光学技术最新期刊目录
基于深度学习与FPGA的涡旋光束OAM模式识别————作者：张尘;吕宏;王鲲鹏;刘艺柯;吴彤桥;邵睿康;黄钉劲;
摘要：为提高结构化涡旋光束轨道角动量（OAM）的检测效率，提出结合深度学习与FPGA加速的OAM模式识别方法。利用功率谱反演法生成随机相位屏，通过空间光调制器模拟五种大气湍流环境，采集涡旋光束经过随机相位屏后的光斑数据图像，构建包含10000组样本的数据集，采用ResNet18卷积神经网络（CNN），对比分析不同湍流强度对涡旋光束OAM模式识别精度的影响，并对模型的识别性能进行全面评估，最终将训练后的R...
微米量级腔长的开式F-P腔研制及其折射率传感特性————作者：许超;田庆业;范飞虎;
摘要：F-P谐振腔（Fabry-Pérot cavity）广泛用于折射率、温度、压力等传感，现有的基于光纤-谐振腔的封闭式F-P传感器因为谐振腔较长，限制了待测物质种类及其测量范围。基于薄膜技术研制了短腔长的开式F-P折射率传感器，具备宽测量范围和高灵敏度。理论研究了腔镜反射率和腔长对开式F-P腔特性参数的影响规律，设计开式FP谐振腔折射率传感器，包含上下高反射率腔镜（99.7%）和短腔（3.305μm...
布里渊动态光栅研究现状与发展趋势————作者：陈飞飞;赵丽娟;陈思慧;肖宁;
摘要：相比传统光纤传感技术布里渊动态光栅（BDG）具有多参量同时传感、测量精度高等优势。目前对BDG各项指标研究主要基于产生的不同类型BDG和在不同光纤介质中产生BDG。基于不同类型产生的不同BDG有啁啾、相移、随机和混沌四种，且混沌BDG实现高精度、高空间分辨率测量的同时，可以实现单个、稳定维持的动态光栅克服了多光栅的影响与其在分布式光纤传感中的限制。BDG产生介质有单模光纤、少模光纤、保偏光纤和光子...
高精度连续谱激光能量测量系统的研究————作者：崔怡松;吕勇;刘洋;陈青山;
摘要：为了满足连续激光的功率测量，针对其0.4μm至2.4μm宽波段、多路输出和甚高重复频率的特点，设计了一套专用的连续谱激光能量采集系统，能够对连续谱激光在上述波段范围内的能量分布进行高精度检测。系统选择以氧化铜作为热电堆吸收层的探测器，结合信号处理技术，通过加权滑动均值滤波的算法来实现了对宽光谱激光能量的动态响应与精确分辨。通过针对671nm和1064nm波段的光能校准，系统能够在复杂光谱条件下提供...
基于RDCAN深度学习的三维共焦拉曼光谱高分辨成像方法————作者：齐亚昆;徐德民;崔晗;邱丽荣;赵维谦;
摘要：三维共焦拉曼光谱成像凭借独特的分子特异性和非破坏性原位分析能力，在材料、生物医学等领域得到了广泛应用。然而，其几何形貌分辨率不足的固有缺陷制约了更深层次的应用拓展。因此，提出一种基于残差密集通道注意力网络（RDCAN）的超分辨率图谱成像方法，实现三维共焦拉曼光谱图像到几何形貌的跨模态重建。首先设计端到端的深度学习网络，以残差密集网络为基础，充分融合局部与全局多尺度特征，并引入通道注意力机制动态优化...
移频双脉冲调制相位敏感光时域反射传感技术————作者：樊迎瑞;王宇;张硕;王俊虹;王鹏飞;刘昕;靳宝全;
摘要：相位敏感光时域反射仪（Φ-OTDR）因多采用相干探测方式而需要极高的采样频率。为了降低系统采样频率，提出一种移频双脉冲调制直接探测Φ-OTDR系统，通过声光调制器时延变频控制产生频移量分别为79MHz和81MHz的移频双脉冲光，将瑞利散射信号调制到差频为2MHz的边带上，并结合外差解调技术，将系统采样频率降低至10MHz。采用马赫-曾德尔干涉结构验证了移频的有效性，并在10MHz采样频率下成功实现...
