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《光学学报》 CSCD 北大核心

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《光学学报》创刊于1981年，是中国激光杂志社出版的学术类刊，反映中国光学科技的新概念、新成果、新进展。创刊主编为光学泰斗王大珩先生，现任主编为龚旗煌院士。主要栏目包括大气与海洋光学、探测器、光纤光学...查看详情>>
  • 主办单位中国光学学会；中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 国际标准连续出版物号0253-2239
  • 国内统一连续出版物号31-1252/O4
  • 出版周期半月刊
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基于偏振光栅的同步移相剪切干涉测量方法
1
作者 蒋金威 郭仁慧 +3 位作者 钱宇 刘杨 薛亮 李建欣 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期103-114,共12页
针对在波前测试时,参考镜面自身面形误差、光能利用率不足、环境振动和空气扰动等对干涉测量结果的影响,提出一种基于偏振光栅(PG)分光的同步移相剪切干涉测量方法,通过将横向剪切干涉与同步相移技术相结合实现待测波面的准共光路相移... 针对在波前测试时,参考镜面自身面形误差、光能利用率不足、环境振动和空气扰动等对干涉测量结果的影响,提出一种基于偏振光栅(PG)分光的同步移相剪切干涉测量方法,通过将横向剪切干涉与同步相移技术相结合实现待测波面的准共光路相移测量。该方法采用1/4波片、PG和平面反射镜的组合作为横向剪切结构,可获得两束剪切的正交线偏振光,线偏振光经二维相位光栅、透镜、小孔光阑和相位延迟阵列构成的同步移相结构后,在CCD上可同时采集到4幅移相剪切干涉图。对x和y方向的剪切干涉图采用基于相位相关的图像配准算法、四步移相算法以及基于离散余弦变换法(DCT)的相位解包裹算法进行处理,得到差分相位分布,再用基于差分Zernike多项式的最小二乘波前重构算法对其进行重构,得到待测波面。通过搭建实验装置对一块透镜和凹面反射镜进行测量,结果表明,该方法的测量结果具有准确性和稳定性,该方法能够很好地应用于波前动态测量,对透射波前和光学元件的面形检测具有重要意义。 展开更多
关键词 测量 波面检测 剪切干涉 同步移相 相位复原与重构算法
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T型光电经纬仪的投影中心和三差检测方法研究
2
作者 刘耀登 吕耀文 +2 位作者 杜博军 宫玄睿 黄玺 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期180-189,共10页
在靶场测量中,针对负载式T型光电经纬仪在更换成像组件之后的投影中心和光轴平行性改变的问题,提出一种仅需2个标杆即可同时检测投影中心和光轴平行性三差的方法。首先,结合摄像机的小孔成像模型和光电经纬仪的三差,推导了大地测量坐标... 在靶场测量中,针对负载式T型光电经纬仪在更换成像组件之后的投影中心和光轴平行性改变的问题,提出一种仅需2个标杆即可同时检测投影中心和光轴平行性三差的方法。首先,结合摄像机的小孔成像模型和光电经纬仪的三差,推导了大地测量坐标系下的一点与摄像机图像平面上像点之间的投影方程。其次,根据光电经纬仪正、倒镜拍摄两根标杆得到标杆顶点在图像平面上的投影坐标,推导了结合投影中心与三差的成像投影关系,分析了平移矢量和三差对于标杆顶点在成像平面上投影点脱靶量的影响,对系统的投影中心坐标和三差进行计算,进而实现对光电经纬仪的光轴平行性检测。最后,通过实验验证了所提方法,实验结果表明,引入中心投影坐标和三差之后,水平方向和垂直方向上的重投影误差分别在0.2744 pixel和0.2287 pixel以内,所提方法切实可行、精度较高,可应用于T型光电经纬仪在靶场光轴平行性检测过程。 展开更多
关键词 测量 光电经纬仪 光轴平行性 投影中心坐标 三差
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基板受辐照比值对激光同轴熔丝沉积稳定性的影响
3
作者 金磊 石世宏 +2 位作者 魏超 曹浩 石拓 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期118-127,共10页
