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摘要

研究了一种复合光纤马赫-曾德尔外差干涉测量系统,并采用该系统对位移进行在线测量。基于光纤光栅只反射布拉格波长的特性,构建了两个独立但光程几乎重合的光纤马赫-曾德尔干涉仪。其中的一个马赫-曾德尔干涉仪用于完成测量工作,另一个马赫-曾德尔干涉仪用于监测环境干扰,补偿环境干扰对测量结果的影响,使测量系统适合用于在线测量。位于马赫-曾德尔干涉仪参考臂的声光调制器组可对参考光进行移频,当参考光与测量光会合时形成外差干涉信号,实现外差干涉测量。实验中,该系统对100 μm位移进行10次重复测量的标准差为6 nm。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0904007
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摘要

基于透射式激光空气隙干涉原理,建立微位移测量系统,实现纳米分辨率的物体微小位移测量。利用外加微小位移并将前后光强度相减的图像处理方法,有效地提高激光干涉图像的信噪比,将掩没于杂散噪声中的干涉条纹提取出来。实验结果表明,该系统的相对位移测量分辨率优于10 nm,绝对位移测量不确定度优于5%。该系统结构紧凑,安装、使用方便,测量分辨率达到nm级,可实现快速、便捷、稳定的测量,适用于临时性的高分辨率精密位移测量需求。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0904006
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摘要

建立了激光-MIG复合焊接过程的三维瞬态传热和流体流动模型,分析了小孔行为、熔池温度场和流场演变过程的特点,探讨了激光电弧前后相对位置对熔池传热和流动的影响。模型考虑了焊枪倾角对熔滴过渡的影响以及多次反射对激光能量分布的影响。结果表明:小孔壁面向下流动经熔池底部反射后形成后向流动和逆时针环流;后向流动向熔池尾部输运热量和动量,增加熔池体积;而逆时针环流则冲击小孔后壁,降低小孔的稳定性。激光在前时,熔滴和电弧压力作用在小孔后方,并产生两个流动模式:朝向前方和四周的流动。朝向前方的流动增强了逆时针流动对小孔后壁的冲击作用,使得小孔坍塌现象更加严重;朝向四周的流动将热量输运至熔池两侧,增加了焊缝宽度。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0902003
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摘要

利用双面神结构实现形状转换是一种非常重要的方法。提出了一种通过控制飞秒激光扫描次数在pH敏感的水凝胶中制备形状可调的双面神微柱的方法,并探讨了该方法在信息加密、解密及显示方面的应用。结果表明:通过改变环境的pH值可使微柱表现出可逆的结构变形;激光打印技术的高灵活性使得微柱的空间布局、高度以及弯曲方向都能被灵活地控制,从而实现多种形状可转换的有序图案。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0902001
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摘要

针对高功率激光的应用需求,提出一种新构型的低温激光放大器方案,采用低温液体侧面冷却三角形沟槽设计的块状Yb∶YAG晶体,抑制了介质内寄生振荡,改善了热管理效果,实现了放大器高效储能与提取,获得了能量为9.4 J、脉冲宽度为10 ns、重复频率为5 Hz、远场3.3倍衍射极限的激光输出,为后续更大能量的Yb∶YAG激光放大器设计提供了有益的参考。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0901008
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摘要

采用超短脉冲激光与固体靶作用产生光核中子的模型,使用蒙特卡罗程序Fluka研究了激光诱导光核中子源的特性。对不同材料和电子温度条件下中子产生的模拟表明,钨是最佳的靶材料,且对于不同的超热电子温度,存在不同的产额饱和厚度。对源尺寸的模拟表明,中子源的尺寸决定于入射电子束发散角和靶厚,可以通过增加靶半径的方式提升前向与侧向中子通量的比值至5。当电子温度大于4 MeV时,可以获得能谱结构稳定的光核中子源。对时间分布的模拟表明,中子源的脉宽小于30 ps,且飞行后的脉宽展宽系数为100 ps/mm。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0901007
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摘要

高精度空间冷原子钟在基础物理研究、导航定位系统,以及深空探测领域均有重要应用。为此,设计了一种结合激光冷却与原子原位探测方案的新型微波腔,在该微波腔中心可以俘获与冷却铷原子,然后在微重力环境下对冷原子样品开展原子钟操作。该方案相对于已有的空间冷原子钟方案,在减少冷原子损耗、死时间占比和分布腔相移上具有较大的优势。分析了微波腔的详细结构与光学设计,确定了微波腔需要的基本参数,并对微波腔内部的微波磁场进行了仿真分析。在已完成研制的微波腔内开展特性测试,测试与仿真结果说明,所设计微波腔的性能可以满足不确定度优于1×10 -16的高精度空间冷原子钟的要求。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0901006
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摘要

针对高光谱数据量大、信息冗余严重的现象,应用稳定竞争性自适应重加权采样(sCARS)、连续投影算法(SPA)、遗传算法(GA)、迭代保留有效信息变量(IRIV)和稳定竞争性自适应重加权采样结合连续投影算法(sCARS-SPA),从全波段光谱数据中筛选特征变量,并利用全波段和特征波段建立偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)模型预测土壤有机质含量。结果表明, PLSR和SVM模型结合特征变量选择,不仅提高了模型运算效率,而且模型预测能力较全波段均有一定提高;RF模型采用特征变量建模,对模型精度的提高不是十分明显,但其构建模型的变量数量却显著减少,大大提高建模效率。RF模型精度优于SVM和PLSR模型,IRIV结合RF建立的土壤有机质含量预测模型,变量数仅63个,校准集和验证集模型决定系数(R2)分别为0.941和0.96,验证集相对分析误差(RPD)为4.8。与全波段建模相比,特征变量选择和回归方法相结合,在保证模型精度的同时,可有效提高建模效率。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0930002
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摘要

提出一种智能方法来分析风云三号A星(FY-3A)中分辨率光谱成像仪(MERSI)的长期响应衰变。该方法通过使用迭代加权多元变化检测(IR-MAD)算法识别同一区域、不同时相卫星图像的不变像元,基于这些不变像元的信号变化评估仪器在该时段的响应衰变。先用IR-MAD方法分析图像场景的不变像元,通过两幅图像不变像元的正交回归获取仪器的相对衰变;再对多个图像对的长时间序列进行分析,采用多项式拟合获得传感器衰变随时间的变化曲线。采用所提方法研究了FY-3A/MERSI北非地区和中国西北部地区的数据,并与其他相关研究得到的仪器衰变结果进行比较。结果显示,所提方法与其他方法获取的仪器衰减规律具有良好的一致性(差异在2%以内),而且从北非地区与中国西北地区得到的结果相吻合(大部分通道的差异在1%以内),验证了本文方法的通用性与可重复性。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0912001
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摘要

为解决现有电子式像移补偿在扫描方向上补偿范围有限的问题,提出一种适用于沿扫描方向广域像移大小变化的数字时间延迟积分(TDI)方法。首先基于像移计算结果判断像移大小是否在电子行频可补偿的范围内,当在不可补偿范围时,基于利用图像插值和配准像素对位累加来调整像移失配量的思想,构建任意像移大小的数字TDI算法模型,并对所提算法进行实验验证。实验结果表明:当96级积分的总像移量远小于像元尺寸时,所提算法与逐行累加的传统TDI方法成像结果相当;当96级积分的总像移量大于像元尺寸时,总像移量超出电子式像移可补偿范围,传统TDI方法扫描图像发生严重混叠,成像质量急剧下降,而所提算法获取图像的像移传递函数和互相关性测度均提高0.11,可有效保持成像质量。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0911001
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摘要

为进一步研究光子晶体光纤中涡旋光的传输特性,提出了3种不同结构的涡旋光光子晶体光纤,即三角晶格环形光子晶体光纤(TLPCF)、折射率倒转抛物线式光子晶体光纤(IPGIF)和六重准晶涡旋光光子晶体光纤(SPQCF)。利用矢量有限元分析方法,模拟计算了光纤中各个涡旋光模式的传输特性,研究结果表明:3种涡旋光光子晶体光纤中的模式有效折射率差均大于10 -4,支持不同数量的涡旋光传输。其中TLPCF的色散系数最小,SPQCF的色散系数最大,两者在宽波段(1400~1700 nm)内均保持了色散平坦趋势;3种光纤的限制性损耗均小于1×10 -7 dB·m -1,能够将光很好地局限在纤芯内部;3种光纤的非线性系数均保持在10 -3量级;涡旋光模式稳定传输的距离大于1 km。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0906006
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摘要

二维光栅是光刻机光栅尺系统的核心元件。搭建了超精密激光直写系统,基于二维超精密工件台,通过旋转基片90°进行两次曝光,制作出栅线密度为1200 line/mm的二维光栅掩模。原子力显微镜和扫描电镜结果表明,所制作的掩模轮廓清晰,空间分布均匀。实验结果证明了超精密激光直写系统能够制作出二维光栅掩模,在制作大尺寸、高精度二维计量光栅方面有着广阔的应用前景。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0905001
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摘要

