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期刊信息/Journal information
光学技术
光学技术

夏阳

双月刊

1002-1582

gxjs@bit.edu.cn

010-68913628 68948720

100081

北京市海淀区中关村南大街5号

光学技术/Journal Optical TechniqueCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是面向国内外的以应用科学和工程技术研究成果为主的有关光电技术方面的专业性学术刊物。主要刊登应用科学研究和工程技术研究方面的有创新性的学术论文；有创新的科研实验和有实用价值的研究报告；重要学术问题和重大科技成果的综合评述及前沿学科的发展趋势和展望；优秀学位论文中的创新部分；最新学术动态和科学研究快报。
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    基于二维图像高斯滤波的BOTDR噪声抑制方法研究

    王静娴白清曲晓辉王璇...
    513-519页
    查看更多>>摘要：布里渊光时域反射仪(BOTDR)因光信号单端注入及自发布里渊散射信号弱而导致布里渊增益谱(BGS)信噪比(SNR)较低,本文提出采用二维图像高斯滤波算法对BGS图像进行处理以实现对BOTDR系统的降噪.分析了微波外差扫频BOTDR的BGS噪声信号特征,设计了二维图像高斯滤波BGS降噪算法,并在BOTDR测温实验系统上实验验证了该降噪算法的噪声抑制效果和信号处理效率.实验证明,在单频功率曲线100次累加平均的条件下,采用高斯滤波算法对二维BGS图像降噪,降噪前后BGS的SNR提升约10.7dB,变温区的波动范围由±7.79MHz降低至±2.61MHz,同时有效传感距离由约13.8km提升至约24.0km,降噪算法平均信号处理时间约为0.129s.研究表明该降噪方法可显著提升BOTDR系统的SNR,且具有良好的实时性.

    分布式光纤传感布里渊光时域反射仪二维高斯滤波噪声抑制

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    1300万像素广角手机镜头设计

    蒋曲博郭智元卢泽楷刘高...
    520-525页
    查看更多>>摘要：为满足高解析力、广角手机镜头发展需求,基于ZEMAX设计了一款1300万像素的广角手机镜头.镜头由6片塑料透镜和近红外滤光片构成,系统焦距为3.36mm,全视场84°,系统F数为2.6,系统总长5.4mm,像高5.86mm.采用O mniVision公司的OV13B10图像传感器,分辨率为4208pixel × 3120pixel,像元尺寸1.12μm × 1.12μm.设计结果表明,在奈斯奎斯特频率为223lp/mm处,中心视场调制传递函数(MTF)优于49％,0.7以内视场MTF优于33％.全视场最大RMS半径3.192μm,最大畸变-3.948％.全视场相对照度均优于38％.研究结果为高像质、广角手机镜头提供设计参考.

    光学设计手机镜头广角调制传递函数

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    分块式同步折展主镜保护机构设计及验证

    文丰艾唐金龙芮道满张程...
    526-532页
    查看更多>>摘要：主镜是望远镜的核心部分,需要设计保护机构以维持其性能、延长主镜膜层的使用寿命.在此背景上,针对某2.5m大口径光学望远镜结构特点及项目需求,设计了分块式同步折展主镜保护机构.重点对复合夹层材料的保护盖板进行了铺层优化设计,使其在满足轻量化需求的同时,刚度强度达到相关要求(盖板质量<2.5kg,一阶模态约>20Hz,在八级风载和1kg物块冲击下Tsai-Wu＜1).同时通过对机构折展运动的驱动设计及控制方式试验,可在规定时间内实现多扇同步驱动,单向折展运动时间约为52s.此设计对主镜甚至整个主镜筒内部结构都产生了良好的保护效果.该设计为国内大口径望远镜的主镜保护机构提供了新的思路及验证,对其余主镜保护结构的研究具有一定的参考意义.

    主镜保护轻量化设计复合材料铺层折展机构

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    可变焦液体柱面透镜的设计与制作

    刘志强张健赵瑞梁忠诚...
    533-536,586页
    查看更多>>摘要：文章设计并制作了一种基于电磁驱动的可变焦液体柱面透镜,并对其性能进行了测试与分析.研究结果表明:当工作电流在0到1.5A范围内变化时,该柱面透镜焦距随工作电流增大而逐渐减小,焦距变化范围为(8.97mm,+∞),最大横向放大率β为1.6,系统通电响应时间约为20ms,断电衰减时间约为25ms.当工作电流为1.5A时,该透镜的焦距为8.97mm,相应的焦线长度为11mm,焦线宽度为1mm.文章提出的液体柱面透镜,在光束整形、设备扫描和2D/3D可切换显示等领域具有潜在的应用前景.

    电磁驱动可变焦液体柱面透镜焦线宽度

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    自由曲面在离轴两反无焦系统优化设计中的应用

    陈乾升张蓉竹
    537-543页
    查看更多>>摘要：为了克服传统非球面在光学系统的结构设计中无法同时兼顾成像质量与系统体积要求的困难,使用自由曲面对一个离轴两反无焦系统进行优化.基于矢量像差理论,推导了当自由曲面在孔径光阑位置以及偏离孔径光阑两个不同位置时,系统的像差分布公式,并在此基础上有选择性引入Zernike项以平衡像差,具体讨论了不同类型像差的平衡参数选择.利用这一方法完成了一个小型化红外离轴两反无焦系统的设计,得到了一个入瞳直径为200mm,波段为2.4～3.0μm,放大倍率为5×,全视场角为0.4°,波前RMS最大值为0.0682λ(λ=2.7μm),平均值为0.0291λ的优化结果.与传统二次曲面设计方案进行比较,波像差有了明显改善,且MTF在中低频有显著提升,全视场内接近衍射极限.