激光熔丝沉积技术是一种输送丝材并以激光为热源的定向能量沉积技术。为了探讨同轴熔丝过程的机理与效应,采用自主研发的激光内同轴送丝熔化沉积技术来分析研究基板受辐照比值对于熔丝过程稳定性的影响;借助高速相机拍摄并分析熔丝沉积... 激光熔丝沉积技术是一种输送丝材并以激光为热源的定向能量沉积技术。为了探讨同轴熔丝过程的机理与效应,采用自主研发的激光内同轴送丝熔化沉积技术来分析研究基板受辐照比值对于熔丝过程稳定性的影响;借助高速相机拍摄并分析熔丝沉积过渡阶段机理;通过数学模型计算与实验验证的方式研究了熔丝沉积动态过程与工艺参数之间的关系。结果表明:较小的基板受辐照比值会引起“液滴”过渡熔丝行为,即处于稳定与不稳定的临界状态;而基板受辐照比值较大时会引起“液桥”过渡熔丝行为,即处于一个相对稳定的状态。本研究对激光熔丝沉积的动力学稳态性分析具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 激光光学 激光熔化沉积 光内同轴送丝 基板受辐照比值 过程稳定性 高速摄像
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基于全连接神经网络的自然光谱复现方法研究
4
作者 任子茂 路慧敏 +3 位作者 冯丽雅 杨渌 朱一帆 王建萍 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期269-277,共9页
为了能够精准和快速地复现可见光波段自然光谱,实现全光谱照明,使用具有强大非线性拟合能力的神经网络完成光谱匹配。首先,利用全连接神经网络的自学习能力,在采用基于修正高斯分布拟合函数的多个单色LED合成光谱模型生成训练和测试数... 为了能够精准和快速地复现可见光波段自然光谱,实现全光谱照明,使用具有强大非线性拟合能力的神经网络完成光谱匹配。首先,利用全连接神经网络的自学习能力,在采用基于修正高斯分布拟合函数的多个单色LED合成光谱模型生成训练和测试数据集的基础上,构建充分体现合成光谱和各单色LED光强系数比例关系的神经网络模型,即该模型能够针对输入光谱得到对应的单色LED光强比例系数,进而实现光谱复现。其次,针对标准太阳光谱和实测得到的不同时刻、天气的自然光谱进行光谱复现,并与采用基于遗传算法的光谱复现方法得到的结果进行对比。结果表明,基于全连接神经网络的自然光谱复现方法能够以小于5%的误差实现标准太阳光谱和实测太阳光谱的匹配,证明可使用同一个训练模型在不改变单色LED数量和种类的条件下得到多种与目标光谱高度吻合的不同类型光谱。对比其他光谱匹配算法,所提方法的拟合速度提高了数倍,还具有稳定性高、调控灵活、操作简便等优势。 展开更多
关键词 光谱学 自然光谱 LED 神经网络 光谱复现
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快速可调谐Lyot滤光器研制及其在一米新真空太阳望远镜上观测
5
作者 王希群 梁永军 +6 位作者 张军平 吴佳佳 袁沭 付玉 吕卓 毛伟军 金振宇 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第24期229-239,共11页
Lyot滤光器是太阳大气窄带成像观测的关键设备,用于太阳光球磁场测量和太阳色球成像观测。传统Lyot滤光器以波片旋转方式实现谱线扫描观测,谱线扫描速度慢,观测过程中不易消除湍流大气的影响。使用液晶相位可变延迟器替代旋转波片,可大... Lyot滤光器是太阳大气窄带成像观测的关键设备,用于太阳光球磁场测量和太阳色球成像观测。传统Lyot滤光器以波片旋转方式实现谱线扫描观测,谱线扫描速度慢,观测过程中不易消除湍流大气的影响。使用液晶相位可变延迟器替代旋转波片,可大幅提升滤光器谱线扫描速度。针对太阳光球磁场高分辨观测需求,研制了中心波长为5324.19A的液晶Lyot滤光器,该滤光器的透过率半宽为0.1A,透过波长切换时间小于100 ms。利用太阳光谱仪对该滤光器的谱线透过率轮廓进行了定标,并将其安装在云南天文台抚仙湖一米新真空太阳望远镜(NVST)上进行观测验证,获得了高分辨的太阳光球单色像及光球宁静区视向(LOS)速度场。光谱仪测试和NVST观测结果表明,该滤光器的谱线扫描速度和透过率半宽等参数满足NVST的太阳光球磁场和速度场高分辨率观测要求。 展开更多
关键词 滤光器 液晶 太阳光谱 多波长成像
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基于R-C耦合跨阻设计的1 kHz~200 MHz宽带平衡零拍探测器
