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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

    高光谱偏振技术的研究进展及展望

    颜昌翔张源泊建鞠学平...
    2141-2165页
    查看更多>>摘要：高光谱偏振技术是一种融合了高光谱和偏振成像的新兴技术，其在多个科学领域成为研究热点。本文旨在全面综述高光谱偏振技术的研究进展，并展望其未来发展方向。首先介绍了高光谱偏振技术的基本原理，解释了高光谱和偏振成像相结合的优势。然后，根据不同的设计原理介绍了偏振光谱仪器的分类。接下来详细讨论了该技术在遥感、医学、环境监测、地球科学和材料科学等领域的广泛应用。通过对不同领域的案例研究进行梳理，展示了高光谱偏振技术在提供更为丰富、精确信息方面的独特优势。最后对高光谱偏振技术目前面临的挑战进行了分析，包括仪器设备的精密性、数据处理的复杂性以及与其他传感设备的有效融合的问题。针对这些挑战，探讨了未来技术发展方向。未来的研究应着重于提升该技术的高光谱和时间分辨率，提高数据处理和分析准确性，扩展不同应用场景的适用性，以更好地满足不同领域的需求。综合而言，高光谱偏振技术作为一种全面、高效的信息获取手段，在多个领域取得了显著的研究进展。通过优化高光谱偏振技术满足更宽广的应用领域，高光谱偏振技术有望成为未来科学研究和实际应用中的重要工具。

    高光谱高光谱偏振成像技术偏振光谱仪

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    基于单目视觉的火箭回收高度测量技术研究

    路荣张高鹏曹剑中陈卫宁...
    2166-2188页
    查看更多>>摘要：精确测量火箭实时高度是完成火箭回收任务的重要前提之一，为了实现对火箭高度的实时测量，本文对基于单目视觉的火箭回收高度测量技术进行了研究。首先针对火箭回收过程中的烟雾场景，在何凯明暗通道去雾算法的基础上，结合视网膜大脑皮层(Retinex)理论对透射率函数进行改进，从而提升了去雾算法对不同雾环境下的适应性。其次，针对火箭回收中靶点的特性，提出了适用于靶点特征提取的算法，并设计实验验证了算法的可行性与可靠性。针对火箭与地面靶点的几何特性构建了数学模型，并设计实验定量分析了高度解算算法的可行性。最后定量分析了不同雾浓度下不同去雾算法对高度测量结果的影响。仿真和实物实验结果表明，根据本文提出方法计算得到的火箭高度解算精度在0。5 m以内，可满足火箭回收中对高度测量的需求。

    火箭回收单幅图像去雾质心提取高度解算单目视觉

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    SF6放电分解产物荧光抑制光纤增强拉曼光谱动态高灵敏检测研究

    冉童沁万福周湶孔维平...
    2189-2199页
    查看更多>>摘要：分析SF6放电分解产物组分和含量的动态变化是SF6封闭式组合电器(Gas-Insulated Switchgear，GIS)状态诊断的关键。本文提出荧光抑制光纤增强拉曼光谱(Fiber-Enhanced Raman Spectroscopy，FERS)动态高灵敏检测方法。首先搭建了SF6放电分解产物荧光抑制FERS检测系统，通过结合CCD数字滤波和小孔空间滤波的协同荧光滤波方法，系统信噪比提升228。4%;基于Allan方差分析确定了系统最佳积分时间为220 s。然后在2 bar压强、220 s积分时间下，基于标准混合气体样品分析确定了用于同时定性与定量分析SF6 放电分解产物SOF2，SO2F2，COS，CF4，SO2，CO2，CO的特征拉曼谱峰，并计算得检测下限分别为1。95 ppm，1。78 ppm，0。83 ppm，2。41 ppm，0。93 ppm，2。51 ppm，6。69 ppm。最后通过连续168 h的GIS等比缩小模型局部放电实验证明了上述系统可实现SF6放电分解产物的动态高灵敏检测，且与气相色谱法结果偏差小于±5%。实验结果表明，本文提出的检测方法可为GIS的安全运行提供技术支撑。

