光學技術最新期刊目錄

已知窗口形狀的被動非視域成像————作者：孫佳科;王維東;

摘要：非視域成像是對視線外場景進行成像，可以分為主動非視域成像和被動非視域成像。主動非視域成像使用主動光源及探測器對非視域場景進行成像。被動非視域成像則依賴于場景發出的光或反射光，利用物體、墻角和窗口對非視域場景進行成像。現有利用窗口進行被動非視域成像的方法只針對矩形窗口，需要已知窗口形狀、尺度和位置。然而現實生活中窗口形狀各異，且很難得到其精確尺度和位置。為此，提出一種已知窗口形狀的被動非視域成像方法...

基于全變分與深度去噪網絡的壓縮超快攝像重構方法————作者：龍佳樂;李英榮;丁毅;馬釗;張建民;許彬;

摘要：利用壓縮超快攝像技術，有希望以極高的時間分辨率揭示飛秒激光脈沖在介質中的瞬態散射過程。然而，基于兩步迭代收縮/閾值算法(TwIST)的壓縮超快攝像重構由于受到欠采樣策略引起的超高數據壓縮率影響，存在圖像重構質量不高、結果不穩定等問題。為克服這些問題，本文提出了一種交替使用全變分(TV)與深度去噪網絡(FastDVDNet)結合的即插即用廣義交替投影框架重建算法，以改善壓縮超快攝影的圖像質量。實驗結...

基于BRDF與NIQE的非視域目標重建————作者：王鈺鋒;隋國榮;

摘要：針對被動非視域目標重建工作中的光學傳輸模型仍未完善、重建算法的相關參數尚不明確等問題，提出了一種基于BRDF的光學傳輸模型以及一種基于NIQE的融合FISTA算法。基于BRDF建立被動非視域場景下的光學傳輸模型，對模型離散化并建立數據保真項與數據平滑項的目標函數，使用NIQE作為指標融合FISTA迭代算法求解優化問題得到最優重建結果。MNIST手寫數字集的重建結果的PSNR為11.34dB,而SS...

基于ESPCN的離散余弦變換單像素成像方法————作者：潘劍;龍佳樂;張建民;黎在銘;黃昊銘;

摘要：單像素成像是一種通過少量像素測量重建圖像的技術，具備高度靈活性。然而由于每個像素是間接測量的，圖像重建質量可能不如傳統直接成像技術。文章提出了一種將離散余弦變換(DCT)與高效亞像素卷積神經網絡(ESPCN)相結合的單像素成像方法。通過DCT對少量像素測量進行頻域分解，獲取低分辨率的頻域特征表示，保留了關鍵的頻率信息。ESPCN通過亞像素卷積層將低頻特征映射到高分辨率圖像，從而實現高質量重構。仿真...

基于波前編碼的共形整流罩剩余像差抑制方法研究————作者：林琳;鄒博琳;張佳良;朱崇輝;于佳倩;孫朝范;

摘要：共形整流罩空氣動力學性能良好，但其自身結構特性會引入隨視角變化的動態像差，導致共形光學系統像質下降。針對該問題，提出了使用波前編碼技術來抑制共形整流罩剩余像差的方法。利用傳統的非球面固定校正器對共形整流罩的動態像差進行初步校正，然后在共形光學系統的出瞳面插入設計優良的相位掩膜板實現剩余像差的抑制。通過PSF、Strehl比以及圖像仿真等驗證了該方法的可行性。設計結果表明，該方法能夠有效減少光學元件...

基于網格矢高的自由曲面反射鏡設計方法————作者：林藝華;李剛;徐偉龍;閆棟;趙一軒;

摘要：自由曲面在緊湊型復雜光學系統中占有重要地位，自由曲面設計及自由曲面描述方法是自由曲面應用的關鍵。文章提出基于網格矢高的自由曲面設計方法，以光線為研究對象，將成像和非成像相結合，利用非成像理論計算自由曲面離散點坐標，將其擬合為自由曲面作為基底曲面，將離散點與基底曲面的偏差設為補償量，然后利用成像光學理論同時優化基底和補償量，直到滿足系統設計要求。利用該方法設計了一個自由曲面反射鏡光學整形系統，照度均...

應用于梯度折射率測量的長波紅外干涉儀————作者：張祐誠;鄭東暉;黃一飛;李晶晶;陳磊;

摘要：紅外梯度折射率材料折射率大且折射率變化大，導致干涉條紋密度大且密度變化大。為了精確測量紅外梯度折射率材料，研究了一種λ=10.6μm紅外馬赫-曾德爾干涉儀，設計了一種變焦、定焦同步成像方案，解決了材料大梯度分布情況下條紋過密導致的難以測量難題，通過測量紅外梯度折射率材料的透射波前從而得到其折射率分布。利用該干涉儀測量厚度為2mm的軸向梯度折射率樣品和厚度為9mm的徑向梯度折射率樣品，得到兩樣品折射...

