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饱和吸收体恢复时间对正交偏振耗散孤子的影响
何晓颖, 张川, 张银东, 饶岚
 doi:10.37188/CO.EN-2023-0032
摘要(7) HTML全文(5) PDF 3386KB(0)
摘要:

偏振在脉冲锁模时,对其塑形和稳定起着至关重要的作用。在本研究中,我们开发了一种用于产生正交偏振耗散孤子的被动锁模石墨烯光纤激光器的正交偏振数值模拟。重点是分析由偏振依赖的石墨烯微光纤饱和吸收体引起的净正常色散双折射腔对正交偏振孤子的影响。研究结果表明,这种饱和吸收体的恢复时间显著影响正交偏振耗散脉冲的特性,如能量、脉宽、时间带宽乘积和啁啾。结果显示,其恢复时间为120飞秒时最佳,产生两个具有大啁啾的正交偏振的窄耗散孤子脉冲,分别约为7.47和8.06皮秒。这对于开发紧凑、高功率、偏振耗散孤子光纤激光系统具有重要意义。

基于实虚交替导频的CO-OFDM-OQAM通信系统激光器相位噪声抑制方法
赵航宇, 王道斌, 张硕, 黄全盛, 温坤, 李广富, 元丽华
 doi:10.37188/CO.2023-0230
摘要(25) HTML全文(6) PDF 5027KB(1)
摘要:

针对偏移正交幅度调制的相干光正交频分复用(CO-OFDM-OQAM)通信系统,本文提出了一种基于实虚交替导频的相位噪声抑制算法。该算法利用激光器相位噪声的性质和固有虚部干扰(IMI)系数的对称性规律设计全新的实虚交替导频,结合线性拟合,能够准确估计每个频域符号的公共相位误差(CPE)。由于是在频域进行补偿,与时域相位噪声抑制算法相比较,计算复杂度大幅下降。我们搭建了有效速率为65 GBits/s的偏振复用CO-OFDM-OQAM系统的数值仿真平台,研究了不同激光器线宽和子载波个数下系统的传输性能,考察了所提方法对相位噪声的抑制效果。获得的结果证实:OSNR固定为25 dB,子载波总数为256、512和1024时,误码率达到FEC极限时所需要的线宽分别等于801.1、349和138.4 KHz。对于使用16-QAM调制格式、子载波个数为256或512的系统,能较好补偿激光器相位噪声,而且不会影响功率峰均比。

基于光纤U形腔的马赫-曾德尔干涉仪的磁场传感器
范鹏程, 蒋学寨, 田德强, 张光强
 doi:10.37188/CO.EN-2023-0015
摘要(167) HTML全文(24) PDF 2594KB(17)
摘要:

本研究提出一种光纤磁场传感器,使用涂有磁流体(MF)的全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的U形腔体进行实验验证。光纤磁场传感器是通过在两段单模光纤(SMF)之间拼接一段单模光纤(SMF)形成U型二八杠棋牌游戏腔而制造的,设计具有光纤几何关系。由于几何对称性MZI对周围折射率(RI)具有很强的敏感性,灵敏度高达−13588 nm/RIU,且磁流体的折射率对磁场敏感,实现了所提结构的磁场传感功能。实验结果表明,该传感器磁场灵敏度高达137 pm/Oe,磁场范围从0到250 Oe几乎呈线性。我们的设计的光纤磁场传感器,结构上具有体积小、成本低、易于制造、坚固耐用、灵敏度高、重复性好、易于与光纤系统集成等相关优势。

同步相移横向剪切干涉中偏振器件的误差建模
张郁文, 刘丙才, 王红军, 田爱玲, 任柯鑫, 王凯
 doi:10.37188/CO.2023-0152
摘要(70) HTML全文(35) PDF 2805KB(7)
摘要:

为了对同步相移横向剪切干涉系统中偏振器件的选型、装调以及误差补偿提供可靠的理论依据。本文根据琼斯矩阵原理,构建了系统中1/4波片和偏振片阵列误差对测量结果影响程度的误差模型,对四分之一波片的相位延迟误差、快轴方位角误差以及偏振片阵列透光轴方位角误差对测量结果的影响进行了定量分析。仿真结果表明:1/4波片的相位延迟误差在±1°以内时,波面测量误差为0.00002λ(PV)和0.000062λ(RMS);1/4波片的调整精度在±2°以内时,波面测量误差为0.0001λ(PV)和0.00006λ(RMS);偏振片阵列方位角误差在±1°以内时,测量误差为0.003λ(PV)和0.001λ(RMS)。根据仿真结果对测量系统中偏振元器件进行选型,同时选择两种不同精度的偏振元器件进行对比实验。实验结果的残差值与仿真结果的残差值的PV以及RMS值偏差均小于λ/20,可以在一定程度上验证模型的有效性。本文提出的数学模型可以为同步相移横向剪切干涉系统中偏振器件的选型提供可靠的理论依据。

基于同步累积法的舰船尾流微弱信号检测方法研究
宗思光, 段子棋牌游戏森林舞会, 张鑫, 余扬, 王柏雄
 doi:10.37188/CO.2024-0014
摘要(22) PDF 1093KB(2)
摘要:
目的:为适应复杂动态变化尾流气泡场环境,提高水下探测装置对舰船尾流微弱信号探测信噪比与检出率。方法:本文提出了一种基于同步累积法的舰船尾流微弱信号检测方法,利用周期信号的重复性与噪声的随机性,对连续多个周期信号做累积归一化处理,降低随机噪声对探测性能的干扰,提升了探测信噪比;建立了针对舰船尾流微弱信号多时间尺度检测能力评估模型,评估本方法在多参量耦合下的探测性能。结果:通过在室内水池、室外湖泊条件下开展大量模拟舰船尾流探测实验,验证了该方法适配稀疏微小的远场尾流气泡至高湍流扰动下的大尺度近场气泡检测,结论:可实现全时域舰船尾流跟踪检测,有效提升水下兵器打击能力,为舰船尾流激光探测识别工程实践提供支撑。
基于紫外激光的羟基-平面激光诱导荧光探测研究进展
张仲磷, 杨岸龙, 王江, 程光华
 doi:10.37188/CO.2024-0013
摘要(18) PDF 422KB(1)
摘要:
羟基(OH)是一种广泛存在于燃烧反应过程中的产物,在燃烧诊断技术中,基于羟基的二维空间分布常用于表征火焰的锋面结构,同时羟基是表征火焰温度、火焰面密度和热释放速率等特征的重要参数。对燃烧火焰中的羟基进行有效探测是探究燃烧动力学演变过程,揭示火焰随机事件产生机理的重要支撑。平面激光诱导荧光(PLIF)技术作为一种二八杠棋牌游戏测量方法具有时空分辨率高、无干扰、组份选择等优点,已成功对本生灯火焰、湍流火焰、旋流火焰和超声速火焰等多种燃烧火焰进行了结构观测,为建立燃烧模型提供了重要参考。本文从PLIF探测的基本原理开始,梳理了PLIF技术在燃烧诊断领域的发展历程和研究现状,介绍了基于染料激光、光参量振荡和钛宝石三倍频方式实现的PLIF紫外光源技术,并对不同技术路线的特点进行了讨论,最后对用于OH-PLIF的紫外激光技术发展进行了展望。
双波长纳秒激光清洗技术在大理石上的应用
李晨毓, 胡文哲, 张雪雁, 刘瀚文, 刘晓龙, 曲亮, 祝萌, 段鸿莺
 doi:10.37188/CO.2024-0002
摘要(14) PDF 645KB(0)
摘要:
传统的清洗方法不能对文物表面较小污染颗粒进行清洗,并且容易造成文物表面不可逆的损伤。为提高清洗污染物的能力,激光清洗技术逐渐应用于不同类型文物的清洗。研制纳秒激光清洗系统并对故宫博物院的大理石模拟样品和大理石碎片进行清洗,清洗的对象是黑色结壳污染物。为了避免变黄效应,采用波长1064nm近红外光与355nm紫外相结合的方法对大理石模拟样本进行激光清洗。当两者的能量密度比值为3:2时,根据显微观测系统的照片,显示有较好的清洗效果,并将此比值应用于大理石碎片样本,利用显微拉曼对清洗效果进行分析。实验结果证实了激光清洗的优势,也为激光清洗大理石表面污染物提供参数和评价方法参考。同时也为激光清洗技术在其他石质文物表面的清洗提供借鉴。
基于超构透镜的微型头戴式荧光显微镜设计
张智淼, 王承邈, 谢冕, 林雨, 韩业明, 邓永波, 郭长亮, 付强
 doi:10.37188/CO.2023-0237
摘要(53) HTML全文(31) PDF 25581KB(13)
摘要:

微型头戴式荧光显微镜可以对自由移动活体动物大脑中的神经活动进行实时成像,是近些年兴起的脑棋牌游戏森林舞会学研究新仪器。然而,目前大多数微型荧光显微镜为了做到更小化、更轻便,视场都比较小。这使得可用于观测的神经细胞数量受限,虽然有大视场系统的报道,但重量都比较大,对动物的自由行为会产生一定的影响。为了在提高微型荧光显微镜成像性能同时降低其重量,本文二八杠棋牌游戏系统采用超轻、超薄、成像质量高的超构透镜。推导了双曲相位超构透镜的像差公式,并以此为指导,完成了一款视场为4 mm×4 mm、NA为0.14的微型荧光显微镜设计,实现了7种初级像差的校正。装配完成的样机重量仅为4.11 g,全视场范围内分辨率为7.8 μm,对自由移动小鼠大脑中的神经活动进行成像观测能够达到单细胞分辨率。

基于荧光强度比的毛细管液芯光纤温度传感器
张烨禹, 刘婷, 黄建伟, 黄学智, 陈明杰
 doi:10.37188/CO.2023-0160
摘要(76) HTML全文(32) PDF 3815KB(10)
摘要:

针对现有光纤荧光温度传感探头制备复杂的问题,本文提出了一种制备简单、成本低廉且性能优异的基于毛细管液芯的光纤荧光温度传感器。首先将对温度敏感的罗丹明B和对温度不敏感的罗丹明123的混合溶液作为温敏材料封装在不锈钢毛细管中制备成传感探头,利用两者荧光发射峰强度的比值进行温度传感。之后对传感探头中混合溶液的浓度和毛细管的结构参数进行了优化,并对传感器的性能进行了测试,最终将其应用于实际生活温度检测中。实验结果表明:该传感器的温度响应范围为30~70 °C,荧光强度比与温度之间呈二次相关,拟合相关系数高达0.9984,且具有很好的准确性、重复性和稳定性,使用时间可达3个月以上,能很好地应用于对日常生活中温度的检测。该光纤荧光温度传感器在实时监测和远端探测方面具有很大的潜力。

痕量气体掩星探测高光谱成像光谱仪二八杠棋牌游戏系统设计
孔相金, 李博, 李寒霜, 王晓旭, 顾国超, 蒋雪
 doi:10.37188/CO.2023-0153
摘要(85) HTML全文(57) PDF 5314KB(16)
摘要:

痕量气体作为大气的重要成份,对地球的生态起着重要作用。为了实现宽波段、高光谱全天时连续测量,本文设计了一款在掩星探测模式下工作的高光谱成像光谱仪。该系统为共狭缝的双通道结构,紫外-可见光通道采用单凹面光栅结构、红外通道采用利特罗与浸没光栅结合结构,有效地减小了体积。利用软件对二八杠棋牌游戏结构进行优化,优化结果表明:光谱仪在250~952 nm波段范围内工作,其中紫外-可见光通道工作波段为250~675 nm、光谱分辨率优于1 nm、MTF在奈奎斯特频率为20 lp/mm处均高于0.58、全视场各波长处RMS值均小于21 μm;红外通道工作波段为756~952 nm、光谱分辨率优于0.2 nm、MTF在奈奎斯特频率为20 lp/mm处均高于0.76、全视场各波长处RMS值均小于6 μm,均满足设计要求。结果表明该高光谱成像光谱仪系统可以实现对痕量气体的掩星探测。

强大气湍流下扩展信标波前重建方法研究
毛浩迪, 李远洋, 郭劲
 doi:10.37188/CO.2023-0213
摘要(14) PDF 999KB(1)
摘要:
为解决强湍流环境下自适应二八杠棋牌游戏系统无理想点信标波前探测的难题,本文提出了利用光场传感器(Plenoptic sensor)对扩展信标的光场信息探测的方法,对扩展信标的光场成像原理、波前位相重建算法、误差影响规律进行研究,利用等效法将扩展信标看做数个离散点的集合,简化扩展信标在光场传感器上的成像过程,然后将光场图像按照特定的方式重新排列组合,通过图像互相关法和Zernike模式法实现0°视场的波前重建。针对不同输入像差系数、单列微透镜单元数和噪声等误差影响因素进行仿真研究,结果表明:当输入像差在6.5λ以内时,波前重建精度约为0.08λ,对于图像分辨率为1080×1080、像元尺寸5.5μm的图像探测器,单列微透镜单元数在40到50之间时波前重建精度最高,系统噪声则几乎不影响精度。最后,搭建扩展信标波前探测系统,通过探测扩展信标对0°视场的四种像差波前进行重建,实验系统的波前重建精度约0.04λ,基本满足自适应二八杠棋牌游戏系统的波前检测要求。
新型电阻等离子吸波结构可实现宽带吸波稳定性能的提升
沈杨, 芦志峰, 郭亚坤, 龙云飞, 何睿, 张哲瑞
 doi:10.37188/CO.EN-2023-0022
摘要(69) HTML全文(21) PDF 3631KB(7)
摘要:

电阻型吸波结构具有优异的宽带电磁吸波性能。研究表明,电阻片方阻值对吸波结构宽带电磁吸波性能影响较大,且在样品制备过程中较难精确控制。本文论通过在电阻型吸波结构表面加载周期性人工等离子结构,利用宽频带内激发的多重等离子谐振,实现高效宽带色散调控,进而获得电阻型吸波材料表面局域场增强效应,实现宽带电磁吸波稳定性能的提升。仿真与试验结果表明,当电阻片方阻值在100至250Ω/sq范围内变化时,该电阻型等离子吸波结构在7.8至40.0GHz频段内仍具有吸收效率高于90%以上的连续宽带电磁吸波能力。该设计方案提供了一种加载人工等离子结构用于强化吸波超材料综合性能的设计思路,对复合型吸波超材料设计具有一定启发意义。

CCD/EMCCD光电参数测试系统:设计与使用
沈吉, V. Zabudsky VIACHESLAV, 常维静, 那启跃, 简云飞, V. Rikhalsky OLEG, G. Golenkov OLEKSANDR, P. Reva VOLODYMYR
 doi: 10.37188/CO.EN-2023-0016
摘要(206) HTML全文(50) PDF 6498KB(37)
摘要:

开发了的测试系统用于测量CCD和EMCCD(电子倍增CCD)芯片的光电参数。测试系统可以切换自动或手动模式来测量器件的暗电流、读出放大器响应度、电荷转移效率、电荷容量和其他参数。测试系统可以针对不同规格和结构的CCD/EMCCD器件,完成CCD晶圆或封装好的成品的参数测试,实现576×288、640×512、1024×1024、1280×1024 CCD/EMCCD的测试和筛选。

 doi:10.37188/CO.EN.2024-0005
摘要(25) PDF 743KB(3)
摘要:
正弦型中频面形误差对二八杠棋牌游戏传递函数的影响
陈建军, 王琳琳, 霍立民, 匡翠方, 毛磊, 郑驰, 尹禄
 doi:10.37188/CO.2023-0229
摘要(31) HTML全文(23) PDF 4711KB(2)
摘要:

中频面形误差(MSFSE)会导致二八杠棋牌游戏系统发生小角度散射,影响系统性能。为了在二八杠棋牌游戏设计和二八杠棋牌游戏加工中制定合理的中频面形误差公差,就中频面形误差对二八杠棋牌游戏系统二八杠棋牌游戏传递函数(MTF)的影响进行了量化研究。在衍射受限条件下,推导出正弦型中频面形误差对二八杠棋牌游戏系统MTF的影响的表达式并对其进行分析,然后通过二八杠棋牌游戏设计软件仿真验证理论推导结果。

假设二八杠棋牌游戏系统光瞳上带有正弦型中频面形误差,对光瞳函数进行傅里叶变换,然后平方得到点扩散函数(PSF),再对PSF进行傅里叶变换得到二八杠棋牌游戏系统的二八杠棋牌游戏传递函数(OTF),对OTF取模,即可得到中频误差影响下的MTF的表达式。该式与衍射受限条件下无中频误差的二八杠棋牌游戏系统MTF对比,得到中频误差对二八杠棋牌游戏系统MTF的量化影响。

理论计算结果表明:正弦型中频误差使二八杠棋牌游戏系统的MTF在不同空间频率处产生不同的损失,损失值随空间频率周期性变化;峰谷值(PV)为0.030 μm、0.095 μm、0.159 μm和0.223 μm的中频面形误差,造成二八杠棋牌游戏系统MTF的最大损失比例分别为0.89%、8.80%、23.48%和43.31%;随着中频误差PV的增加,MTF的损失值非线性快速增加。软件仿真结果与理论计算结果吻合。

研究结果能够为二八杠棋牌游戏设计与加工的技术人员,确定二八杠棋牌游戏成像系统中二八杠棋牌游戏元件的中频面形误差的公差范围提供理论指导。

仿生偏振光罗盘对太阳位置检测方法的研究
杨江涛, 王明凯, 刘思拓, 梁磊, 刘志, 郭越
 doi:10.37188/CO.2023-0192
摘要(52) HTML全文(25) PDF 6923KB(7)
摘要:

为了解决偏振光导航对天空中特征点精确位置信息的需求,提出了一种基于全天域偏振模式的成像系统对太阳位置的精确检测方法。与传统的基于光斑的太阳位置检测方法相比,该方法利用大气中固有的偏振信息完成对太阳位置的精确测量,具有检测方法简单、精度高且适用范围广等特点。搭建的二八杠棋牌游戏采集系统由三个微小型的大视场摄像头模组和偏振片构成,使得结构更加紧凑,体积更小,高度更低。从原理出发,首先进行了太阳位置求解算法仿真,然后采用搭建的二八杠棋牌游戏采集系统对本算法进行了三种天气(晴天、遮挡、气溶胶)环境下的验证。当天气晴朗时,对太阳在同一天不同时刻进行了检测,测量的太阳高度角和方位角的精度分别为0.024°和0.03°;当太阳被高层建筑物遮挡时,对太阳的高度角和方位角的测量精度为0.08°和0.05°;当太阳被树木的枝叶遮挡时,对太阳的高度角和方位角的测量精度为0.3°和0.1°。只有当气溶胶的浓度超过一定量时就会破坏偏振光的Rayleigh分布模式,进而会影响到太阳位置的检测精度。实验结果表明,这种新型的检测方法不仅能够满足偏振光导航对太阳位置的需求,还能为喜欢探索宇宙奥秘的爱好者提供一种新的探索思路。

 doi:10.37188/CO.EN.2024-0003
摘要(35) PDF 557KB(0)
摘要:
 doi:10.37188/CO.EN.2023-0024
摘要(37) PDF 2696KB(0)
摘要:
快速反射镜的复合快速非奇异终端滑模控制
李智斌, 李亮, 张建强
 doi:10.37188/CO.2023-0203
摘要(81) HTML全文(34) PDF 9740KB(12)
摘要:

为进一步提升激光通信精跟踪系统的控制性能,本文对音圈电机驱动的快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)控制方法进行了研究。针对FSM中存在的强轴间耦合与外部扰动问题,提出了融合前馈解耦补偿与固定时间扩张状态观测器的复合快速非奇异终端滑模控制策略。首先,采用系统辨识方法建立FSM的双输入双输出耦合传递函数矩阵模型,并设计前馈解耦补偿器补偿耦合分量,以实现X轴和Y轴之间的运动解耦。其次,针对解耦后的各单轴模型,设计固定时间扩张状态观测器,同时实现对角速度和外部干扰的固定时间估计。随后,构建快速非奇异终端滑模面,并在控制律设计中采用指数幂函数取代符号函数,以提高系统收敛速度并抑制控制抖振,基于Lyapunov方法证明所提控制系统的稳定性和跟踪误差有限时间内收敛。最后,通过对比实验,验证提出的复合控制策略的有效性。实验结果表明,FSM在100 Hz强扰动存在的情况下,跟踪60 Hz和120 Hz圆形轨迹,其轨迹跟踪误差的平均绝对值分别为0.0036°和0.0131°,系统能够保持良好的跟踪性能,验证了所提复合控制策略是有效的,满足激光通信FSM的高精度和强抗扰等要求。

类H型结构的太赫兹带阻滤波器
陈祥雪, 付子亲, 王凤超, 陈进, 杨晶
 doi:10.37188/CO.2023-0179
摘要(70) HTML全文(32) PDF 3966KB(10)
摘要:

本文基于对称的类H型结构设计了一种超材料太赫兹带阻滤波器,这种H型结构的连续金属臂可以流通电流,能为拓展超材料滤波器在电子应用领域提供有效参考。利用电磁仿真软件CST Microwave Studio 2021研究了该滤波器的滤波特性,通过改变H型双臂间距臂长、周期长度、双H间距离等,确定了滤波器的几何参数。结果表明,该结构可实现偏振选择的功能,在y偏振条件下,滤波器在0.2~2.3 THz范围内没有明显谐振峰,但透过率范围在−15到−3 dB之间。而在x偏振条件下,可在中心频率1.34 THz处可获得FWHM带宽为0.15 THz的一个阻带,传输参数约为−30 dB。为了验证仿真结果,采用微加工工艺制备了超材料滤波器样品,使用透射式太赫兹时域光谱系统对样品进行测试,测试结果与仿真结果吻合较好。

面向微二八杠棋牌游戏元件表面形貌测量的涡旋相移数字全息技术
薛一梦, 刘丙才, 潘永强, 房鑫萌, 田爱玲, 张瑞轩
 doi:10.37188/CO.2023-0180
摘要(91) HTML全文(33) PDF 5987KB(20)
摘要:

非接触、无损害的相移数字全息技术对微二八杠棋牌游戏元件的检测具有独特优势。因传统的相移数字全息技术需要对相移器进行精细控制和繁琐校准,同时其光路易受到机械振动干扰,降低全息再现像的质量。本文借助涡旋光特殊的相位分布,提出了一种基于涡旋相移数字全息的微二八杠棋牌游戏元件表面形貌测量方法。该方法利用螺旋相位板调制涡旋相位,引入高精度相移;基于构建的涡旋相移数字全息显微实验装置,采用干涉极值法确定了相移干涉图之间的真实相移量,并对螺旋相位板的旋转角度与相移量的关系进行标定,实验验证了涡旋相移的可行性;对微透镜阵列进行了重复测量实验,将测试结果与ZYGO白光干涉仪的测试结果进行了比较。结果表明:测量得到单个微透镜的平均纵向矢高为12.897 μm,平均相对误差为0.155%。所提方法可以实现对被测微二八杠棋牌游戏元件表面形貌的高精度测量,具有易于操作、稳定可靠、准确性高等优点。

基于外差相敏色散光谱技术的宽动态范围甲烷气体检测
周晨, 马柳昊, 王宇
 doi:10.37188/CO.2023-0177
摘要(95) HTML全文(53) PDF 4644KB(18)
摘要:

为实现痕量甲烷气体的宽动态范围高灵敏度检测,本文发展了双边带拍频抑制模式的外差相敏色散光谱技术,探索了电光调制器工作特性以及偏置电压调控方法,对比了抑制与非抑制模式下的色散相位谱轮廓与信噪比,并对检测性能(如线性动态检测范围)进行了系统研究。

基于近红外分布式反馈激光器和电光调制器,搭建了外差相敏色散甲烷气体检测系统,通过探索和分析电光调制器的最佳工作区间,实现了双边带拍频抑制进而得到了大幅值、高信噪比的色散相位信号。测量了典型高频(1.2 GHz)强度调制下甲烷/氮气标气的色散相位信号,获取了色散相位信号峰峰值随气体浓度变化规律。同时开展了波长调制光谱技术实验,对两种技术的线性度,检测动态范围和对光功率波动的抗干扰性能进行对比研究。最后,通过测量不同浓度的标气验证了该系统在宽动态,快速时间响应下的性能。

所开发基于外差相敏色散光谱技术的甲烷检测系统具有线性度高(R 2 = 0.9999),检测动态范围宽(38.5 ppm~40%),且对光功率波动免疫性高的显著优势。

本文研发的基于外差相敏色散光谱技术的气体检测技术在宽动态范围检测和实际现场检测应用领域具有广阔的前景。

空间激光通信组网技术与应用研究进展
刘智, 蒋青芳, 刘树通, 田少乾, 刘显著, 于佳鑫, 赵建彤, 姚海峰, 董棋牌游戏森林舞会研
 doi:10.37188/CO.2023-0140
摘要(78) HTML全文(150) PDF 9778KB(36)
摘要:

激光通信是以光波为载体实现信息传输的通信技术,具有高速率、高带宽、小尺寸、抗干扰和保密性好等优势,具备实现空间信息网络高速传输和安全运行的关键能力。本世纪以来,国内外主要研究机构致力于研究激光通信技术在实现组网过程中所需要解决的一系列问题,包括一点对多点同时激光通信、节点内多路信号全光交换与转发、节点动态随遇接入、网络动态拓扑结构设计等关键技术,并开展了众多演示验证实验,部分研究成果已经投入应用。本文在对空间激光通信组网技术进行分析探讨的基础上,概述了国内外的激光通信组网技术的发展现状,重点对卫星星座、卫星中继和航空网络等领域中激光通信组网技术的应用情况和发展现状进行了分析和总结,对国内相关研究技术方案、实验验证情况等进行了综述,最后对激光通信组网技术与应用的发展趋势进行了预测。

调整彩色滤光膜的致密性和疏水性以减少TFT-LCD制造中的气体释放
李吉, 张霞, 冯翊, 廖昌, 张杰, 尹勇明, 孟鸿
 doi: 10.37188/CO.EN-2023-0029
摘要(71) HTML全文(52) PDF 5305KB(14)
摘要:

TFT-LCD产业正朝着高效率、低成本的方向发展。在TFT-LCD制造过程中,发现不同的光刻胶需要不同的真空干燥时间。为了减少制造时间,提高面板成品率,有必要明确影响和减少真空时间的因素。本文探讨了抽运时间与光刻胶材料性能的关系。发现光刻胶的热稳定性与抽运时间的关系可以忽略不计。光刻胶的致密性和疏水性与真空干燥时间密切相关。致密性和高疏水性可以有效地避免水蒸气在制造过程中侵入和储存在光刻胶中,减少泵送次数。总的来说,这项工作可以为未来TFT-LCD工业新型光刻胶的开发提供一定的参考。

滚仰式光电吊舱地理导引实现与误差分析
董期林, 张卫国, 赵创社, 王超, 袁屹杰, 伊兴国, 刘万刚, 程勇栋
 doi:10.37188/CO.2023-0188
摘要(86) HTML全文(47) PDF 4515KB(12)
摘要:

为了提升地理导引精度和成功率,根据滚仰式光电吊舱的结构特点,通过建立坐标系统、目标坐标求解和框架角解算三个步骤,完整的构建了地理导引的数学模型,并在此基础上引入了速度前馈和小区域搜索模式。同时,对受惯导测量误差和目标距离影响的框架角解算误差进行了数据仿真,结果表明:经纬误差和航向角误差对俯仰角的解算误差影响较大;而高程误差和水平姿态角误差则对横滚角的解算误差影响较大。提升惯导的定位精度,可进一步减小框架角解算误差从而提升地理导引精度;而当航向角<0.1°,水平姿态角<0.05°时,姿态角误差的影响权重会变小,再通过减小姿态角误差提升导引精度的作用已不明显。随着目标距离的增大,框架角解算误差会急剧减小。最后进行了导引试验,其俯仰、横滚角均方差均小于0.12°,表明了算法的准确性和仿真分析的有效性。

