振、振幅、频率等物理性质相结合, 综述了超表面在多维光场调控中的发展与应用。超表面多维光场调控不仅增大了光场调控的自由度, 还推动了集成化光学设备的发展。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126005
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0245362

摘要

复杂光场通常是指相位、振幅和偏振等具有特殊分布的结构光场, 包括以轨道角动量模式为代表的涡旋光场和以偏振态非均匀分布的矢量光场。利用复杂光场构建多维复用光纤通信系统已成为空分复用光通信技术的研究热点。介绍了通过光纤实现复杂光场产生、调控、传输的方法; 简述了新型环形纤芯光纤在低复杂度、短距模式复用光纤通信系统中的应用; 介绍了基于Q玻片的短距直接检测矢量模式复用光纤通信系统实验; 简要分析了光纤光栅耦合模式转换法, 以及利用少模光纤实现一阶和二阶轨道角动量模式的产生方案; 同时介绍了利用一维和二维周期渐变相位光栅测量涡旋光场特性的技术方案。光纤损耗和模式串扰是限制基于复杂光场的模式复用光纤通信系统性能的关键因素; 基于光纤产生和调控高阶复杂光场仍然具有很大的挑战性。复杂光场模式复用技术作为一种基于光纤本征模式的复用技术, 与其相关的研究在未来超大容量模式复用光纤通信系统中具有重要的研究意义和潜在的应用价值。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126008
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0213399

摘要

随着超快激光脉冲宽度不断变窄, 进一步产生单周期乃至亚周期的脉冲面临着巨大的技术挑战。通过脉冲载波包络相位精密控制技术相干合成多路超快光场, 不仅是目前超快光学的重要前沿内容, 也是实现亚周期脉冲极为有效的方案。结合本课题组近年来在相干合成方面的研究进展, 介绍相干合成超快光场的主要技术内容, 包括超宽带光谱的产生、色散管理及载波包络相位控制等技术。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126006
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0178391

摘要

利用单路计算式关联成像技术,实现了光路中存在散射介质情况下彩色目标物体的图像恢复,研究了多波长彩色成像与全光谱白光成像随散射介质浓度的变化关系。实验结果表明:在采样次数3000次情况下,当散射介质浓度增加至6%时,多波长彩色成像的图像可见度由0.21下降至0.061,衬噪比由1.21降至0.33,成像质量随散射介质浓度的增加而降低。但散射介质浓度对全光谱白光成像的质量却影响较小,相同条件下,可见度为0.20,衬噪比为1.061。讨论了散射介质浓度与彩色物体关联成像质量之间的关系,对促进关联成像技术的实用化具有重要意义。

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01781001

摘要

微纳光纤是一种直径接近或小于传输光波长的纤维波导, 由于纤芯和包层折射率差较大, 具有强光场约束、强倏逝场、低损耗、反常波导色散、表面均匀性好和机械性能高等特性。近年来, 以纳米材料作为饱和吸收体的被动锁模激光器成为超短脉冲激光技术方向的研究热点。得益于微纳光纤的强光场约束能力及大比例倏逝场, 纳米材料与微纳光纤的复合结构能显著增强光与物质的相互作用, 进而降低该复合结构的饱和吸收阈值, 为超短脉冲产生和非线性动力学等研究提供一个新颖而灵活的平台。同时, 微纳光纤因具有反常波导色散、光谱滤波、饱和吸收和偏振敏感等特性, 在激光器的色散调控、偏振锁模等方面获得应用。介绍了微纳光纤的制备和特性以及在锁模激光方面的典型应用和相关技术的最新进展, 并就未来的发展方向进行了展望。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126011
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0166436

摘要

从表面波的原理、测量技术分类及关键性技术等多方面进行论述, 概括了基于全内反射、表面等离子体共振、石墨烯等多种光学表面波的折射率传感的历史发展, 进一步探讨了表面波折射率传感成像的技术优点。研究表明表面波传感成像作为一种高精度定量化的无标记显微成像技术, 在医学光学精准诊疗方面具有重要价值。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126009
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0163419

摘要

超快激光及其调控技术的发展使得原子分子量子态超快测控受到广泛关注, 这些研究加深了对强激光与原子分子量子态相互作用的认识。本文回顾了相关领域的研究进展, 特别集中在超快激光场对分子转动、解离的调控以及原子分子电离的量子态调控的研究, 并对未来发展进行了展望。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126007
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0147400

摘要

结构光场是一类对光波空间结构进行剪裁的特殊光场。广义的结构光场包括具有空间变化的幅度、相位、偏振分布和空间阵列分布的光场。结构光场因其独特性而在光学操控、显微、成像、计量、传感、非线性光学、天文学、量子科学和光通信等领域获得了广泛应用?;诮峁构獬〉墓馔ㄐ偶际醢ǜ从猛ㄐ藕捅嘁肼胪ㄐ?。本文回顾了结构光场编译码通信的研究进展, 全面综述了结构光场的产生方法以及不同空间模式(轨道角动量模式、无衍射贝塞尔模式、线偏振模式、矢量模式、空间阵列)、不同编码方式(直接模式编码、高速映射)和不同应用场景(光子芯片、自由空间、光纤)的结构光场的编译码通信, 并对其未来发展趋势进行了分析和展望。结构光场编译码通信开发了光场空间域维度资源, 有望为解决光通信新容量?;褪迪止馔ㄐ趴沙中┤萏峁┣痹诘慕饩龇桨?。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126013
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0147439

摘要

心肌缺血(MI)是诸多心脏疾病的基础性疾病, 可引发多种致命性心脏病, 然而在体检筛查中极难发现, 病人出现症状时往往错过了最佳治疗时间, 因此, 心肌缺血的早期发现和早期干预是控制心脏功能衰减或疾病恶化的关键。采集165位健康和有不同程度心肌缺血患者的红外热图像, 将所有样本集分为训练集和测试集, 通过对红外热图像人体几何定位, 提取心前区左右两侧温差集合, 并使用多种卷积核对温差集合做降维处理, 最终通过反向传播(BP)神经网络在留一法交叉验证下对训练集训练, 并确定网络参数, 建立分类模型。3×3尺寸的高斯核算子对温差集合卷积后, 测试集在BP神经网络上分类准确率达到95.56%, 可以为新样本做出准确预测。该方法能够快捷、准确地辅助临床体检对心肌缺血的早期预警, 为心肌缺血预诊断提供了新的思路。