UED电子枪磁场屏蔽板设计仿真————作者：李梦超;张璐;费林博;陈维;黄骏;倪维元;王兴权;
摘要：采用Poisson Superfish联合General Particle Tracer仿真UED直流光阴极电子枪安装不同磁场屏蔽板后的效果。发现磁屏蔽板中心开孔越小，磁场屏蔽效果越好，被屏蔽后的磁场大小与开孔半径成正比。然而当孔太小时，继续减小孔径对屏蔽效果提升不明显。磁屏蔽板厚度越厚，屏蔽效果越好，被屏蔽后的磁场大小与厚度成反比，但厚度变化对屏蔽的提升有限。磁屏蔽板距离电子枪越近，电子枪磁场越...
基于调整投影强度的高反光物体三维形貌测量————作者：赵丽伟;张宗华;付帅;孟召宗;高楠;
摘要：条纹投影轮廓术是获取物体三维形貌最有效的方法之一，但是在测量高反光物体时，需要投影较多条纹图像，且精度不高。为此，提出一种基于调整投影强度的高反光物体三维形貌测量方法。通过计算物体表面系数并根据反射系数分布直方图求解最佳投影强度；结合极线约束和相位信息计算相机和投影仪的坐标对应关系，生成自适应条纹；将自适应条纹投影到被测物体表面实现对物体的三维测量。实验结果表明，测量高反光面台阶时，最大绝对误差为...
长距离光纤通信系统的非线性损伤补偿方法————作者：袁瑛;沈袁勋;沈平;
摘要：随着传输速率与传输距离的增加，非线性损伤对长距离光纤通信系统性能的影响愈发显著，严重制约了系统性能。为了缓解长距离光纤通信中非线性损伤的综合效应，提出一种基于双分支混合神经网络的长距离光通信非线性损伤补偿方法。该模型利用信道记忆从时域捕捉信道损伤的全局特征，利用历史信息优化当前符号的特征学习；通过基于卷积神经网络的实数分支捕获星座图中符号的空间特征，并采用通道注意力机制和空间注意力机制增强模型对非...
一种新型复振幅全息图编码方法————作者：田仪凡;魏晨骁;刘娟;
摘要：当前全息图计算存在效率低和编码信息丢失的问题。为解决以上问题，提出了一种新的复振幅全息图编码方法。方法将角谱法计算得到的复振幅分布拆解成振幅信息和相位信息，通过多相位编码生成包含全部振幅信息和相位信息的全息图。相比传统GS算法，在相同计算时间下，多相位编码方法全息图重建图像PSNR提高了15.49dB,SSIM提高0.65。方法为提高三维显示中全息图重建图像质量提供了新途径
混合面型极紫外光刻物镜优化设计————作者：余思辰;南雁北;陈雨情;闫旭;刘丽辉;李艳秋;
摘要：数值孔径为0.33的极紫外光刻物镜由6面高阶非球面反射镜构成。然而，包含大口径非球面反射镜的物镜系统，对加工和检测精度要求更加严苛。提出一种混合面型优化的设计方法，即采用自由曲面、非球面反射镜交互迭代优化技术，将小口径非球面镜逐次替换为自由曲面，有效降低大口径反射镜的高阶系数，最大口径反射镜非球面系数由16阶降至10阶，显著降低了物镜加工和检测难度。采用这种方法设计了一套NA 0.33混合面型极紫...
基于级联缺陷层Bragg光栅的多波长滤波器设计————作者：李杨 ;郭静菁 ;
摘要：建模分析了Bragg光栅引入级联缺陷层后的传输谱特性，发现随着级联缺陷层数的增多，滤波器谐振峰不断增多，七级联缺陷层Bragg光栅可引入谐振峰数达到7，且级联缺陷层数对应谐振峰数量；随着缺陷层间周期数和缺陷层长度增大，谐振波长分别向中心偏移和红移，单、二、三级联缺陷层Bragg光栅滤波器在不同缺陷层长度下最大谐振波长变化率分别为0.0477、0.03021、0.03107；且输入输出端周期数有助于...
国产化Littrow型外腔式可调谐半导体激光器————作者：李孟倩;江毅;
摘要：设计并构建了一款基于Littrow结构的国产化外腔式可调谐半导体激光器，旨在推动高性能激光器的国产化进程并满足精密光谱学、光纤传感等领域对高质量光源的需求。激光器的所有光器件均为国产，基于各组件的参数特点设计了一种紧凑型机械结构。完成搭建后，对激光器进行调试与性能优化，提高了光束质量。Littrow型外腔式可调谐半导体激光器为单纵模运转，中心波长为1580nm，波长最大调谐范围为74.06nm，调...