面向地物混杂背景的偏振光谱图像融合方法
李英超, 赵喆浩, 王祺, 刘嘉楠, 史浩东, 付强, 孙洪宇
 doi:10.37188/CO.2023-0185
摘要(59) HTML全文(24) PDF 8706KB(10)
摘要:

针对偏振光谱图像融合方法在地物混杂背景遥感探测中多尺度变换融合图像边缘轮廓细节模糊、对比度不佳的问题,采用一种基于非下采样轮廓波变换的稀疏表示与引导滤波器相结合的图像融合方法,以改善融合图像的质量和视觉效果。首先,该方法通过非下采样轮廓波变换对光谱图像和偏振图像进行多尺度多方向分解,进而将图像分解成不同子带内的特征信息。其次,低频子带采用稀疏表示融合,从而降低融合图像中物体对比度损失。此外,采用引导滤波器融合高频子带,达到增强图像轮廓细节信息的效果。最后,对低频与高频融合系数进行非下采样轮廓波逆变换最终得出融合图像。分析表明融合图像对比度相对于原始光谱图像与偏振度图像分别提升了54.5%和15.4%,更容易区分混杂背景下阴影中的物体。基于此方法对偏振光谱成像仪所采集的不同波长下的光谱与偏振图像进行融合,并实现真彩还原。真彩还原图像证明此融合方法在保留混杂背景下的环境信息的同时实现物体和背景区分,有效提高了偏振光谱遥感探测成像的图像质量,有助于提升偏振光谱遥感探测成像中图像信息的完整性和真实性,扩大其在复杂环境遥感探测和图像识别中的应用范围。

基于注意力残差网络的快照式多光谱相机图像重构
闫纲琦, 梁宗林, 宋延嵩, 董棋牌游戏森林舞会研, 张博, 刘天赐, 张雷, 王岩柏
 doi:10.37188/CO.2023-0196
摘要(55) HTML全文(31) PDF 8459KB(5)
摘要:

随着光谱成像技术的飞速发展,使用多光谱滤光片阵列(Multispectral filter array,MSFA)采集多光谱图像的空间和光谱信息已经成为研究热点。如何利用低采样率且强频谱互相关性的原始数据进行重构成为了瓶颈和制约。因此基于一种含有全通波段的8波段4×4MSFA,提出了空谱联合的多分支注意力残差网络模型。首先使用多分支模型对各个波段插值后的图像特征进行学习。其次八个波段和全通波段的特征信息联合通过本文设计的空间通道注意力模型,应用多层卷积和卷积注意力模块并使用残差补偿的方式可以有效的弥补各波段的颜色差异和丰富边缘纹理相关特征信息。最后初步插值的全通波段和其余波段特征信息通过无需进行批量归一化的残差密集块对多光谱图像空间和光谱相关性进行特征学习以匹配各个波段的光谱信息。实验结果表明,本文对于在D65光源下测试图像的峰值信噪比、结构相似度和光谱角相似度分别优于最先进深度学习方法3.46%、0.27%和6%,并且此方法不仅减少了伪影还获得更多的纹理细节。

基于贝叶斯神经网络的相位梯度计算方法
张康洋, 倪梓浩, 董博, 白玉磊
 doi:10.37188/CO.2023-0168
摘要(72) HTML全文(24) PDF 7531KB(7)
摘要:

应变重构是相衬二八杠棋牌游戏相干层析力学性能表征中的关键步骤,其需要准确计算出差分包裹相位的梯度分布。为了能够解决强噪声干扰下的相位梯度重构信噪比低难题,提出了一种基于贝叶斯神经网络的相位梯度计算方法。

首先,通过计算机模拟不同散斑噪声等级下的包裹相位图,并生成相应的理想相位梯度,以构建网络的训练集。其次,基于网络训练集采用贝叶斯推断理论学习强噪声环境下的包裹相位与相位梯度的“端到端”映射关系。最后,将相衬二八杠棋牌游戏相干层析测量的差分包裹相位结果送入贝叶斯神经网络进行处理,实现高信噪比相位梯度预测。此外,通过借助贝叶斯神经网络的统计特性,以模型不确定度来定量评估相位梯度预测结果的可靠性。

数值实验和三点弯曲力学加载实验对比了本文方法和主流的矢量方法,实验结果表明:在噪声较小条件下,本文方法重构的相位梯度信噪比可提升8%;在噪声较强条件下,本文方法能成功恢复因相位条纹难以分辨而无法计算的相位梯度。此外,模型不确定度能够定量分析网络的相位梯度预测误差。

可以预见,在样品形变复杂且先验信息未知条件下,本工作为相衬二八杠棋牌游戏相干层析提供了一种有效的应变重构方法,从而能实现高质量和高可靠的内部力学性能表征。

同带泵浦的Tm:CYA调Q锁模激光器
孙堂正, 李云飞, 谭晶荣, 杜晓娟, 丁嘉宇, 任舒婷, 许浩, 王翀, 杨金芳, 张明霞, 朱永乐, 董忠, 令维军
 doi:10.37188/CO.2023-0162
摘要(87) HTML全文(30) PDF 2637KB(9)
摘要:

以半导体可饱和吸收镜SESAM作为锁模启动元件,利用同带泵浦技术首次在Tm:CaYALO4(Tm:CYA)激光器实现了被动调Q锁模运转。光路采用X型四镜腔结构,泵浦源采用Er:Y3Al5O12(Er:YAG)固体激光器,其中心波长为1650 nm。分别采用0.5%、1.5%、3%和5%透过率的输出耦合镜,对激光器连续光输出和锁模输出特性进行研究,实验结果表明,当采用5%透过率的输出耦合镜时,激光器的输出特性最好。当激光器在连续光运转情况下,得到了894 mW的最高功率和16%的最大斜效率输出。将连续光功率优化至最高,在光路中加入SESAM锁模元件后,当吸收泵浦功率大于1.86 W时,激光运转进入不稳定的调Q状态;当吸收泵浦功率提高到5.7 W时,实现了稳定的被动调Q锁模运转;吸收泵浦功率达到6.99 W时,采用5%的输出镜,获得了最高输出功率为399 mW的锁模脉冲激光。此时调Q包络下重复频率为98.11 MHz,脉冲宽度为619.4 ps,对应最大单脉冲能量为4.07 nJ。调Q包络中锁模脉冲调制深度接近100%。实验结果表明,同带泵浦技术可以用于激光器以实现调Q锁模脉冲的产生,为超短脉冲激光的产生提供了一种新的泵浦方式。

难点注意力感知红外小目标检测网络
王伯霄, 宋延嵩, 董小娜
 doi:10.37188/CO.2023-0178
摘要(148) HTML全文(49) PDF 8170KB(13)
摘要:

随着飞行器机动性能提升,多帧红外小目标检测方法不足以满足检测要求。近年来,基于深度学习的单帧红外小目标检测方法取得了巨大成功。然而,红外小目标通常缺少形状特征,而且边界与背景模糊不清,给准确分割带来了一定的挑战。基于此,提出了难点注意力感知红外小目标检测网络。首先,通过基于点的区域建议模块获取目标潜在区域,同时滤除多余背景。然后,为实现高质量分割,细化掩码边界模块判断粗掩码中无序、非局部难以分辨点,融合这些难点的多尺度特征,进行逐像素注意力建模。最后,由点检测头对难点注意力感知特征重新预测,生成精细分割掩码。在公开数据集NUDT-SIRST和IRDST上mAP达到87.4和63.4,F值达到0.8935和0.7056。可在多检测场景、多目标形态下实现准确分割,抑制误报信息,同时控制计算开销。

并联结构轴系回转误差建模及装配优化
董一鸣, 江波, 李翔宇, 谢友金, 吕涛, 阮萍
 doi:10.37188/CO.2023-0171
摘要(87) HTML全文(28) PDF 4179KB(9)
摘要:

为提高光电经纬仪等二维转台的轴系运动精度,本文基于雅可比旋量理论建立了一种可考虑零件结构误差及其耦合放大效应的数学模型。针对“一端固定、一端游动”的轴系结构,提出了局部并联结构的分析方法。通过数值仿真分析,获得了各零件结构误差对轴系运动精度影响的灵敏度以及最优的轴系装配方案。应用在二八杠棋牌游戏口径650 mm的光电经纬仪的装调结果表明:装配优化后的轴系运动精度较优化前提高了32.1%。所构造的轴系运动精度模型及优化方法,为指导光电经纬仪等二维转台的轴系装调以及公差设计提供了一定的理论根据。

改进鲸鱼优化算法的壁面红外反射特性求解
张潞, 樊金浩, 鲁宇轩, 张磊, 傅莉
 doi:10.37188/CO.2023-0095
摘要(60) HTML全文(32) PDF 4610KB(5)
摘要:

壁面的红外反射特性由双向反射分布函数(BRDF)表征,以求解壁面的红外反射特性。目前BRDF测量需要大量实验数据同时存在精度不高的问题。

通过构建壁面反射特性测试平台,使用MR170型傅里叶红外光谱辐射计获取2~15 μm波段下入射角度和各个反射角度的目标辐射亮度,针对隐身目标,应用RBF网络对3~5 μm以及8~14 μm波段的辐射亮度曲线进行拟合,排除大气干扰,进而求解出上述两个波段隐身目标的BRDF值。为了解决BRDF模型精度不高问题,提出了改进的鲸鱼优化算法(IWOA)对BRDF模型参数进行反演,并设计了基于BRDF的反射率求解方法。

IWOA算法对BRDF计算模型参数反演有良好的效果,根据反射法,应用所得到的BRDF数据求解得到的反射率为0.5496,相对误差为6.17%,满足工程需求。

此研究可为隐身目标壁面的反射特性求解提供帮助。

流道结构对半导体泵浦流动铷蒸气激光器特性影响
潘丽, 何洋, 马利国, 季艳慧, 刘金岱, 陈飞
 doi:10.37188/CO.2023-0174
摘要(98) HTML全文(56) PDF 5650KB(20)
摘要:

为研究气体流道结构对半导体泵浦流动碱金属蒸气激光器(FDPAL)输出性能的影响,本文结合FDPAL中气体传热、流体力学和激光动力学过程建立了FDPAL理论模型,以侧面泵浦Rb蒸气FDPAL(Rb-FDPAL)为仿真对象,分析气体流动方向、流道横截面积和流道形状等对Rb-FDPAL输出性能的影响。结果表明,采用横流方式,通过提高流道横截面积并将气体流道与蒸气池连接部位设置为砌体结构时,蒸气内涡流得到有效抑制,气体流速增加,蒸气池内热效应更小,Rb-FDPAL的激光输出功率和斜率效率更高,仿真结果与实验相符。

天基空间态势感知数据仿真研究进展
罗秀娟, 郝伟
 doi:10.37188/CO.2023-0156
摘要(171) HTML全文(63) PDF 409KB(47)
摘要:

空间态势感知(Space Situational Awareness, SSA)数据仿真可以为空间监测设备及态势感知算法(包括空间目标检测、跟踪、识别和表征)的开发、测试和验证提供关键性数据支持,在空间态势感知能力建设中发挥重要作用。本文以天基空间态势感知二八杠棋牌游戏数据仿真为研究对象,给出了SSA数据仿真的研究目的和主要研究内容,详述了SSA二八杠棋牌游戏成像仿真的典型研究方法与过程。介绍了国内外相关工作的研究现状与工作进展,涵盖双目视觉传感器、激光雷达、红外传感器、可见光望远镜和恒星敏感器等不同二八杠棋牌游戏传感系统的成像建模与仿真工作成果。分析了空间态势感知数据仿真研究的发展趋势,为未来SSA数据仿真研究思路与方法提供参考。

强光背景下主动偏振成像方法研究
史浩东, 许家伟, 张健, 吴洪波, 王超, 刘壮, 战俊彤, 李英超, 付强
 doi:10.37188/CO.2023-0151
摘要(127) HTML全文(67) PDF 5740KB(24)
摘要:

针对传统光电探测手段在强光背景下目标探测对比度低的问题,提出一种基于激光照明的主动偏振成像方法。通过构建激光入射双向反射分布模型、激光入射偏振双向反射分布模型以及激光照明的目标表面偏振度模型,分析三种典型目标材料偏振特性与束散角之间的耦合关系;在暗室可控条件下开展逆光观测实验,验证目标偏振特性受激光束散角的影响。实验结果表明:强光背景下主动偏振成像目标对比度与传统被动强度成像相比提升86.11%,不同束散角下不同目标材料的可见光偏振特性存在差异,金属材质相对于非金属材质线偏振度提升更高,实验结果与理论分析具有较好的一致性。在室外开展太阳逆光观测实验,验证了研究方法在室外高强光、远距离下依旧具有适用性。本研究可为提升强光背景下目标精准感知能力奠定理论基础。

复杂水文微弱多目标激光探测仿真与实验
宗思光, 杨劭鹏, 张鑫, 彭丹, 段子棋牌游戏森林舞会, 陈报
 doi:10.37188/CO.2023-0141
摘要(86) HTML全文(68) PDF 6255KB(11)
摘要:

为了探究在近岸复杂水体中,激光探测对微弱目标的探测能力,研究水质、目标特征、目标距离对水下激光探测的影响具有重要理论和应用价值。

论文建立了水下微弱目标激光探测模型,采用蒙特卡洛仿真验证了不同浊度微弱多目标激光探测性能,模拟了不同距离下微弱目标的激光后向散射回波信号,对多个不同反射系数的目标后向散射回波特性进行了分析。同时设计并研制了灵巧便携式水下微弱目标激光探测系统,进行了实验室及外场湖泊环境下的多目标探测、测距测试验证。