通过测试15个白光LED球泡灯的光谱分布及蓝光危害值、色温、功率、光效等参数,研究了灯源的蓝光危害值与光谱结构的关系,计算了叠加单色光光谱后新光谱结构的蓝光危害值。结果表明在长波段和短波段同时叠加两个不同幅值的单色光光谱时,可以得到色温基本保持不变、蓝光危害值降低的光谱结构光源,其显色指数得以提高,但光效变化略有降低,实现了通过优化光谱来降低白光LED球泡灯蓝光危害值、提高光源显色指数的目的。

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摘要

提出了一种使用飞秒激光直写掩模加工微柱阵列的方法。利用高重复频率飞秒激光的热氧化效应在硅表面制作出二氧化硅点阵列,然后经氢氧化钾刻蚀得到微柱阵列。相比于传统的制作微柱阵列的方法,使用飞秒激光直写掩模制作微柱阵列的方法工艺简单,成本更低。此外,探究了激光功率、曝光时间和氢氟酸蚀刻对掩模尺寸的影响。这种微柱阵列在减反、传感等领域具有很好的应用价值。

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摘要

研究了随相位位置变化的量子行走的性质,以及硬币和行走者之间的纠缠度。行走者回到原点的概率以及位置方差随演化时间呈准周期性变化,这种量子行走即为准周期演化量子行走。通过纠缠熵度量硬币和行走者之间的纠缠关联。数值计算表明纠缠熵与系统初态、演化步数以及相位因子有关。选择合适的硬币操作,纠缠熵随着演化步数呈现准周期性变化。对于给定的初态,选择适当的相位因子和演化步数,可使硬币与行走者处于最大纠缠态。

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摘要

闭环检测算法可消除视觉同时定位与建图(VSLAM)系统的累计误差,并对构建全局一致性地图有重要作用。针对现有传统闭环检测算法在视角与场景外观变化下准确率与稳健性降低,及部分基于深度学习方法特征提取与闭环识别实时性不佳的问题,设计了一种融合Gist特征与卷积自编码的闭环检测算法,将Gist特征作为卷积自编码网络重构目标,可增强模型在外观变化下的场景特征表达能力;同时通过透视变换构造视角变化训练图像对,以提升模型在视角变化下闭环检测的准确率与稳健性。所设计的模型较精简,可实现实时关键帧特征提取与闭环检测。在Gardens Point与Nordland数据集的实验结果表明,相较于传统视觉词袋模型(BoVW)、Gist算法及现有部分深度学习方法,本文算法可以达到更高的准确率和稳健性。

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摘要

制备了高品质因子的法布里-珀罗(F-P)光学微腔,结合光微流控技术,采用溶于液体的有机染料香豆素6(Cou6)、罗丹明6G(R6G)、LDS 751的混合物作为增益介质,实现了低阈值级联荧光共振能量转移(FRET)光微流激光的输出。实验采用430 nm(Cou6的最大吸收峰)脉冲光作为抽运光,利用Cou6(供体)和R6G(受体)、R6G(供体)和LDS 751(受体)之间的共振能量转移,即两级共振能量转移过程,产生了对应有机染料LDS 751发射峰的近红外光微流激光。3种染料的FRET过程极大地降低了光微流激光产生的阈值,提高了激光产生过程中的转换效率,可在单一抽运源的情况下,将激光发射波长向长波长方向扩展。

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摘要

3 μm附近中红外激光在激光医学、生物分子学以及光电对抗等科学和技术领域具有极高的应用前景和价值。介绍了中红外激光的产生方式和各种中红外激光器的特点;结合Er 3+离子能级结构,重点讨论了掺铒中红外激光器主要转换过程和存在的问题;总结了不同基质掺铒中红外激光器的研究进展;展望了高效率、高功率掺铒中红外激光器需要解决的问题及可能的技术途径。

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摘要

提出了将螯合树脂作为一种新型固相基底来富集水溶液中的Cu元素和Mn元素,之后进行激光诱导击穿光谱检测的方法。选取Cu I 324.75 nm和Mn II 257.61 nm作为特征分析谱线,优化了一系列参数,包括激光能量、延迟时间、激光聚焦位置、样品溶液流速及溶液pH值。在最佳实验参数条件下,建立了Cu元素和Mn元素的定标曲线,Cu元素和Mn元素的检出限分别为0.03 mg·L -1和0.098 mg·L -1。采用所提方法采集自然水样进行检测,计算得出Cu和Mn的回收率范围分别为93.88%~108.09%和91.99%~103.88%。该方法检测灵敏度较高,也可用于自然水体的检测,在水体重金属检测领域具有广阔的应用前景。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(08):0811001
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摘要

针对现有中继转发式室内可见光通信系统中信道估计算法存在的导频数量过大、估计效率和精度低的问题,提出基于张量模式噪声补偿的信道估计方法。首先,充分利用可见光通信系统发射数据的特点设计了一种适合在接收数据中进行噪声补偿的导频结构。然后,在PARATUCK2张量分解框架下,构造了这种导频模式的含噪通信系统模型。最后,结合张量分解方法,设计了一种以导频所得噪声补偿对实际噪声进行估计的方法,完成所有信道参数的计算。仿真实验结果表明,将基于张量模式噪声补偿的估计算法应用在中继转发式室内可见光通信系统中,可以在加快寻优迭代速度的同时提高估计精确度,充分验证该算法的有效性和可行性。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(08):0806005
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摘要

This publisher’s note corrects the data in Table 1 in Photon. Res.7, 1036 (2019)2327-912510.1364/PRJ.7.001036.

    PDF全文Photonics Research | 2019,7(11):1221-1221
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    摘要

    场面飞机检测是智慧机场、远程塔台的重要组成部分,它能自动识别机场图像中的飞机,辅助塔台管制员保障飞行安全,在场面飞机冲突预警、防跑道侵入、远程指挥等方面具有重要的应用价值[1]。

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    摘要

    道路环境中的数字字符可以为智能车提供限速、限高、停车位置编号等重要信息,是智能车环境感知的重要部分,例如现在非常成熟的车牌识别系统[1-3]。在自然环境下,特别是在智能车行驶过程中,字符往往包含非常复杂的噪声,识别过程经常会受到光照变化、字符粘连、对比度低、部分遮挡、字体以及视角多样化等因素的影响[4-5]。

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    摘要

    随着视频监控技术的广泛应用,融合现场静态足迹及周围动态监控视频资料对犯罪嫌疑人进行追踪溯源的方法,为足迹检验的发展创造了新的契机。现有全国公安机关鞋样本查询系统可根据现场足迹得出鞋型图像,侦查人员在侦办案件工作中根据分析得出的鞋型图像在监控视频中查找犯罪嫌疑人。视频监控领域的不断建设与完善也使这一视频侦查技术得以发展成熟,使其在案件侦破中的作用日益显著。2015年1月,广东云浮市公安局就根据“耐克”、“鸿星尔克”等品牌鞋型确定了作案人数,结合案发时空节点迅速缩小侦查范围,关联外围视频监控资料,锁定了技术开锁入室盗窃案的流窜盗窃犯罪团伙并将其成功抓捕[1]。2016年12月,内蒙古呼和浩特市公安局在一起超市杀人案中利用与现场数枚血鞋印花纹一致的嫌疑鞋型进行视频侦查模拟实验,通过特征标示、拼接对比、重合比较等方法将可疑鞋图像作清晰化处理,利用特征评价对比分析处理后的图像与模拟鞋图像,分析结果表明两者种类特征相同,无本质性差异,由此可确定嫌疑鞋型为现场血鞋印同种鞋型。根据这种鞋型在视频监控中排查确认重点嫌疑人,进行轨迹追踪,为调整侦查重心提供了重要依据[2]。通过视频监控中获取的鞋型轮廓、品牌、花纹等鞋的排它属性特征可为侦破案件确定筛查范围,鞋的信息容量越丰富,视频侦查工作将愈发快捷高效。但目前查找锁定视频中的鞋型以及犯罪嫌疑人这一过程仍主要依靠公安技术人员人工进行,侦查效率低下,易错过侦查抓捕工作的最佳时机。因此,亟需一种以依据犯罪现场足迹得到的鞋型图像为基础,对犯罪现场周围不同场景监控视频中的鞋型图像进行自动匹配识别的方法,以提高鞋型分析自动化程度,为追踪锁定犯罪嫌疑人提供快速、有效的信息。