6
作者 王少锋 刘宣泽 +2 位作者 李汉卿 李康康 董瑞芳 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期198-203,共6页
通过分析平衡零拍探测器的噪声来源,采用电阻-电容(R-C)耦合跨阻电路方案并优化跨阻放大电路结构,实现了一种低噪声、高共模抑制比的宽带平衡零拍探测器,工作带宽为1 kHz~200 MHz。当光功率为8 mW的1550 nm激光入射时:在5 kHz分析频率... 通过分析平衡零拍探测器的噪声来源,采用电阻-电容(R-C)耦合跨阻电路方案并优化跨阻放大电路结构,实现了一种低噪声、高共模抑制比的宽带平衡零拍探测器,工作带宽为1 kHz~200 MHz。当光功率为8 mW的1550 nm激光入射时:在5 kHz分析频率处散粒噪声功率比电子学噪声功率高12 dB,共模抑制比达到70 dB;在100 MHz分析频率处散粒噪声功率比电子学噪声功率高20 dB,共模抑制比达到66 dB。该探测器可以为低频引力波探测、高速连续变量量子密钥分发和高速量子随机数发生器等应用提供高性能的探测工具。 展开更多
关键词 光学器件 跨阻放大器 散粒噪声 共模抑制比 信噪比 电子学噪声
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参数化形函数的亚像素匹配方法
7
作者 徐从裕 王标 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期67-74,共8页
数字图像相关法的亚像素匹配误差与散斑图像和形函数有关,对于无迭代运算的梯度法和曲线拟合法等,形函数很难适应不同散斑图像的亚像素分布规律,为使形函数能够匹配不同的散斑图像,提出了一种基于参数化形函数的亚像素匹配方法。研究了... 数字图像相关法的亚像素匹配误差与散斑图像和形函数有关,对于无迭代运算的梯度法和曲线拟合法等,形函数很难适应不同散斑图像的亚像素分布规律,为使形函数能够匹配不同的散斑图像,提出了一种基于参数化形函数的亚像素匹配方法。研究了参数化形函数中的指数变量和背景变量等参数对亚像素匹配误差的调节规律。研究结果表明,对于不同散斑图像,均可以通过对形函数参数的标定得到与散斑图像匹配的最优形函数。以散斑直径为2~20 pixel的高斯散斑图像为例,分别在x方向生成位移为0.1~0.9 pixel的10幅图像,对所提匹配方法进行了验证。验证结果表明,标定后的形函数能使不同散斑图像的亚像素匹配误差减小到0.001 pixel以内。最后,对DIC Challenge提供的实际位移散斑图像进行了验证,同样也证明了所提匹配方法的有效性。 展开更多
关键词 测量 散斑 参数化形函数 亚像素匹配 标定
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靶场光电测量设备发展现状及展望 被引量：1
8
作者 余毅 刘震宇 +1 位作者 孙志远 刘海波 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期16-32,共17页
靶场光电测量设备利用光学成像采集飞行目标信息,经误差修正、时空配准、交汇计算等处理可以得到所需的目标参数,是航天器发射回收测控系统中的重要组成部分,也被广泛应用于军事目标的探测中。为了应对复杂测量条件和多样化被测目标带... 靶场光电测量设备利用光学成像采集飞行目标信息,经误差修正、时空配准、交汇计算等处理可以得到所需的目标参数,是航天器发射回收测控系统中的重要组成部分,也被广泛应用于军事目标的探测中。为了应对复杂测量条件和多样化被测目标带来的挑战,在确保靶场光电测量设备高精度轨迹测量、高分辨成像能力的同时,对其提出了获取信息多元化、测量波段多样化、多平台机动布站等更多任务需求。我国靶场光电测量设备长足发展,整体性能得到了大幅提升。以中国科学院长春光学精密机械与物理研究所精密仪器与装备研发中心团队近年来在靶场光电测量设备的研制工作为基础,对红外辐射特性测量、结构轻量化设计、光雷一体化测量等多项关键技术的发展历程和现状进行了详细介绍,总结了靶场光电测量设备在多信息获取、探测波段扩展、测量精度提高、设备机动性提升和多平台匹配融合等方面的研究进展,讨论了靶场光电测量设备当前仍然存在的技术难点,并展望了相关技术未来的发展方向。 展开更多
关键词 测量 靶场光电测量 红外辐射特性 结构轻量化 光雷一体化测量
