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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

    基于自由曲面光学元件的大视场光学成像系统

    熊玉朋陈适宇黄铖路文文...
    1261-1272页
    查看更多>>摘要：面向机载探测系统大视场光学成像的需求，开展了大视场光学成像系统光学设计、自由曲面光学元件超精密加工、形位误差同步检测以及系统集成与成像实验研究。首先，采用视场扩展法进行大视场自由曲面离轴反射光学系统的设计;其次，进行铝合金自由曲面反射镜纳米精度加工和高频抑制工艺探索，并实现了基于计算全息元件的自由曲面形位高精度检测;最后，进行了光学系统的装调集成与成像实验。结果表明，系统的视场角为30°×5°，全视场光学传递函数值大于 0。7，接近衍射极限，最大像元均方根半径为 2。075 μm，自由曲面光学元件的面形精度均方根(Root Mean Square，RMS)值优于20 nm，位置精度优于1 μm，装配集成后能够满足大视场高分辨的场景使用要求，同时具备稳定可靠和快响制造等特点。

    光学超精密加工自由曲面计算全息补偿检测成像系统

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    光纤扫描式李萨如轨迹近眼显示系统设计

    吴彤杨翔宇邹谨聪刘友文...
    1273-1282页
    查看更多>>摘要：为了进一步小型化头戴式显示装置(Head-worn Display，HWD)，提出一种基于非对称光纤悬臂梁(Asymmetrical Fiber Cantilever，AFC)的李萨如轨迹扫描近眼显示系统，以及李萨如轨迹上的像素划分准则。研究了该系统的扫描轨迹、图像重建能力、显示分辨率和显示帧速率的影响因素。根据高分辨率、高帧速率指标设计了正交谐振频率组成，确定了非对称光纤悬臂梁的结构参数。研制的显示单元实物直径为 2 mm，长度为 19 mm。谐振频率下的分辨率为 160×120 pixel，帧速率为10 Hz，图像重建误差率为0。002%，最高分辨率能够达到290×220 pixel，最高帧速率为95 Hz。基于显示单元实物搭建了光纤扫描式近眼显示系统，使用相机模拟人眼观察记录了该显示系统的实验结果，验证了基于非对称光纤悬臂梁的HWD显示性能及其未来应用潜力。

    近眼显示头戴式显示装置李萨如轨迹非对称光纤悬臂梁像素划分

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    温度不敏感的光纤双腔盐度传感器

    李依潼杨玉强牟小光王骥...
    1283-1292页
    查看更多>>摘要：针对光纤微腔盐度传感器的温度交叉敏感问题，设计了一种基于陶瓷插芯和氧化锆套筒相结合的开放式盐水腔，利用氧化锆的正热膨胀系数抵消盐水的负热光系数，补偿温度对盐度测量的影响。为进一步提高盐度检测灵敏度，将开放盐水腔和封闭空气腔并联，通过精确控制两腔的自由光谱范围，使干涉谱产生游标效应，利用游标现象实现盐度灵敏度放大。实验结果表明:盐水腔的温度灵敏度仅为 0。025 nm/℃，远低于盐水热光系数导致的温度灵敏度(-0。35 nm/℃);在0～3%的盐度内，并联双腔的盐度灵敏度达到了0。1808 nm/%，比单个盐水腔的盐度灵敏度提高了10。5倍。该传感器具有易于制造、灵敏度高、性能稳定等优点，理论上可实现温度的完全补偿。

    法布里-珀罗干涉仪光纤传感器盐度温度补偿

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    40～90nm波段极紫外多层膜研究进展

    来搏蒋励齐润泽王占山...
    1293-1306页
    查看更多>>摘要：极紫外多层膜反射镜在许多科学与技术领域，如极紫外光刻、天体物理学、等离子体诊断、阿秒物理和自由电子激光等方面有重要应用。多层膜使极紫外波段反射镜在正入射条件下具有高反射率和窄带宽成为可能。多层膜反射镜是极紫外成像和光谱应用的重要器件，多层膜构成的极紫外成像系统已成功完成多个太阳单一谱线的成像观测。本文综述了40～90 nm波段最有前景的多层膜的研究进展。首先简要介绍了多层膜的基本原理，叙述了40～90 nm波段材料光学常数的测量，总结了Mg基、Sc基和镧系材料以及其他材料组成多层膜的进展，给出了目前达到的最佳反射率和带宽，阐明了多层膜的时间稳定性，从而为40～90 nm波段多层膜制备提供了技术指导。