在浊度为12.87 NTU的近岸湖泊水域,该系统实现了10 m范围内对3~4个直径在80~400 μm不同的低反射系数的混合小目标进行有效探测,平均测量误差为±0.11 m,与理论仿真一致。

研究结果可为蓝绿激光水下多微弱目标探测链路计算、系统设计及参数优化提供参考,支撑近海浑浊水体下水下障碍物激光探测工程实践。

哈特曼-夏克波前传感器高精度球面波标定方法研究
包明帝, 史国华, 邢利娜, 何益
 doi:10.37188/CO.2023-0148
摘要(134) HTML全文(73) PDF 4655KB(29)
摘要:

为解决哈特曼-夏克波前传感器传统标定方法存在的测量精度低、稳定性不足等问题,提出了一种基于球面波的哈特曼-夏克波前传感器高精度绝对标定的方法。通过理论推导获取了球面波的高精度标定方法,结合搭建的球面波标定实验装置,对子孔径数为128×128的哈特曼-夏克波前传感器完成高精度标定,该方法计算得到哈特曼-夏克波前传感器结构参数f,w以及L0的精确值;对标定后哈特曼-夏克波前传感器的测量精度进行测试。实验结果表明,经本文方法标定后的哈特曼-夏克波前传感器的波前复原精度达到了PV=1.376×10−2λ,RMS=4×10−3λ(λ=625 nm),重复性精度为PV=3.2×10−3λ,RMS=9.76×10−4λ(λ=625 nm)。该方法可以为大口径的SHWFS完成高精度标定,提升测量精度。

基于Philips棱镜3CMOS相机的二八杠棋牌游戏设计及其光谱优化
陈塑淏, 吕博, 刘伟奇
 doi:10.37188/CO.2023-0155
摘要(131) HTML全文(57) PDF 5024KB(32)
摘要:

针对彩色数字相机高成像质量以及高色准的需求,本文研究了基于Philips棱镜的3CMOS相机的二八杠棋牌游戏系统设计以及相机光谱优化方法。通过对Philips棱镜进行光路建模的方法优化了棱镜的结构参数,使棱镜在保证全内反射以及出射窗口大小的条件下,减小了系统的体积,并由此设计了Philips棱镜3CMOS相机二八杠棋牌游戏系统,其视场角为45°,相对孔径1/2.8,系统的MTF在110 lp/mm的奈奎斯特采样频率下全视场全波段均大于0.4。之后,基于色度学基本原理建立了Philips棱镜相机的矢量成像模型,分析了由光线入射角度的变化造成的薄膜光谱偏移问题,提出了宽光束下光谱偏移的修正模型。利用该模型设计并优化了相机中的四组二八杠棋牌游戏薄膜,通过光路仿真实验以及色差分析,基于优化后的相机光谱,系统的平均色差降低了15.8%,像面颜色不均匀性降低了60%。结果表明:本文设计的二八杠棋牌游戏系统拥有良好的成像质量,并且优化后的相机光谱实现了良好的颜色性能以及颜色均匀性。

大孔径太赫兹波成像二八杠棋牌游戏系统设计
曹一青, 沈志娟
 doi:10.37188/CO.2023-0175
摘要(78) HTML全文(47) PDF 2929KB(11)
摘要:

太赫兹波具有高穿透性、低能性及指纹谱性等特征,在探测领域被广泛应用,因此设计太赫兹波成像二八杠棋牌游戏系统具有重要的意义和广泛的应用前景。首先,以四块透镜构成的天塞物镜为参考结构,应用近轴二八杠棋牌游戏系统像差理论构建系统像差平衡方程,给出了系统初始结构参数求解函数和方法,再结合二八杠棋牌游戏设计软件对系统像差进一步校正,最终设计了一种用于太赫兹波探测的大孔径二八杠棋牌游戏成像系统。该二八杠棋牌游戏系统由四块同轴折射透镜构成,焦距70 mm,F数为1.4,全视场角为8°,在奈奎斯特频率10 lp/mm处全视场角范围内的调制传递函数(MTF)值均大于0.32,各视场内的弥散斑均方根(RMS)半径均小于艾里斑半径,最后对系统各种公差进行分析和讨论。设计结果表明,本文设计的太赫兹波探测二八杠棋牌游戏成像系统具有孔径大、结构简单且紧凑、成像质量较好且加工性易于实现等特点,满足设计要求,它在太赫兹波段高分辨率探测领域具有重要应用价值。

鬼像影响下的调制传递函数计算模型
肖鹏益, 刘铭鑫, 闫磊, 胡铭钰, 张新
 doi:10.37188/CO.2023-0121
摘要(95) HTML全文(48) PDF 4772KB(13)
摘要:

鬼像是由于镜面间的残余反射所产生的一种杂散光。鬼像会降低二八杠棋牌游戏系统的成像清晰度,湮灭目标,严重影响二八杠棋牌游戏系统的性能。为了探究鬼像对成像系统性能的影响,构建了二次反射产生的鬼像影响下的调制传递函数(MTF)的计算模型。本文首先介绍了在近轴近似下的鬼像分析与描述的方法。接着,从调制传递函数的定义出发,考虑鬼像在像面处的照度对像面调制度的影响,构建了鬼像影响下的MTF计算模型。通过对一系统进行实例计算,并与仿真结果进行比对得到均方误差最大不超过0.049373,进而验证了该模型的准确性。同时针对误差较大的结果进行了详细分析,明确了该计算方法的适用范围。研究结果表明,利用近轴近似的方法计算鬼像影响下的MTF在大多数情况下是真实准确的,该研究为二八杠棋牌游戏系统的鬼像分析方面做出了有益探索。

基于逐点前进法的改进型点云配准方法
李茂月, 许圣博, 孟令强, 刘志诚
 doi:10.37188/CO.2023-0166
摘要(112) HTML全文(59) PDF 4847KB(20)
摘要:

点云配准是获取三维点云模型空间姿态的关键步骤,为了进一步提高点云配准的效率和准确性,提出了一种基于逐点前进法特征点提取的改进型点云配准方法。首先,利用逐点前进法快速提取点云特征点,在保留点云模型特征的同时大幅精简点云数量。然后,通过使用法向量约束改进的KN-4PCS算法进行粗配准,以实现源点云与目标点云的初步配准。最后,使用双向Kd-tree优化的LM-ICP算法完成精配准。实验结果表明,本文方法具有较高的精度和效率,同时具有较好的鲁棒性,在斯坦福大学开放点云数据配准实验中,其平均误差较SAC-IA+ICP算法减少了约70.2%,较NDT+ICP算法减少了约49.6%,配准耗时分别减少约86.2%和81.9%,同时在引入不同程度的高斯噪声后仍能保持较高的精度和较低的耗时。在真实室内物体点云配准实验中,其平均配准误差为0.0742 mm,算法耗时平均为0.572 s。通过斯坦福开放数据与真实室内场景物体点云数据对比分析表明,本方法能够有效地提高点云配准的效率、准确性和鲁棒性,为基于点云的室内目标识别与位姿估计奠定了良好的基础。

基于曲率特征的文物点云分类降采样与配准方法
朱婧怡, 杨鹏程, 孟杰, 张津京, 崔嘉宝, 代阳
 doi: 10.37188/CO.2023-0115
摘要(124) HTML全文(55) PDF 4831KB(17)
摘要:

三维重构是文物数字化的关键技术,其中三维点云配准精度是评估重构质量优劣的重要指标之一。实际采样中,文物点云细节信息繁多,传统降采样后易出现细节缺失从而影响配准精度。为了解决这一问题,本文提出了一种基于曲率特征的文物点云分类降采样与配准方法。首先,通过线性矩阵激光测量获取文物的三维点云数据。其次,计算所有点的曲率值,并设置曲率阈值进行点云分类,不同点集按照其特征属性进行不同权重的降采样,从而最大限度地保留点云的形态特征和细节信息。最后通过求解刚性变换模型实现点云的配准。点云配准前的降采样处理后点云数据降至原始点云的1/3,与传统的整体降采样ICP方法对比,平均距离从0.89 mm约降至0.59 mm,标准偏差从0.29 mm约降至0.18 mm。在降低点云数据的同时也保证了配准的精度,适用于不同类型的文物点云数据。

基于双自由度转台的全向空间单目视觉室内定位测量方法
吴军, 王豪爽, 单腾飞, 郭润夏, 张晓瑜, 陈玖圣
 doi:10.37188/CO.2023-0106
摘要(99) HTML全文(62) PDF 3649KB(22)
摘要:

针对传统单目视觉测量系统测量视场有限的问题,本文提出一种基于双自由度旋转平台的全向空间单目视觉测量方法。首先,对双自由度旋转平台的转轴参数进行标定,用副相机拍摄与双自由度转台固定的棋盘格标定板,对棋盘格角点的位置坐标进行提取并转化到同一相机坐标系下;利用PCA(主成分分析)平面拟合得到初始位置转轴参数中的方向向量,通过使用空间最小二乘圆拟合的方法,得到初始位置时转轴参数中的位置参数;然后,通过转台转动的角度以及罗德里格斯公式将不同位置下相机获取的数据进行坐标系统一,实现水平和竖直方向全向空间下的目标测量;最后,通过高精度激光测距仪验证了本方法的测量精度,并通过与双目视觉测量系统、wMPS测量系统进行比对实验,验证了本方法的全向空间测量能力。实验结果表明,本方法测量精度基本达到双目视觉测量系统水平,但测量范围远大于双目视觉测量,可以满足全向空间测量要求。

可见光波段高温标定的简化方法
李云龙, 李周, 孙志远, 杨国庆
 doi:10.37188/CO.2023-0122
摘要(174) HTML全文(128) PDF 361KB(25)
摘要:

为了提高可见光波段(0.3 μm~0.9 μm)高温标定的效率,提出了可见光波段高温标定的简化方法。首先,提出了带有曝光时间变量的可见光波段的高温标定模型,通过大量的实验数据发现,RGB相机各个通道的灰度值不仅随曝光时间递增呈线性变化,且随黑体辐射亮度递增呈线性变化,进而确定了可见光波段高温标定模型的具体形式。然后,为了求解简化后的可见光波段高温标定模型中的未知数,在两个黑体辐射亮度下,分别采集两个曝光时间下的图像数据,接着,对图像数据进行处理,便可以得到任意曝光时间下的RGB相机高温标定曲线。最后,对本文提出的简化可见光波段高温标定方法与常规按曝光时间进行可见光波段高温标定法进行比较。实验结果表明:R通道计算值与标定值的相对误差最大值为3.38%、G通道计算值与标定值的相对误差最大值为2.56%、B通道计算值与标定值的相对误差最大值为−1.14%,且各通道的计算值与标定值的相对误差均未超过3.50%。本文提出的数学模型可以有效地简化传统的高温标定法,进而大大的缩短了高温标定时间,提高了高温标定的标定效率。

用于单切片双模态二八杠棋牌游戏关联成像的肾脏组织样本处理方法
高歌, 郭晓光, 吴俊楠, 陈海龙, 史冰, 黄振立
 doi:10.37188/CO.2023-0105
摘要(82) HTML全文(54) PDF 2106KB(27)
摘要:

明场成像能够提供细胞或组织的形态学信息,荧光成像可以获取关键蛋白的表达信息,基于两者的双模态关联成像是目前医学和棋牌游戏森林舞会研中常用的组织样本检查方式。然而,在临床检查时通常利用基于邻近切片之间的关联成像进行观察。此时,组织结构和细胞层次均会有或多或少的改变,这在样本量不足、切片上的细胞有限或需要获得点对点精准形态学信息的情景下显得十分不利。因此,发展单切片双模态二八杠棋牌游戏关联成像技术,在单张切片上同时提供组织形态和多个目标蛋白的分布及表达,有助于更准确地描述肿瘤及其微环境。在样本量稀缺的肾脏病理检测中,该技术显得尤为重要:肾脏病理需要利用明场成像获取苏木素-伊红染色后组织和细胞的病理形态学信息,而利用荧光成像来获取多个目标蛋白的分布及表达情况则是肾脏免疫病理筛查的必检分子项目。本文重点研究了将苏木素-伊红染色和免疫荧光染色在同一张肾脏切片上实现的组织样本处理方法,对染色、褪色及复染的流程进行改良和效果对比,并探索将单切片双模态图像进行创新性融合。

小闪耀角单晶硅光栅结构参数优化及制备工艺
徐昊宇, 姜岩秀, 陈星硕, 王瑞鹏, 张靖, 巴音贺希格
 doi:10.37188/CO.2023-0056
摘要(151) HTML全文(28) PDF 6667KB(48)
摘要:

为了满足国家同步辐射光源的需要,对单晶硅小闪耀角光栅的各向异性湿法刻蚀制备工艺展开了研究,制备适用于软X射线中波波段的闪耀光栅。首先基于严格耦合波法对小闪耀角光栅进行了结构参数优化及工艺容差分析。在晶向对准过程中,先通过环形预刻蚀确定硅片晶向,再基于倍频调整法实现光栅掩模与单晶硅<111>晶向的对准。同时研究了光刻胶灰化技术及活性剂对光栅槽形质量的影响,并通过单晶硅各向异性湿法刻蚀工艺成功制备了接近于理想锯齿槽形的闪耀光栅。实验结果证明:所制备光栅闪耀角为1°,刻线密度为1200 gr/mm,闪耀面均方根粗糙度在0.5 nm以内。此方法可以应用于软X射线中波波段闪耀光栅的制作,在获得较高衍射效率的同时可以大大减少其制作难度及成本。

基于表面等离子体共振的光子准晶体光纤甲烷氢气传感器
刘强, 赵锦, 孙宇丹, 刘伟, 王建鑫, 刘超, 吕靖薇, 王诗淼, 蒋宇, PaulK.Chu
 doi:10.37188/CO.2022-0025
摘要(185) HTML全文(99) PDF 4148KB(185)
摘要:

设计了一种用于甲烷和氢气同时检测的基于表面等离子体共振(SPR)的新型光子准晶体光纤(PQF)传感器。在该传感器中,在银膜上分别沉积Pd-WO3和掺杂聚硅氧烷的笼型分子E薄膜作为氢气和甲烷的敏感材料。采用全矢量有限元方法对PQF-SPR传感器进行了数值分析,证明了该传感器具有良好的传感性能。在0% ~ 3.5%的浓度范围内,氢气的最大检测灵敏度和平均灵敏度分别为0.8 nm/%和0.65 nm/%,甲烷的最大灵敏度和平均灵敏度分别为10 nm/%和8.81 nm/%。该传感器具有同时检测多种气体的能力,在设备小型化和远程监测方面具有很大的潜力。

原创文章
高重频声光门控自吸收免疫激光诱导击穿光谱技术分析研究
陈斐, 王树青, 程年恺, 张婉飞, 张岩, 梁佳慧, 张雷, 王钢, 马晓飞, 刘珍荣, 罗学彬, 叶泽甫, 朱竹军, 尹王保, 肖连团, 贾锁堂
2024, 17(2): 253-262. doi: 10.37188/CO.2023-0147
摘要(190) HTML全文(63) PDF 4083KB(73)
摘要:

为了消除激光诱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)中的自吸收效应,提高元素定量分析的精确度,同时满足工业中便捷分析元素的要求,需将自吸收免疫激光诱导击穿光谱技术(self-absorption free laser-induced breakdown spectroscopy,SAF-LIBS)的装置小型化。本文提出了一项新型的高重频声光门控SAF-LIBS定量分析技术,使用高重频激光器产生准连续的等离子体以增强光谱强度,并将声光调制器(acousto-optic modulator,AOM)作为门控开关,从而使微型CCD光谱仪和AOM能够代替传统大型SAF-LIBS装置中的像增强探测器(intensified charge coupled device,ICCD)和中阶梯型光栅光谱仪,实现自吸收免疫的同时缩小了装置的体积,降低了装置的成本。将该系统参数进行优化选择后,对样品中的Al元素进行了定量分析和预测。实验结果表明,等离子体的特性受激光重复频率的影响进而会影响光谱信号的强度。在1 ~ 50 kHz激光重复频率范围内,Al I 394.4 nm和Al I 396.15 nm的双线强度先增强后减弱,确定最佳的激光重复频率为10 kHz。在不同的光纤采集角度下,Al的双线强度比随延迟时间的增加而减小,在45°处信噪比最高,且在一定的积分时间下,最佳二八杠棋牌游戏薄时间t ot为426 ns。在激光重复频率为10 kHz、光纤采集角为45°、延迟时间为400 ns的条件下,对Al元素进行定量分析和预测结果表明,Al元素定标曲线的线性度R 2为0.982,平均绝对测量误差相对于单一LIBS的0.8%可以降低至0.18%。定量分析结果与传统大型SAF-LIBS装置的测量精度相持平。因此本高重频声光门控SAF-LIBS装置不仅有效地屏蔽了二八杠棋牌游戏厚等离子体中的连续背景辐射和谱线加宽,同时具备小型化、低成本、高可靠性的优点,有助于推动SAF-LIBS技术由实验室走向工业应用。

基于金属-介质-金属的可调谐窄带完美吸收的研究
王晓坤, 李周, 梁国龙
2024, 17(2): 263-270. doi: 10.37188/CO.2023-0125
摘要(138) HTML全文(54) PDF 4026KB(51)
摘要:

为了实现窄带完美吸收,本文提出了一种简单的三层金-二氧化硅-金薄膜(MDM)结构。通过电磁波时域差分算法(FDTD)进行模拟仿真和理论计算,详细分析了该结构的可调谐吸收特性,同时建立了理论模型,分析了其中存在的电磁模式以及窄带完美吸收的物理机制。首先,利用电磁波时域差分算法和传输矩阵算法(TMM)对该结构进行了理论计算,详细地分析了各个结构参数对吸收光谱的影响。然后,对该结构形成的窄带完美吸收物理机制进行了分析讨论。最后,利用磁控溅射制备手段,成功制备了三层结构的样片。实验观测到的结果与理论仿真一致。实验结果表明:本文提出的窄带完美吸收结构,最窄带宽约为21 nm,最高吸收可达99.51%,基本实现了窄带完美吸收。本文研究成果为相关应用奠定了基础。

深度相机的测量误差建模及校正
魏瑞丽, 王明军, 周熠铭, 易芳
2024, 17(2): 271-277. doi: 10.37188/CO.2023-0047
摘要(173) HTML全文(120) PDF 3134KB(51)
摘要:

ToF (Time of Flight)深度相机是获取三维点云数据的重要手段之一,但ToF深度相机受到自身硬件和外部环境的限制,其测量数据存在一定的误差。本文针对ToF深度相机的非系统误差进行研究,通过实验验证了被测目标的颜色、距离和相对运动等因素均会对深度相机获取的数据产生影响,且影响均不相同。本文提出了一种新的测量误差模型对颜色和距离产生的误差进行校正,对于相对运动产生的误差,建立了三维运动模糊函数进行恢复,通过对所建立的校正模型进行数值分析,距离和颜色的残余误差小于4 mm,相对运动所带来的误差小于0.7 mm。本文所做工作改善了ToF深度相机的测量数据的质量,为开展三维点云重建等工作提供了更精准的数据支持。

基于多特征SAD-Census变换的立体匹配算法
吴福培, 黄耿楠, 刘宇豪, 叶玮琳, 李昇平
2024, 17(2): 278-290. doi: 10.37188/CO.2023-0082
摘要(165) HTML全文(64) PDF 4628KB(64)
摘要:

视差不连续区域和重复纹理区域的误匹配率高一直是影响双目立体匹配测量精度的主要问题,为此,本文提出一种基于多特征融合的立体匹配算法。首先,在代价计算阶段,通过高斯加权法赋予邻域像素点的权值,从而优化绝对差之和(Sum of Absolute Differences,SAD)算法的计算精度。接着,基于Census变换改进二进制链码方式,将邻域内像素的平均灰度值与梯度图像的灰度均值相融合,进而建立左右图像对应点的判断依据并优化其编码长度。然后,构建基于十字交叉法与改进的引导滤波器相融合的聚合方法,从而实现视差值再分配,以降低误匹配率。最后,通过赢家通吃(Winner Take All,WTA)算法获取初始视差,并采用左右一致性检测方法及亚像素法提高匹配精度,从而获取最终的视差结果。实验结果表明,在Middlebury数据集的测试中,所提SAD-Census算法的平均非遮挡区域和全部区域的误匹配率为分别为2.67%和5.69%,测量200~900 mm距离的平均误差小于2%;而实际三维测量的最大误差为1.5%。实验结果检验了所提算法的有效性和可靠性。

基于双峰谐振长周期光纤光栅的海水盐度传感器
杜超, 赵爽, 宋桦可, 王秋雨, 贾斌, 张丽, 崔丽琴, 赵强, 邓霄
2024, 17(2): 291-299. doi: 10.37188/CO.2023-0101
摘要(162) HTML全文(67) PDF 4883KB(60)
摘要:

为研制高灵敏海水盐度传感器,本文基于CO2激光技术成功制备出一种工作在色散转折点(DTP)附近的长周期光纤光栅(LPFG)。首先,利用CO2激光器在80 μm细单模光纤上制备出工作在DTP附近的LPFG,证明了采用CO2激光微加工技术制备较短周期LPFG的可能性。其次,通过调控CO2激光器的制备周期,使高阶包层模式LP1,9工作在DTP附近,从而显著提高了LPFG的折射率灵敏度。在双峰谐振增敏效应的作用下,当海水盐度从5.001‰变化到39.996‰时,光栅周期为115.4 μm的双峰谐振LPFG平均灵敏度高达0.279 nm/‰。研究结果表明,本文制备的LPFG海水盐度传感器具有谐振损耗大和灵敏度高的优点,其在海水盐度监测领域具有较好的应用前景。

一维阵列涡旋光束在海面大气中的传输特性
侯政诚, 张明明, 白胜闯, 厉淑贞, 刘俊, 胡友友
2024, 17(2): 300-311. doi: 10.37188/CO.2023-0094
摘要(171) HTML全文(94) PDF 6416KB(75)
摘要:

相较于单涡旋光束,涡旋阵列光束能够扩充信息的传输容量,研究其传输特性对其光通信应用具有重要意义。本文选取阶数为n的螺旋因斯-高斯(HIG n,n )模式,采用海上大气折射率变换的功率谱,模拟海面大气湍流。基于相位屏法研究了一维阵列涡旋光束在海面大气湍流中光强、相位、闪烁因子和质心漂移的变化情况。结果表明:(1)HIG n,n 模式的闪烁因子和质心漂移标准差随湍流强度以及大气湍流内尺度的增加而增加;(2)n为奇数的HIG n,n 模式的闪烁因子随着阶数的增大而减小,且高于n为偶数的HIG n,n 模式;(3)阶数n>1的HIG n,n 模式比LG0,1模式具有更好的稳定性;(4)阶数越高,HIG n,n 模式的质心漂移标准差越小。其次,选取线性阵列涡旋光束(LAVBs)进行对比,研究得出虽然LAVBs比HIG光束具有更好的传输性能,但由于HIG光束具有独特的结构,故可适用于不同的应用场景。最后,分析了椭圆参量和椭圆环数对HIG模式传输的影响,结果表明适当地增大椭圆参量或椭圆环数有助于提高HIG模式的抗湍流能力。本文研究结果对涡旋光束的海上应用具有指导意义。

光纤法珀传感器的改进型相位生成载波法解调
周朕蕊, 张国强, 邱宗甲, 郭少朋, 李群, 邵剑, 吴鹏, 陆云才
2024, 17(2): 312-323. doi: 10.37188/CO.2023-0108
摘要(129) HTML全文(58) PDF 4284KB(40)
摘要:

为解决相位生成载波-反正切解调算法(PGC-Atan)的非线性失真问题,搭建了基于改进型PGC-Atan算法的非本征型法珀传感器(EFPI)解调系统。首先,理论分析了载波相位调制深度(C)偏离最优值、伴生调幅、载波相位延迟等非线性因素对经典PGC-Atan算法中参与反正切运算的正弦与余弦两路信号的影响。然后,针对外调制或伴生调幅较小的情况,提出了一种基于系数补偿的改进型PGC-Atan算法(PGC-CC-Atan)。该算法通过构造与C值和载波相位延迟有关的系数,消除反正切运算中的非线性参数。针对内调制情况,提出了一种基于椭圆拟合的改进型PGC-Atan算法(PGC-EF-Atan)。该算法通过基于分块矩阵的最小二乘法拟合椭圆并提取3个椭圆参数,进而将受非线性因素影响的正弦与余弦两路信号校正为正交信号。最后,通过仿真验证了改进型算法的正确性,并采用高调制特性的垂直腔面发射激光器(VCSEL)和常规腔长的EFPI等搭建PGC解调系统,对比经典PGC-Atan算法与两种改进型算法的解调性能,证实了改进型算法非线性失真抑制的有效性。实验结果表明:一定C值范围内,两种改进型算法可在非线性因素影响下有效解调。PGC-EF-Atan算法相较于PGC-CC-Atan算法,解调信纳比提升了11.602 dB,总谐波失真降低了10.951%。两种改进型算法中,PGC-EF-Atan算法对非线性失真的抑制效果更好,且解调线性度良好,准确度高。

基于掩模光刻的液晶波前校正器设计与制备
杜莹, 陈梅蕊, 刘禹彤, 曹宗新, 毛红敏, 李小平, 孙会娟, 曹召良
2024, 17(2): 324-333. doi: 10.37188/CO.2023-0137
摘要(125) HTML全文(60) PDF 5922KB(37)
摘要:

液晶波前校正器通常基于液晶显示器的工艺制备而成,因此其研制成本高、定制难度大。本文基于掩模光刻法制备液晶波前校正器,以实现液晶波前校正器的专用化、低成本研制。基于掩模光刻技术设计并制备了91像素的无源液晶驱动电极,并封装成液晶二八杠棋牌游戏校正单元。设计并制备了驱动连接电路板,实现了液晶二八杠棋牌游戏驱动单元和驱动电路板的匹配对接。对液晶波前校正器响应特性进行检测。结果显示,其相位调制量为5.5个波长,响应时间为224 ms。利用Zygo干涉仪进行球面波的产生和静态倾斜像差的校正。结果显示,其可以产生正负离焦波前,且对水平倾斜像差校正后,Zernike多项式中第一项的值从1.18降至0.16,校正幅度达86%,实现了像差的有效校正。本文的研究工作可为液晶波前校正器的研制提供新思路,进而拓宽其应用领域和场景。

星间通信系统高精度分光镜的研制
王振宇, 付秀华, 林兆文, 黄健山, 魏雨君, 吴桂青, 潘永刚, 董所涛, 王奔
2024, 17(2): 334-341. doi: 10.37188/CO.2023-0100
摘要(195) HTML全文(59) PDF 3211KB(68)
摘要:

随着星间通信系统的迅速发展,数据传输的精度要求不断提高。分光镜作为系统的核心元件,其光谱特性和面形精度直接影响整个系统的传输精度。本文基于薄膜干涉理论,选取Ta2O5与SiO2作为高低折射率膜层材料进行膜系设计,采用电子束蒸发的方式在石英基板上制备高精度分光镜。同时根据膜层应力补偿原理建立面形修正模型,修正分光镜面形。光谱分析仪检测结果显示,分光镜在入射角度为21.5°~23.5°内,1563 nm透过率大于98%,1540 nm反射率大于99%。激光干涉仪检测结果显示,分光镜反射面形精度RMS由λ/10修正至λ/90(λ=632.8 nm),透过面形精度RMS为λ/90。

可见光波段多路激光合束及闭环校正技术研究
徐新行, 李高生, 谢兵, 韩旭东
2024, 17(2): 342-353. doi: 10.37188/CO.2023-0077
摘要(151) HTML全文(68) PDF 4028KB(77)
摘要:

为了实现可见光波段多路不同波长激光的周期性闭环校正,设计了一种具有光束指向和位置偏差独立监测与调节的激光合束系统。首先,根据系统的应用需求,提出了合束系统的设计指标与整体合束方案。然后,在合束方案的基础上,建立了合束系统的光束控制模型,并通过数值仿真得到了合束系统光束控制的解算方法。闭环合束系统通过光束指向和位置监测装置分别实现合束激光指向偏差与位置偏差的独立监测,并根据监测结果进行光束调节装置控制量的解算;进而通过两维摆镜和一维平移台分别实现光束指向和位置偏差的独立高效调节。最后,采用两路不同波长的激光束,配合光束监测与调节装置,搭建了闭环合束模拟实验平台,对周期性闭环合束系统的合束效果进行了验证。实验结果表明:在长时间的工作过程中,两路激光均实现了与基准光路的精密合束,合束指向精度优于±7 μrad,位置精度优于±0.84 mm。本研究所组建的激光合束系统不仅具有合束精度高、校正速度快、光路扩展性强的优势,而且可实现激光束的周期性闭环校正,能够有效保证合束激光的长期工作稳定性。

纸膜双层缺陷检测的视觉成像光场设计
蒋仕飞, 张兆国, 王法安, 解开婷, 王成琳, 李治
2024, 17(2): 354-365. doi: 10.37188/CO.2023-0134
摘要(120) HTML全文(66) PDF 6755KB(29)
摘要:

为实现包装盒纸质基底层和透明膜层缺陷的同步检测,开展了对纸和膜缺陷的同步成像研究。首先,分别建立了标准球面积分光场、椭球面积分光场和弧面积分光场模型,并利用COMSOL Multiphysics 5.6对3类光场进行射线仿真,对比分析了球面积分光场下射线角度均匀性及辐照均匀性,通过正交仿真优化椭球面积分光场参数;其次,在椭球面积分光场环境、亮场前打光环境、暗场前打光环境下对包装盒成像。与此同时,对包装盒的油污、抵触、开口、泡皱、破损5项常见缺陷依次进行物理检测和机器视觉检测,验证缺陷成像的有效性。试验结果表明,在椭球面积分光场下成像,图像对纸质基底层缺陷特征、透明膜层缺陷特征均有较好的呈现效果,图像上油污、抵触、开口、泡皱、破损的物理检出率分别为96.2%、92.5%、100%、95%、92%,异常检出率分别为98.6%、97.5%、100%、100%、98.4%,缺陷类别检出率分别为97.6%、96%、100%、97%、96%。研究结果表明,椭球面积分光场光路角度和辐照强度均匀,覆透明膜包装盒的缺陷特征呈现清晰,满足工业生产的检测要求。

应用于高能激光器的XY离焦像差校正方法
冯亚飞, 韦承甫, 任晓明, 郭建增, 王杰
2024, 17(2): 366-373. doi: 10.37188/CO.2023-0142
摘要(136) HTML全文(47) PDF 4640KB(47)
摘要:

针对高能激光器出光过程中出现的大量离焦和0°像散低阶像差现象,提出了基于哈特曼波前传感器和二维整形光路的XY离焦像差校正方法。首先,通过对Zernike多项式的离焦项和0°像散项进行线性组合得到XY离焦像差的表达式,该XY离焦像差系数的大小可直接表征X离焦和Y离焦的波前PV值。同时,通过微调高能激光器中二维整形光路中的镜子间距,可实现激光器输出光束XY离焦波面的补偿。因此,首先利用哈特曼波前传感器提取出光束的XY离焦像差系数大小,而后再根据XY离焦像差系数的大小实时闭环微调二维整形光路中的镜子间距,从而实现XY离焦像差的校正,改善输出光束的光束质量。实验结果表明,该方法可有效地将高能激光器输出光束XY离焦量的PV值由5.2 μm和1.1 μm校正到0.5 μm以下,相应的光束质量β因子由3.1降到1.8,光束质量得到明显改善。

大孔径太赫兹波成像二八杠棋牌游戏系统设计
曹一青, 沈志娟
2024, 17(2): 374-381. doi: 10.37188/CO.2023-0129
摘要(104) HTML全文(43) PDF 2901KB(45)
摘要:

太赫兹波具有高穿透性、低能性及指纹谱性等特征,被广泛应用于探测领域,因此,设计太赫兹波成像二八杠棋牌游戏系统具有重要的意义和广泛的应用前景。首先,以四块透镜构成的天塞物镜为参考结构,应用近轴二八杠棋牌游戏系统像差理论构建系统像差平衡方程,给出了系统初始结构参数求解函数和方法,再结合二八杠棋牌游戏设计软件进一步校正系统像差,最终设计了一种用于太赫兹波探测的大孔径二八杠棋牌游戏成像系统。该二八杠棋牌游戏系统由4块同轴折射透镜构成,焦距为70 mm,F数为1.4,全视场角为8°,在奈奎斯特频率10 lp/mm处全视场角范围内的调制传递函数(MTF)值均大于0.32,各视场内的弥散斑均方根(RMS)半径均小于艾里斑半径。最后对系统各种公差进行分析和讨论。设计结果表明,本文设计的太赫兹波探测二八杠棋牌游戏成像系统具有孔径大、结构简单且紧凑、成像质量较好且加工性易于实现等特点,满足设计要求,它在太赫兹波段高分辨率探测领域具有重要应用价值。

基于单传感器的三波段共口径二八杠棋牌游戏系统设计
张坤, 李京宸, 孙思, 谌庆荣, 杨帆
2024, 17(2): 382-389. doi: 10.37188/CO.2023-0098
摘要(134) HTML全文(53) PDF 4581KB(45)
摘要:

针对现有多波段成像系统体积大、功耗高和集成化设计困难的问题,本文提出了一种基于单传感器的三波段共口径成像二八杠棋牌游戏系统的设计方法。首先,在二八杠棋牌游戏系统的光阑处设计1×2多波段透镜阵列,把可见光波段和短波红外波段同时成像在一个像平面上,并把两个波段中心波长的成像位置偏差控制在一个像元内以实现双波段融合成像。然后,针对双波段成像衍射极限不同的问题,提出分通道透镜阵列的离轴偏移量和通光口径大小联合优化方法,并采用双电动光阑高速控制三个成像通道的切换速度。最后,设计了一个基于单传感器的焦距为30 mm,工作波段分别为480~900 nm、900~1700 nm和480~1700 nm的三波段共口径二八杠棋牌游戏系统。设计及分析结果表明该系统具有成像质量好、结构紧凑、无运动二八杠棋牌游戏元件、成像波段切换速度快等优点。

大口径环形分段二八杠棋牌游戏系统基准构建方法
安其昌, 吴小霞, 刘欣悦, 王勋, 李洪文
2024, 17(2): 390-397. doi: 10.37188/CO.2023-0149
摘要(140) HTML全文(49) PDF 5060KB(34)
摘要:

为了更好地对大口径分段望远镜进行集成检测与稳定性保持基准构建,本文提出一种大口径环形分段二八杠棋牌游戏系统基准构建方法。首先,采用局部光瞳投射的方式实现光瞳对准映射;其次,利用微透镜阵列构建系统共焦空间基准;之后,基于环带整体调控模式,采用共焦与曲率半径联合分析,实现曲率半径与系统对准的共同调节;最后,利用白光干涉所形成的条纹包络进行粗共相探测,并利用通道光谱方法实现粗共相与精共相间的精度衔接,空间共焦基准定位精度优于125 μm,共相基准覆盖范围优于20 μm,精度优于0.5 μm,光谱基准不确定度优于5%。实现了不同时空特征扰动的分层次、多模态抑制,利用以上共基准原位测量新方法有效提升了二八杠棋牌游戏系统原位计量检测精度并缩短了溯源链长度,增加了检测效率与准确度。

环形布设光纤布拉格光栅的三维曲面形状重构
王彦, 徐浩雨, 汪俊亮, 朱伟, 蒋超
2024, 17(2): 398-408. doi: 10.37188/CO.2023-0088
摘要(124) HTML全文(62) PDF 6282KB(33)
摘要:

为了提高柔性机器人抓握传感中掌心表面的重构精度,本文基于COMSOL仿真,在436 mm×436 mm×2 mm聚丙烯板上,采用7只经聚二甲基硅氧烷(PDMS)封装的光纤光栅(FBG)柔性传感器,选取环形布设的方式,在板末端中心与两角分别受力的情况下,使用光纤光栅解调仪采集实验中的传感器数据,并通过三次样条插值法进行连续化。设定数个平面Y与拟合圆环相交,计算过点函数获得三维曲面点集,实现了空间曲面的拟合可视化显示。在曲面末端中心受力时,板末端位移最小相对误差为0.549%,最大相对误差为8.300%,最小绝对误差为0.051 cm,最大绝对误差为1.255 cm,板末端两角受力时,板面重构末端位移最小相对误差为2.546%,最大相对误差为14.289%,最小绝对误差为0.005 cm,最大绝对误差为0.729 cm。实验结果为柔性机器人掌心抓握传感提供了应用基础。

小尺寸零件的无标志点扫描测量方法
莫彩利, 王立忠, 任茂栋, 赵建博, 王森, 周皓骏
2024, 17(2): 409-422. doi: 10.37188/CO.2023-0103
摘要(122) HTML全文(64) PDF 3947KB(52)
摘要:

小尺寸零件的表面积小、结构复杂,传统标志点拼接方法需要在零件表面人工粘贴标志点,导致表面的测量数据缺失出现孔洞。基于特征的点云拼接方法要求零件表面具有易区分的几何或距离特征,不适用于包含重复性特征的回转体零件。本文提出一种基于机械拼接的无标志点扫描测量方法,不需要粘贴标志点,不依赖于零件表面特征。首先,采用基于摄影测量的相机标定方法得到相机的高精度内外参数,重建标定板上靶点的高精度三维坐标,接着通过跟踪编码靶点的位置建立转台不同转角对应的旋转矩阵,进而解算出转轴方向向量和轴上定点坐标,实现转轴和相机的同步标定。在完成两个转轴位姿精确标定的基础上,利用转台转角构建旋转拼接矩阵,实现多视角点云粗配准。最后,基于法向迭代最近点算法(Normal Iterative Closest Point, NICP)完成点云的精配准。实验结果表明:使用靶点跟踪法标定后的两转轴夹角误差较传统的标准球拟合法低0.023°,标定后测量标准球的整体平均尺寸误差小于0.012 mm;在小尺寸零件自动化测量时,机械拼接方法在精配准后的点云拼接效果与标志点拼接方法相近,且拼接稳定性更高。机械拼接方法适用于无法粘贴标记点的小尺寸零件三维形貌测量场景。

融合全局和局部信息的铁谱图像自动对焦算法
刘信良, 张龙泉, 冷晟, 王静秋, 王晓雷
2024, 17(2): 423-434. doi: 10.37188/CO.2023-0124
摘要(102) HTML全文(57) PDF 4210KB(26)
摘要:

针对铁谱图像获取时人工对焦误差大、速度慢等问题,提出了一种融合全局信息和局部信息的铁谱图像自动对焦方法。此方法分为两个阶段:全局对焦阶段利用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)提取整幅图像的特征向量,并利用门控循环单元(Gate Recurrent Unit,GRU)融合对焦过程提取的特征,预测当前全局离焦距离,起到粗对焦的作用;局部对焦阶段提取磨粒的特征向量,利用GRU融合当前特征与前一轮对焦提取的特征,并依据最厚磨粒信息,预测当前磨粒离焦距离,起到精对焦的作用。同时,为了提高对焦准确率,提出了结合拉普拉斯梯度的对焦方向判定法。实验结果表明,此算法在测试集上的对焦误差为2.51 μm,当景深为2.0 μm时对焦准确率为80.1%,平均对焦时间为0.771 s。本文提出的自动对焦方法具有较好的性能,为铁谱图像自动准确采集提供了技术支持。

正余弦变换和双调滤波相结合的剪切散斑干涉图像去噪方法
吴荣, 陆阳, 欧阳爱国
2024, 17(2): 435-443. doi: 10.37188/CO.2023-0072
摘要(211) HTML全文(93) PDF 3319KB(118)
摘要:

剪切散斑干涉是一种非接触式、全场高精度二八杠棋牌游戏变形测量技术,由于环境等因素导致采集的散斑条纹图像存在大量随机噪声,进而影响测量精度。传统去噪方法在滤除噪声的同时,容易导致条纹边缘信息的丢失甚至破坏。针对该问题,本文提出基于正余弦变换和双调滤波相结合的剪切散斑干涉图像去噪方法。该方法首先对相位条纹图进行正余弦变换获得两幅图像,其次对这两幅图像分别运用双调滤波方法进行去噪,最后将滤波后的两幅图像合并为最终的相位条纹图。实验结果表明:经本文方法滤波后的相位图散斑抑制指数为0.999,平均保持指数为2.995,证明该方法较传统去噪方法能更好地改善相位图质量,且能较大程度地保留相位条纹的细节及边缘信息。

一种基于前向成像模型的光声层析图像重建方法
程丽君, 孙正, 孙美晨, 侯英飒
2024, 17(2): 444-455. doi: 10.37188/CO.2023-0114
摘要(164) HTML全文(78) PDF 6463KB(47)
摘要:

在光声层析成像(photoacoustic tomography,PAT)时,不均匀光通量分布、组织复杂的二八杠棋牌游戏和声学特性以及超声探测器的非理想特性等因素会导致重建图像质量下降。本文考虑不均匀光通量、非定常声速、超声探测器的空间脉冲响应和电脉冲响应、有限角度扫描和稀疏采样等因素的影响,建立了前向成像模型。通过交替优化求解成像模型的逆问题,实现光吸收能量分布图和声速分布图的同时重建。仿真、仿体和在体实验结果表明,与反投影法、时间反演法和短滞后空间相干法相比,该方法重建图像的结构相似度和峰值信噪比可分别提高约83%、56%、22%和80%、68%、58%。由上述结果可知,对非理想成像场景采用该方法重建的图像质量有显著提高。