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    摘要

    建立精确的文物三维数字化模型,对文物保护研究、鉴赏与展示等具有重要意义[1]。珍贵文物的三维数字化要求比较严格,并且要保证无损检测的安全性。目前,文物三维重建的方法主要有摄影测量技术、三维激光扫描技术和结构光扫描技术等。摄影测量技术基于交汇测量原理[2-3],以处理迅捷、成本低廉等特点,在大范围场景重建领域具有较大优势,如天津大学的耿欣等[4]利用摄影测量技术对大型管道进行快速测量与建模,但摄影测量的点云冗余点较多。基于飞行时间法的三维激光扫描技术[5],以其强大的重建灵活性,可以快速得到被测物体的密集点云,在大范围场景三维重建领域应用广泛,如斯坦福大学Levoy等[6]对米开朗基罗雕塑的数字化处理,我国对三星堆遗址一号祭坑[7-8]和秦始皇兵马俑二号坑[9]等遗址的数字化建设,但这些数据集中有很多冗余数据。基于线结构光的扫描技术应用也比较广泛[10-11],如天津大学的田庆国等[12]利用线结构光扫描仪获取人体的点云,进而完成对人体特征的测量。浙江大学的任卿等[13]利用投影编码结构光技术,完成了对金沙玉凿和良渚文物黑陶鼎的三维模型重建,但有时文物表面存在镜面反射和遮挡问题,需进一步优化设计。

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    摘要

    点云配准技术已经运用到各行各业,如逆向工程、三维重建、自动导航、产品检测、人脸识别、遥感影像及地质测绘等领域。在点云配准算法中,最经典的为Besl等[1]在1992年提出迭代最近点(ICP)算法,该方法以四元素运算模型为基础,寻找源点云与目标点云之间的具有匹配关系的最近点,利用欧氏距离的目标函数进行迭代搜索,但此算法迭代时间过长,计算复杂度高,且在没有较好的初始状态时,易陷入局部最小值。

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    摘要

    目标跟踪是计算机视觉领域的一个重要问题,在视频监控、人机交互、自动驾驶等领域都有广泛的应用[1]。视觉跟踪的典型场景是在第一帧中以包围框的形式给定任意一个目标的初始位置和尺寸,跟踪器需要在接下来的图像序列中预测出该物体的位置。尽管最近几十年跟踪领域取得了重大的突破,但受光照变化、遮挡、背景干扰等诸多影响,目标外观的变化性很大,因此视觉跟踪仍然是一个极具挑战性的问题。

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    摘要

    当前视觉跟踪算法普遍存在的难点是解决跟踪目标光照变化、遮挡、姿态变化、运动模糊和背景混杂等导致的跟踪失效问题。为解决这些难题,国内外众多优秀学者提出了各种优秀算法,当前视觉跟踪算法可以分为生成式和判别式两类。

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    摘要

    激光具有能量密度高、时间和空间能量分布可控、可局部加热和热影响区小等特点,已在材料表面改性方面得到了较为广泛的应用。利用激光相变硬化工艺可以显著提高材料表面的耐磨性[1-5],激光相变硬化过程中使用的激光束通常为聚焦圆光斑,用连续扫描形式处理大中型材料表面需要花费较长的时间,并且该扫描形式难以准确控制激光强度的时空分布,难以适应大型工件大面积区域的激光相变硬化热处理[6-9]。鉴于传统的圆形激光光斑在处理大型工件时存在上述不足之处,文献[ 2,9-13]提出采用基于光束离散的方法开展激光表面强化的研究,利用经过二元光学元件变换后的呈二维点阵分布的脉冲激光束,对球墨铸铁材料表面进行强化处理,分析了激光强化以及激光参数对材料表面粗糙度、强化层深度、显微硬度、耐磨性、微观结构演变等的影响,提出了较合理的准确评价强化层深度和显微硬度分布特征的统计方法,并对强化层耐磨性的合理表征、检测方法和影响因素进行了分析和讨论,结果表明,脉冲激光强化处理可以提高材料的耐磨性,且强化层的强韧性能优良。除了实验研究以外,文献[ 14-17]通过建立球墨铸铁脉冲激光表面强化的三维有限元模型,研究了变换激光强度空间分布形式和光斑几何形状后所获得的强化效果的差异,得到了一定范围内强化区域层深度随材料热物性参量的变化规律,并从目标温度场和硬化层形貌出发,对激光二维点阵分布参数进行了调整,获得了优化的激光强度空间分布;在这些研究的基础上,进一步改变脉冲激光束中心线的强度比,分析了激光光斑的空间强度分布对Q235钢硬化层均匀性的影响[18]。此外,曹熙等[19]、苏超然等[20]分别研究了激光离散淬火对轮轨材料以及球墨铸铁材料磨损与损伤性能的影响,结果表明,处理后的轮轨材料表面的损伤减轻,且抗变形能力大幅提高,激光点状淬火对球墨铸铁材料的处理效果最好。Zammit等[21]采用不同分布形式的点阵光斑对奥氏体等温淬火球墨铸铁进行离散激光点淬,结果发现:离散激光光斑延长了球墨铸铁的平均滚动接触疲劳寿命;与重叠分布的激光光斑相比,经分散和邻近分布激光光斑处理的球墨铸铁具有更高的耐磨损性能。

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    摘要

    激光光束整形是激光光学以及激光应用中的一个重要的研究方向。宽带匀化光斑[1]具有激光热作用均匀[2]、加工效率高等优势,不仅在传统的激光热加工如激光淬火、激光熔覆、激光合金化[3]中具有重要应用,而且在硅片退火、LED加工中的剥离和结晶、太阳能电池的结晶、干燥和烧结以及有机发光二极管(OLED)、印刷电路板、聚合物的加工等领域也具有良好的应用前景。目前,宽带匀化光斑的需求宽度越来越大,例如:对于激光熔覆,光斑尺寸在40 mm左右;对于20 kW级的激光淬火,则需要100 mm以上;而对于OLED激光脱膜的加工过程,则需要750 mm以上。Laserline公司推出的OTZ ZOOM系列产品可以满足激光熔覆和激光淬火的需求,而LIMO公司的相关产品则可以对OLED进行激光脱膜的加工。

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    摘要

    半导体可饱和吸收镜(SESAM)是一种非线性吸收介质,其对激光谐振腔内激光的吸收与光的强度有关,类似于被动调Q,对光场中较弱的光吸收很强,对较强的光吸收则很弱,这使得强度越大的激光损耗越小,多次振荡后即可选出特定的振荡模式,从而得到锁模脉冲[1]。1990年,Keller等[2]首次把SESAM应用于被动锁模激光器,获得了锁模脉冲输出;之后很多研究人员对基于SESAM锁模的激光器进行大量研究。在高功率锁模输出的研究方面,2007年蔡志强[3]使用Nd∶YVO4为增益介质,输出镜透过率为16。5%,得到4。8 W连续锁模输出,转换效率为34。3%;2010年章强[1]使用3个不同透过率(10%,20%,30%)的输出镜进行实验,利用透过率为30%输出镜实现了高转换效率锁模,抽运功率为35 W时最高平均输出功率达12。86 W,转换效率为36。6%;2015年葛维暘[4]使用35%透过率输出镜,实现了转换效率高达47。5%的锁模,在抽运功率为100 W的条件下,平均输出功率稳定在47。5 W。在低阈值锁模的研究方面,2008年刘士华[5]实现了低阈值连续锁模输出,输出镜透过率为3。5%,抽运功率为6。65 W时,锁模激光输出功率为2。12 W。目前SESAM已经被广泛应用于医疗、精密加工、非线性频率变换和遥感等领域[6-8]。

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    摘要

    同传统的成像探测技术相比,偏振成像技术在获取光强、光谱和空间信息的前提下,能同时得到各观测目标直观的偏振特性,从而为实现目标空间结构的反演提供基础[1]。随着偏振成像探测技术的快速发展,其在军事应用的需求也从人工离线判读辅助侦察行动逐步发展到对目标的快速自动检测和识别。在目标检测方法研究领域,利用大规模训练数据集[2],在基于区域的卷积神经网络(CNN)[3]框架下,基于候选区域、特征学习和目标分类等基本步骤的目标检测算法取得了显著检测效果,是目前的主流方法之一[4]。其中,特征学习是目标检测的必备步骤,选择合适的特征模型将图像区域映射为特征向量,然后利用从训练样本学习到的分类器对该特征向量进行分类,判断其所属类型。在此过程中如何根据不同成像方式和目标特征选择合适的特征模型进行特征学习,对其后的候选框回归计算以及目标分类等有重要影响,同时特征的表达能力也影响分类器精度。

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    摘要

    在 “互联网+”时代,如何高效地压缩海量数据是数据传输和存储处理过程中面临的最基本问题,海量数据中图像数据的压缩是亟需解决的难题[1]。目前采用的图像压缩方法主要有基于卡洛南-洛伊(K-L)变换的技术、基于矢量量化的技术和基于预测方法的技术。其中,K-L变换和矢量量化的计算复杂度高,实际应用困难;基于预测方法的压缩方法易实现,但可实现的压缩比有限;离散余弦变换(DCT)具有方块效应,图像压缩时质量下降明显[2]。由此可见,这些传统压缩方法无法满足实际需要,众多学者开始探索更有效的新方法,其中尤其以采用神经网络进行图像压缩的研究最为活跃。相比传统压缩方法,神经网络不仅具有大规模并行处理能力,而且具有良好的容错能力和联想记忆能力,因此在进行图像压缩时无需借助预先确定的压缩编码算法,完全根据图像本身携带的信息,便可自主地完成图像编码和压缩[3]。