    SF6封闭式组合电器SF6放电分解产物光纤增强拉曼光谱协同荧光滤波气体分析

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    二维激光跟踪转台轴系设计及动态形变误差修正

    霍汉林王劲松王国名李根梓...
    2200-2210页
    查看更多>>摘要：二维激光跟踪转台轴系结构的稳定性及动态形变误差补偿精度是激光跟踪仪实现高精度动态坐标测量的关键因素。为满足激光跟踪仪动态坐标测量高精度、高稳定的实际需求，本文研制了一套基于过定位双角接触轴承对轴系的二维转台。首先，基于转台性能指标要求开展二维转台轴系设计及精度分析;然后，基于所设计结构及现有装配工艺，结合弹性力学理论，开展转台动态形变误差形成机理分析，并通过刚柔耦合动力学仿真分析验证理论分析合理性。最后，提出基于共轭差动式光学自准直原理的轴系动态误差测量方法，完成对轴系稳定性和动态形变误差的测量补偿。实验结果表明:转台的动态形变误差重复性优于±0。6″，动态形变误差由补偿前的±7″降低为±1″，转台设计的稳定性和动态形变误差补偿精度满足设计需求。

    激光跟踪仪二维激光跟踪转台轴系精度动态形变误差光学自准直

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    刀具磨损和变摩擦系数对切削力的影响

    郐吉才段云乾李新刘石安...
    2211-2224页
    查看更多>>摘要：刀具磨损和摩擦系数对切削力、表面质量有显著影响。为进一步研究刀具磨损和摩擦系数对切削力的影响规律，提出了同时考虑刀具磨损和变摩擦系数的切削力模型。首先分析了刀具磨损对刃口半径的影响规律，指出随刀具磨损增加，刃口半径增加;其次明确了刀具磨损及刃口半径对最小切削厚度的影响规律，认为最小切削厚度随刀具磨损、刃口半径的增加而增加。进一步用单晶金刚石刀具切削铝合金，并在切削深度、进给速度、刀具刃口半径、刀具磨损宽度以及恒定摩擦系数与变摩擦系数等方面进行了对比。研究表明，随切削深度、进给速度增加，法向切削力与切向切削力增加;随刃口半径从 150 nm增加到 450 nm，切向力增加了 1。13倍，法向力增加了 2。12倍;随刀具磨损宽度从 0增加到 0。55 μm，切向力增加了1倍，法向力增加了约7倍;恒定摩擦系数切削力最大误差高达41%，变摩擦系数切削力最大误差在11%以内。因此，同时考虑了刀具磨损与变摩擦系数的切削模型与实际切削过程更加吻合。

    切削力模型刀具磨损变摩擦系数金刚石刀具

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    面向非均匀不连续X射线望远镜的最优化精密温控方法与试验验证

    张晓峰冯建朝马佳廖星...
    2225-2235页
    查看更多>>摘要：本文旨在实现EP卫星X射线望远镜的精密控温，通过建立Wolter-I型掠入射X射线望远镜数学传热模型，揭示了热量在聚焦镜组中的传递规律，并设计了两类主动控温加热器。针对望远镜非均匀、不连续构型导致的热场调控难题，提出了最优化精密控温方法，兼顾控温指标与工艺研制难度，构建了关于热量补偿如何分区调配的代价函数。通过设置关于平均偏差、最大偏差、区域个数、最小区域长度的权重参数，获得了第一类加热器最优化设计方案。整星级真空试验结果表明:54个镜片温度范围为19。1～20。9℃，且时域温度稳定性较好，波动小于0。2℃，满足X射线望远镜(20±1)℃的指标要求，权重参数设计合理。本研究提出的方法，成功应对了非均匀、不连续X射线望远镜精密控温难题，为温度要求较高的空间科学探测器提供了技术支持。

    精密控温最优化X射线非均匀不连续EP卫星

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    考虑温度因素对带有柔性结构的静压气体轴承稳定性影响研究

    赵晓龙张伟超孙广伟苗张仪...
    2236-2246页
    查看更多>>摘要：为了研究静压气体轴承在工作状态下，温度对带有柔性结构的静压气体轴承柔性结构挠度变形量、流场流态及稳定性的影响规律，本文建立了带有柔性结构的静压气体止推轴承三维(3D)模型。首先，采用流-固-热多物理场耦合的计算方法，分析了工作状态下温度变化对静压气体轴承柔性结构挠度变形量、气膜流场流态及气膜稳定性的影响。然后，通过设计静压气体轴承试验台，对轴承受到载荷冲击时的振动情况进行测试，将测试结果与仿真分析结果对比，验证了仿真计算的可靠性。计算结果表明，环形柔性薄板在节流孔处的挠度变形量随温度升高而增大，当气膜间隙h=12 μm的情况下，工作温度T=100℃相较于工作温度T=-20℃的挠度变形量提升了43%;其他条件相同下，随着温度的升高，气膜内气旋的范围逐渐减小;工作温度越高，受到载荷后轴承振动幅度越小。实验测试结果表明，随着工作温度的升高，轴承稳定性越高，与仿真分析结果基本一致。该研究为此类轴承在超精密领域的应用提供了理论参考。