高斯脈沖激光燒蝕鈦合金熱效應分析研究————作者：姜永霞;李隆;程雨露;余天錫;文君瑤;張春玲;

摘要：利用多物理場耦合分析軟件對激光作用于金屬材料TC4材料時的熱效應進行數值模擬計算，從熱傳導理論出發，構建了高斯分布脈沖激光單點作用TC4材料的二維軸對稱瞬態物理模型，建立了鈦合金表面激光加工溫度場分布理論模型。通過論述激光燒蝕金屬表面主要發生的激光加工機理和物理現象，建立了激光燒蝕金屬材料表面的理論模型以及求解材料溫度場分布的熱傳導方程，并通過有限元仿真進行研究，得到了光斑半徑、激光功率、激光脈寬...

鈥激光結石消融效率影響因素探究————作者：陳明惠;許詩怡;談維杰;汪宏旺;王援柱;王成;項華中;

摘要：為了提高鈥激光碎石術的結石的消融質量和消融效率，減少手術時間，探究了鈥激光脈沖峰值功率、光纖芯徑和工作距離對于鈥激光消融效率的影響。首先搭建了一個體外模型裝置模擬輸尿管內鈥激光碎石的過程，實驗使用250mg的正方體石膏模型來代替人體結石。接著確定了實驗所需的參數，鈥激光功率選擇10W、12W、20W和24W,脈沖持續時間為200μs和800μs,光纖使用272μm以及550μm,工作距離從0mm到...

室內定位光通信平衡碼編解碼設計————作者：姚迪昌;欒新源;艾佳銘;

摘要：可見光通信定位技術在無線通信技術中極具發展潛力和應用前景；為了提高可見光通信(VLC)在室內定位的效率及其應用范圍，研究構建了一種室內定位光通信平衡碼編解碼系統；系統首先基于LED燈具的特性，開發了一套光條形碼編碼系統，利用光信號的周期性特點進行數據傳輸。隨后，引入了先進的YOLOv8算法對發出的循環可見光編碼進行精確定位，實現對編碼周期的精準捕捉。此外，系統還設計了一種包含傾斜矯正和誤差修正技術...

大氣湍流下激光通信的波前還原研究————作者：閆麗娟;梁冰;

摘要：大氣湍流下激光通信易出現相位波動和光束漂移的現象，導致自由空間激光通信的誤碼率升高。針對此問題，提出一種基于深度學習的大氣湍流下激光通信波前還原方法。使用卷積長短時記憶模型提取激光波前序列的時空特征，對激光波前的相位波動進行學習；對ConvLSTM模型進行改進，使其具有捕捉波前移動的能力，從而捕獲大氣湍流下激光束漂移的信息；結合生成對抗網絡對所提神經網絡進行訓練，再用訓練的網絡對接收的光束波前進行...

基于雙飛秒光學頻率梳的CO₂光譜測量————作者：李刻泰;李曉峰;夏傳青;武騰飛;楊永軍;蔡靜;

摘要：文章研究了基于近紅外雙光梳光譜測量技術的CO₂濃度測量方法。實驗采用兩臺中心波長為1550nm的飛秒光學頻率梳，通過同步精密鎖定的雙光梳光譜系統，選用1572nm波段的CO₂吸收譜線進行測量。結果顯示，測量的CO₂濃度誤差為4.27%,光譜分辨率達到113MHz。研究驗證了雙光梳系統在近紅外波段CO₂測量的可行...

低滲透砂巖儲層孔隙度的太赫茲成像表征————作者：苗昕揚;熊舒潔;安天天;劉學聰;趙昆;

摘要：以松遼盆地扶余油層為研究對象，結合巖石學特征，采用反射式太赫茲(THz)光譜成像技術對來自不同井位、深度的10個致密砂巖樣本進行孔隙分布表征。結果表明，受孔隙非均勻分布的影響，THz反射率在樣本不同位置展現出顯著差異。基于BP神經網絡實現了對孔隙度的精準量化，并構建了基于有效介質理論的孔隙度量化評價模型，實現對樣本整體孔隙度的定量分析及孔隙分布可視化，有望為深入理解儲層滲流機制及優化開采方案設計提...