摘要

飞秒激光脉冲加工具有热效应小、加工精度突破衍射极限、三维内部加工能力等特性, 在微纳制备领域独具优势。综述了利用飞秒激光脉冲整形技术结合飞秒激光三维直写进行透明介质中微纳制备的最新进展, 这些技术有望在新型集成光学和微纳光学中发挥重要的作用。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126012
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摘要

叶片是航空发动机的重要部件, 由于工作环境恶劣, 容易出现损坏。对损坏的叶片进行修复是比较经济的做法, 模型重构是航空发动机叶片修复的关键技术之一。为此提出了一种基于散斑视觉测量的叶片模型重构方法。采用散斑视觉系统采集叶片曲面散斑点; 通过散斑点立体匹配得到局部点云数据; 通过点云拼接得出叶片整体点云; 根据叶片点云曲率提取边界点, 通过三次B样条曲线对叶片点云边界点进行拟合, 得出叶片包络曲线; 利用包络曲线和点云重建叶片模型; 进行了实验验证, 证明了方法的可行性。

摘要

矢量涡旋光束是一种新型的结构光束, 具有横截面各向异性分布的偏振态, 同时携带有轨道角动量。矢量涡旋光束的这些独特性质使得其在光通信、光镊、激光加工等领域具有重要的应用价值。对于不同的应用, 所需的矢量涡旋光束的偏振态、相位分布不同, 因此偏振、相位模式连续可调的矢量涡旋光束的生成系统是矢量涡旋光束应用的重要基础。报道了本课题组在矢量涡旋光束生成方面的工作, 主要介绍了腔外模式连续可调的矢量涡旋光束的生成方法, 以及矢量涡旋光束阵列的生成方法。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(01):0126014
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摘要

通过单个自由曲面反射器的反射, 令光源发出的能量重新分布, 在特定照明面上实现所需照明, 从而简化了投影设备中的照明系统, 使设备的进一步小型化成为可能。根据给出的光源辐射特性和所需实现的照明面上的能量分布, 可得到一组偏微分方程, 数值差分求解直接得到自由曲面反射器。光源采用发光面积1 mm×1 mm朗伯体发光的LED, 视角为120°, 照明面为4∶3的均匀矩形光斑。设计了两种自由曲面反射器, 并用软件对得到的曲面进行了照明模拟, 模拟得到的照明均匀性接近90%。两种反射器在光轴方向上的投影尺寸均小于25 mm, 垂直光轴方向上投影长度均小于22 mm, 照明系统总长均小于40 mm, 结构紧凑, 适用于小型LED投影设备。

PDF全文光学学报 | 2007,27(03):540-544
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摘要

飞秒激光微加工技术具有加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维微结构加工等优点,这些特性是传统的激光加工技术所无法取代的。首先回顾了激光微加工和超短脉冲激光技术的发展历史,然后介绍超短脉冲激光与金属和介质材料相互作用的机制,接着阐述了飞秒激光直写、干涉和投影制备等各种加工方法的原理,重点讨论飞秒激光在三维光子器件集成、微流体芯片制备及其在生化传感方面的应用等,最后展望了飞秒激光微加工领域所面临的机遇和挑战,指出了未来的研究方向。

PDF全文中国激光 | 2007,34(05):595-622
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0161120448

摘要

光子晶体光纤(PCF),又称为多孔光纤(HF)或微结构光纤(MF),是一种单一介质,并由波长量级的空气孔构成微结构包层的新型光纤。光子晶体光纤呈现出许多在传统光纤中难以实现的特性,从1996年世界上制造出第一根光子晶体光纤以来,它便受到了广泛关注并成为近年来光学与光电子学研究的一个热点。介绍了光子晶体光纤的制作工艺、工作原理、基本特性、目前的研究重点和进展情况,重点评述了光子晶体光纤非线性光学方面的研究及其潜在的应用。

PDF全文中国激光 | 2006,33(01):57-66
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1241332194

摘要

高分辨力空间相机的光学系统决定相机的外形尺寸和布局,为了相机的小型化、轻量化和结构稳定,针对某一种光学设计指标要求,分析比较多种光学系统结构是有必要的。本文针对在太阳同步轨道上用TDI CCD 推扫方式成像的高分辨力可见光相机,在设轨道高度为500 km,地面像元分辨力达到 0.5 m的情况下,用CODE V软件分析研究了6种可能的相机光学系统结构,得到了不同相对孔径和不同视场角的光学设计结果,并给出了可供参考的6种光学系统设计数据。指出在实际工程应用时,应根据不同的地面覆盖宽度的需求确定光学系统视场角,然后根据不同的视场角选定能满足这个视场角要求且尺寸最小的光学系统结构形式。

PDF全文光学 精密工程 | 2008,16(11):2164-2172
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01146788

摘要

综述了近年来棒状、盘片、光纤和热容等高平均功率全固态激光器的进展和国内近期的工作。围绕限制激光器输出平均功率提高和激光光束质量下降的热效应问题, 比较了各类激光器的优缺点。总结了减小或补偿无用热不利影响的现有技术手段, 指出减小激光器热效应可能的技术途径。

PDF全文中国激光 | 2009,36(07):1605-1618
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0138323818

摘要

将相位检测面形术(PMP)用于大尺度、 高精度三维面形测量中。 采用文中提出的双向高度坐标校正法, 可以得到精确的物面三维坐标。 提出了一种新的基于洪水算法的图像拼接法, 采用此方法可以按最佳的途径将各子区域的高度分布合成整个物面的高度分布。

PDF全文光学学报 | 2000,20(06):792-796
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0023736

