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期刊信息/Journal information
光学精密工程
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
光学精密工程

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会

曹健林

月刊

1004-924X

gxjmgc@ciomp.ac.cn；gxjmgc@sina.com

0431-86176855

130033

长春市东南湖大路3888号

光学精密工程/Journal Optics and Precision EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《光学 精密工程》学报简介 《光学 精密工程》（Optics and Precision Engineering）是中国科学院主管，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国仪器仪表学会、中国微米纳米技术学会共同主办的国际性学术期刊。本刊于1959年创刊《光学机械》，1966年停刊，1975年复刊，1993年更名为《光学 精密工程》。现为16开本，双月刊，科学出版社出版，国内外公开发行。 《光学 精密工程》首任主编为我国第一代著名光学家王大珩，随后担任主编的有张作梅、唐九华和陈星旦，现任主编是中国科学院副院长、中国科学院光电研究院院长曹健林。50余年的变迁，《光学 精密工程》从初创到成长、壮大，特别是改革开放以来的发展，从一个侧面展现了我国现代应用光学与微纳米技术和精密工程交叉学科崛起与发展的梗概和脉络。现在，《光学 精密工程》已成为目前中国历史最悠久、在国内外发行量较大、影响面相对广泛的现代应用光学与微纳米技术和精密工程交叉学科的学术期刊，赢得了国内外同行的普遍认同和信誉，受到包括诺贝尔奖获得者Charles H.Townes教授在内的一些著名国际学者的高度评价，被认为是“有中国特色的刊物”，奠定了它在中国科技期刊中的重要地位。 《光学 精密工程》自创刊以来，为本学科科研工作的正确开展，为加速科研成果的诞生，为发挥预见与导向作用，为我国现代应用光学与微纳米技术和精密工程赶超国际先进行列发挥了不可替代的桥梁与纽带作用。这几年来，《光学 精密工程》继续以提高学术质量来增强核心竞争力，在办刊理念、学术品位、编辑质量、出版发行与宣传，以及运用现代信息技术等方面，进一步加快与国际接轨的步伐。 《光学 精密工程》的编辑委员会由世界各地有权威的学者组成，编辑部设在中国科学院长春光学精密机械与物理研究所。《光学 精密工程》刊载现代应用光学与微纳米技术和精密工程领域的高水平理论性和应用性的科研成果，内容包括：1)空间光学；2)光学材料和纳米材料；3)光学设计和系统；4)激光和激光技术应用；5)光通讯；6)微纳技术与精密机械；7)医用光学；8)先进加工制造技术；9)信息理论与信息处理技术10）测试技术与设备以及有关交叉学科等。 　　 《光学 精密工程》的读者对象为相关专业从事科研、教学、生产、运行的研究人员和工程技术人员以及研究生等。面向国际学科发展的前沿领域，以国家知识创新体系的建设为依托，跟踪热点课题加强组织和征集优秀稿件，优先发表具有创新性、导向性和权威性的学术论文。所有录用稿件均以印刷版、光盘版、网络版等同时出版。《光学 精密工程》被国外著名检索系统，如美国工程索引（EI）、英国科学文摘（INSPEC）、美国化学文摘（CA）、美国剑桥科学文摘（CSA）、俄罗斯文摘杂志（AJ）等多种检索刊物和数据库收录。 《光学 精密工程》编辑委员会期望与科学家、作者、读者、出版社和信息系统团结起来，在共同的目标下相互支持与合作，在我国政府及其主管部门的组织和协调下，共同营造我国科技期刊发展的优良环境，为创办国际一流的学术期刊不懈努力，让中国科技期刊加快融入国际学术交流。
正式出版
收录年代

    面向光纤激光的近红外超宽带波长测量

    于晨昊延凤平杨丹丹王鹏飞...
    3127-3137页
    查看更多>>摘要：提出一种基于迈克尔逊干涉仪原理的面向0。8～2。4 μm波段近红外超宽带单频光纤激光的小型化高精度波长快速测量技术。该技术所涉及的光学组件均适用于0。8～2。4 μm近红外波段，伺服电机平移台的最大行程为50 mm，基于双折叠光路设计可产生4倍于平移台行程的光程差，由高速采集卡配合LabVIEW上位机程序采集处理信号，实现了该技术的小型化、高精度及快速测量。提出采样数等效分辨率法以简化波长分辨率的设计，确定波长分辨率仅与信号采样数有直接数值对应关系，其余参数均以采样数为基准进行自由调整。选用0。8，1。06，1。55，1。94和2。05 μm 5种典型波段的单频激光器做波长测量实验，并与商用高精度波长计测量结果比较。实验结果表明:采样数等效分辨率法单次测量耗时1。5 s，测量精度分别为±1。4，±1。1，±1。2，±1。2和±1。3 pm，波长分辨率符合理论值0。2×10-6。该小型化波长测量技术能够实现0。8～2。4 μm全波段近红外光源的高精度快速测量。