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    摘要

    图像匹配算法的好坏直接影响机器视觉的识别结果,广泛地应用于医学影像、计算机视觉、视觉导航、模式识别、图像拼接等领域[1]。传统的SIFT算法等大多是在灰度化图像上进行匹配操作,因此可能会损失图像的颜色信息。光照变化对图像匹配影响较大,在相同场景拍摄的图片会因为光照变化而使图像中颜色直方图对应的像素点不同,导致左视图与右试图误检和漏检特征点现象,使后续图像匹配的难度大大增加[2]。Lowe[3-4]提出的SIFT(scale-invariant feature transform,SIFT)算法具有性能良好的局部特征,在图像匹配中被广泛应用。但是SIFT算法只能在灰度图像上进行匹配,不考虑图像的颜色信息,而且其计算量大、采集的特征点多、实时性较差,因此在实时性要求较高的系统中无法使用。Harris等[5]提出的Harris算法是一种角点检测算法,该算法计算简单、稳定,且不受光照、旋转、噪声等影响,具有良好的检测效果。将Harris算法与SIFT算法结合是目前一种较为理想的方案。

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    摘要

    交通标志是道路上的重要安全设施,在规范交通行为、保障道路安全、引导车辆和行人顺利通行等方面起到重要作用。作为智能化的一部分,交通标志的检测对高级辅助驾驶系统、交通标志维修和自动驾驶等应用具有重要意义。从80年代中期起,交通标志检测与识别的方法不断被拓展,在过去十年的时间里,该研究引起了各国学者的广泛重视,在理论研究和实际应用方面均取得了一定的成就[1-4]。

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    摘要

    双目立体视觉是一种系统简洁、非主动的三维成像测量方式,广泛用于交互式机器人导航、自动驾驶、三维重建等众多领域[1-2]。在双目立体视觉中,通过在极线上搜索相同图像元素实现视差信息测量的过程被称为立体匹配[3],其测量精度直接决定着双目立体视觉系统的性能,因此受到了国内外科研工作者的广泛关注。

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    摘要

    红外成像技术是利用目标和背景红外辐射的差异或其对自然光源的反射差异来成像的,一般用于夜间及昼间不良气象条件下对目标的探测、识别、跟踪和瞄准,属于被动成像技术,具有较强的隐蔽性和抗干扰能力[1]。近年来,随着红外成像技术的发展,机载红外系统应用于对目标的探测、识别、跟踪和瞄准时,要求热像仪具有更远的识别距离、更大的搜索范围,导致人们对超长焦距超大视场连续变焦红外光学系统的需求日益增强。连续变焦光学系统在视场连续变化的过程中能够对目标保持清晰成像,不会出现由于视场切换而导致跟踪目标丢失的情况,因而得到了广泛的应用。

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    摘要

    合金作为目前最轻的结构材料,密度仅为1.74 g/cm3,在地壳中的储量丰富[1-2]。镁合金拥有优良的铸造性能、切削加工性、阻尼性和热稳定性,抗电磁辐射性能良好,但耐腐蚀性和力学性能相对较差[3-4]。当前,镁合金已经广泛应用于汽车、航空航天等领域[5]。此外,镁合金还具有优越的生物相容性、可降解性以及接近人体骨骼的弹性模量和力学性能,在骨科材料应用方面潜力巨大[6-8],但其较差的耐腐蚀性、力学性能以及易于氧化等问题,使其在应用领域受到了极大限制。

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    摘要

    目前,基于波分复用、偏振复用、多级调制等技术,单根光纤的传输容量已经达到100 Tbit/s,单模光纤(SMF)的传输容量正在接近香农极限 [ 1 ] 。单模-多芯光纤(SM-MCF)是通过一根光纤中包含的多个纤芯构建多个平行的空间信道,即通过空分复用(SDM)实现多路传输,能够克服光纤传输的香农容量限制,达到扩大传输系统容量的目的。多芯光纤(MCF)能够提供多个空间并行通道,而且不需要复杂的多输入多输出(MIMO)解耦算法,是近期研究的最有可能实现商用的新型传输光纤,引起了研究者的广泛兴趣。近年来,基于MCF的SDM通信系统在骨干网 [ 2 - 3 ] 、接入网 [ 4 ] 和数据中心 [ 5 - 6 ] 的应用研究逐渐增多。

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    摘要

    中小功率全固态绿激光器具有结构紧凑、光束质量好、效率高、寿命长、性能稳定可靠的优点,在光存储、激光打印、舞台表演、医疗、水下通信等领域,尤其是激光显示领域具有广泛应用。相比于LED显示和液晶显示等,激光显示技术具有色域覆盖率高、寿命长、亮度高等优势,被视为下一代显示技术发展的焦点和主流,具有广阔的应用前景。目前,在用于激光显示的三基色光源中,红、蓝光半导体激光工艺已经成熟,而绿光半导体激光器由于半导体材料和制备工艺的限制,存在效率低、稳定性差、技术门槛高以及难以量产的问题[1]。因此,倍频技术仍然是产生绿色激光的最有效方法之一[2-3]。

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    摘要

    作为空分复用的多芯光纤成为进一步增大光纤通信容量的最后一块处女地,近几年来格外引人注目,已经有了大量的关于解决扩容增速的报道。本研究围绕多芯光纤的基本性能,特别是在非光纤通信及其传感应用方面,给出了较为全面的综述。讨论了多芯光纤有关的问题,包括芯间耦合与串扰问题、多芯光纤的传输特性与弯曲特性、多芯光纤的分束与连接技术,以及多芯光纤的锥体耦合技术等多芯光纤在光通信技术领域涉猎的核心问题,同时也讨论了新型中空椭圆形多芯保偏光纤,并给出多芯光纤在大功率光纤激光器、光纤干涉方面的若干应用实例,重点介绍了多芯光纤在传感领域的若干应用。

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    摘要

    石墨烯材料的发展将光电子学、微纳米技术和材料物理学紧密联系在一起。作为一种柔性薄膜,石墨烯材料在光纤光波导平台上的组装更加方便。近年来,基于石墨烯的光纤功能器件以其丰富的功能推动着光电子学科的发展。重点关注当前广泛应用的传感、激光和非线性器件,介绍了石墨烯及其相关材料的制备工艺和与光纤结合的方法。通过对国内外相关研究成果的综述,充分展现了石墨烯光纤器件的性能和应用优势。

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    摘要

    微结构光纤(MOF)在结构和性能上的优越性引起了国内外光纤研究人员的广泛兴趣,成为光电子学领域的前沿热点,并得到了快速发展。MOF根据结构可分为实芯MOF和空芯MOF,根据传输机理可分为全内反射型MOF、光子带隙型MOF和反谐振MOF等多种类型,在激光技术、光传感技术、光通信技术、光电子集成和光纤器件等领域具有重要应用。本文综述了MOF的发展历程,并对MOF的种类、传输机理、结构设计和拉制进行了全面分析和归纳,为未来MOF的研究及应用提供借鉴。

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    摘要

    硫系玻璃具有红外透过范围宽、非线性系数高、易光纤化等特点,在中红外光子集成、光纤光源、传感等光学领域极具应用前景。随着红外光学的发展,硫系玻璃及其光纤研究取得了许多进展。为此,综述低损耗硫系玻璃光纤制备及其在光纤器件(耦合器、合束器、传像束和光纤光栅)和光纤光源、光纤传感等方面的研究进展,分析存在的问题,并展望未来发展方向。

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    摘要

    微纳光纤(MNF)是直径接近或小于光波长的一种新型光纤。近年来,微纳光纤因在光流控传感器方面的重要应用受到了广泛关注。首先简要介绍了微纳光纤的制备方法和导波特性,然后重点介绍了强度调制型和相位调制型光流控微纳光纤传感器在高灵敏、快响应、小尺寸生化传感中的研究进展,最后对光流控微纳光纤传感器的研究及应用进行了总结及展望。

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    摘要

    光纤作为光信息和光能量的传输元器件已成为基础建设不可或缺的组成部分。针对功能光纤进行概括性介绍。着重介绍了微结构光纤的导光机理以及制备方案。微结构光纤由于其实现了灵活的预制棒制备方式、空芯传输以及理论上的超低衰耗,广泛地应用于光电传感和激光器应用。未来光纤发展的趋势将是光、电功能集成于一根光纤中,详细介绍了纳米机械光纤的制备和潜在应用,为全光器件和光集成技术发展提供重要的研究方向。

