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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

    基于稀疏自注意力的偏振表面法线估计

    于智超万振华赵开春
    2987-2998页
    查看更多>>摘要：对于物体表面法线的准确估计在各种计算机视觉任务中扮演着重要角色。采用基于物理的偏振表面法线估计方法存在诸多限制，限制了其实用性。相反，基于深度学习的偏振表面法线估计方法在精度和适用性上均超越了基于物理的方法，为了进一步提高基于深度学习的偏振表面法线估计精度，以使其能适用于更多的实际任务，本文提出了一种新的方法。首先，结合斯托克斯矢量提出了一种新的偏振信息表示方法，旨在提高模型对偏振物理先验信息的提取能力。随后结合基于双层路由的稀疏自注意力机制，以改进模型对全局上下文信息的感知能力，来更好地对局部偏振信息消歧。在DeepSfP数据集和自建测试数据进行测试。实验结果表明:提出的方法在DeepSfP数据集上平均角度误差为13。37°，并在精度和角度误差等所有测试指标上均优于现有方法，证明了该方法在估计法线效果方面的显著改进。通过引入新的偏振信息表示方法和稀疏自注意力机制，我们的方法提高了偏振表面法线估计的精度和适用性，为实际任务的应用提供了更强的支持。

    偏振信息表达稀疏自注意力机制偏振表面法线估计

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    激光诱导荧光辅助激光诱导击穿光谱对合金结构钢中Mo的定量分析

    莫凯峰唐云杨泽恩王胜...
    2999-3005页
    查看更多>>摘要：合金结构钢中钼(Mo)元素的含量对性能有重要影响，因此检测合金结构钢中Mo元素的含量具有重要意义。然而，合金结构钢中基体元素Fe的谱线干扰和自吸收效应严重影响激光诱导击穿光谱对Mo元素定量分析的准确性。在这项工作中，使用了激光诱导荧光辅助激光诱导击穿光谱(LIBS-LIF)来解决这些问题。Mo I 379。83 nm，Mo I 386。41 nm，Mo I 390。30 nm三条谱线被选为分析线。结果表明，LIBS-LIF能够增强三条分析线的光谱强度，消除了光谱干扰，并且随着Mo含量从 0。019 wt。%增加到 1。4 wt。%，Mo元素谱线的光谱强度也明显增强。与传统的LIBS技术相比，Mo I 386。41 nm谱线的自吸收因子降低了 99。99%，交叉验证均方根误差降低了 65。37%，平均相对偏差降低了85。69%，平均相对标准偏差降低了20。20%。因此，LIBS-LIF可以有效地减小光谱干扰和自吸收效应，提高定量分析的准确性。

    激光诱导击穿光谱激光诱导荧光合金结构钢钼元素

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    太赫兹融合光谱结合改进Fused Lasso模型在转基因菜籽油鉴别中的应用

    陈涛谢光翀张绍荣
    3006-3016页
    查看更多>>摘要：现有基于单一光谱的转基因菜籽油分类鉴别模型，存在包含信息少、数据维度高等问题，导致模型运行效率较低、检测结果不够准确。针对此问题，本研究提出一种太赫兹融合光谱结合改进Fused Lasso模型的转基因菜籽油分类鉴别方法。以两种转基因菜籽油和两种非转基因菜籽油为研究对象，应用太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统获取4种菜籽油样品在0。2～1。6 THz频率范围内的太赫兹吸收光谱，采用连续投影(SPA)算法对样品的太赫兹吸收光谱和导数光谱进行特征提取后再融合，引入特征选择和分类为一体的正则化稀疏模型Fused Lasso，通过采用一对一(OVO)方法将其改进为多分类模型并采用贝叶斯优化(BO)算法对其正则化参数寻优。结果表明，相比传统基于单一吸收光谱的Fused Lasso模型，基于融合光谱的BO-Fused Lasso模型对4种菜籽油分类效果更好，其训练集准确率为96。88%，测试集准确率为95。00%。因此，本研究为转基因菜籽油和非转基因菜籽油的鉴别提供了一种新方法，也为其他转基因物质鉴别提供了有价值的参考。