摘要

以GaN基功率型发光二极管(LED)为代表的半导体照明光源, 具有其他传统光源无法比拟的诸多优点, 被公认为21世纪最有价值的新型光源。充分发挥功率型LED的优势, 利用非成像光学进行面向实际应用的功率型LED封装光学系统设计, 以高端半导体照明光源的制造为突破点, 带动整个半导体照明产业的快速进步, 已成为半导体照明技术发展的战略选择?;毓肆朔浅上窆庋У睦?、研究进展以及在半导体照明中的应用, 并通过设计实例, 介绍了面向功率型LED光线耦合、二维给定光分布以及三维给定光分布问题的非成像光学系统设计原理与解决方案。

PDF全文中国激光 | 2008,35(07):963-971
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037319139

摘要

简要介绍大型钛合金结构件激光直接制造的技术特点及其在航空航天等工业装备中的应用前景,重点报道大型钛合金结构件激光直接成形制造工艺、内部质量控制和应用研究进展。深入评述大型钛合金结构件激光直接成形制造技术发展面临的问题及其热物理、熔池非平衡冶金动力学、内部组织快速凝固和内部缺陷控制的复杂性。指出零件“变形和开裂”预防和“内部质量”控制是目前制约该技术发展和应用的关键“瓶颈难题”,只有加强对零件“内应力演化规律与变形开裂行为”及“凝固组织形成规律及内部缺陷形成机理”等基础问题的研究和认识,才能有效解决上述瓶颈难题。

PDF全文中国激光 | 2009,36(12):3204-3209
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02257193

摘要

综述了用于下一代移动通信的光纤毫米波副载波通信技术(ROF)的研究进展。介绍了系统的基本构想和涉及的关键技术。着重介绍几种毫米波副载波光发射器以及有关光学技术的新进展,包括外调制器方法、射频上转换法、光学外差法、毫米波调制光脉冲发生器等;简要介绍了ROF接收技术、系统技术和有关应用的研究动向。

PDF全文中国激光 | 2006,33(04):481-488
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023422421

摘要

采用两个中心波长约976 nm准直输出的高功率半导体激光??槲樵嗽?通过空间滤波和非球面透镜耦合技术,双端抽运长度为21 m的大模场面积国产掺镱双包层光纤,获得了714.5 W的高功率连续激光输出。采用反向抽运,当入纤抽运功率为760 W时,激光输出功率达到501 W;采用双端抽运,当入纤抽运功率为1137 W时,获得了714.5 W的高功率连续输出,光光转换效率为62.8%,斜率效率为67%。

PDF全文光学学报 | 2006,26(07):1119-1120
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024628000

摘要

提出一种在数字加权滤波和调制度分析基础上形成可靠性控制模板,并按可靠度排序进行位相展开的新方法。该法用于傅里叶变换轮廓术中,可以兼顾所求位相精度和位相展开的可靠度,适合复杂物体面形的测量。给出了傅里叶变换轮廓术对复杂物体面形测量的应用实例。

PDF全文光学学报 | 1998,18(09):1228-1233
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087427394

摘要

光电跟踪和测量设备用于测量飞行器在空中的飞行轨迹,作为飞行器飞行性能的评价.随着现代技术的发展,对飞行器性能提出愈来愈高的要求,从而也对跟踪和测量飞行器飞行轨迹的光电跟踪和测量设备提出了相应的技术进步要求,特别是对其测量精度指标.如何做好和完善误差分析、误差分配和误差综合,成为研制更高性能的光电跟踪测量设备总体设计中的一个重要问题,贯穿从可行性论证、方案论证、方案设计、设计、制造、装调、直到试验等整个研制过程.就这一类设备中最为复杂的机载光电跟踪测量设备的目标定位误差(即3轴上的测量误差),通过建立从被测目标到地面中心测量站9个坐标系,进行31次线性变换,构造35个变量的统一测量方程;进行测量误差因素的分析和分配,以及用蒙特卡洛法来分析和计算系统的目标定位误差.

PDF全文光学 精密工程 | 2005,13(02):105-116
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007859

摘要

对半导体激光器的发展历史和发展现状进行了综述, 并具体介绍了长春光学精密机械与物理研究所近年来在大功率半导体激光器方面所取得的主要进展,特别是在大功率半导体激光器的激光光源、垂直腔面发射激光器和新型激光器芯片等方面。

PDF全文发光学报 | 2015,36(01):1
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01203602

摘要

研究了光在一维周期性介电材料中的传播特性, 指出传统的高反膜只是光子晶体的一个特例, 从而从光子晶体的角度对多层膜系的设计提出了一条新的思路, 同时研究了材料的介电常数以及结构与高反带带宽之间的关系。 最后通过在多层膜中引入掺杂(中间一层被另一种介质所代替), 得到第一能隙中掺杂模式的频率与掺杂材料的介电常数之间的对应关系, 由此提出一种精确测量介质介电常数的方法。

PDF全文光学学报 | 2000,20(06):728-734
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0025739

摘要

综述了现有的3类激光光束质量评价方法, 即近场质量、远场质量和传输质量。主要的评价参数包括近场调制度和对比度、聚焦光斑尺寸、远场发散角、衍射极限倍数β因子、斯特列尔比、环围能量比以及M2因子等。讨论了它们各自的适用范围、优点和局限性。提出了采用M2因子矩阵以表述光束的像散特性, 给出了M2因子的不变量。

PDF全文中国激光 | 2009,36(07):1643-1653
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摘要

讨论了由无窗硅光电二极管构成的反射式陷阱探测器的设计方案和工作原理,通过实验测试证明它具有良好的线性、空间响应均匀性、偏振非敏感性和稳定性。在可见波段的7个激光波长上(488nm~786nm),通过低温辐射计标定了陷阱探测器的绝对光谱响应率,不确定度小于0.035%,比现有的标准辐射源的精度提高了约2个量级,证明其可以作为高精度的绝对光谱响应率标准探测器。