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光栅干涉集成麦克风研究
9
作者 熊林森 张萌颖 +3 位作者 董志飞 胡昕宇 蔡宸 祁志美 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期199-209,共11页
研制了一种光栅干涉集成麦克风,其传感核心尺寸为0.93mm×0.34mm×2.50mm(体积小于0.8mm^(3)),并且具有基于波长调谐实现控制工作点的功能。针对光栅干涉仪集成化设计问题,系统分析了激光器发散角对麦克风性能的影响。提出了集... 研制了一种光栅干涉集成麦克风,其传感核心尺寸为0.93mm×0.34mm×2.50mm(体积小于0.8mm^(3)),并且具有基于波长调谐实现控制工作点的功能。针对光栅干涉仪集成化设计问题,系统分析了激光器发散角对麦克风性能的影响。提出了集成型光栅干涉仪的设计指导,制作出了光栅干涉集成麦克风探头,探头整体尺寸为10.0mm×10.0mm×2.5mm,并进行了实验测试。实验测试结果表明,该探头在50~300Hz的低频范围内具有平坦的频率响应曲线,灵敏度为-33.11dBV/Pa@251.2Hz,在低频噪声监测领域有着广阔的应用前景。 展开更多
关键词 光学器件 光栅 麦克风 垂直腔面发射激光器 微机电系统
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自旋轨道耦合诱导的调制不稳定性
10
作者 翟云佳 陈园园 张永平 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第21期17-24,共8页
原子玻色-爱因斯坦凝聚体的调制稳定性决定了凝聚体的超流属性,是超冷原子物理研究的重要内容。在由拉曼光形成的自旋轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体中,存在4种不同的零动量本征态,由于自旋轨道耦合的存在,其中两种态载有流,另两种态不... 原子玻色-爱因斯坦凝聚体的调制稳定性决定了凝聚体的超流属性,是超冷原子物理研究的重要内容。在由拉曼光形成的自旋轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体中,存在4种不同的零动量本征态,由于自旋轨道耦合的存在,其中两种态载有流,另两种态不载流。通过对它们进行调制稳定性分析,发现无论在什么参数空间,这4种态都是调制不稳定的,即自旋轨道耦合总是能够诱导出调制不稳定性。这些态的动力学演化揭示调制不稳定性能够产生复杂的图案。 展开更多
关键词 原子与分子物理学 自旋轨道耦合 玻色-爱因斯坦凝聚体 调制不稳定性
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基于远场同轴全息的激光M^(2)因子测量技术
11
作者 李俊博 刘斯靓 +5 位作者 韩志刚 李方欣 杨振营 芮九多 王琦 朱日宏 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第14期49-56,共8页
激光光束质量M^(2)因子的动态测量对激光器的设计、制造与应用均具有重要意义。本文提出了一种基于远场同轴全息的光纤激光器光束质量M^(2)因子动态测量方法。通过偏振移相同轴全息技术直接获取待测激光的远场复振幅信息,利用角谱传输... 激光光束质量M^(2)因子的动态测量对激光器的设计、制造与应用均具有重要意义。本文提出了一种基于远场同轴全息的光纤激光器光束质量M^(2)因子动态测量方法。通过偏振移相同轴全息技术直接获取待测激光的远场复振幅信息,利用角谱传输及透镜变换理论求解激光在自由空间中的光场强度分布,从而实现M^(2)因子的动态测量。实验搭建了远场同轴全息装置,测量了不同纤芯直径光纤在632.8 nm波长下的激光光束质量,其结果与BEAM SQUARED商用光束质量仪的测量结果一致。本文所提方法仅需0.02 s即可实现光纤激光的M^(2)因子测量,比商用光束质量仪的测量速度提高了两个数量级以上。此外,本装置结构紧凑,能够避免透镜引入的装调及加工误差。 展开更多
关键词 光纤光学与光通信 光束质量M^(2)因子 同轴移相干涉 角谱传输 透镜变换
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方位传递系统中透镜参数对偏振传输的影响分析
12