基于攝影測量的機器人移動跟蹤測量系統————作者：夏常青;吳龍;彭文君;陸冠含;

摘要：如何提高測量范圍與多位姿測量數據融合精度是實現大構件高精度測量的關鍵。文章設計了一種基于攝影測量的機器人移動跟蹤測量系統，實現了大范高精度多位姿測量數據融合，完成了高速列車車體的測量。具體地，針對高速列車車體尺寸達25m×4m×4m,單測量設備范圍有限的問題，系統通過機器人抓取結構光設備與導軌對機器人的移動實現了系統大范圍的測量。為了實現多位姿下高精度測量數據融合，系統通過多個單目相機跟蹤測量相機...

離焦量誤差對相位變更法波前傳感精度的影響及解決方法————作者：余日輝;胡新奇;付德軒;李秉宸;

摘要：以離焦作為相位變更方式的經典相位變更法波前傳感方法，要求離焦量準確已知，這一要求在很多應用中不易被滿足，給實際應用帶來不便。針對實際應用中可能存在的離焦量誤差問題，仿真分析了離焦量誤差對經典相位變更法波前傳感精度的影響，以及對誤差評價函數的影響，進而提出了基于誤差評價函數的離焦量搜索算法，以解決離焦量不準確的問題，方便實用。論文還通過大量仿真驗證和統計分析，驗證并分析了該方法的可行性和性能水平

基于傅里葉紅外光譜分光的橢偏薄膜測量技術————作者：吳傳超;蘇宏錦;張治祥;張佳瑩;薛鵬;張瑞;

摘要：隨著半導體集成電路、平板顯示、光伏太陽能等技術的發展，在紅外波段具有優良光學特性的薄膜材料被廣泛應用，而薄膜厚度的高精度測量將直接對器件的加工質量產生影響。光譜橢偏技術是一種非接觸式、高精度的薄膜測量技術，是其檢測的最好手段。但現有光譜橢偏儀主要集中在可見-近紅外波段，無法滿足中紅外光學薄膜的測量要求。為此，提出一種采用傅里葉光譜分光模式和多方位補償器相結合的紅外光譜橢偏薄膜測量技術。結合橢偏測量...

基于單運動組元的雙視場像方遠心顯微鏡設計————作者：楊玉霞;王艷云;

摘要：針對芯片和航空零部件等精密制造業中的高精度跨尺度檢測問題，提出了一種基于單運動組元的雙視場像方遠心顯微鏡光學系統。首先，對變倍顯微鏡光學系統的成像原理進行了理論分析，并建立了基于單運動組元的像方遠心變倍成像數學模型。然后，基于該變倍成像模型提出了一種光學系統初始結構的解算方法，并對光學系統的初始結構進行解算。最后，利用光學設計軟件Zemax進行透鏡替換和優化設計，得到了一個共口徑雙視場像方遠心顯微...

超低雜散光同軸四反光學系統————作者：桑海龍;鄭陽;李延偉;謝新旺;謝虹波;劉華秋;

摘要：為適應衛星遙感載荷輕量化和小型化的需求，基于同軸四反光學系統初級像差理論，采用偶次非球面反射鏡，設計了一種大視場、長焦距的同軸四反光學成像系統。系統視場角±2.5°,焦距550mm,總長度210mm。調制傳遞函數(MTF)值優于0.2@100lp/mm,±2.5°視場內最大畸變為0.7%,±1.5°視場內最大畸變為0.27%。與傳統±1.5°視場同軸四反光學系統相比，主四鏡共體加工簡化了裝配難度而...

融合LiDAR點云與單目視覺的可變高目標物高度測量————作者：鄧龍寶;陳茂霖;潘建平;姬翠翠;

摘要：傳統單目視覺測高方法普遍對相機架設姿態有所限制，且缺乏對于離地物體高度測量的研究。針對該問題，提出了一種創新性的高度測量方法。該法融合LiDAR點云和單目視覺技術，以幾何成像學為理論依托，結合所測目標物點云數據先驗知識，根據幾何變換得到一種任意平面上物體高度的測量方法，且可精確監測物體隨時間變化的高度。使用型號為Xiaomi 13的小米智能手機為實驗設備，并對5個棱鏡的高度進行了三輪的調整與測量。...

磁光晶體式光纖電流傳感器的設計及微電流測量————作者：姚鵬輝;王國萍;張雷;周俊楠;賈英新;馬鐵軍;靳曄;

摘要：為了實現微弱電流的智能化實時監測，基于法拉第效應，利用磁光晶體作為傳感元件制作光纖電流傳感器，具有維爾德常數大、靈敏度高、體積小、便于集成等優勢。通過瓊斯矩陣推導并分析了磁光晶體式光纖電流傳感器的解調機理，搭建了基于磁光晶體偏振型光纖電流傳感器的微弱電流測量系統；在偏振分析技術的基礎上，提出雙光路自平衡差分測量的方法消除兩光路損耗系數的不相等，得到了實際應用中偏振型光纖電流傳感器的解調表達式，使靈...

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