基于二维光子晶体非线性效应的全光逻辑门
吴蓉, 杨建业, 张皓辰
2024, 17(2): 456-467. doi: 10.37188/CO.EN-2023-0021
摘要(130) HTML全文(70) PDF 6004KB(34)
摘要:

基于光子晶体非线性效应和线性干涉效应设计了全光异或、非和与逻辑门。应用反演定理拆分较复杂逻辑表达式,通过级联组合设计了全光或非门和四输入与门逻辑器件。本文利用时域有限差分法进行仿真模拟计算,对非线性环形腔的耦合特性进行了分析,然后在信号波长为1.47 μm条件下设计了上述逻辑器件,且通过可扩展输入端可设计出更多输入的器件。分析了信号功率对四输入与逻辑器件逻辑功能的影响。结果表明信号光源功率在1.1 W/μm2到3.4 W/μm2之间时,输出端的逻辑对比度均大于10 dB。所设计器件响应时间最短仅1.6 ps,占用面积小,易于扩展与集成,在光处理系统和集成光路中有较大应用前景。

可用于近紫外LED芯片的铕-铱双金属配合物红光共聚荧光粉
王子豪, 杨亚敏, 张爱琴, 贾虎生, 许并社, 贾静
2024, 17(2): 468-480. doi: 10.37188/CO.EN-2023-0023
摘要(113) HTML全文(38) PDF 4442KB(37)
摘要:

本研究以Ir配合物FIrPic作为Eu离子的配体,合成了一种新的Eu-Ir双金属配合物Eu(FIrPic)2(Phen)UA,并通过自由基聚合成功制备了红色发光荧光共聚物PM-Eu-Ir,适用于商用近紫外芯片型LED。在不影响 Eu3+ 离子的荧光发射特性的前提下,加入 Ir-配合物可以有效地敏化 Eu3+ 离子,增强其对 400 nm紫外光的吸收。在 365 nm 紫外光激发下,共聚物 PM-Eu-Ir 在 612 nm 处显示出最强的发射峰,其 CIE 坐标为(0.461,0.254),这与 365 nm 近紫外芯片非常吻合。红色共聚荧光粉 PM-Eu-Ir 的微观形貌为典型的多层空间网络结构,除了表现出明显的红光发射和 634.54 μs 的荧光寿命外,还在 25~250 °C 的宽温范围内具有优异的热稳定性。使用共聚物 PM-Eu-Ir 制作的 LED 发出的红光亮度为 149800 cd/m2。研究结果表明,所制备的共聚荧光粉可作为红光元件用于制造近紫外芯片白光 LED。

分数薛定谔方程中燕尾高斯光束的可控反转与聚焦特性
黄宏伟, 程棋牌游戏森林舞会, 杨嶒浩, 姚纳
2024, 17(2): 481-492. doi: 10.37188/CO.EN-2023-0018
摘要(134) HTML全文(54) PDF 8459KB(39)
摘要:

在光场中引入一维燕尾突变函数,利用分步傅立叶方法研究了燕尾高斯(SG)光束在分数薛定谔方程(FSE)中的演化动力学,详细讨论了线性势、抛物线势、高斯势及无势的情况。在无势情况下,SG光束会因群延迟的变化而分裂成两个子光束,并且分裂轨迹会随着Lévy指数的增大出现弯曲。在线性势下,SG光束出现了周期性反转和聚焦行为,Lévy指数和线性势系数分别影响聚焦点峰值强度和反转及聚焦的演化周期,其反转和聚焦周期距离只受线性势影响而与Lévy指数无关。在抛物线势情况下,具有较大Lévy指数的SG光束的主瓣和旁瓣反转和聚焦从杂乱转变为周期性演化,其反转聚焦位置由抛物线势系数和Lévy指数共同决定。在高斯势中,光束的演化在势垒的约束下由于反射主瓣和旁瓣的干扰,窄势垒的周期性反转和聚焦出现杂乱混沌现象,而对于宽势垒,由于旁瓣减弱,周期性演化变得清晰。本文研究结果为利用高阶燕尾光波场实现光调制器和光开关提供了可能。

棋牌游戏森林舞会注册开户
樊丽娜, 沙金巧, 曹召良
2024, 17(2): 493-500. doi: 10.37188/CO.EN-2023-0030
摘要(122) HTML全文(36) PDF 2697KB(46)
摘要:

本文提出并展示了一种棋牌游戏森林舞会注册开户。通过优化光栅层厚度,使其能够在支持TE导模的同时抑制TM导模。本文设计的滤波器呈现出可调谐的单一反射峰, 峰值反射率理论上可达100%。当入射角改变时,共振波长可以由642.5 nm调节至484.6 nm。该反射峰是由一级衍射波与TE导模(基模)之间的共振效应所产生的。同样地,通过按比例增加光栅层的厚度和周期可实现应用于更高动态范围的可调谐滤波器。

高动态范围条纹结构光在机检测技术及应用进展
刘泽隆, 李茂月, 卢新元, 张明垒
2024, 17(1): 1-18. doi: 10.37188/CO.2023-0068
摘要(436) HTML全文(131) PDF 6064KB(234)
摘要:

条纹结构光技术是近年来发展迅速的非接触式测量方法,为机械加工在机检测提供了新的解决方案。由于加工环境光线复杂且金属零件本身具有高反光的特性,造成结构光在机检测的精度降低。将高动态范围(High Dynamic Range,HDR)技术应用于结构光检测中,可抑制高反光的影响,实现金属零件在复杂场景的测量。本文首先介绍了结构光测量原理,总结出HDR结构光在机检测面临的难点;其次,对HDR结构光技术进行了全面综述,以机械加工在机检测为背景,对基于硬件设备的HDR技术和基于条纹算法的HDR技术分别进行了归纳分析;然后,根据在机检测的条件需求,对各类技术进行总结,并比较不同方法的优缺点和在机检测的适用性;最后,结合近年来先进制造技术和精密测量的研究热点,对潜在应用进行分析,提出技术展望。

激光诱导击穿光谱技术相关物理机制研究进展
刘瑞斌, 殷允嵩
2024, 17(1): 19-37. doi: 10.37188/CO.2023-0019
摘要(327) HTML全文(94) PDF 1508KB(169)
摘要:

激光诱导击穿光谱技术(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)是利用强脉冲激光与物质相互作用所产生的等离子体光谱来实现对物质组成元素定性和定量分析的一种新方法。在脉冲激光诱导等离子体的过程中,不同的激光参数(能量、脉宽、波长)、检测过程中的环境条件以及材料本身的特性等,对激光诱导等离子体的物理机制都有不同程度的影响,进而影响LIBS定量分析的结果。本文综述了现阶段LIBS技术中包括LIBS基本原理、激光参数区别、环境和材料特性差异所涉及的物理机制。为深入理解激光与物质相互作用、提升LIBS检测能力提供了依据。

基于多纵模振荡种子源的高功率窄线宽光纤激光器关键技术分析及研究现状
孙仕豪, 郑也, 于淼, 李思源, 曹镱, 王军龙, 王学锋
2024, 17(1): 38-51. doi: 10.37188/CO.2023-0074
摘要(210) HTML全文(83) PDF 8949KB(152)
摘要:

基于多纵模振荡种子源的窄线宽光纤激光器具有光路简单、结构紧凑、可靠性高、成本低等特点,在实际工程应用以及在空间受限的载荷平台上有着显著优势,是高功率光谱合成的理想子束模块。受自脉冲效应的影响,多纵模振荡种子源的时域特性较差,导致放大过程中会产生较强的光谱展宽与受激拉曼散射效应。这限制了其输出功率的进一步提升并降低了其光谱纯度。本文首先介绍了4种常见的窄线宽种子源,并重点分析了多纵模振荡种子源中自脉冲效应产生的机理及抑制方法,对优化多纵模振荡种子源和放大器的关键技术进行了详细介绍,归纳总结了近几年的技术突破与研究成果,对未来的发展方向进行了展望分析。本文研究对基于多纵模振荡种子源的窄线宽激光器的功率提升和光谱优化提供一定思路。

增强吸收光谱技术的研究进展及展望
任颐杰, 颜昌翔, 徐嘉蔚
2023, 16(6): 1273-1292. doi: 10.37188/CO.2022-0246
摘要(956) HTML全文(415) PDF 4881KB(407)
摘要:

光程吸收光谱技术是吸收光谱技术发展中的一个重要分支,近年来基于不同光源技术、吸收腔技术、探测方式的光程吸收光谱技术大量涌现。随着对探测灵敏度和吸收光程长度需求的提高,出现了基于增强吸收原理的光程吸收光谱技术,包括:积分腔光谱(ICOS)、腔增强吸收光谱(CEAS)和腔衰荡光谱(CRDS)。增强吸收光谱技术具有高光谱分辨率、高灵敏度、快速响应、便携等优势,但至今缺乏统一的概念和明确的分类依据。本文梳理了吸收光谱技术的发展历程,明确了多光程吸收光谱技术的概念。依据吸收腔内是否发生谐振吸收,提出了基于谐振原理的吸收光谱技术这一概念,分析总结了谐振吸收光谱技术的研究现状,并对这些技术在各领域的应用进行概述。最后,对谐振吸收光谱技术中关键技术的未来发展进行了展望。

特种芯光纤光镊技术研究进展
李红, 朱应鑫, 周雅妮, 王海波, 董明利, 祝连庆
2023, 16(6): 1293-1304. doi: 10.37188/CO.2023-0016
摘要(413) HTML全文(207) PDF 6097KB(212)
摘要:

光纤光镊具有结构简单、操作灵活、尺寸小的特点,在生化分析、生命棋牌游戏森林舞会学等领域有广泛应用。特殊纤芯结构的光纤探针在近场倏逝波光阱力、纤芯光束耦合传输、微流控技术交叉协同应用等方面具有天然优势,能实现细胞、亚细胞级微粒收集、输运等功能,可以显著提升微粒的三维捕获能力以及动态操纵水平。本文综述了不同纤芯结构光纤光镊的结构特点与应用技术研究进展,对特种芯光纤光镊系统中探针制备、激光光源、耦合方式等关键技术进行了梳理和对比,总结与展望了不同结构特种芯光纤在光纤光镊中的作用与发展。

氮化镓基Micro-LED侧壁对外量子效率的影响及侧壁处理技术综述
邝海, 黄振, 熊志华, 刘丽
2023, 16(6): 1305-1317. doi: 10.37188/CO.2023-0091
摘要(399) HTML全文(75) PDF 4670KB(160)
摘要:

氮化镓基Micro-LED具备高亮度、高响应频率、低功耗等优点,是未来显示技术和可见光通信系统的理想选择,但是目前外量子效率(EQE)低下这一问题严重影响其规模化量产及进一步应用。为了突破EQE低下这一瓶颈,通过分析Micro-LED外量子效率的影响因素,得知EQE下降的主要原因包括侧壁缺陷引起的载流子损耗及非辐射复合。总结了侧壁缺陷对载流子输运及复合的影响。综述了目前常用的侧壁处理技术及修复方法,指出现有侧壁处理方法较为笼统、针对性不足且载流子与侧壁缺陷的作用机理并不十分清楚。提出应深入系统地研究侧壁缺陷种类和分布、载流子与侧壁缺陷作用机制及侧壁处理过程中的缺陷修复模式。本文为提高外量子效率、加快Micro-LED商业化量产进程提供设计思路和理论依据。

面向偏振成像的超构表面研究进展
周俊焯, 郝佳, 余晓畅, 周健, 邓宸伟, 虞益挺
2023, 16(5): 973-995. doi: 10.37188/CO.2022-0234
摘要(1668) HTML全文(727) PDF 6268KB(924)
摘要:

作为一种新型光电探测技术,偏振成像可同时获取场景的空间分布和偏振特征,针对特定应用场景具有优异的材质区分及轮廓辨识能力,广泛应用于目标探测、生命棋牌游戏森林舞会学、环境监测、三维成像等领域。偏振分光或滤光器件是偏振成像系统的核心元件,然而该类传统器件受限于体积庞大、性能不佳、易受干扰等问题,难以满足高集成、高性能、高可靠性偏振成像系统的要求。超构表面是一种结构单元以亚波长间隔准周期排列而成的二维平面器件,可在不同偏振方向对光场的振幅、相位进行精细操纵。基于超构表面的偏振器件具有体积小、重量轻、维度高等特点,为集成化偏振成像系统提供了新的解决方案。本文针对偏振成像,综述相关超构表面的功能原理、发展脉络和未来趋势,讨论并展望其在成像应用和系统集成方面所面临的挑战与机遇。

大能量碟片激光多通放大器腔体设计研究综述
陈毅, 孙俊杰, 于晶华, 姚志焕, 张逸文, 于德洋, 何洋, 张阔, 潘其坤, 陈飞
2023, 16(5): 996-1009. doi: 10.37188/CO.2023-0009
摘要(572) HTML全文(320) PDF 6648KB(304)
摘要:

为了明晰碟片多通放大器的腔体设计方法,本文对不同类型的碟片多通放大器做归纳与总结,共归纳出4f中继成像、谐振腔设计/二八杠棋牌游戏傅立叶变换、近准直光束传输与其他共4种设计理念的多通放大器。介绍了每种放大器的设计方法并详尽列举了研究现状。通过对比4种类型的碟片多通放大器,发现不同种类的多通放大器各有优缺点。4f中继成像需要真空环境以避免焦点处的气体电离,因此机械装置与调试难度较大;谐振腔设计/二八杠棋牌游戏傅立叶变换概念多通放大器的镜片处存在较小光斑,因此较适用于较低能量的多通放大器;近准直光束传输方法由于不需要真空环境,具备很大的发展潜力,但需要精准控制激光运转状态下的碟片面形,难度也较大。因此,从激光器设计角度来看,需要对碟片多通放大器继续进行优化设计,从而同时实现使用场景的多元化与输出能量的可持续拓展。