作者 杨志勇 李顺 +2 位作者 罗李娜 蔡伟 张志伟 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第20期74-83,共10页
在基于保偏光纤的非通视方位传递系统中,针对经保偏光纤传输后出射光束直径太小的问题,可以引入扩束系统进行解决。透镜对偏振传输影响的研究是引入扩束系统的关键,但相关研究主要集中在对入射光不同偏振态单一因素的讨论。因此,以伽利... 在基于保偏光纤的非通视方位传递系统中,针对经保偏光纤传输后出射光束直径太小的问题,可以引入扩束系统进行解决。透镜对偏振传输影响的研究是引入扩束系统的关键,但相关研究主要集中在对入射光不同偏振态单一因素的讨论。因此,以伽利略扩束系统为例,详细分析了透镜中偏振传输的过程,推导了含透镜参数的偏转角公式,仿真了透镜参数对偏转角的影响,最后验证了理论与实验结果的一致性。结果表明:透镜参数对偏振传输的影响使偏振方位角发生偏转,其中曲率半径与偏转角成反比关系;中心厚度与偏转角成线性关系;折射率和光斑半径与偏转角均成平方关系。该研究结果对在基于保偏光纤的非通视方位传递系统中引入扩束系统具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 线偏振光 透镜 扩束系统 方位传递 偏转角
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空间约束对激光诱导等离子体演化和光谱的影响
13
作者 蔡亚超 步扬 +2 位作者 王远航 吴芳 阎晓娜 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期261-268,共8页
应用纳秒脉冲激光烧蚀铝的动力学模型分析了激光诱导等离子体的演化过程。通过设置有无空腔的不同情况,研究和讨论了空间约束对等离子体和光谱信号的影响,并得到了等离子体演化过程中的电子温度和电子数密度。基于局域热平衡的假设,计... 应用纳秒脉冲激光烧蚀铝的动力学模型分析了激光诱导等离子体的演化过程。通过设置有无空腔的不同情况,研究和讨论了空间约束对等离子体和光谱信号的影响,并得到了等离子体演化过程中的电子温度和电子数密度。基于局域热平衡的假设,计算了铝在396.15 nm波长处的谱线强度。与无空腔条件下产生的等离子体相比,有空腔时等离子体的电子温度和电子数密度都明显提高。随着空腔宽度的增加,增强效果减弱,光谱信号强度先升后降,在空腔宽度为1.4 cm处获得最大值。建立了实验装置,实验结果与仿真结果吻合得较好,在同一宽度下得到了最大的信号强度值。模拟和实验结果提供了膨胀过程中等离子体空间和时间分布的数值信息,并解释了空腔存在对等离子体演化产生影响的机制。 展开更多
关键词 光谱学 激光诱导击穿光谱 仿真分析 等离子体演化 空间约束 光谱信号强度
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红/绿/蓝/暖白4色LED白光温度光谱优化方法
14
作者 田会娟 张新华 张晋 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期261-268,共8页
研究了一个基于高斯模型和双高斯模型的温度变化光谱模型,并基于脉冲宽度调制(PWM)调光的红/绿/蓝/暖白(R/G/B/WW)4色LED混合白光进行了实验验证。结果表明,在20~90℃温度范围内,当相关色温为3000、5000、6500 K时,光源参数(照度、显色... 研究了一个基于高斯模型和双高斯模型的温度变化光谱模型,并基于脉冲宽度调制(PWM)调光的红/绿/蓝/暖白(R/G/B/WW)4色LED混合白光进行了实验验证。结果表明,在20~90℃温度范围内,当相关色温为3000、5000、6500 K时,光源参数(照度、显色指数、相关色温、蓝光危害因子和节律因子)的最大相对误差为3.79%。基于该模型,采用自适应差分进化(JADE)算法获取R/G/B/WW发光二极管在不同温度下的补偿占空比,并建立光谱优化模型以消除温度对光源光谱及其光源参数的影响。结果表明,优化补偿后的光谱与初始温度光谱基本一致,光源参数最大相对误差为2.62%。 展开更多
关键词 光谱学 光谱优化模型 发光二极管 温度 脉冲宽度调制 自适应差分算法
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超冷原子冷却用集成全光纤1064 nm激光系统的研制
15
作者 谢昱 梁昂昂 +3 位作者 李文文 黄名山 汪斌 刘亮 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期158-165,共8页