PDF全文光学学报 | 2001,21(06):749-752
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07318495

摘要

可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者定量分析,这种方法不仅精度较高,选择性强而且响应速度快,已经被用于大气痕量气体监测以及工业控制。在对空气中的痕量气体进行检测中,由于气体浓度较低,需要和长吸收光程技术相结合。将可调谐二极管激光吸收光谱与经过108次反射后达到27 m光程的多次反射池相结合研制了用于地面环境空气中甲烷含量监测的便携式吸收光谱仪,并结合了用于微弱信号检测的二次谐波检测技术,从而达到了体积分数低于1×10-7的检测限,并利用不同体积分数的甲烷气体对系统进行了测试,得到了很好的测试结果。

PDF全文光学学报 | 2006,26(01):67-70
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摘要

激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术.检测算法的精度和速度直接影响了测量的精度及速度,传统的检测算法如重心法、Hough变换法等在检测精度或速度上存在不足.基于圆拟合的激光光斑中心检测算法是根据最小二乘原理用圆来逼近激光光斑轮廓,该算法除了可以检测光斑中心外,还可以检测光斑半径,达到亚像素级的定位精度,具有很快的计算速度,可适用于实时的光学测量.

PDF全文红外与激光工程 | 2002,31(03):275-279
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摘要

调制传递函数(MTF)是描述光学成像系统信息传递频率特性的一个关键指标。在成像系统满足线性和空间不变性的条件下,对于含有点、狭缝和边缘等不同特征的图像,可以使用相应的方法计算得到成像系统的MTF。采用了倾斜刃边法来计算得到成像系统的MTF,分析了成像器件和算法步骤对计算结果产生的影响,进行了相应的校正,提高了计算结果的准确性。运用MTF补偿(MTFC)技术,分别使用了镜头MTF的设计值、测量值和计算值对实际拍摄得到的图像进行了复原。通过对以上3种复原图进行对比,实验结果证明了MTF计算值的可靠性和用于降质图像复原时的有效性。

PDF全文光学学报 | 2010,30(10):2891-2897
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摘要

提出了基于邦加球轨迹的穆勒矩阵测量法, 将极分解得到的矩阵与其在邦加球上的轨迹联系起来, 通过输入光和输出光的偏振态在邦加球上的位置关系, 直接获取非消偏元件的双折射矩阵和二向色性矩阵。结果表明:基于所提方法, 偏振控制系统只需要一个可旋转起偏器, 在测试前后提供两个确定的偏振态,即可直接获得光纤器件的双折射矩阵和二向色性矩阵, 且在测量过程中无需改变待测光纤的状态。

摘要

细胞激光器是激光光子学和生命科学交叉领域的前沿研究方向, 其工作原理是, 在流体环境中, 将荧光蛋白、生物兼容的荧光染料及荧光素等和细胞有机结合在一起, 在谐振腔光反馈作用下使弱信号得到振荡放大实现细胞的激光输出。详细阐述了基于法布里-珀罗腔和回音壁模式微腔的细胞激光器的研究现状和基本原理, 由于谐振腔对光信号的反馈放大作用, 与传统的荧光信号相比, 激光信号能够有效增强传感探测的灵敏度, 提高分辨率。通过分析细胞等生物组织中发射激光的光谱和模式等信息来研究细胞内部的生理变化过程, 为医学治疗诊断、生物材料三维超分辨成像及可集成光源研究等提供新的技术和设计思路。

摘要

针对较厚的组织,普遍采用的自适应光学技术由于其单次校正视场范围有限,空间光调制器或可变形镜的刷新率有限,难以满足大视场范围波前畸变的快速校正,进而难以满足大视场高速成像的需求。结合共轭型自适应光学系统和相干光自适应校正技术,提出了一种并行的波前畸变校正算法,该算法可以在不增加空间光调制器等刷新次数的前提下,通过并行测量多个导引星的波前畸变,实现大视场范围内像差的一次性校正,为生物组织深处的高速、高分辨成像提供一种可行的参考方案。仿真结果表明:在采用9个导引星时,针对5层随机相位屏构成的薄散射介质,该算法单次校正的有效视场约为传统算法的4.7倍;对于120 μm厚的小鼠大脑组织切片样本,单次校正的有效视场约为传统算法的4.6倍。所提算法可以通过增加导引星的数量来进一步增大一次校正的视场范围,并且不会显著增加校正时间,在活体生物样本的大视场成像中具有广阔的应用前景。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(12):1207001
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079562

摘要

基于一种改进的跨层级特征融合的循环全卷积神经网络, 提出了一种结合深度学习的图像显著目标检测算法。通过改进的深度卷积网络模型对输入图像进行特征提取, 利用跨层级联合框架进行特征融合, 生成了高层语义特征的初步显著图; 将初步显著图与图像底层特征融合进行显著性传播以获取结构信息; 利用条件随机场对显著性传播结果进行优化, 得到了最终显著图。利用大型数据集将所提算法与其他多种算法进行了测试对比, 研究结果表明, 在对复杂场景图像的显著目标检测方面, 所提算法稳健性更好, 显著目标检测的完整性提升, 背景得到了更有效的抑制。

摘要

激光测距是现代测距技术中的重要组成部分, 在精密测距领域发挥了关键作用。在以先进制造、空间任务等为代表的大尺寸精密测距应用中, 测距量程通常为数十米甚至上千米, 测距精度要求在亚毫米甚至微米量级, 同时, 要求测量快速高效, 这对激光测距光源的灵活性、稳定性及溯源性都是极大的挑战。飞秒光学频率梳以其丰富的频谱成分、优于10-11量级的相对稳定度和直接参考到微波频率基准的溯源能力成为激光精密测距研究的有力工具。时域内, 飞秒脉冲可提供高精度的时间分辨; 频域内, 飞秒光学频率梳测距所包含的大量精密稳定的谱线成分使新的测量原理成为可能。介绍了飞秒光学频率梳测距的研究现状, 以主要利用飞秒光学频率梳的时频域特性进行分类归纳, 概括了各种方法的原理及特点。目前, 飞秒光学频率梳测距已在大量程范围内达到微米甚至亚微米量级测量精度, 并有潜力实现多目标同时测距。随着测量效率的提升, 飞秒光学频率梳测距必将在大尺寸精密测距中广泛应用。