    太赫兹转基因菜籽油融合光谱正则化稀疏模型贝叶斯优化

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    大型望远镜指向精度的影响因素及综合修正模型研究

    陈宝刚夏豪杰张进王建立...
    3017-3025页
    查看更多>>摘要：指向精度是衡量望远镜系统性能的一项重要指标。随着望远镜口径、结构尺寸及重量的不断增大，维持和提高指向精度的难度也越来越大。因此，需要对大型望远镜各项误差影响因素进行理论分析，建立数学模型，修正指向误差。本文从大口径望远镜自身结构特点出发，分析了望远镜指向精度的各种影响因素，提出了一种建立望远镜指向模型来修正望远镜指向精度的方法。本文提出的修正模型物理意义明确，各参数相关性小。采用本文提出的模型对某大型望远镜指向精度进行修正，方位指向精度均方根误差修正前为 20。6″，修正后为 4。1″，俯仰指向精度均方根误差修正前为5。1″，修正后为2。8″，实验结果表明采用本文提出的模型，能够有效修正望远镜的系统误差，提高指向精度。

    大口径望远镜指向精度恒星标校误差修正

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    多频磁场耦合的绝对式平面二维时栅位移传感器

    杨继森修府张静袁俊松...
    3026-3046页
    查看更多>>摘要：针对增量式平面二维时栅位移传感器上电需找零的问题，设计了一种基于多频磁场耦合的绝对式平面二维时栅位移传感器，其采用不同频率分时驱动激励电信号，降低传感器电路功耗的同时，使X，Y方向的信号解耦合二维绝对位置解算更加简单可靠。首先，建立激励线圈磁场分布数学模型，根据空间磁场分布特性分析激励线圈宽度与耦和气隙高度的关系;基于差动结构的增量式二维时栅位移传感器结构，建立对极数互质结构的绝对式平面二维时栅测量模型，并提出一种基于查表方式的二维绝对位置解算新方案，避免了实际应用中测量误差对解算结果的影响;通过电磁场仿真验证了此解算方案的可行性并确定了传感器最佳安装间隙为0。8 mm;最后，制作了传感器样机并搭建二维精密实验平台进行性能测试。实验结果表明，传感器样机在 147 mm×147 mm有效测量范围内，X，Y方向的原始测量误差分别为±20。4 μm和±21。1 μm，其具有上电无需找零的优势，实现了一体式二维绝对位移测量与定位。

    多频磁场对极数互质绝对式二维时栅位移传感器

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    面向显微视觉的端对端去模糊模型

    徐征何佳珩王彦琪王晓东...
    3047-3058页
    查看更多>>摘要：显微视觉测量在微装配等领域中应用广泛，受成像景深等因素的影响，图像会出现多重离焦模糊现象，影响后续准确测量，而显微自动对焦技术虽然可以缓解离焦问题，但耗时较长，难以适应高效生产要求。本文提出了将模糊度判别和多分支恢复相结合的端对端去模糊模型，建立了分块、判别、去模糊、融合的分而治之策略:首先将一幅图像切割成子图像组，同时送入判别器和恢复网络;在判别器中，通过傅里叶变换等获取频域分布，再利用Vision-Transformer网络从频域图中提取具有全局关联性的频域深层模糊特征，然后对模糊度进行判别输出。根据判别结果，由多分支恢复网络对不同模糊度的子图像进行定向恢复，最后融合拼接处理后的子图像，获得高清晰度的图像。实验结果表明，本文提出的模型能有效恢复多重模糊的显微图像，判别准确率达0。94，而模糊图像经过多分支恢复网络处理后，PSNR指标平均提升了6。3。

    微装配显微视觉模糊度判别频域处理

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    MEMS速率陀螺仪力平衡控制回路相位误差分析与验证

    高阳贾佳孟琳阮志虎...
    3059-3070页
    查看更多>>摘要：为明晰基于力平衡(Force to Rebalance，FTR)检测模式的MEMS速率陀螺仪中相位误差对陀螺仪静态和动态性能的影响规律，构建了包含相位误差的FTR速率控制回路模型，以此分析不同相位误差对动静态性能的影响。首先，介绍了采用FTR速率模式的陀螺仪基本原理，简要分析了相位误差对驱动模态的影响。接着，提出了包含反馈通路和前向通路相位误差的FTR速率控制回路模型，并对该模型进行了等效变换。然后，根据上述模型分析不同类型的相位误差对陀螺仪动态和静态性能的影响。最后，进行了相应的试验验证。实验结果表明:反馈通路中的相位误差的两小时测量值的稳定性为0。094 9，且该误差仅会改变标度因数;前向通路中的相位误差为温度敏感项，且补偿前后的零偏值和零偏漂移值分别缩小了4。8和2。9倍，零偏不稳定性和角度随机游走分别提升了0。8和0。9倍。反馈通路的相位误差可以通过标度的方法来获取进行补偿，且该误差仅影响标度因数的数值大小，并不影响零偏和带宽性能;前向通路中的相位误差严重制约了静态性能，但室温状态下并不影响动态性能。