深度冷却是超冷原子制备过程的关键步骤,是探寻极低温度的关键技术。详细阐述了一种用于87Rb原子深度冷却的集成化全光纤1064 nm激光系统的研制方案。激光器采用两级主振荡功率放大的方案,将单一种子源信号进行放大、分束和调控,输出4... 深度冷却是超冷原子制备过程的关键步骤,是探寻极低温度的关键技术。详细阐述了一种用于87Rb原子深度冷却的集成化全光纤1064 nm激光系统的研制方案。激光器采用两级主振荡功率放大的方案,将单一种子源信号进行放大、分束和调控,输出4路具备独立控制的激光,作为制备超冷量子气体的交叉光阱的光源。经测试,激光器在功率、稳定性、噪声等各方面满足原子深度冷却的实验需求。在地面条件下进行的两级深度冷却预实验中,获得了10 nK以下的初步实验结果,这验证了激光器具备实现超冷原子深度冷却所需的全部功能。激光器集成了种子源、放大器和全功能光学平台的功能,其内部模块采用全光纤器件研制,具有集成化、数字化、高稳定、免调试、易维护等优点,经过简易改造能够应用于远程遥控和遥测的超冷原子项目中。 展开更多
关键词 激光光学 激光囚禁 玻色-爱因斯坦凝聚体 光纤激光器 激光冷却
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基于变加速广义交替投影的CUP-VISAR压缩图像反演算法
16
作者 黄庆鑫 李海艳 +3 位作者 甘华权 郑铠涛 余远平 黄运保 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第21期103-111,共9页
针对从基于压缩超快成像的瞬态冲击波二维诊断系统获得的压缩图像中反演出时变冲击波二维条纹的问题,提出一种基于变加速广义交替投影的图像反演算法。该算法利用二维条纹图像所具有的强低秩性和梯度稀疏特性,将问题转化为基于低秩与全... 针对从基于压缩超快成像的瞬态冲击波二维诊断系统获得的压缩图像中反演出时变冲击波二维条纹的问题,提出一种基于变加速广义交替投影的图像反演算法。该算法利用二维条纹图像所具有的强低秩性和梯度稀疏特性,将问题转化为基于低秩与全变分双先验约束的优化问题,并通过变加速的方式有效减少了广义交替投影框架迭代求解该问题过程中产生的误差累积。仿真结果表明:与现有算法相比,在无噪情况下,所提算法的平均峰值信噪比提升了11.0 dB,平均结构相似性提升了11.4百分点;在含噪情况下,所提算法反演效果稳定,抗噪能力良好。最后,实验结果表明,所提算法针对实际压缩图像也能反演出轮廓清晰的二维冲击波条纹,且一维冲击波速度的最大相对误差从20.38%下降到11.66%,降低了8.72百分点,验证了该算法的可行性。 展开更多
关键词 惯性约束聚变 成像型任意反射面速度干涉仪 压缩超快成像 广义交替投影 图像反演 低秩约束
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再现域模型相位补偿法提高液晶空间光调制器全息再现像质量研究
17
作者 胡驰 张锦 +2 位作者 孙国斌 蒋世磊 刘严严 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第19期127-137,共11页
针对液晶空间光调制器(LC-SLM)全息再现结果受零级衍射光斑和本身黑栅效应影响,导致再现像光能利用率低和均匀性较差的问题,本文提出一种利用数字闪耀光栅对再现像进行偏离并结合全息再现域模型的相位补偿法,有效提高了再现像的均匀性... 针对液晶空间光调制器(LC-SLM)全息再现结果受零级衍射光斑和本身黑栅效应影响,导致再现像光能利用率低和均匀性较差的问题,本文提出一种利用数字闪耀光栅对再现像进行偏离并结合全息再现域模型的相位补偿法,有效提高了再现像的均匀性。其主要原理为:在设计的相位全息图上加载一定周期的数字闪耀光栅后,根据再现区域的光强分布情况反推出补偿量,并将其和原物光波进行合成,重新计算相位全息图实现对再现结果的调整,在避免了零级衍射光斑影响的同时,提高了全息像的再现效果。通过对相位补偿量进行优化计算和仿真验证,并搭建全息再现光路,将补偿计算后的相位加载到空间光调制器(SLM)上进行再现实验验证和测试,实验结果表明,补偿后的再现像均匀性提高为原来的2倍,且光能利用率也有一定的提高。研究结果表明,本文所提出的再现域模型相位补偿法能有效提高SLM全息再现像的均匀性和光能利用率。因此该方法对基于SLM的全息再现或光场调控质量的提高具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 全息 液晶空间光调制器 全息再现 再现域 相位补偿