摘要

为满足高精度、大尺寸、高动态的测量需求,提出一种基于光学频率梳方法的绝对测量方案。采用级联相位调制器和强度调制器的电光调制方法生成平坦的光学频率梳,可以实现频率的直接溯源,成本低且易于复现。实现了对数学模型的建立及生成质量的评估,并且将其应用于改进的多波长测距系统中。该系统实现了对传统的多波长测量系统的简化,通过解算出合成波长的相位信息实现了对绝对距离的测量以及对测量过程中噪声和不确定度的分析。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(12):1204002
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038412

摘要

设计了蓝光二极管抽运掺镨氟化钇锂(Pr∶YLF)腔内倍频 348.9 nm紫外激光器。激光器采用Z型折叠腔结构,利用45°合光片将抽运功率为1.4 W的444 nm蓝光和抽运功率为1.5 W的469 nm蓝光进行激光二极管合光,并将其作为抽运源,抽运长度为5 mm、掺杂浓度(质量分数)为0.5%的Pr∶YLF晶体。将I类相位匹配的三硼酸锂作为倍频晶体,通过优化谐振腔镜膜系和腔型设计,在抽运功率最大时,获得了最大输出功率为132.2 mW、中心波长为348.9 nm的连续紫外光输出,抽运光到紫外光的光-光转换效率约为4.5%。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(12):1201003
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015371

摘要

通过激光选区烧结(SLS)技术成形了堇青石/碳纤维复合材料初胚, 经高温烧结获得了陶瓷试样, 研究了陶瓷试样的孔隙率、力学性能和尺寸精度在不同工艺下的变化。结果表明, 碳纤维通过烧结颈粘结穿插在堇青石基体中, 随着烧结温度的升高, 堇青石熔化变形, 孔隙率减小。当烧结温度为1350~1400 ℃时, 堇青石为μ相, 当烧结温度升高至1425 ℃时, 堇青石由μ相向α相转变。碳纤维有效增强了初胚的韧性和强度, 随着烧结温度的升高, 陶瓷试样的抗压强度不断增大, 并在1425 ℃时达到最大值5.48 MPa。

摘要

报道了一种基于玻璃分相技术制备大尺寸(直径为3 mm,长度为270 mm)掺镱(Yb3+)石英玻璃芯棒,进而制备大芯径(纤芯直径为80 μm,外包层直径为400 μm)掺Yb3+双包层光纤的新技术。实验测试了光纤的折射率剖面、Yb3+吸收谱以及背景损耗,并演示了其激光性能。结果表明:该光纤的纤芯折射率分布均匀,数值孔径约为0.065;Yb3+的掺杂浓度(质量分数)为1.22%,在976 nm处的吸收系数为6.5 dB/m,在793 nm处的背景损耗为0.03 dB/m;基于主控振荡器的功率放大器结构,光纤在976 nm半导体激光器抽运下实现了1080 nm激光输出,光纤长度为2.5 m,斜率效率达到78%,最大激光输出功率为300 W。玻璃分相技术为制备大尺寸、高均匀性有源石英玻璃芯棒提供了新的技术路径,在制备大芯径高掺杂光纤及具有复杂纤芯结构的有源光纤方面具有巨大潜力。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(12):1201005
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031363

摘要

设计了一种新型高功率直接液冷固体薄片激光器,由数十至数百片透射薄片密集堆叠构成分布式增益系统,使特种激光冷却液在增益介质间的平板微流道内流动以实现薄片直接冷却,有效解决了传统高功率固体激光器中增益介质焊接于热沉引入的热致应力、焊接面变形等问题。对该激光器的腔内损耗、腔内像差等参数进行了优化设计。分析了影响光-光转换效率的关键因素,根据像差特点给出了光束质量控制方法。将20片薄片以特别角度密集堆叠构成增益???,利用两个增益??樵谖惹缓头俏惹恢芯迪至斯β蚀笥? kW的准连续波(QCW)偏振激光输出,且这一实验室光源的体积小于0.4 m3。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(12):1201004
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052325

摘要

针对遥感图像中的飞机目标,本文提出一种遥感图像飞机的改进YOLOv3 实时检测算法。首先,针对单一的遥感图像飞机目标,提出一种有49 个卷积层的卷积神经网络。其次,在提出的卷积神经网络上应用密集相连??榻懈慕?,并提出使用最大池化加强密集连接??榧涞奶卣鞔?。最后,针对遥感图像中飞机多为小目标的现实,提出将YOLOv3 的3 个尺度检测增加至4 个并以密集相连融合不同尺度??樘卣鞑愕男畔?。在本文设计的遥感飞机测试集上进行训练和测试,实验表明,该算法的检测精度达到96.26%、召回率达到93.81%。

PDF全文光电工程 | 2018,45(12):180350
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04322

摘要

设计了基于无自旋交换弛豫(SERF)的高灵敏度非低温铷原子磁力仪,其灵敏度在15 Hz处达到了6 fT/Hz。利用此SERF磁力仪,在屏蔽筒内测量了人脑视觉皮层在睁眼和闭眼状态下的磁场差异。该SERF磁力仪采用抽运-探测双光模式,与单光配置相比,双光SERF磁力仪可以实现更高的灵敏度,并且不需要额外的磁场调制,因此省略了采集系统中复杂的锁相放大器。这种装置更有利于实现小型化的全头脑磁图传感器阵列。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(12):1204006
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016307

摘要

To measure the global atmospheric three-dimensional distribution and change of temperature and humidity is one of the key areas in atmospheric remote sensing detection; it is also a new research and development direction in the field of meteorological satellite application. As a main element of China second generation of geostationary meteorological satellite Fengyun 4 (FY-4), which was launched on Dec. 11, 2016, the Geostationary Interferometric Infrared Sounder (GIIRS) is the first interferometric infrared sounder working on geostationary orbit internationally. It is used for vertical atmospheric sounding and gains atmospheric temperature, humidity, and disturbances. The combination of Fourier transform spectrometer technology and infrared detectors makes GIIRS have high spectral resolution and large coverage over spatial areas. With this kind of instrument, meteorological satellites can improve the capabilities for severe weather event monitoring and numerical weather prediction. Here a concise review of the GIIRS development project, including its history, missions and functions, technical design, key technologies, system integration, calibration and in-orbit operation status, etc., is presented.