    波长测量迈克尔逊干涉仪近红外超宽光谱范围

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    目标邻域恒星匹配的摆扫式融合定位

    全胜姚凯男徐志强陈宝刚...
    3138-3146页
    查看更多>>摘要：地球同步轨道碎片白天探测系统中，地基光学望远镜受温度及太阳位置变化的影响，存在轴系定位误差较大且不稳定的问题。此外，受视场较小的限制，望远镜无法采用天文定位技术计算出目标的精确位置，不利于空间碎片的高精度定位。针对上述问题，提出了一种邻域恒星匹配的摆扫式融合定位技术。在空间碎片邻域内增加观测两颗定标恒星，通过定标恒星的望远镜指向以及天文理论位置计算出该范围内的望远镜指向变化系数;最后，利用指向变化系数，通过空间碎片与定标恒星的空间位置匹配实现目标定位数据的修正。以500 mm口径同步轨道空间碎片全天时探测系统为平台，该技术实现了全天区范围内若干恒星的高精度定位，定位误差优于4″;对三颗北斗精密轨道目标开展了测角实验，方位、俯仰定位总误差分别为1。77″和1。63″。实验结果表明，本文提出的定位技术能够有效修正望远镜定位误差，满足全天时探测系统的定位精度需求。

    白天探测地球同步轨道空间碎片邻域恒星匹配高精度定位

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    一维亚波长红外偏振光栅全息光刻加工

    陆天石邓富元李星辉
    3147-3156页
    查看更多>>摘要：亚波长光栅作为一种体积小，易于集成，消光比高的偏振选择器件，在遥感探测、材料应力探测和抗散射成像等领域有着丰富的应用前景。本文设计了高消光比，高透过率的一维亚波长光栅偏振选择器件，并实现其高效的加工方式。首先，基于等效介质理论和有限时域差分对光栅进行设计和仿真，设计了一种对全息干涉加工友好的双层金属结构的一维亚波长光栅偏振器件，具有占空比稳定及易于图形转移的优势。之后搭建了全息激光光刻系统，完成800 nm周期的30 mm×30 mm一维光栅的加工，较于传统方法，在加工效率、成本和周期可调节性上具有较大优势。通过刻蚀硅基底和镀金属膜实现了光刻胶图形向金属光栅的转移。制成的光栅对3～15 μm的红外光有着超过45%的平均透过率和30 dB的最大消光比。

    全息光刻双层金属光栅亚波长光栅偏振选择

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    船载激光外差温室气体探测系统研制

    吴兰艳杨晨光邓昊李仁仕...
    3157-3165页
    查看更多>>摘要：针对海洋大气温室气体柱浓度的探测需求，研制了一套适合于船载平台应用的1。57 µm近红外激光外差辐射探测系统。通过低成本监控云台的图像跟踪算法简化图像处理与控制算法，降低算法延时，实现船载动平台的稳定太阳跟踪。提出了本振光温度阶梯调谐的激光外差测量方法减小跟踪误差影响的同时降低非散粒噪声，提高测量信噪比。南海海上实验表明，该系统实测最大跟踪误差为1。98 mrad，满足激光外差探测需求;同时，实现了走航与漂航过程中大气二氧化碳柱浓度的连续监测，测量结果波动小于±1。0×10-6，波动范围仅为传统本振光电流调谐的1/12。该系统为海洋大气本底温室气体柱浓度探测提供了重要的技术支撑。

    激光外差船载探测二氧化碳柱浓度本振光温度调谐

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    pnCCD的实时X射线成像数据采集系统

    霍嘉赵晓帆崔苇苇王于仨...
    3166-3173页
    查看更多>>摘要：根据pnCCD的工作特点，采用多线程处理和多帧图像叠合技术，研制了基于pnCCD的实时X射线成像数据采集系统。为了满足高速数据实时采集与缓存的需求，硬件采用DDR3存储器接收缓存探测器机箱的科学数据。上位机软件采用LabVIEW的列队操作函数实现了数据采集、存储、多帧叠合成像的多线程处理，并设计了多模式下的实时图像处理模块。测试结果表明，该数据采集系统满足pnCCD各工作模式下的数据采集，实时的图像处理快速呈现了聚焦相机成像的位置信息，加快完成在X射线标定装置中聚焦相机对轴对焦等实验过程。数据采集系统通信稳定可靠，具有很好的灵活性和可移植性。

    X射线成像pn结电荷耦合器件(pnCCD)数据采集LabVIEW

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    复合腔高温法珀加速度传感器的设计与实验

    秦锋郑渟渟谭佳航王宁...
    3174-3183页
    查看更多>>摘要：针对铅铋堆高温高压液态流动金属环境下(500℃，2 MPa)，堆内组件流致振动磨损监测中高灵敏度、小量程振动监测的需求，提出了一种基于MEMS工艺的复合腔高温法珀加速度传感器。依据十字梁-质量块敏感结构的力学模型，分析了不同结构参数对传感器灵敏度、量程和一阶固有频率的影响，从而确定敏感结构的尺寸参数。然后，采用双面键合工艺实现复合腔传感器芯片的加工，并完成传感器的封装及制作。最后，搭建传感器测试平台，测试了传感器的动态特性、灵敏度、量程及温度特性。实验结果表明:传感器的工作温度可达 500℃，在 2～30 Hz的频率内能够实现7。69 nm/g的灵敏度，量程为-11g～11g，分辨率为0。04g。该加速度传感器能够满足铅铋堆内的流致振动测量的需求，有望实现燃料组件磨损状态的有效监测。