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基于虚拟光阑调制的刀口法自动定量检测技术
18
作者 华翔 焦兆阳 朱健强 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第21期150-163,共14页
依靠算法提高光学测量精度的方法和应用越来越广泛,由于刀口法在光学非球面检测中的应用有其独特性,本文提出了在非焦点处采样,对应CCD像面上辅以虚拟光阑调制的刀口法环带,实现定量检测。以检测一个凹球面为例,将其与干涉仪标准方法的... 依靠算法提高光学测量精度的方法和应用越来越广泛,由于刀口法在光学非球面检测中的应用有其独特性,本文提出了在非焦点处采样,对应CCD像面上辅以虚拟光阑调制的刀口法环带,实现定量检测。以检测一个凹球面为例,将其与干涉仪标准方法的检测结果进行对比,其中主要环带位置偏差不超过1%,峰谷(PV)值和均方根(RMS)值误差均在7%左右,可以实现至少λ/15左右的检测灵敏度。该研究为光学车间检测提供了一种定量化检测的新思路,优化了光学加工与检测的效率,为自动化刀口仪的研制奠定了基础。 展开更多
关键词 光学检测 刀口仪 自动化 光学仪器
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碳化硅集成光子学研究进展
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作者 王成立 蔡佳辰 +5 位作者 周李平 伊艾伦 杨秉承 秦源浩 张加祥 欧欣 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第16期277-294,共18页
凭借优异的材料与光学特性,第三代半导体——碳化硅材料在集成光子学领域发展迅速并获得广泛关注。当前碳化硅材料正逐渐发展为可与CMOS工艺兼容的优异光子学材料平台。受益于高非线性系数和低光学损耗特性,碳化硅材料已广泛应用于多种... 凭借优异的材料与光学特性,第三代半导体——碳化硅材料在集成光子学领域发展迅速并获得广泛关注。当前碳化硅材料正逐渐发展为可与CMOS工艺兼容的优异光子学材料平台。受益于高非线性系数和低光学损耗特性,碳化硅材料已广泛应用于多种片上非线性光学效应的实现,如高效二次谐波、快速电光调制和孤子光学频率梳产生等。同时与金刚石类似,碳化硅材料具有性能优异的二能级固体自旋色心,基于碳化硅色心与谐振腔的腔量子电动力学效应在近年来也得到广泛研究。综合近几年来国内外在碳化硅光子学上的研究现状,介绍碳化硅在集成非线性光学和集成量子光学领域中的最新研究进展,并就碳化硅光子学的未来发展趋势进行展望和讨论。 展开更多
关键词 光子器件 碳化硅 非线性光子学 量子光学 集成光路
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二次谐波的变分模态分解和小波阈值函数降噪 被引量：8
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作者 张瑞林 涂兴华 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期72-79,共8页
针对利用可调谐半导体激光器吸收光谱学(TDLAS)技术测量气体浓度过程中二次谐波谱线存在的外界噪声干扰问题,提出一种基于变分模态分解和小波阈值函数复合算法的二次谐波降噪方法。首先对二次谐波含噪信号进行分解,得到有用固有模态函数... 针对利用可调谐半导体激光器吸收光谱学(TDLAS)技术测量气体浓度过程中二次谐波谱线存在的外界噪声干扰问题,提出一种基于变分模态分解和小波阈值函数复合算法的二次谐波降噪方法。首先对二次谐波含噪信号进行分解,得到有用固有模态函数(IMF)并进行重构,再对重构信号进行小波阈值函数降噪处理。讨论了变分模态分解中最佳平衡参数的选取,得出最佳平衡参数与含噪信号中噪声成正比的结论。通过改变小波变换的阈值函数改变高频小波系数,以更好地抑制噪声。对实际测量曲线的降噪结果表明,所提出的降噪方法可以在信噪比较低的情况下有效抑制噪声,提取有用的二次谐波信号。 展开更多
关键词 图像处理 可调谐半导体激光器吸收光谱学 变分模态分解 小波阈值函数 相关系数 二次谐波 信噪比
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