    自由曲面离轴两反无焦系统Zernike多项式矢量像差理论

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    结合直角反射镜的狭缝型空间滤波器

    郑金湖陈静王彤王华鑫...
    544-549页
    查看更多>>摘要：文章提出一种由一对柱透镜、一个滤波狭缝和直角反射镜组成的新型狭缝空间滤波器.柱透镜对和滤波狭缝用于组成一维滤波结构,直角反射镜用于将波面旋转90°并反射回一维滤波结构进行另一维的空间滤波,从而实现对光束的完全滤波.根据瑞利-索末菲衍射积分,利用Matlab软件对光束在新型狭缝滤波器中的传输进行了理论模拟.结合实验验证,证明了新型狭缝滤波结构的像传递和空间滤波功能.由于结构上近似于三镜型狭缝滤波器的对折结构,因此新型狭缝滤波器相比三镜型狭缝滤波器要缩短将近一半,可进一步降低大型激光装置的规模和成本.

    激光光学像传递空间滤波直角反射镜

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    基于高阶Bezier曲线的渐进多焦点镜片设计

    刘江金涛贾宏志
    550-559页
    查看更多>>摘要：采用直接法设计渐近多焦镜片时,子午线上的光焦度分布是控制远用区,近用区和通道大小的关键.以高阶多项式为代表的子午线光焦度分布函数无法有效控制各个眼用区域附近的光焦度变化速率,导致镜片个性化设计的灵活性不高.为解决这一问题,文章引入了一个高阶Bezier函数来描述期望的子午线光焦度分布,在子午线眼用区域附近添加多个曲线控制点,通过改变控制点位置来调节对应区域光焦度变化速率,以实现对镜片光焦度和像散分布的个性化控制.通过计算仿真、面型分析软件验证和实际加工测量分析可知,设计的四款渐进多焦点镜片在满足佩戴用途的同时具有较低的像散极值和宽阔的光焦度稳定区域,展现Bezier曲线的高可塑性.方法具有子午线灵活可调的能力,能有效控制关键区域的设计、位置、远视区域、近视区域和通道区域的大小,为个性化设计抗疲劳、办公室和驾驶等场景渐进多焦点眼镜展示了一种有效的方法.

    光学设计渐进多焦点眼用镜片子午线高阶Bezier曲线

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    偏振微面双向反射分布函数建模与仿真研究

    黄宝锐彭勃任栖锋廖胜...
    560-566页
    查看更多>>摘要：偏振双向反射分布函数(p-BRDF)可以描述物体表面反射光的空间偏振特性,在许多领域得到了应用.基于微面理论,由微面和物体表面的角度关系以及微面上的菲涅耳反射,对任意偏振状态入射光和反射光的电场振动矢量进行分解与合成,得到偏振反射率pjk,将其作为菲涅耳反射项代入Cook-Torrance BRDF模型中,建立偏振微面BRDF模型.在几何光学模型中引入偏振,模型简单且有明确的物理意义.利用粒子群优化算法,结合黄铜表面的面内BRDF实验数据拟合模型中的参数,参数选取的标准均方误差为0.2820～5.7049％,最佳校正决定系数为0.9957.结果表明,偏振微面BRDF模型用于描述偏振反射特性的准确性和可行性.

    光学测量偏振双向反射分布函数微面理论偏振反射率粒子群优化算法

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    基于随机森林的复杂室内混合WiFi-LiFi网络接入点选择研究

    张慧颖马成宇梁士达盛美春...
    567-573页
    查看更多>>摘要：针对复杂室内环境下混合LiFi-WiFi异构网络接入点选择困难的问题,提出一种基于随机森林模型的混合LiFi-WiFi网络接入点选择算法.所提出的网络接入点选择算法利用多个网络的信道特性,通过模拟不同的室内复杂环境,采集不同位置用户在不同情况下的接收信号强度和信噪比等值,构建训练集,使模型能够适应各种复杂的室内环境.仿真结果表明,与传统网络选择算法相比,算法的平均可实现吞吐量提高了约82％,特别是在室内情况较为复杂时,可提高160％.在用户移动时,并且接入用户数量增加时,文章提出的算法可比其他算法切换次数显著减少20％.

    信息光学混合网络可见光通信(LiFi)随机森林

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    Starlink卫星光学观测可见性分析

    杨原李崇辉佟帅勾万祥...
    574-586页
    查看更多>>摘要：以Starlink为首的巨型星座快速发展对空间安全、天文观测等方面造成巨大影响,急需对其进行有效监测,光学观测是最有效的观测手段.根据Starlink在轨和计划发射的全部42000颗卫星的轨道信息和卫星结构特征建立了卫星轨道模型和光学反射模型,模拟了不同地区在不同季节和夜晚不同时间的卫星视星等分布;根据光电系统对Star-link 卫星观测的成像特性建立了成像信噪比模型,模拟了50mm 口径光电系统在不同地区、不同季节和夜晚不同时间观测Starlink卫星的成像信噪比分布,并用50mm 口径图像全站仪进行观测实验验证.结果表明测站纬度越高,Starlink卫星夜间可观测时间越长,夏季可观测时间最长、冬季最短,在高纬度地区夏季整夜可见;南北纬40°附近可观测到卫星数量最多,为最佳观测位置;卫星越接近测站天顶位置视星等亮度越高,光电系统进行观测时成像信噪比也越高.

    Starlink视星等信噪比可观测性

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