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    摘要

    光纤激光器在工业、医疗和国防等领域应用广泛,而增益光纤的研究对光纤激光器的发展起着重要的推动作用。微晶玻璃光纤将强晶体场环境引入光纤中,在高效率、可调谐光纤激光器领域具有独特而重要的应用前景。此外,微晶玻璃光纤中可控制地析出非线性晶体,实现激光频率转换,进一步拓宽光纤的应用领域。介绍了微晶玻璃光纤的概念与光学特性;重点讲述稀土离子掺杂、过渡金属离子掺杂、量子点掺杂及倍频微晶玻璃光纤的研究进展;对微晶玻璃光纤的制备技术进行深入分析与讨论;最后对微晶玻璃光纤的未来发展前景进行展望。

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    摘要

    中红外波段光纤激光光源在基础科学研究、光通信、生物医疗、环境监测以及国防安全领域有着重要应用。超连续谱(SC)激光光源和稀土离子掺杂光纤激光器是目前研究得较多的两类中红外波段激光光源。面向该类光源的应用需求,笔者研究组经过大量实验探索,筛选出一种具有较高稳定性和较高损伤阈值的氟碲酸盐玻璃光纤,并利用其作为非线性介质研制出了光谱范围覆盖0.6~5.4 μm宽带的SC激光光源和平均功率约为20 W、光谱范围覆盖1~4 μm的SC激光光源;制备出具有较强抗潮解能力的Ho 3+离子掺杂AlF3基玻璃光纤,并利用其作为增益介质,获得了波长约为2868 nm的激光输出;研制出具有较低声子能量的Ho 3+离子掺杂InF3基玻璃光纤,并利用其作为增益介质,获得了波长约为2875 nm的激光输出。总结了氟碲酸盐玻璃光纤、AlF3基玻璃光纤和InF3基玻璃光纤的特点及相应激光器的研究进展。

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    摘要

    介绍了3 μm光纤激光器常用的光纤基质和稀土增益离子,分析了3 μm稀土掺杂光纤激光器的工作原理,并且从不同研究视角回顾了3 μm稀土掺杂光纤激光器的研究进展。其中,锁模中红外光纤激光器、小型化全光纤中红外激光器和3~4 μm更长波长的中红外光纤激光器是目前研究的主要趋势和热点。随着3 μm中红外光纤激光相关技术的迅速发展,结构更紧凑、性能更优异的3 μm光纤激光器不断涌现,必将大大推动其商业化和实用化的进程,更好地满足不同领域的应用需求。

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    摘要

    近年来,掺镱大模场光子晶体光纤由于在高峰值功率皮秒超快激光放大器方面的重要应用而受到广泛关注。简要分析了掺镱大模场光子晶体光纤的研制难点,介绍了国内外掺镱大模场光子晶体光纤的研究进展,以及应用于掺镱大模场光子晶体光纤制备的掺镱石英玻璃芯棒制备方法及其光学、光谱性能,重点介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所基于溶胶-凝胶工艺制备大直径、低数值孔径掺镱石英玻璃芯棒玻璃,以及大模场掺镱光子晶体光纤的制备及其用于皮秒脉冲激光放大的研究进展。最后对掺镱大模场光子晶体光纤的研发及应用进行了总结及展望。

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    摘要

    单晶光纤(SCF)是体块晶体与常规光纤的结合体,拥有优异的物理和化学性能以及良好的热管理能力,已经逐渐成为固体激光领域的研究热点。详细介绍两种主要的单晶光纤生长方法:激光加热基座(LHPG)法和微下拉(μ-PD)法,以单晶光纤制备及单晶光纤激光器研究为主线,对国内外的研究现状进行综述。最后,结合目前研究基础,分析单晶光纤的研究前景及发展趋势。

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    摘要

    采用同轴送粉激光熔覆技术在Ti811表面制备了CeO2质量分数分别为0,1%,3%的TC4+Ni45+CeO2多道搭接激光熔覆层。采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分析了熔覆层的微观组织和物相,利用显微硬度计、摩擦磨损试验机和白光轮廓仪测试分析了熔覆层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层中的物相包括TiC、TiB2、TiB、Ti2Ni和α-Ti;随着CeO2加入量增加,熔覆层中的物相未发生改变;当CeO2添加量为0时,熔覆层内部组织粗大,显微硬度为590~640 HV,磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损;当添加CeO2的质量分数为1%时,熔覆层组织逐步细化,枝晶的方向性减弱,显微硬度为625~655 HV,磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损;当添加CeO2的质量分数为3%时,熔覆层中的增强相由树枝晶状、长条状、须晶状向颗粒状、层状、短棒状转变,且均匀弥散地分布于熔覆层中,显微硬度为560~575 HV,磨损机制主要为磨粒磨损。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0903001
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    摘要

    针对化学气相沉积法制备的光纤组分变化范围受限的问题,介绍了近年来发展迅速的光纤拉丝法(MIT),并从预制棒芯原料为玻璃、半导体、晶体角度总结归纳近年来MIT法制备特种光纤的重要进展,分析了所制备特种光纤的性能和应用特点。最后对这种拉制光纤的方法存在的问题和未来发展趋势进行了展望。

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    摘要

    金属纳米晶复合光纤结合了金属纳米晶独特的局域表面等离子体共振(LSPR)和光纤器件尺寸小、结构简单、性能稳定、抗干扰能力强等优点。其中,金属纳米晶LSPR引起的高非线性效应、金属增强发光、表面增强拉曼散射等效应能够赋予光纤新功能、高性能,而光纤表面倏逝波传输的特性可以极大地提升金属纳米晶的LSPR激发效率。因此,金属纳米晶复合光纤在非线性光学调制、光纤激光器、物理和生化传感与检测方面都有重要的应用,受到了研究者的广泛关注。从金属纳米晶LSPR机理、制造方法、应用等方面对金属纳米晶复合光纤进行介绍,并就其未来发展作展望。

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    摘要

    2~3 μm光纤激光在军事、传感、通信、生物医疗和环境监测等领域具有非常广阔的应用前景。利用稀土掺杂氟磷酸盐玻璃制备光纤是直接获得2~3 μm光纤激光的有效途径。本研究综述了国内外面向2~3 μm光纤激光应用的稀土掺杂氟磷酸盐玻璃光纤的研究概况,指出了研究中存在的问题,并对其发展前景进行了展望。

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    摘要

    3 μm附近中红外激光在激光医学、生物分子学以及光电对抗等科学和技术领域具有极高的应用前景和价值。介绍了中红外激光的产生方式和各种中红外激光器的特点;结合Er 3+离子能级结构,重点讨论了掺铒中红外激光器主要转换过程和存在的问题;总结了不同基质掺铒中红外激光器的研究进展;展望了高效率、高功率掺铒中红外激光器需要解决的问题及可能的技术途径。

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    摘要

    采用星载平台进行水下激光探测,具有覆盖面积大,探测效率高、机动性好、自身隐蔽性好、信息传输快等优点,但是实现难度较大。为了使反映目标特征的信息能量能够被探测器有效响应,激光脉冲信号需要通过空间信道、大气信道和海水信道,而且双向往返传输,整个链路情况非常复杂。通过建立激光传输模型,分析链路能量损耗,对星载激光水下目标探测的能量可行性进行理论验证。

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    摘要

    针对利用彩色图像进行车辆检测时会受到路面阴影、车辆反光和光线不足等复杂情况影响的问题,提出一种基于卷积神经网络并融合彩色与深度图像的车辆检测算法。设计单通道RG-D融合网络和双通道RGB-D融合网络两种改进模型,分别用于提高检测速度和准确度。实验使用GTA(Grand Theft Auto)车辆数据集对该算法进行测试,并与基于RGB图像的其他流行算法进行对比和分析,结果表明:与基于彩色图像的Yolo v2算法相比,利用双通道RGB-D融合网络检测的准确率和召回率分别提升5.69%和6.31%,利用单通道RG-D融合网络对单一图像的最快检测速度达到24 ms。实验证明,基于RGB-D图像的改进网络模型能够实现实时检测,并有效提高车辆检测精度。

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    摘要

    显著性目标检测是机器视觉领域的研究热点,具有广泛的应用前景。针对现有显著性目标检测算法存在的显著区域检测不均匀、边缘表示模糊等问题,提出一种双注意力循环卷积显著性目标检测算法。在U-Net全卷积骨干网络中添加像素间-通道间双注意力模块,在跨层连接前对底层特征进行预处理,减小噪声和杂波干扰,提高显著区域检测性能。在骨干网络后端使用循环卷积模块,将最后的预测图与底层卷积层特征进一步结合,增强预测区域边缘的表示效果。在三个公开数据集上进行实验评测,并与相关算法进行对比,结果表明所提算法能更好地均匀突显显著区域和细化区域边缘。

    PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0915005
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    摘要

    针对复杂场景下单个特征的稳健性差,以及目标存在背景干扰和目标遮挡时跟踪失败的问题,提出一种基于自适应特征融合和模型更新的相关滤波跟踪算法。该算法在核相关滤波的基础上,通过对不同特征的响应图采用平均峰值-相关能量的方法进行加权求和,实现了响应图层面的自适应特征融合。根据响应图的峰值特性计算自适应权重,以其作为置信度确定模型的更新率,进而设计自适应模型更新方法。实验结果表明,该算法能够很好地适应背景干扰、目标遮挡、旋转运动等复杂场景,与近年来优秀的相关滤波跟踪算法相比,所提算法的平均距离精度比其中最优的算法提高了2。64%,平均重叠精度提高了1。54%。

    PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0915001
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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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    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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    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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    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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    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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    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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    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。回顾了非成像光学的历史、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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    摘要

      PDF全文发光学报 | 2015,36(01):1
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      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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      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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      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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      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模块为抽运源,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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      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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      摘要

      近年来,结构光三维成像技术被深入研究和广泛应用,通常采用的技术方案是投影一个载频条纹到被测物体表面,利用成像设备从另一个角度记录受被测物体高度调制的变形条纹图像,再从获取的变形条纹图中数字解调重建出被测物体的三维数字像。与全息三维成像对应,结构光三维成像过程也是两步成像过程,先获取物体被结构光条纹调制的二维图像,再从包含变形条纹的二维像中通过数字重建方法得到物体的三维数字像。主要回顾了本课题组在基于结构光三维成像技术研究中的进展,讨论了基于傅里叶条纹分析、相移条纹分析和动态过程三维成像的方法,给出了相关应用的实验结果,分析了结构光三维成像的特点以及该领域今后的发展动向。

      PDF全文中国激光 | 2014,41(02):0209001
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      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

      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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      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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      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

      随机并行梯度下降算法能不依赖波前传感器直接对系统性能进行优化。以32单元变形镜为校正器,采用随机并行梯度下降算法建立了自适应光学系统仿真模型。通过分析该系统对静态波前畸变的校正能力,验证了随机并行梯度下降算法的收敛性;讨论了算法增益系数、随机扰动幅度与收敛速度的关系,并指出通过算法增益系数的自适应调整可以改进算法的收敛速度。

      PDF全文光学学报 | 2007,27(08):1355-1360
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      摘要

      利用双面神结构实现形状转换是一种非常重要的方法。提出了一种通过控制飞秒激光扫描次数在pH敏感的水凝胶中制备形状可调的双面神微柱的方法,并探讨了该方法在信息加密、解密及显示方面的应用。结果表明:通过改变环境的pH值可使微柱表现出可逆的结构变形;激光打印技术的高灵活性使得微柱的空间布局、高度以及弯曲方向都能被灵活地控制,从而实现多种形状可转换的有序图案。

      PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0902001
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      摘要

      针对高功率激光的应用需求,提出一种新构型的低温激光放大器方案,采用低温液体侧面冷却三角形沟槽设计的块状Yb∶YAG晶体,抑制了介质内寄生振荡,改善了热管理效果,实现了放大器高效储能与提取,获得了能量为9。4 J、脉冲宽度为10 ns、重复频率为5 Hz、远场3。3倍衍射极限的激光输出,为后续更大能量的Yb∶YAG激光放大器设计提供了有益的参考。

      PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0901008
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      摘要

      基于透射式激光空气隙干涉原理,建立微位移测量系统,实现纳米分辨率的物体微小位移测量。利用外加微小位移并将前后光强度相减的图像处理方法,有效地提高激光干涉图像的信噪比,将掩没于杂散噪声中的干涉条纹提取出来。实验结果表明,该系统的相对位移测量分辨率优于10 nm,绝对位移测量不确定度优于5%。该系统结构紧凑,安装、使用方便,测量分辨率达到nm级,可实现快速、便捷、稳定的测量,适用于临时性的高分辨率精密位移测量需求。

      PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0904006
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      摘要

      研究了一种复合光纤马赫-曾德尔外差干涉测量系统,并采用该系统对位移进行在线测量。基于光纤光栅只反射布拉格波长的特性,构建了两个独立但光程几乎重合的光纤马赫-曾德尔干涉仪。其中的一个马赫-曾德尔干涉仪用于完成测量工作,另一个马赫-曾德尔干涉仪用于监测环境干扰,补偿环境干扰对测量结果的影响,使测量系统适合用于在线测量。位于马赫-曾德尔干涉仪参考臂的声光调制器组可对参考光进行移频,当参考光与测量光会合时形成外差干涉信号,实现外差干涉测量。实验中,该系统对100 μm位移进行10次重复测量的标准差为6 nm。

      PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0904007
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      摘要

      建立了激光-MIG复合焊接过程的三维瞬态传热和流体流动模型,分析了小孔行为、熔池温度场和流场演变过程的特点,探讨了激光电弧前后相对位置对熔池传热和流动的影响。模型考虑了焊枪倾角对熔滴过渡的影响以及多次反射对激光能量分布的影响。结果表明:小孔壁面向下流动经熔池底部反射后形成后向流动和逆时针环流;后向流动向熔池尾部输运热量和动量,增加熔池体积;而逆时针环流则冲击小孔后壁,降低小孔的稳定性。激光在前时,熔滴和电弧压力作用在小孔后方,并产生两个流动模式:朝向前方和四周的流动。朝向前方的流动增强了逆时针流动对小孔后壁的冲击作用,使得小孔坍塌现象更加严重;朝向四周的流动将热量输运至熔池两侧,增加了焊缝宽度。

      PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0902003
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      摘要

      针对化学气相沉积法制备的光纤组分变化范围受限的问题,介绍了近年来发展迅速的光纤拉丝法(MIT),并从预制棒芯原料为玻璃、半导体、晶体角度总结归纳近年来MIT法制备特种光纤的重要进展,分析了所制备特种光纤的性能和应用特点。最后对这种拉制光纤的方法存在的问题和未来发展趋势进行了展望。

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      摘要

      通过测试15个白光LED球泡灯的光谱分布及蓝光危害值、色温、功率、光效等参数,研究了灯源的蓝光危害值与光谱结构的关系,计算了叠加单色光光谱后新光谱结构的蓝光危害值。结果表明在长波段和短波段同时叠加两个不同幅值的单色光光谱时,可以得到色温基本保持不变、蓝光危害值降低的光谱结构光源,其显色指数得以提高,但光效变化略有降低,实现了通过优化光谱来降低白光LED球泡灯蓝光危害值、提高光源显色指数的目的。

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      摘要

      提出一种智能方法来分析风云三号A星(FY-3A)中分辨率光谱成像仪(MERSI)的长期响应衰变。该方法通过使用迭代加权多元变化检测(IR-MAD)算法识别同一区域、不同时相卫星图像的不变像元,基于这些不变像元的信号变化评估仪器在该时段的响应衰变。先用IR-MAD方法分析图像场景的不变像元,通过两幅图像不变像元的正交回归获取仪器的相对衰变;再对多个图像对的长时间序列进行分析,采用多项式拟合获得传感器衰变随时间的变化曲线。采用所提方法研究了FY-3A/MERSI北非地区和中国西北部地区的数据,并与其他相关研究得到的仪器衰变结果进行比较。结果显示,所提方法与其他方法获取的仪器衰减规律具有良好的一致性(差异在2%以内),而且从北非地区与中国西北地区得到的结果相吻合(大部分通道的差异在1%以内),验证了本文方法的通用性与可重复性。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0912001
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      摘要

      微纳光纤(MNF)是直径接近或小于光波长的一种新型光纤。近年来,微纳光纤因在光流控传感器方面的重要应用受到了广泛关注。首先简要介绍了微纳光纤的制备方法和导波特性,然后重点介绍了强度调制型和相位调制型光流控微纳光纤传感器在高灵敏、快响应、小尺寸生化传感中的研究进展,最后对光流控微纳光纤传感器的研究及应用进行了总结及展望。

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      摘要

      近年来,掺镱大模场光子晶体光纤由于在高峰值功率皮秒超快激光放大器方面的重要应用而受到广泛关注。简要分析了掺镱大模场光子晶体光纤的研制难点,介绍了国内外掺镱大模场光子晶体光纤的研究进展,以及应用于掺镱大模场光子晶体光纤制备的掺镱石英玻璃芯棒制备方法及其光学、光谱性能,重点介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所基于溶胶-凝胶工艺制备大直径、低数值孔径掺镱石英玻璃芯棒玻璃,以及大模场掺镱光子晶体光纤的制备及其用于皮秒脉冲激光放大的研究进展。最后对掺镱大模场光子晶体光纤的研发及应用进行了总结及展望。

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      摘要

      提出了一种使用飞秒激光直写掩模加工微柱阵列的方法。利用高重复频率飞秒激光的热氧化效应在硅表面制作出二氧化硅点阵列,然后经氢氧化钾刻蚀得到微柱阵列。相比于传统的制作微柱阵列的方法,使用飞秒激光直写掩模制作微柱阵列的方法工艺简单,成本更低。此外,探究了激光功率、曝光时间和氢氟酸蚀刻对掩模尺寸的影响。这种微柱阵列在减反、传感等领域具有很好的应用价值。