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    摘要

    利用激光选区熔化(SLM)工艺成形TiB2/S136复合材料,研究了激光体能量密度η对SLM成形试样致密度、微观组织及力学性能的影响。采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、透射电镜等研究成形试样物相成分、表面形貌及微观组织。结果表明:当η过低时,粉末熔化不完全,形成大量残余孔隙;而当η过高时,受热应力影响,成形试样存在微裂纹。当η=66.7 J/mm3时,成形试样表面缺陷少,致密度高达97.3%,存在细化的、分布均匀的等轴晶,其平均显微硬度高达742.4 HV0.1,平均摩擦系数和磨损率分别为0.5593和0.272×10-4 mm3·N-1·m-1,耐磨性能优异,抗拉强度达到1051.3 MPa,延伸率为5.84%,塑性较好。因此,SLM成形TiB2/S136复合材料的最佳η为66.7 J/mm3,η过高或过低,均会严重影响TiB2/S136复合材料的致密度及力学性能,该研究为SLM成形高性能模具钢材料提供了有益的理论和工艺借鉴。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(12):1202010
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    摘要

    报道了一种采用ZnWO4单晶作为拉曼晶体的2294 nm拉曼激光器。使用激光二极管端面抽运Tm∶YLF晶体产生1899 nm的基频光,采用内腔抽运ZnWO4晶体,得到了2294 nm的一阶斯托克斯激光输出,最大功率为173 mW,最短脉宽为2.280 ns,最高峰值功率为25.292 kW,从实验上证实了ZnWO4作为红外拉曼晶体的可行性。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(12):1201001
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    014253

    摘要

    Soluble microneedles (MNs) have recently become an efficient and minimally invasive tool in transdermal drug delivery because of their excellent biocompatibility and rapid dissolution. However, direct monitoring of structural and functional changes of MNs in vivo to estimate the efficiency of insulin delivery is difficult. We monitored the dissolution of MNs to obtain structural imaging of MNs' changes by using optical coherence tomography (OCT). We also observed the effect of MNs on microvascular conditions with laser speckle contrast imaging (LSCI) and measured the blood perfusion of skin to obtain functional imaging of MNs. We determined the performance of two soluble MN arrays made from polyvinyl alcohol (PVA) and polyvinyl alcohol/ polyvinylpyrolidone (PVA/PVP) by calculating the cross-sectional areas of the microchannels in mouse skin as a function of time. Moreover, the change in blood glucose before and after using MNs loaded with insulin was evaluated as an auxiliary means to demonstrate the ability of the soluble MNs to deliver insulin. Results showed that the structural imaging of these MNs could be observed in vivo via OCT in real time and the functional imaging of MNs could be showed using LSCI. OCT and LSCI are potential tools in monitoring MNs structural and functional changes.

      摘要

      The growth characteristics of Aspergillus parasiticus incubated on two culture media were examined using shortwave infrared (SWIR, 1000–2500 nm) hyperspectral imaging (HSI) in this work. HSI images of the A. parasiticus colonies growing on rose bengal medium (RBM) and maize agar medium (MAM) were recorded daily for 6 days. The growth phases of A. parasiticus were indicated through the pixel number and average spectra of colonies. On score plot of the first principal component (PC1 T and PC2, four growth zones with varying mycelium densities were identified. Eight characteristic wavelengths (1095, 1145, 1195, 1279, 1442, 1655, 1834 and 1929 nm) were selected from PC1 loading, average spectra of each colony as well as each growth zone. Furthermore, support vector machine (SVM) classifier based on the eight wavelengths was built, and the classification accuracies for the four zones (from outer to inner zones) on the colonies on RBM were 99.77%, 99.35%, 99.75% and 99.60% and 99.77%, 99.39%, 99.31% and 98.22% for colonies on MAM. In addition, a new score plot of PC2 and PC3 was used to differentiate the colonies incubated on RBM and MAM for 6 days. Then characteristic wavelengths of 1067, 1195, 1279, 1369, 1459, 1694, 1834 and 1929 nm were selected from the loading of PC2 and PC3. Based on them, a new SVM model was developed to differentiate colonies on RBM and MAM with accuracy of 100.00% and 99.99%, respectively. In conclusion, SWIR hyperspectral image is a powerful tool for evaluation of growth characteristics of A. parasiticus incubated in different culture media.

        摘要

        A rapid and cost-effective method for fabricating mini lens arrays is proposed. The lenses are made of silicone oil droplets and filled inside a polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer. The lens arrays of different initial focal lengths and apertures can be fabricated by using the droplets of different volumes. Due to good elastic behavior of PDMS, the droplet lenses can be flexibly deformed, and the focal length and numerical aperture can be tuned by applying an external force on the PDMS elastomer. Furthermore, an apparatus for focal length tuning is designed and employed in the imaging system.

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          摘要

          Adriamycin (doxorubicin), a common cancer chemotherapeutic drug, can be used to induce a model of chronic progressive glomerular disease in rodents. In our studies, we evaluated renal changes in a rat model after Adriamycin injection using two-photon microscopy (TPM), optical coherence tomography (OCT) and Doppler OCT (DOCT). Taking advantage of deep penetration and fast scanning speed for three-dimensional (3D) label-free imaging, OCT/DOCT system was able to reveal glomerular and tubular pathology noninvasively and in real time. By imaging renal pathology following the infusion of fluorophore-labeled dextrans of different molecular weights, TPM can provide direct views of glomerular and tubular flow dynamics with the onset and progression of renal disease. Specifically, glomerular permeability and filtration, proximal and distal tubular flow dynamics can be revealed. 6–8 weeks after injection of Adriamycin, TPM and OCT/DOCT imaging revealed glomerular sclerosis, compromised flow across the glomerular wall, tubular atrophy, tubular dilation, and variable intra-tubular flow dynamics. Our results indicate that TPM and OCT/DOCT provide real-time imaging of renal pathology in vivo that has not been previously available using conventional microscopic procedures.