    光学薄膜极紫外多层膜窄带高反射

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    基于5kHz平面激光诱导荧光的射流火焰局部熄火时空特性分析

    高龙彭江波于欣杨超博...
    1307-1319页
    查看更多>>摘要：基于高频光学测量手段研究射流火焰局部熄火的分布特性，对于分析燃烧场不稳定性机理有重要意义。建立5 kHz的平面激光诱导荧光测量系统，对高速射流火焰开展实验研究，并获得火焰结构的动态发展过程;将双边滤波、竖直滑窗局部自适应阈值等图像处理方法引入平面激光诱导荧光图像的预处理，在局部断裂结构数量特征的基础上，提取局部断裂结构长度和空间位置等特征;基于上述特征深入解析局部熄火的时空分布特性，进一步完善高频平面激光诱导荧光诊断与分析方法。研究表明:双边滤波算法处理后，图像峰值信噪比为34。3 dB，结构相似度为0。93，噪声水平显著降低，获得了较好的去噪效果;使用竖直滑窗局部自适应方法进行图像分割的F1分数达到93。30%;断裂结构累计数量随时间线性增加，当射流马赫数由0。5增至1。6时，单侧图像断裂结构的每秒累计数量从790。7增至9217。2，并且局部熄火频率与射流马赫数呈指数关系;断裂结构主要分布区域为火焰臂及上侧中央燃料区。本研究进一步拓展了高频平面激光诱导荧光技术的应用能力，证明了高频平面激光诱导荧光技术用于局部熄火时空分布特性研究的可行性。

    激光诱导荧光光谱诊断高速射流火焰OH基局部熄火图像特征

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    激光共焦干涉面形快速高精度自动测量

    赵家豪杨帅杨铮崔健...
    1320-1329页
    查看更多>>摘要：针对传统球面面形干涉测量中手动调整被测件姿态精度低、速度慢的问题，提出了激光共焦干涉面形快速高精度自动测量方法。该方法通过共焦精密定焦技术实现了对被测件共焦位置的高精度轴向定位;通过五维自动调整架对被测件进行姿态调整，实现了被测件的高精度横向定位;通过Zernike拟合对被测件进行精调以减小离焦误差和倾斜误差，实现了对干涉面形的零条纹调整。最终实现了激光共焦干涉面形自动测量。构建了激光共焦干涉面形测量系统，实验表明:该方法的面形测量结果与Zygo干涉仪的测量结果相差0。0006λ，重复测量精度可达0。0019λ，平均单次干涉面形测量时间为16。5 s，与手动调整至零条纹相比测量效率提高了1。56倍。该方法为干涉面形的快速高精度测量提供了一种有效的手段。

    激光共焦测量移相干涉共焦法姿态调整Zernike拟合自动测量

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    小型化中红外直接吸收CO2光谱仪

    刘婧怡潘越姚路于丽婷...
    1330-1337页
    查看更多>>摘要：二氧化碳(Carbon Dioxide，CO2)是一种关键的温室气体，对地球气候和生态系统调节有重要作用，准确检测痕量CO2浓度对评价温室效应意义重大。一般情况下，气体分子在中红外光谱范围存在强吸收，可以实现高灵敏探测，因此，以4。219 μm中红外波段的带间级联激光器为光源结合可调谐半导体激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorp-tion Spectroscopy，TDLAS)设计了小型化CO2 监测仪器。在不同标气浓度下对仪器进行了标定，并通过分析Allan方差，得出积分时间在8。7 s时对应的最低检测限为16。6×10-9，满足温室效应研究对 CO2 气体的高灵敏测量需求。采用仪器对大气 CO2 连续监测8天，并与商用仪器LGR进行对比，充分验证了小型化CO2监测仪器的可靠性，以及中红外光源与TDLAS技术相结合的气体浓度检测方法在大气CO2准确测量方面的可行性。该系统具有结构简单、体积小、功耗低和质量轻的特点，为建设空基无人机平台的CO2监测能力提供了技术支持。