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      摘要

      微结构光纤(MOF)在结构和性能上的优越性引起了国内外光纤研究人员的广泛兴趣,成为光电子学领域的前沿热点,并得到了快速发展。MOF根据结构可分为实芯MOF和空芯MOF,根据传输机理可分为全内反射型MOF、光子带隙型MOF和反谐振MOF等多种类型,在激光技术、光传感技术、光通信技术、光电子集成和光纤器件等领域具有重要应用。本文综述了MOF的发展历程,并对MOF的种类、传输机理、结构设计和拉制进行了全面分析和归纳,为未来MOF的研究及应用提供借鉴。

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      摘要

      石墨烯材料的发展将光电子学、微纳米技术和材料物理学紧密联系在一起。作为一种柔性薄膜,石墨烯材料在光纤光波导平台上的组装更加方便。近年来,基于石墨烯的光纤功能器件以其丰富的功能推动着光电子学科的发展。重点关注当前广泛应用的传感、激光和非线性器件,介绍了石墨烯及其相关材料的制备工艺和与光纤结合的方法。通过对国内外相关研究成果的综述,充分展现了石墨烯光纤器件的性能和应用优势。

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      摘要

      基于各种光学玻璃材料的微球激光器是一种回音壁模式的微纳激光器件。近年来,因其具有激光阈值低、线宽窄以及利于集成化等特点而得到广泛关注。石英玻璃以及各种类型的多组分玻璃微球激光器相继被报道。本文简要介绍玻璃微球腔的制备方法以及石英玻璃和各种多组分玻璃微球激光器的最新研究进展。

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      摘要

      单晶光纤(SCF)是体块晶体与常规光纤的结合体,拥有优异的物理和化学性能以及良好的热管理能力,已经逐渐成为固体激光领域的研究热点。详细介绍两种主要的单晶光纤生长方法:激光加热基座(LHPG)法和微下拉(μ-PD)法,以单晶光纤制备及单晶光纤激光器研究为主线,对国内外的研究现状进行综述。最后,结合目前研究基础,分析单晶光纤的研究前景及发展趋势。

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      摘要

      硫系玻璃具有红外透过范围宽、非线性系数高、易光纤化等特点,在中红外光子集成、光纤光源、传感等光学领域极具应用前景。随着红外光学的发展,硫系玻璃及其光纤研究取得了许多进展。为此,综述低损耗硫系玻璃光纤制备及其在光纤器件(耦合器、合束器、传像束和光纤光栅)和光纤光源、光纤传感等方面的研究进展,分析存在的问题,并展望未来发展方向。

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      摘要

      研制了一套结构简单、易于操作的条纹反射测量系统,用以测试Angel型龙虾眼X射线镜片的面型。通过电荷耦合器件(CCD)相机拍摄40 mm×40 mm口径的龙虾眼镜片的条纹反射图像,计算得到了龙虾眼镜片面型的斜率误差分布,并通过积分得到了龙虾眼镜片的面型误差均方根及峰谷值,分别为0。81 μm和6。34 μm。该结果与Zygo干涉仪得到的面型分布规律大体一致。基于条纹反射方法重复测量面型得到的均方根和峰谷值的标准差分别为0。017 μm和0。11 μm,验证了条纹反射方法测量龙虾眼镜片面型的可行性。利用蒙特卡罗方法对待测龙虾眼镜片的面型误差进行X射线聚焦成像模拟,得到面型误差引起的弥散十字焦斑的半峰全宽为0。23 mm,对应的角分辨率为2。11''。该光学测量系统的建立为龙虾眼镜片的球面热成形提供了参考依据。

      PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(09):0934001
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      摘要

      An all-optical light–control–light functionality with the structure of a microfiber knot resonator (MKR) coated with tin disulfide (SnS2) nanosheets is experimentally demonstrated. The evanescent light in the MKR [with a resonance Q of 59,000 and an extinction ratio (ER) of 26 dB] is exploited to enhance light–matter interaction by coating a two-dimensional material SnS2 nanosheet onto it. Thanks to the enhanced light–matter interaction and the strong absorption property of SnS2, the transmitted optical power can be tuned quasi-linearly with an external violet pump light power, where a transmitted optical power variation rate ΔT with respect to the violet light power of 0.22 dB/mW is obtained. In addition, the MKR structure possessing multiple resonances enables a direct experimental demonstration of the relationship between resonance properties (such as Q and ER), and the obtained ΔT variation rate with respect to the violet light power. It verifies experimentally that a higher resonance Q and a larger ER can lead to a higher ΔT variation rate. In terms of the operating speed, this device runs as fast as 3.2 ms. This kind of all-optical light–control–light functional structure may find applications in future all-optical circuitry, handheld fiber sensors, etc.

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        摘要

        中红外波段光纤激光光源在基础科学研究、光通信、生物医疗、环境监测以及国防安全领域有着重要应用。超连续谱(SC)激光光源和稀土离子掺杂光纤激光器是目前研究得较多的两类中红外波段激光光源。面向该类光源的应用需求,笔者研究组经过大量实验探索,筛选出一种具有较高稳定性和较高损伤阈值的氟碲酸盐玻璃光纤,并利用其作为非线性介质研制出了光谱范围覆盖0.6~5.4 μm宽带的SC激光光源和平均功率约为20 W、光谱范围覆盖1~4 μm的SC激光光源;制备出具有较强抗潮解能力的Ho 3+离子掺杂AlF3基玻璃光纤,并利用其作为增益介质,获得了波长约为2868 nm的激光输出;研制出具有较低声子能量的Ho 3+离子掺杂InF3基玻璃光纤,并利用其作为增益介质,获得了波长约为2875 nm的激光输出。总结了氟碲酸盐玻璃光纤、AlF3基玻璃光纤和InF3基玻璃光纤的特点及相应激光器的研究进展。

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        摘要

        针对钙钛矿太阳能电池中Spiro-OMeTAD层氧化不足或氧化过度而导致器件性能较低的问题,研究了空穴层Spiro-OMeTAD氧化对器件光电性能的影响。采用4种不同的方式对空穴层进行氧化,对氧化前后空穴层薄膜的光电性能进行研究,以确定最佳的氧化方式及条件。制备了结构为ITO/SnO2/CH3NH3PbI3/Spiro-OMeTAD/Ag的平面型器件,对氧化前后器件的光电性能进行表征及对比分析。结果表明:有效的氧化方式可减少Spiro-OMeTAD膜表面的针孔,使Spiro-OMeTAD膜层更加致密,提高钙钛矿太阳能电池的填充因子;氧化处理同时也降低了Spiro-OMeTAD膜层对光的寄生吸收,提升了钙钛矿太阳能电池的有效光学吸收率。此外,氧气氧化Spiro-OMeTAD前驱液的方式,优于其他三种氧化方式,由此得到的器件相比于空气氧化器件,正扫模式下填充因子由0.43增加至0.63,光电转化效率由9.06%提升至14.19%。

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        摘要

        针对传统光空间调制传输速率低、激光器利用率不高等问题,本文提出了一种激活激光器数目可变的增强型光空间调制(EOSM)。通过每次激活一个或两个激光器的索引组合增大空间域映射,并结合脉冲位置调制(PPM)的特点来区分不同类的映射。在详细介绍了空间域和信号域的映射规则之后,利用联合界技术推导出了EOSM系统在弱湍流信道下误码率的理论上界,并与现有的三种光空间调制进行了性能对比。结果表明:当Nt和调制

        PDF全文 光学学报 | 2020,40(03):030601
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        摘要

        针对随机散斑图的非正交性所导致的计算鬼成像信噪比低的问题,提出一种基于正交化正弦散斑的计算鬼成像方法。该方法结合矩阵正交特性,将正交的两种倾斜正弦分布图案叠加,以调整频率上限的方式,构建出正交化正弦散斑测量矩阵来对未知目标进行成像。数值仿真及实验结果表明,与基于高斯散斑图的计算鬼成像相比,本文方法重建鬼像质量明显提高,其中峰值信噪比增加了4-7dB,且结构相似性提高了280。

        PDF全文 激光与光电子学进展 | 2020,57(04):041018
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        摘要

        并行受激发射损耗(stimulated emission depletion, STED)显微术采用周期性排列的光学格子作为荧光抑制图案并行实现多点荧光擦除,可以有效地提升显微成像的时间分辨率。本文建立了并行STED显微成像系统的简化光学系统模型,在此基础上推导出受光学参数影响的并行荧光擦除图案周期公式,来阐明辅助物镜及显微物镜对该周期的影响机理。由该公式,我们解出了能产生更小周期并行荧光擦除图案的最优光学参数。数

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        摘要

        针对传统长度测量方法无法检测节距,本文提出了一种基于机器视觉光缆节距检测方法。本方法通过激光测速仪检测生产线速度产生相应脉冲触发工业相机采集,低角度与背光照明相结合搭建检测系统。利用预处理操作解决灰度重叠几何性质不稳定等问题,为提高定位精度,提出自动构造模板方法有效快速自动构造匹配模板,并运用模板分区精确定位法来解决直接匹配误判问题,进而匹配识别换向点与检测节距长度。通过理论分