            摘要

            分析了用于对地成像的天基合成孔径激光雷达(SAL)系统指标,采用10 m口径膜基衍射光学系统以满足功率口径积的要求,用合成孔径雷达相控阵天线模型分析了器件参数和衍射光学系统的波束方向图。针对大口径衍射光学系统存在的孔径渡越问题,提出了基于数字信号处理的高距离分辨率信号补偿聚焦方法。研究结果表明:10 m衍射口径天基SAL系统有可能对远距离特定目标进行高数据率、高分辨率成像跟踪,该技术的实现具有一定的可行性。

            PDF全文HTML全文 中国激光 | 2018,45(12):1210002
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            摘要

            调制器是光通信系统的关键器件,随着通信技术的发展,对光纤链路中光调制器的性能提出了更高的要求。为了实现高速光纤通信,提出并设计了一种基于石墨烯的D型双芯光纤(DTCF)调制器的结构,利用石墨烯独特的吸收特性以及双芯光纤两芯之间的耦合作用,结合了吸收调制和耦合调制的优势。本文仿真验证了结构的调制可行性,基于有限元法数值模拟分析了调制器传输模式、两纤芯半径、纤芯距、石墨烯层数、过渡层材

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):050602
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            摘要

            摘 要:本文以在镜体盲孔与粘接处所受的不同的约束条件的薄胶层为对象,建立了针对带锥度盲孔的空间相机反射镜组件胶层厚度的计算模型。相较于已有的计算粘结胶层厚度的计算模型,本文中所提出的计算模型充分考虑了薄胶层在带有锥度盲孔处的约束变化。针对口径为 430空间相机反射镜需在与机械件粘接前后面形变化小,结构刚度可靠等要求,以其为例,对其胶层厚度进行分析研究。首先利用力学模型计算了锥套与盲

            PDF全文 光学学报 | 2019,39(05):052302
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            摘要

            直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)具有实现简单,频带利用率高和能提供足够照明等优点。结合DCO-OFDM和码分多址(CDMA)建立了DCO-MC-CDMA系统。受系统结构限制,在DCO-MC-CDMA系统中选用Gold码和m序列作为扩频地址码,但其互相关性较正交码差,会带来更大的多用户间干扰(MUI)。采用最大比合并(MRC)、等增益合并(EGC)和正交恢复(ORC)合并,推导了受加性高斯白噪声(AWGN)、MUI和限幅噪声影响时信噪

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            摘要

            将非线性光纤的纤芯设计成椭圆,可以有效控制光纤中少模四波混频的相位匹配条件,从而制作少模光纤参量器件。本文研究椭圆纤芯少模光纤的模式特性,给出少模光纤中克尔非线性耦合模方程的一般形式,详细描述少模光纤参量放大器的设计方法。利用COMSOL仿真软件获得导波光场模式分布对纤芯椭圆率的依赖信息,进而可计算少模之间的四波混频相位失配因子和相应模场交叠积分(或非线性系数)。具体考察了阶跃型折射

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            摘要

            摄像机标定是从图像中获取真实世界度量信息的关键步骤。传统摄像机标定方法依赖于不同的相机模型、对镜头畸变处理较为复杂、标定过程较为烦琐,而浅层神经网络标定法手动特征提取过程复杂、网络训练过程不稳定、复杂环境下标定精度不高,针对以上问题提出了一种基于深度神经网络的摄像机标定方法,实现大范围平面区域内的灵活、高精度标定。无须进行数据特征提取或分类,通过对网络结构、超参数与训练算法进行

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            摘要

            本文提出了一种锯齿共振腔耦合金属波导结构,该结构由多个相互垂直的矩形波导和锯齿共振腔构成。利用锯齿共振腔的等离子体局域特性实现多端口滤波,并通过多路复用实现多通道逻辑门信号输出,最终实现多通道等离子体逻辑门输出光源。采用时域有限差分(FDTD)方法讨论锯齿谐振腔的长度和宽度对强透射现象的影响,并根据各输出端口的透射波长的变化实现对结构解复用特性的改变与控制,并根据该特性实现多通道逻

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            摘要

            本文研究了谐波分量对三角形光子微波信号相似度的影响。用数值模拟方法研究三角波形的傅里叶级数保留至不同阶次时波形与理想波形的相似性。当傅里叶分量保留至三阶时波形与理想三角波形的相似度达到0.989,此时与理想波形差异主要体现在峰值处,差异小于0.05。本文提出一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DP-MZM)产生三角形光子微波信号的方法。作者先通过实函数的方法对系统的工作原理进行了推导,再对系统进

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            摘要

            垂直腔面发射激光器(VCSEL)和传统的边发射半导体激光器相比具有线宽窄、光束质量好、可靠性高和制造成本低等优点。随着808 nm VCSEL阵列的输出功率和转换效率的提高,它成为了固态激光器泵浦源的新选择。本文介绍了VCSEL的性能优势、应用场合及发展现状,综述了808 nm VCSEL泵浦的固态激光器研究进展,讨论了该激光器的技术缺陷及发展前景。

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            摘要

            本文面向无人移动平台自主相对导航任务对高精度位姿测量的应用需求,针对视距变化较大时现有的视觉测量系统和方法在测量范围和分辨率等方面存在的不足,提出了一种分段式组合位姿测量方法和系统的实现方案。该方法根据测量距离的不同将测量任务分为远段和近段。由两组正交线阵相机构成远段图像测量子系统,可实现视距变化范围35m~5m时的高分辨率位置测量,由一个面阵相机组成近段测量子系统,可实现视距小于5m