    加速度传感器复合腔高温振动测量

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    基于拉绳位移传感器的飞机大部件对接测量场构建与位姿求解

    王洪喜孙正阳刘冰王冠伟...
    3184-3199页
    查看更多>>摘要：针对激光、iGPS、视觉图像等位姿测量系统容易受到温度、湿度、空气扰动、转站以及视线遮挡等因素影响的问题，运用拉绳位移传感器构建了一种用于检测飞机大部件相对位姿的测量场，并采用BP神经网络-牛顿迭代法求解飞机大部件的相对位姿。通过6组拉绳位移传感器在飞机大部件对接面间的合理布局，建立飞机大部件对接位姿计算理论模型，并运用神经网络-牛顿迭代算法对位姿进行求解。数值仿真结果显示，位置最大误差绝对值为4。9×10-7 mm，姿态角最大误差绝对值为1。97×10-9°，通过误差仿真并与实验结果进行对比分析，验证了采用拉绳位移传感器构建测量场并运用神经网络-牛顿算法求解大部件位姿是可行的。该方法不易受外界环境的影响，能够准确检测大部件的相对位姿。

    大尺寸测量拉绳位移传感器大部件位姿BP神经网络算法牛顿迭代法

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    输电铁塔基础根开与高程差自动检测系统

    董世杰张爱华夏严峰方宇...
    3200-3210页
    查看更多>>摘要：鉴于输电铁塔的基础根开和高程差当前主要采用人工测量的方法，难以保证测量的精度和效率，基于激光检测提出的一种通过欧拉变换和误差补偿的自动测量系统。通过高精度电机驱动的二自由度转台，使用单点激光对特定区域进行指定轨迹的扫描;进而引入欧拉旋转变换建立测量模型，基于最小二乘法拟合了标定实验得到的俯仰角误差，并补偿到测量模型中;利用激光测距、编码器与姿态传感器的反馈数据直接计算基础根开和高程差，实现基础根开和高程差的高精度自动检测。最后，组装装置样机进行室内对比实验并在输电铁塔基础现场进行验证。实验表明，该装置使用方便，测量结果与参考值相比，根开的测量误差可控制在±0。2%之内，高程差的测量误差在5 mm以内，测量数据与平均值的偏差可控制在±0。15%以内。

    激光测量输电铁塔基础自动检测装置欧拉旋转变换基础根开高程差

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    无转速传感器的磁悬浮分子泵陀螺效应抑制

    付磊徐向波李俊峰
    3211-3221页
    查看更多>>摘要：磁悬浮分子泵在转速传感器故障或缺失时，常因陀螺效应无法有效抑制而失稳。针对该问题，提出了一种无转速传感器条件下的陀螺效应抑制方法。根据转子动力学建立分子泵转动方向的复系数模型，利用带非线性频率估计的可变相移角双输入自适应陷波器得到估计转速，并提供给控制系统。然后，在传统比例微分积分控制的基础上加入滤波交叉反馈环节抑制陀螺效应，通过双频伯德图分析系统的稳定性，并结合奈奎斯特图设计交叉反馈参数。最后，在磁悬浮分子泵平台上进行升速实验。实验结果表明:在中高速段的转速估计较为准确，与实际转速相差最大为2。04 Hz;在分子泵转速为350 Hz时，加入交叉反馈后，角位移响应在章动频率处的幅值从-37。34 dBV衰减到-60。11 dBV，在章动频率处的幅值从-57。24 dBV衰减到-76。15 dBV，且衰减后的幅值与环境噪声的幅值相当，验证了所提方法的有效性。

    磁悬浮分子泵陀螺效应抑制复系数模型滤波交叉反馈自适应转速估计

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    基于改进YOLOv8模型的增材制造微小气孔缺陷检测及其尺寸测量

    蔡引娣张殿鹏孙梓盟王宇轩...
    3222-3230页
    查看更多>>摘要：针对增材制造零件表面小缺陷检测中存在的准确率低和尺寸测量困难的问题，基于改进的YOLO v8提出了一种缺陷检测方法。在YOLOv8模型的检测头部引入高效通道注意力机制模块，同时采用加权交并比损失函数替换原有损失函数，减少低质量样本影响，提升检测精度。针对高分辨率图像数据集训练困难且易出现过拟合的问题，在训练阶段对包含目标缺陷的局部特征以中心为基准进行裁剪的方法生成训练集。在推理阶段，采用滑窗切分法将待测高分辨率图像裁剪成一组小图像进行预测，从而得到缺陷图像块。检测后的缺陷图像块被视为感兴趣区域，并通过计算机视觉中的边缘检测方法实现缺陷尺寸的精密测量。实验证明，改进模型的准确率达 94。3%，召回率为 93。3%，mAP50达到97。3%，缺陷尺寸的测量精度可达到40 μm，显著提升了增材制造零件表面缺陷的检测准确率。

    精密测量计算机视觉深度学习缺陷检测高分辨率图片

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