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        摘要

        摘 要 光学非球面玻璃透镜具有许多优良特性而得到广泛应用。为优化非球面透镜模压工艺参数,通过MSC。Marc软件建立了二维轴对称模型。基于五单元广义Maxwell粘弹性模型对D-ZK3玻璃材料的模压成型过程进行有限元仿真,分析玻璃预制体和模具等效应力的变化及模压温度、模压速率、摩擦因数对等效应力的影响。结果表明,透镜边缘的等效应力大于中心,上表面中心点的等效应力大于下表面中心点,透镜和模具的等效应力

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        摘要

        为了解决目前飞机类目标无目标模型,且目标主体中轴线难于准确提取的难题,文章提出了一种基于分类直线交会解析的姿态信息获取方法。本文通过推导基准坐标系下姿态角定义与欧拉角递进旋转的唯一对应性关系获取基准旋转矩阵,对承载姿态信息的特征直线进行了分类;并提出了一种非中轴直线以外,交会求解出姿态角信息的新方法。该方法利用该特征直线与中轴线的相对姿态关系,直接交会获取基准系下的特征直线向量

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        摘要

        摘 要:分别以干燥环境下的平均单位质量气溶胶消光系数和湿环境下烘干气溶胶的散射消光系数为基准,已提出了与之对应的两种气溶胶消光吸湿增长因子f1(RH)和f2(RH)。利用成都市2017年10~12月浊度仪和黑碳仪的逐时观测资料以及该时段同时次的环境气象监测数据(大气能见度、相对湿度(RH)以及NO2和PM10的质量浓度),针对上述两种气溶胶消光吸湿增长因子进行了系统的对比分析。主要结论如下:(1)f1(RH)和f2(RH)均

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        摘要

        炭疽病是油茶产业最常引发的病害,故对油茶炭疽病进行快速检测研究具有重要意义。本文采用激光诱导击穿光谱检测技术,对油茶炭疽病害叶片中Mn元素含量进行了快速无损诊断研究,以期为油茶叶片炭疽病检测提供一种新方法。采集正常和感染炭疽病两类油茶叶片,并进行LIBS光谱采集,根据火焰原子吸收光谱法对样品中矿质元素Mn的真实含量进行分析。分别采用平滑、去噪、归一化、基线校正、一阶求导降噪、二阶求导降

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        摘要

        对基于InGaAs材料体系的共面波导型光电导开关进行了理论分析和设计,并对开关在无光照的暗态和激光照射的亮态情况下射频信号的传输性能进行了研究。实验采用了工作波长在1550nm,脉宽为96fs,重频为103。2MHz的激光脉冲触发开关对445MHz的射频信号进行了采样,实验结果证实了该高速光电导开关能够实现射频信号的带通采样。进一步分析表明,减小开关的载流子寿命将有助于实现更高频率的信号采样。

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        摘要

        LED全光谱合成技术是未来半导体照明光源新的发展方向。为解决目前白光LED光谱非连续性问题,设计出一种基于单色LED的太阳光谱合成方法。该方法通过构建单色LED光谱模型,采用最小二乘算法以最大相关指数R2为优化目标,实现对太阳光谱的拟合。仿真实验在理想峰值波长等间隔LED拟合的基础上,对非等间隔的单色LED进行最佳拟合求解,得到最优27种单色LED组合,其相关指数R2达到0.9576;并通过递减实验,优化分析

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        摘要

        在室内麦克风阵列声源定位算法的研究中,混响和噪声对定位精度影响很大,传统的声源定位算法无法在高混响和低信噪比的环境中保持较高的定位精度。为了解决这一问题,文中提出一种基于卷积神经网络的室内声源定位算法,该算法提取麦克风阵列间接收信号的相位加权广义互相关函数作为训练特征,获取目标声源三维位置信息。基于NOIZEUS数据库的实验结果表明,该方法能够通过训练适应不同的声学环境,与传统或其他

        PDF全文 激光与光电子学进展 | 2020,57(08):081021
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        摘要

        ELAS算法是一种性能优良的典型传统立体匹配算法,但是该算法视差图条纹明显且具有空洞区域。针对这一问题,提出了一种匹配窗口特性与微分特性相结合的局部立体匹配算法,通过增强描述子对点特征信息的描述,为待匹配点提供更有区分度的相似性度量。首先根据彩色图像的经典自适应算法,从空间上提出了适应于灰度图像的窗口描述子,该窗口在待匹配点的邻域内具有固定大小和形状的特征,避免在匹配过程中反复计算

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        摘要

        在超短超强装置中,由于其光谱带宽宽,系统中传统透镜组扩束方式会由于透镜组色差的积累,严重影响终端聚焦焦斑的质量,系统色差是装置必须要解决的瓶颈问题。文中回顾了国内外用于超短超强激光装置中消除色差影响的主要技术方向与研究进展,对比总结了几种主要方案的各自优缺点,并介绍近期我们提出并得到实验验证的一种可动态精确补偿系统色差的方案,对色差补偿的发展方向进行一些分析与展望。

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        摘要

        摘 要?提出了一种基于机载LiDAR点云数据的电力线自动提取方法。首先对LiDAR数据进行空间网格划分;其次依据电力线在三维空间中的水平分布特性,将包含电力塔点的网格滤除,并根据电力线局部高程信息,利用改进的欧式聚类实现电力线粗提取;再次采用电力线与电力塔的相连性,估算出电力塔顶端的空间坐标位置,并将该位置附近的点视为残留部分电力线的电力塔点;然后使用改进的欧式聚类实现单根电力提取,利用直

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        摘要

        涡旋光是一种具有螺旋波前和暗中空结构的特殊光场,在光通信和微粒操控等领域有着广泛的应用。与单涡旋光束相比,涡旋光阵列具有多个相位奇点,不仅能够增强信息传输容量,还能提升微粒捕获和观察的数量。目前在光学领域有多种涡旋光阵列的产生方法,如:干涉法、泰伯效应法、分数泰伯效应法、光楔衍射法、模式转换法、达曼涡旋光栅法、计算全息法、空间光调制法、超材料图案法等。本文对这些研究方法的理论模

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        摘要

        针对激光雷达实时定位和地图构建(Simultaneous Localization And Mapping, SLAM)中激光里程计位姿累积漂移、回环检测时全局匹配运算消耗巨大、累积漂移较大时分时段匹配失效而造成匹配错误问题,提出一种激光雷达SLAM位姿优化算法。算法基于位姿图优化算法理论,融合GNSS(Global Navigation Satellite System)数据在位姿图中加入卫星定位节点,可以有效将无回环时轨迹误差控制在GNSS定位误差范围内,有长时

        PDF全文 激光与光电子学进展 | 2020,57(08):081024
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        摘要

        离轴反射光学系统克服了传统折射系统的材料限制,具有大口径、小体积、轻量化、无色差等优点,随着自由度极高的自由曲面的大量应用,校正了离轴系统引入的非对称像差,成为了研究的热点。本文针对离轴三反初始结构求解复杂的问题,介绍了几种离轴反射系统的常用设计方法,从设计原理上将其归结为两类思路:一是根据像差理论先建立同轴系统的初始结构,通过对光学系统的离轴优化实现无中心遮拦;二是直接构建无

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        摘要

        高光谱成像方法可以同时获取在体组织二维图像与光谱信息,具有空间与光谱分辨率高、成像范围大、无损快速等优点,为在体诊断提供了丰富的信息。近年来,研究人员在成像方法、仪器与应用方面进行了大量研究,取得了长足进展。本文综述了高光谱成像在体组织成像方法及应用研究的主要进展,探讨了高光谱成像分光方法、系统组成与特点,从光谱重构方法、组织光学参数测量、基于深度学习的图像处理方法等方面,介绍

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        摘要

        目的研究激光熔覆Ni35+11%WC熔覆层的最优工艺参数。方法通过单因素控制法,以激光功率、送粉量、扫描速度作为控制变量,熔覆层的稀释率、高度和宽度最为参考指标,进行单因素和正交极差分析。实验结果表明:通过正交极差分析工艺参数对参考指标影响,发现主要因素与次要因素是送粉量>扫描速度>激光功率,单因素和正交分析得到最优参数都是激光功率1500 W,送粉量 2r/min,扫描速度4mm/s。熔覆层的硬度是710H

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        摘要

        随着遥感技术的发展,高分辨率的遥感及卫星影像不断涌现,如何从影像中自动提取目标引起了众多学者的广泛研究。在采用分割的手段来提取目标的方法中,基于水平集的CV图像分割方法最大的优势在其处理拓扑优化的能力。传统方法主要依赖图像光谱、纹理等底层特征,容易受到诸如遮挡和阴影等干扰。而遥感图像中复杂场景,目标遮挡、阴影等影响很常见。为此,本文在水平集方法中引入与目标形状相关的先验知识,采用

        PDF全文 激光与光电子学进展 | 2020,57(04):041018
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