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            摘要

            摘 要 针对物体三维点云边缘提取效果不佳,提取时间过长等问题,本文基于高斯映射聚类边缘提取算法提出了一种快速而精确的新方法,先通过凝聚聚类和估计法线将高斯球中的法线进行聚类,然后分析每个点最近邻域点的协方差矩阵特征值来检测边缘特征。对不同的点云对象进行边缘提取对比实验,分别从边缘提取效果和提取时间进行对比分析,实验结果表明,本文提出的新方法能快速有效地提取点云的边缘特征,相比原高

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            摘要

            基于随机并行梯度下降(Stochastic parallel gradient descent, SPGD)算法的无波前探测器的自适应光学系统(Adaptive optics system, AOS)具有结构简单、像差校正能力强的优点,在生物显微镜、激光大气通信等领域有很好的应用前景。本文利用计算机模拟仿真基于变形镜与SPGD算法的无波前探测AOS,在不降低精度的条件下,为了提高基于SPGD的无波前探测AOS的收敛速度,对SPGD算法中随机扰动幅值与增益系数两个关键参

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            摘要

            我们利用传统紫外光刻技术与激光双光束干涉光刻技术相结合的方法以及激光双光束干涉连续两次曝光的方法,制备了具有多种形貌和周期的微纳米复合结构,解决了利用传统激光干涉加工技术制备微结构的形貌和周期单一的问题。通过优化实验条件,我们制备出了微米条形光栅、矩形、圆形和六边形点阵与纳米类余弦形光栅相结合的微纳米复合结构;通过在玻璃/银膜/CH3NH3PbI3结构中引入微纳米复合光栅结构,使得CH3NH3PbI

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            摘要

            近年来,拉曼光谱学正在被更多地用于生物医学领域的分析研究,对目标样本或组织的在体原位无损探测更是引起关注,意义深远。而拉曼探针作为实现这一目的的重要拉曼检测工具也在不断的发展和多样化、功能化。由于拉曼光谱本身极其微弱,且易被其他噪声信号干扰,因此对拉曼探针的设计生产提出了极高要求。本文将对现有拉曼探针的一般设计及其构造进行深入介绍,包括光纤选择,探针顶端设计,添加过滤膜/片,探

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            摘要

            目标的雷达特性在军事领域,如目标识别、电子对抗等,具有非常重要的意义。本文针对雷达目标自动识别,对目标属性散射中心进行了参数化建模。建模前,进行了基于含实体部件分解的目标高精度几何建模,提出了一套含空间射线分集的射线追踪方法。并且基于此,发展了一套基于空间射线分集的目标散射中心参数化正向建模方法,在现有的提取面类散射源的基础上,额外增加了目标边缘强散射源的散射中心,同时推算出了

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            摘要

            图像的数字化使图像具有较强的可编辑性,USM(Unsharp Masking)锐化在目前广泛应用的数字图像编辑中是较为常用的一种方法。为了提供图像真伪、篡改鉴定技术参考,文中提出一种检验USM锐化的方法。首先利用局部二值模式方法(Local Binary Pattern,LBP)检测图像边缘特征,然后使用支持向量机(Support Vector Machines,SVM)进行分类以检测图像是否被锐化,同时针对不同的锐化强度,对比不同LBP检测模式来

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            摘要

            采用密度矩阵方程分析了倒Y四能级原子系统中相位周期场驱动的双通道四波混频(FWM)过程。数值结果表明,周期性相位调制的探测场可以调控两个通道的FWM信号,使之叠加或分离;选择不同调制频率、调制系数及缀饰场强度可使FWM信号出现抑制、增强或分裂。这种周期场驱动的调控方法可望用于光学非线性过程的优化及光信息处理。

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            摘要

            遥感数据中的树种自动分类是林业研究的必要前提,对森林资源的监测、森林可持续管理以及生物多样性研究都具有重要意义。利用先进的激光探测与测量(LiDAR)设备可以获取森林的高密度点云数据以呈现树木的明显特征,但是需要进一步从大量扫描点云数据中提取有效特征来进行树种分类。本文选取了位于杭州钱江新城森林公园和新疆维吾尔自治区阿克苏市红旗坡农场的五种树木作为研究对象。具体的树种有水杉、柳树、女

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            摘要

            基于低温稀土离子掺杂晶体中的光谱烧孔效应的激光稳频技术是二十世纪末发展起来的新型稳频技术,它以低温下稀土离子掺杂晶体中的光谱烧孔为频率锁定参考,有着更低的热噪声极限,频率稳定度理论上可达10-17量级,能实现与Fabry-Perot参考腔可比拟甚至超越F-P参考腔的稳频效果,而且具有对温度、压力和加速度的变化更不敏感的优势。本文从理论原理、技术实现、国内外研究进展几方面介绍了基于光谱烧孔效应的激

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            摘要

            为了得到一种易实现且精度较高的双目测距方法,本文首先立体校正左右相机的非前向平行结构,然后运行改进的Census变换算法应用于立体匹配得到准确的视差值,最后根据双目视觉特殊的外极线几何结构计算出实际的距离信息。本文算法将原始Census变换的利用周围像素与一个中心像素作比较改进为多中心点相互监督融合,大大提升了立体匹配的精度。在实验室环境下利用两个完全一样的CMOS相机搭建双目测距实验平台并从

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            摘要

            在空间激光通信领域中,ATP(捕获、瞄准、跟踪)技术是关键技术之一,是建立可靠通信链路的重要保证。传统ATP技术一般采用机械转动方式来完成转向控制,存在体积大、转动惯量大、功耗高等缺点,无法满足空间激光通信轻小化、低功耗等实际要求,因此对非机械式光束扫描技术的研究具有重要意义。与传统ATP技术相比,光学相控阵技术具有高扫描精度、随机偏转、稳定性好等优点,是目前最具潜力的非机械式光束扫描

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