    激光吸收光谱技术二氧化碳中红外可调谐二极管激光直接吸收小型化

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    基于镜面和漫反射面标定板的系统参数标定

    杨小娜倪育博孟召宗高楠...
    1338-1346页
    查看更多>>摘要：为获取同一像素点镜面反射和漫反射两种反射特性的相位信息和标定数据，实现兼具镜面和漫反射面的复合表面物体三维形貌的全场测量，进而扩大测量范围，提出一种基于镜面/漫反射面标定板的系统参数标定方法。设计并制作镜面/漫反射面标定板，该标定板呈棋盘格样式，其表面带有相邻距离已知的标识。基于镜面/漫反射面标定板的特殊构型，通过限位平移的方式，结合外参约束和样条插值算法以融合获取完整参考相位。在同一坐标系下，逐像素标定空间距离、系统参数、像素位置和横向坐标XY间的映射关系。最后，利用完整参考相位和逐像素标定数据重建复合表面物体的三维形貌。实验结果表明:与非全场测量相比，基于镜面和漫反射面标定板的参数标定方法的测量范围扩大了1。5～2倍。该方法在不牺牲精度的同时，实现了非连续复合表面物体三维形貌的全场测量，扩大了测量范围，对复合表面物体的三维形貌测量有实际应用价值。

    系统标定镜面和漫反射面标定板复合表面全场测量

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    针刺巨量转移平台用高推力聚磁式直线电机

    刘强马宁王伟韩邦成...
    1347-1359页
    查看更多>>摘要：针对针刺式巨量转移平台用无铁芯直线电机推力小，边缘效应明显导致转移速度慢的问题，提出一种高推力聚磁式直线电机，利用外层V字形结构抑制漏磁效应，通过双层Halbach结构提高气隙磁密，并采用有限元法对3种方案气隙磁密和漏磁磁通进行比较分析。V形双层Halbach方案的气隙磁密和漏磁磁通分别为0。6 T和0。05 T，与单层梯形方案相比气隙磁密提高了17。6%，与双层Halbach方案相比漏磁磁通降低了71。4%。利用等效磁化电流法对电机磁场进行区域分割，采用分割补偿法建立矩形边界条件，建立了直线电机磁路数学模型，得到了影响电机推力线性度的关键结构参数，并基于有限元法对形状及结构参数进行优化。结果表明，优化后气隙的最大磁密和最小磁密分别 0。67 T和0。47 T，x向和y向磁密变化率分别为25%和29。8%，推力仿真计算结果为278 N，推力波动率为2。1%，空载加速度为10 m/s2，理论芯片转移速度可达50颗/秒。根据优化结果研制了一台直线电机用于巨量转移平台，测试结果与优化结果一致，本研究对提高巨量转移平台转移效率具有重要意义。

    直线电机针刺式巨量转移聚磁有限元法空间应用

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    Micro-LED芯片激光去除机理及工艺参数优化

    乔健吴振铎彭信翰冉雨宣...
    1360-1370页
    查看更多>>摘要：为提高面板级Micro-LED显示面板的制造质量，需要对不良Micro-LED芯片进行原位去除与修复，利用COM-SOL建立激光双温烧蚀模型，开展了Micro-LED不良芯片激光去除机理和工艺参数的优化。通过单脉冲激光对Micro-LED芯片烧蚀所形成表面光斑的直径平方来推算Micro-LED的烧蚀阈值，拟合出激光参数与烧蚀深度的关系，并对双温烧蚀模型的准确性进行验证;分析了激光光斑重叠率、能量密度和不同扫描路径下对应芯片的烧蚀特征及去除机理，结合双温烧蚀模型完成了激光扫描路径及对应工艺参数的优化。结果表明，飞秒激光烧蚀模型对Micro-LED芯片激光烧蚀加工的最大分析误差为9。28%，优化的激光去除模式实现了1秒/颗的快速精准剥离和焊盘表面的高质量整平修复，对大幅面Micro-LED显示面板规模化生产中不良芯片的快速修复具有重要的指导作用。

    飞秒激光原位去除微发光二极管显示器不良芯片

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