高折射率PDMS的溶胶-凝胶技术制备及其光波导的研究————作者：李新媛;仝召民;
摘要：聚二甲基硅氧烷（PDMS）光波导因其优异的生物相容性在生物医学上有广泛的应用。为了提高PDMS的折射率改善PDMS光波导的应用局限性，以端羟基聚二甲基硅氧烷（PDMS-OH）和异丙醇钛（TTIP）为主要原料采用原位溶胶凝胶法制备了PDMS-TiO2有机无机纳米复合材料。通过改变PDMS-OH与TTIP的质量比，得到折射率不同的均匀透明的PDMS-TiO2...
大视场dPCR检测系统中的荧光LED照明设计————作者：金旭东 ;张磬瀚 ;严言 ;郑继红 ;韦晓孝 ;万新军 ;
摘要：数字聚合酶链式反应（dPCR）是一种能实现绝对定量检测的分子生物学技术。传统的dPCR荧光检测系统在检测通量、检测速度、系统体积以及成本之间难以达到合理平衡。特别是传统照明系统设计在照射面积、均匀性、体积和开关响应速度方面存在限制，影响设备的整体性能及应用。为此，本文设计了一种基于匀光设计LED激发优化的便携式dPCR大视场荧光检测系统，旨在不牺牲检测速度与通量的前提下，缩小系统体积并降低成本。系...
多光纤阵列输入高分辨率微型拉曼光谱仪设计————作者：谭莉莉;杨照清;傅伟;郭汉明;
摘要：研究针对传统光谱仪采用单根光纤入射导致像面利用率不足、拉曼散射光探测能量弱的问题，提出了一种基于多光纤阵列输入的高分辨率光谱仪设计。通过沿狭缝弧矢方向排列七根入射光纤作为入射光源，并结合柱透镜与像散校正理论对光路进行优化。该系统采用785nm激发波长，可在七个视场内实现170～3200cm-1宽光谱覆盖，全波段分辨率达到7cm-1。实验结果表明，相较于单...
镜片吸湿行为对镜头性能的影响及改善————作者：杨俊成;张变;张芳;
摘要：树脂镜片的吸湿行为会导致镜头性能随时间变化的问题。在特定温湿度条件下，镜头性能处于动态变化状态，其主要原因是镜片吸水产生湿应力，导致镜片表面形状发生变化，从而影响整体光学性能。为解决这一问题，提出了两种改进方向：一是通过优化光学系统以降低对镜片面型变化的敏感度，然而对于特定光学规格，调整空间有限；二是通过缩短性能变化的时间来快速恢复系统的稳定性。为了实现后者，需要深入分析和仿真树脂镜片的吸湿行为，...
铝合金板激光增材制造温度特性模拟仿真————作者：余天锡;李隆;姜永霞;程雨露;张春玲;
摘要：为了探究铝合金板表面激光增材制造过程中的熔池形貌以及温度场的分布，建立了流体传热的三维有限元模型。考虑材料在加工过程中热物理性质以及激光的吸收率随温度的变化，研究了激光的功率、扫描速度对熔池流场及温度场分布的影响。研究结果表明：在加工的过程中，熔池的形貌会受到重力、反冲压力、马兰戈尼效应的影响。较大的激光功率以及较低的扫描速度可以使熔池有较高的温度以及更大的尺寸，但是容易导致熔池中的金属液体产生喷...
基于粒子群算法的光学相控阵阵列优化————作者：卫天浩;赵迪;阎焜;玄洪文;
摘要：光学相控阵作为一种先进的光束控制技术，在光通信、成像系统、雷达系统等领域具有广泛应用。然而，由于硬件误差、环境干扰等因素，光学相控阵系统中的相位误差会导致波束指向偏移、光斑发散角增大以及栅瓣能量上升，从而影响系统性能。为解决这一问题，研究提出了一种基于粒子群优化算法的相位误差补偿方法，通过优化阵列相位分布，提升光束集中度并减小栅瓣能量。为验证算法性能，构建了一维128路光学相控阵仿真模型，针对不同...
一种基于零样本学习的图像降噪算法————作者：李政德;赵爽;陈明哲;周哲海;凌帅帅;曹张朔;薛子轩;陈广伟;胡国庆;
摘要：与传统的降噪方法相比，基于深度学习的降噪算法能够对未见过的噪声类型进行降噪处理，提升了降噪后的图像的视觉质量。但深度学习网络需要大量的图片进行训练，而生物医学实验中往往没有大量的样本提供给神经网络学习。针对这种情况，提出了一种零样本学习的卷积神经网络，神经网络通过下采样技术生成不同的图片与噪声图片一起供残差网络学习，残差网络中的损失函数使用了残差损失、正则化损失和制导损失相结合的方式，同时在卷积层...
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