微型头戴式单光子荧光显微成像技术研究进展
付强, 张智淼, 赵尚男, 刘洋, 董洋
2023, 16(5): 1010-1021. doi: 10.37188/CO.2023-0007
摘要(490) HTML全文(184) PDF 8052KB(224)
摘要:

微型头戴式单光子荧光显微成像技术是近些年出现的用于神经棋牌游戏森林舞会学研究的一种突破性方法,可以对自由移动活体动物的神经活动进行实时成像,提供了一种前所未有的方式来访问神经信号,增强了对大脑如何工作的理解。在脑棋牌游戏森林舞会学研究需求的推动下,目前已经出现了许多种类型的微型头戴式单光子荧光显微镜,如高分辨率成像、无线记录、三维成像、双区域成像和双色成像等。为了更加全面地了解和认识这种新兴的二八杠棋牌游戏神经成像技术,本文按成像视场进行分类,对目前报道的不同类型微型头戴式单光子荧光显微镜所具有的特点进行了介绍,重点讨论了其所采用的二八杠棋牌游戏系统方案和二八杠棋牌游戏性能参数,分析对比了不同方案的优缺点,以及未来的改进方向,以便为脑棋牌游戏森林舞会学研究人员的实际应用提供参考。

典型成像模式下非视域成像重建算法研究现状
赵禄达, 董骁, 徐世龙, 胡以华, 张鑫源, 钟易成
2023, 16(3): 479-499. doi: 10.37188/CO.2022-0186
摘要(1258) HTML全文(473) PDF 11662KB(537)
摘要:

非视域(Non-Line-of-Sight, NLoS)成像是近年来发展起来的一项新兴技术,其通过分析成像场景中的中介面信息来重建隐藏场景,实现了“拐弯成像”的效果,在多个领域有巨大的应用价值。本文主要针对NLoS成像重建算法进行综述性研究。考虑到目前NLoS成像分类存在交叉和非独立现象,本文基于物理成像模式和算法模型的不同特点,对其进行了独立的重新分类。根据提出的分类标准分别对传统和基于深度学习的NLoS成像重建算法进行了归纳总结,对代表性算法的发展现状进行了概述,推导了典型方法的实现原理,并对比了传统重建方法和基于深度学习的NLoS成像重建算法的重建应用结果。总结了NLoS成像目前存在的挑战和未来的发展方向。该研究对不同类型的NLoS成像进行了较为全面的梳理,对NLoS成像重建算法在内的一系列研究的进一步发展有着一定的支撑和推动作用。

娄存广, 代佳亮, 李瑞凯, 刘秀玲, 姚建铨
2023, 16(2): 229-242. doi: 10.37188/CO.2022-0137
摘要(892) HTML全文(468) PDF 7682KB(559)
摘要:

光致热弹光谱是一种基于石英音叉热弹效应的新型气体检测技术,具有成本低、体积小、灵敏度高及光谱响应范围宽等优点,是目前一种重要的痕量气体检测方法。本文首先分析了基于光致热弹光谱的气体浓度测量原理,其次,从提高检测系统灵敏度的各种技术方法角度出发,介绍了近年来开发的提高石英音叉热弹光谱系统检测灵敏度的技术方法,从信号幅值、信噪比、最小检出限和归一化噪声等效吸收系数等方面,对系统的性能改进提升效果进行评估。最后,简要评述了光致热弹光谱在现场气体检测中的应用研究进展,对进一步提高检测系统灵敏度的方法进行了总结与展望。

拉曼激光雷达大气温湿压探测技术研究进展
刘东, 姚清睿, 张思诺, 高佳欣, 王南朝, 吴疆, 刘崇
2023, 16(2): 243-257. doi: 10.37188/CO.2022-0145
摘要(1088) HTML全文(532) PDF 4220KB(550)
摘要:

温度、湿度、压强是3个重要的大气参数。快速、准确地了解大气的温度、湿度和压强信息及其变化趋势,对天气、气候、人工影响天气等研究有重要意义。拉曼激光雷达通过分离拉曼散射信号反演得到各种大气环境相关参数,可实现对大气参数廓线信息的高精度探测,在大气温湿压探测中独具优势与潜力。本文介绍了拉曼激光雷达对大气温度、湿度和压强的探测原理与反演方法,着重介绍了拉曼激光雷达中滤光片、标准具、光栅等常用分光器件的优缺点及其进展,以及拉曼激光雷达中涉及到的探测技术。最后例举了利用拉曼激光雷达对气象参数测量的典型应用。

航天高分辨率对地二八杠棋牌游戏遥感载荷研究进展
苏云, 葛婧菁, 王业超, 王乐然, 王钰, 郑子熙, 邵晓鹏
2023, 16(2): 258-282. doi: 10.37188/CO.2022-0085
摘要(1571) HTML全文(644) PDF 10445KB(715)
摘要:

随着二八杠棋牌游戏成像技术的不断发展和遥感应用需求的日益增长,跨尺度高分辨率二八杠棋牌游戏技术在遥感领域得到广泛应用。为了获得更多的目标细节信息,国内外研究学者在不同技术方向开展了相关研究。本文对遥感成像技术进行了总结分类,介绍了具有代表性的航天高分辨率对地二八杠棋牌游戏遥感载荷技术,重点关注单体结构主镜、可展开分块拼接主镜、二八杠棋牌游戏干涉主镜、光栅衍射主镜、虚拟合成孔径、光子型综合孔径成像、计算超分辨成像、编队合成孔径等成像模式,为高分辨率对地二八杠棋牌游戏遥感载荷发展提供新的发展思路。

激光在医疗领域中的应用
顾勇刚, 牛健, 杨坚, 徐红星
2023, 16(2): 283-295. doi: 10.37188/CO.2023-0017
摘要(1126) HTML全文(549) PDF 3656KB(471)
摘要:

随着激光技术的飞速发展,激光在医疗领域中的应用得到了日益广泛的关注。由于其具有无接触、精度高、损伤小、便携性和操作灵活等优点,激光医疗极大地丰富了临床医疗的技术手段,在部分疾病的治疗中逐渐取代了传统方法,提升了医疗行业整体的技术水平。当前,激光医疗的市场占有率不断增加,发展前景十分广阔。本文介绍了激光医疗技术和医用激光系统的要求,重点对激光医疗在各临床棋牌游戏森林舞会室中的应用研究现状进行了全面阐述,最后针对我国激光医疗领域存在的问题给出了建议。

周期二八杠棋牌游戏系统中的连续域束缚态
姚建铨, 李继涛, 张雅婷, 李杰, 岳震, 徐航, 杨帆
2023, 16(1): 1-23. doi: 10.37188/CO.2022-0189
摘要(2923) HTML全文(698) PDF 7237KB(1114)
摘要:

周期二八杠棋牌游戏系统,如光子晶体和二八杠棋牌游戏超材料,可以在亚波长尺度形成高密度的电磁场能量局域,并获得极小的模式体积,在光操控领域具有巨大的应用潜力。近年来,研究人员在周期二八杠棋牌游戏系统中发现一种光与物质的强相互作用,其被称为连续域束缚态。它是一类频率位于辐射连续域内但被完全局域的特殊电磁本征态,具有诸多有趣的物理特性和丰富的应用场景。本文系统性综述了周期二八杠棋牌游戏系统中连续域束缚态的分类及其理论体系,并总结了其基本物理特性和最新应用发展。周期二八杠棋牌游戏系统中的连续域束缚态正在为集成二八杠棋牌游戏、信息二八杠棋牌游戏、生物二八杠棋牌游戏、拓扑二八杠棋牌游戏以及非线性二八杠棋牌游戏等领域注入新的发展动力。

二维Bi2O2Se的制备与二八杠棋牌游戏表征研究进展
谢兵, 安旭红, 赵伟玮, 倪振华
2023, 16(1): 24-43. doi: 10.37188/CO.2022-0071
摘要(1072) HTML全文(508) PDF 12124KB(592)
摘要:

二维(2D)半导体材料Bi2O2Se由于具有独特的晶体结构与能带结构、超高的载流子迁移率和优异的稳定性,在紫外-可见-近红外光谱区的高性能电子与光电应用领域有着广阔的前景。本文综述了Bi2O2Se的材料制备与二八杠棋牌游戏表征最新研究进展:首先,介绍了2D Bi2O2Se的制备方法及生长机理,包括化学气相沉积法(CVD)、湿化学工艺、分子束外延法(MBE)和脉冲激光沉积法(PLD)等;其次,介绍了其晶体结构和电子能带结构的基本性质;接下来,通过稳态光谱的研究,可以对2D Bi2O2Se随厚度变化的带隙等物理性质进行研究;通过研究其晶体振动模式,可进一步研究2D Bi2O2Se材料的缺陷形态、温度系数与热导率;此外,超快光谱技术也可以帮助研究2D Bi2O2Se材料内部载流子的弛豫过程与输运性能;最后,简述了当前Bi2O2Se研究面临的挑战与应用的前景。

全景内窥成像技术及应用
霍嘉燚, 李冕豪, 王子川, 袁波, 杨青, 王立强
2023, 16(1): 44-60. doi: 10.37188/CO.2022-0074
摘要(1150) HTML全文(618) PDF 5785KB(690)
摘要:

全景内窥成像技术可有效减小体内器官的观察盲区,具有缩短手术时间、降低术中出血风险、改善手术预后、缩短术后恢复时间等多种优点,在微创手术和术前检查中有重要应用价值,是近年来的研究热点。本文从原理和产品应用两个方面对全景内窥成像技术进行了梳理。首先,综述了基于二维和三维成像的各种全景内窥成像技术,阐述了它们各自的实现方式,并分析了其关键指标和性能。其次,对比分析了由全景内窥成像技术衍生出来的胶囊内窥镜、全景结直肠镜等多种不同类型的产品,并展望了全景内窥成像技术的发展趋势和应用前景。

单片集成式主振荡功率放大器研究进展
谭满清, 游道明, 郭文涛, 刘维华
2023, 16(1): 61-75. doi: 10.37188/CO.2022-0022
摘要(819) HTML全文(393) PDF 6306KB(535)
摘要:

单片集成式主振荡功率放大器(MOPA)具有体积小、功率大、光束质量高等优势,通过集成布拉格光栅,还能够实现窄线宽和动态单模,在倍频、泵浦、光通信和传感等领域具有重要应用价值,是近年来半导体光电子器件的研究热点。本文梳理了单片集成式MOPA的主流结构,包括锥形、脊型、布拉格光栅型和三段式MOPA,以各自的工作原理和性能特征为出发点,介绍其主要的研究方向,并结合它们各自面临的问题介绍最新的发展趋势。针对单片集成式MOPA中普遍存在的高功率下光束质量退化的问题,梳理了近年在外延层结构、腔面二八杠棋牌游戏薄膜和电极设置等方面的优化设计,重点总结了单片集成式MOPA在提高光束质量及高功率、容线宽及高亮度方面的重要进展。围绕不同领域的应用需求,整理了具备高功率、窄线宽、高光束质量和高亮度等性能特征的单片集成式MOPA的研究进展,最后展望了单片集成式MOPA的发展趋势。

正交激发发射上转换纳米材料的设计、制备与应用
贾恒, 冯晓锐, 李大光, 秦伟平, 杨龙, 何伟艳, 马惠言, 滕英跃
2023, 16(1): 76-93. doi: 10.37188/CO.2022-0134
摘要(1471) HTML全文(660) PDF 6214KB(560)
摘要:

稀土掺杂的上转换发光纳米材料在信息安全、生物医学、光纤通信、显示和能源等众多领域有着巨大的应用潜力,受到了相关各领域研究人员的广泛关注。特别是近年来发展起来的具有正交激发发射特性的上转换发光纳米颗粒,其可在不同的激发条件下产生动态变化的光色输出,因而具备一系列新的特性与功能,大大地扩展了应用范围。本文综述稀土离子正交上转换发光的发展历程,系统论述了基于核壳结构的正交激发发射体系的设计原理和构建方法,介绍了其在信息存储、安全防伪、显示、传感、生物成像及治疗等领域的最新研究进展,并探讨了未来相关研究中可能面临的机遇和挑战。

分辨率、超分辨率与空间带宽积拓展—从计算二八杠棋牌游戏成像角度的一些思考
左超, 陈钱
2022, 15(6): 1105-1166. doi: 10.37188/CO.2022-0105
摘要(3353) HTML全文(810) PDF 19381KB(1709)
摘要:

传统二八杠棋牌游戏成像实质上是场景强度信号在空间维度上的直接均匀采样记录与再现的过程。在此过程中,成像的分辨率与信息量不可避免地受到二八杠棋牌游戏衍射极限、探测离散器采样、成像系统空间带宽积等若干物理条件制约。如何突破这些物理限制,获得分辨率更高,视场更宽广的图像信息,是该领域的永恒课题。本文概括性地介绍了分辨率、超分辨率与空间带宽积拓展的相关基础理论,核心机理及其在计算二八杠棋牌游戏成像中的若干实例。通过将这些具体个案置入“计算二八杠棋牌游戏成像”这个更高维度的体系框架去分析与探讨,揭示了它们大多数都可以被理解为一种可称作“空间带宽积调控”策略,即利用成像系统的可用自由度,在成像系统有限空间带宽积的限制下,以最佳方式进行编解码和传递信息的过程,或者形象地说——“戴着脚镣跳舞”。这实质上是一种在物理限制下,在“得”与“失”之间所作出的符合规律的权衡与选择。本文的结论有望为设计和探索面向各类复杂现实成像应用的新型成像机理与方法提供有益启示。

主管: 中国棋牌游戏森林舞会学院

主办: 中国棋牌游戏森林舞会学院长春二八杠棋牌游戏精 密机械与物理研究所

主编: 王家骐 院士

ISSN 2097-1842

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