    MEMS速率陀螺仪力平衡控制相位误差零偏性能标度因数带宽

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    变分近似解算KL散度红外可见光遥感图像配准

    王佳吴昊傅瑞罡孔玲爽...
    3071-3084页
    查看更多>>摘要：为解决基于传统的距离相似性度量函数在异源遥感图像配准任务中抗噪性能差的问题，提出基于变分近似解算KL散度的红外/可见光遥感图像配准方法。首先，对红外实时图像和可见光基准图像分别提取边缘特征，得到异源图像共性特征;然后，利用成像位姿信息对红外图像边缘特征点集进行正射校正，并对红外/可见光图像特征点集分别构建高斯混合模型;接着，将两个高斯混合模型之间的KL(Kullback-Leibler)散度值作为图像相似性度量函数，并引入带约束的变分参量，利用拉格朗日乘数法解算出变分参量，实现近似求解KL散度值的目标;最后，采用粒子群优化算法搜索最佳配准参数，实现图像配准。在遥感图像对比实验结果中，本文方法的配准参数均方根误差平均值为2。5，平均运行时间为1。5 s;在高斯噪声方差和椒盐噪声系数为0。07时，仍能实现正确配准。表明本文方法具有较强的鲁棒性和运算效率。

    变分近似法KL散度图像配准遥感图像

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    融合全局信息与双域注意力机制的光学遥感飞机目标检测

    林珊玲张雪陈燕林坚普...
    3085-3098页
    查看更多>>摘要：针对光学遥感图像中飞机目标检测算法因背景复杂、受测飞机目标较小以及飞机外观差异较小导致检测精度不足的问题，本文基于YOLOv8n模型，提出一种融合全局信息与双域注意力机制的光学遥感图像飞机目标检测算法。首先，设计了SPPF_Global模块，通过全局最大池化层提供全局特征概览，帮助模型在复杂环境中更好地区分目标与背景;其次，提出了双域注意力机制，通过空间域和通道域的信息引导，提高模型对机翼形状等重要区域的关注度，增强对不同飞机型号的细微差别的区分能力;最后，采用并行路径改进下采样模块并引入Powerful-IoU损失函数，通过自适应惩罚因子加速模型收敛，提高对小目标飞机的识别能力和预测框的回归效率。实验结果表明:与原始YOLOv8n相比，改进后的模型在公开数据集MAR20上的精确率、召回率、mAP50以及mAP50-95分别提高了3。3%，2。6%，3。2%和2。6%，在NWPU VHR-10数据集上分别提高了5%，5。1%，2。5%和0。3%;同时，参数量和运算量分别降低了6。6%和3。7%。证明了本文模型的高效性和优越性，有效提升了光学遥感图像中飞机目标检测算法的应用价值。

    光学遥感图像飞机目标检测YOLOv8注意力机制Powerful-IoU

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    基于金字塔边缘增强的自矫正低光照目标检测

    蒋占军吴佰靖马龙廉敬...
    3099-3111页
    查看更多>>摘要：针对低光照图像整体亮度和对比度低，且目标边缘特征有限，导致目标检测算法识别定位精度不高的问题，提出一种低光照目标检测方法。首先，提出低光照图像增强网络，利用图像高斯金字塔、Retinex和暗通道去雾在低光照图像增强的优点，并在暗通道去雾算法中加入边缘轮廓特征，在增强整体亮度对比度的同时，突出目标的边缘特征;其次，为提高特征的提取准确性，在RTDETR的特征提取部分，设计了轻量化自矫正特征提取网络，以更小的计算量生成并矫正主干特征提取网络生成的特征图，提升目标检测精度。在ExDark数据集上的实验结果表明:较于基准RTDETR，精度提高了2。34%，召回率提升了2。09%，参数量减少了4。95 M，模型大小减少了13。31 MB，本文方法能够有效提升低光照场景下的目标检测性能。

    目标检测暗目标低光照增强高斯金字塔自矫正网络

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