    静压气体轴承温度流-固-热耦合稳定性计算流体力学

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    多光谱硫化锌光学窗口离子束抛光工艺研究及参数优化

    蔡根朱蓓蓓秦琳张楚鹏...
    2247-2255页
    查看更多>>摘要：多光谱硫化锌因其在近、中、远红外等多个光谱波段具有较高的光学透率，广泛应用于红外光学制导导引头、光电探测雷达、机载光电吊舱。为了获得超高面形精度的多光谱硫化锌光学元件，并提高离子束抛光效率，采用正交实验方法对硫化锌进行离子束单点刻蚀实验，获取各工艺参数下的去除函数特征量及体积去除率。通过对正交实验数据进行直观法分析和极差法分析，以体积去除率最大为目标进行工艺参数优化，获得的优化工艺参数组合为:离子束流电压1 100 V、射频功率110 W、加速电压200 V、氩气流量7 sccm、加工距离30 mm。通过调控工艺参数获得不同的离子束束斑直径对口径为80mm硫化锌进行组合抛光，加工后的硫化锌面形精度PV值由467 nm下降到了71。506 nm、RMS值由112 nm下降到10。758 nm。以上实验结果表明，采用大、小束径离子束组合能够有效提升多光谱硫化锌光学元件的加工效率和面型精度。

    硫化锌离子束抛光去除函数工艺优化极差分析

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    复杂背景下的电路板表面焊接缺陷视觉检测

    朱黎颖王森沈爱萍李选岗...
    2256-2271页
    查看更多>>摘要：为了解决现阶段的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)缺陷检测方法没有同时关注缺陷的细节信息以及全局信息，跨像素卷积或池化的降采样操作更是造成了PCB表面缺陷全局信息与细节信息的丢失。虽然部分方法使用注意力进行层内信息的关注，但是对普通卷积提取特征后造成的权重偏差问题缺乏关注的问题。本文提出了PCB表面缺陷检测网络(PCB defect detection Network，PCBNet)，该方法通过设计膨胀挤压卷积(Dilation and extrusion Convolution，DeConv)提取PCB表面缺陷全局信息与细节信息，使用空间向通道集中卷积(Spatial to Passage Directed Focused Con-volution，SPD-Conv)进行降采样以减少信息丢失，设计细微特征增强模块(Subtle Feature Enhancement Module，SFEM)调节PCB表面缺陷特征的层内关系以及减少权重偏差的同时增强算法对细微特征的感知能力。在现场采集的PCB表面焊接缺陷数据集以及PCB Defect-Augmented数据集上与多种先进方法进行的对比的实验结果表明，PCBNet不仅在PCB表面焊接缺陷数据集上能够以每秒83帧的速度进行准确识别，还在PCB Defect-Augmented数据集上取得了COCO数据集评价指标mAP0。5的最佳精度。表明本文的方法拥有可部署在嵌入式设备上运行的潜力。

    PCB缺陷检测膨胀挤压卷积空间向通道集中卷积细微特征增强目标检测

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    融合多维姿态自适应感知的无人机目标定位

    凌智城雷仲魁黄大庆徐诚...
    2272-2285页
    查看更多>>摘要：针对无人机光电侦察平台目标定位中各姿态系统误差难以辨识和消除的问题，研究了融合多维姿态自适应感知算法的目标定位系统。本文依据目标定位原理建立了全流程的目标位置解算模型，利用光电侦察平台的锁定跟踪特性对合作目标点进行多次测量，分析多维姿态的系统误差偏移对定位结果的差异表征，基于深度神经网络设计多任务学习的时序特征提取模型对各系统误差进行自适应估计和反向补偿。实验结果表明无人机在4 000 m飞行高度下，该系统能有效消除 77%的系统误差，目标定位的误差由 103 m下降至 19 m，定位精度提升 81%，可实现高精度的无人机目标定位。

    目标定位无人机姿态自适应感知系统误差多任务学习

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