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期刊信息/Journal information
光学学报
光学学报

曹健林

月刊

0253-2239

aos@siom.ac.cn

021-69918427

201800

上海市嘉定区清河路390号（上海800-211信箱）

光学学报/Journal Acta Optica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本学报是国内外公开发行的光学学术刊物，反映中国光学科技的新概念、新成果、新进展。内容主要包括量子光学、非线性光学、适应光学、纤维光学、激光与物质相互作用、激光器件、全息和信息处理、光学元件和材料等。为我国光学科技人员与国内外同行进行学术交流、开展学术讨论以跟踪学科前沿和发展我国光学事业服务。
正式出版
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    基于盲点网络的低照度图像自监督增强

    陈勇张金亮刘焕淋邵凯鑫...
    95-104页
    查看更多>>摘要：针对现有的低照度图像增强算法在增强的同时其图像中仍含有残留噪声、网络训练中将产生恒等映射以及成对数据集获取困难的问题,本文提出了一种基于盲点网络的自监督微光增强网络.首先,采用双边多尺度融合直方图均衡化的方法对图像亮度进行调整,以此来克服传统直方图增强方法中的信息颜色损失;其次,所设计的去噪网络可以自适应地从原始图像中进行学习,同时采用像素混洗下采样解耦相邻像素空间中的相关性;最后,为保持图像空间和颜色的一致性设计了相关的损失函数.实验证明,本文算法克服了现有算法存在残留噪声、网络训练中产生恒等映射的问题,有效地提高了低照度图像质量.

    图像处理微光图像增强图像去噪盲点网络直方图均衡化

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    红外光纤传像束光学系统目标探测能力分析

    刘盛捷李俊威陈浩王胜千...
    105-117页
    查看更多>>摘要：基于光纤传像束光学系统成像理论,通过分别对信号表达式和噪声表达式进行适当修正,推导了光纤传像束光学系统的目标信噪比公式,并给出了该系统相比传统光学系统的信噪比损耗系数表达式,其可有效表征系统的探测能力.结合所设计的红外光纤传像束光学系统,仿真计算了脉冲可视因子、系统填充因子等关键性能参数,并进一步分析光纤透过率与信噪比损耗系数的关系,定量比较两类光学系统的探测能力差异.该研究为红外光纤传像束光学系统的探测能力边界确定提供理论基础.

    红外目标探测光纤传像束光学系统脉冲可视因子目标信噪比损耗系数

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    热光系数仪主要误差源及其抑制方法

    梁松林张辉荣吴扬海罗辉...
    118-127页
    查看更多>>摘要：为了精确测量光学材料的热膨胀系数和折射率温度系数,建立了基于马赫-曾德尔干涉光路的同步测试系统——热光系数仪,对其中存在的波形扭曲和零漂现象进行了详细分析,并给出了有效的解决方案,最终通过对石英玻璃样品的测试充分验证了该系统的高精度与可靠性.

    热膨胀系数折射率温度系数干涉测量零漂

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    基于SANet的数字光弹性应力场分析方法

    何昊星陈念年巫玲范勇...
    128-136页
    查看更多>>摘要：数字光弹性应力分析通常先采用相移法计算等差线和等倾线,再通过应力分离算法计算出各应力分量.针对传统分阶段计算方式中存在的相位展开困难和鲁棒性差等问题,提出一种基于SANet的应力分析深度学习模型,该模型无需相位展开和应力分离操作即可在第一主应力方位角固定的场景下从单幅等差线包裹图直接解算出3个应力分量.在圆盘仿真与真实测试数据上进行验证,结果显示,所提模型解算的3个应力分量均方误差均值为0.027,且抗噪能力显著优于传统分阶段处理方法.所提出的应力分析模型在保证精度的同时,提升了应力分量计算的效率和鲁棒性.

    测量应力分析深度学习编码器-解码器数字光弹性

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    发挥蝙蝠翼高频脉冲特性的微结构线宽超分辨测量方法

    徐志毅范筱昕张佳乐周圣航...
    137-144页
    查看更多>>摘要：白光显微干涉是阶跃型微结构三维形貌无损测量的经典方法,但其低通滤波特性使阶跃边缘本应突变的三维形貌被平滑,导致边缘定位困难,影响线宽参数的计算提取.当微结构深度在光源相干长度内时,蝙蝠翼效应使阶跃边缘处的复原形貌产生尖锐脉冲.蝙蝠翼脉冲是三维形貌中的伪信号,但其高频特性更利于阶跃边缘的识别.微结构线宽为两阶跃边缘各自对应蝙蝠翼脉冲高度峰值位置的间距.然而,三维形貌空间采样频率受成像艾里斑和探测器像素大小限制,在线宽测量方向上通常仅有数个像素点受蝙蝠翼效应影响,通过蝙蝠翼脉冲高度峰值定位,线宽测量精度仅有像素级别.本文建立了针对蝙蝠翼效应及其离散采样特性的白光干涉信号数值仿真模型,发掘了线宽正交方向上样品阶跃边缘形貌的空域缓变特性,等效提高了蝙蝠翼脉冲在该方向的采样频率.据此提出了一种基于蝙蝠翼高度峰值位置高精度定位的微结构线宽超分辨白光干涉测量方法,并依据实测条件分析了样品位姿对测量精度的影响.以RSN标定板为样品,采用成像艾里斑半径约为0.590 μm的测量系统,利用本文方法实测标定线宽2～6μm的光栅区域线宽结果与标定值偏差小于0.021 μm,实验结果证明,该方法可以实现远高于系统横向分辨率的线宽超分辨测量.

    线宽测量超分辨白光干涉蝙蝠翼效应信号采样

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    基于相变材料和铌酸锂薄膜的可重构多功能起偏器

    许孟翔倪屹徐银费耶灯...
    145-152页
    查看更多>>摘要：针对集成光学系统对可重构和多功能偏振器件的需求日趋增加的问题,本文提出了一种基于相变材料(PCM)和铌酸锂薄膜(LNOI)的可重构多功能起偏器.通过控制相变材料的相态,可以控制TE和TM模式的通断,从而实现四种输出模式.利用三维时域有限差分(3D-FDTD)法对器件进行参数优化和性能分析.结果表明,该器件可以很好地实现四种输出模式,即TE通、TM通、TE+TM通和无输出.器件长度为69 μm、波长为1550 nm时,TE模式的消光比(PER)为34.2 dB,插入损耗(IL)为0.27 dB;TM模式的PER为34.3dB,IL为0.42dB.此外,1530～1580 nm的波长范围内该器件具有28dB以上的PER.还研究分析了器件的工艺容差,结果表明设计具有一定的鲁棒性.这种具有可重构和多功能的高性能起偏器在LNOI平台集成光学系统中具有广泛的应用潜力.

    集成光学相变材料铌酸锂起偏器

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    基于高阶模激光稳频的热噪声分析

    杜联联刘静芳刘佳敏杨荣国...
    153-162页
    查看更多>>摘要：理论分析高阶激光模式在激光稳频系统中的热噪声,并给出模式类型和阶数、激光功率、分析频率等参数对热噪声、散粒噪声以及总噪声的影响.给出激光稳频系统的一般噪声模型,将其应用于高阶模式的稳频系统并分析噪声传递过程.理论计算高阶模稳频系统中参考腔的热噪声,对比高阶厄米-高斯和拉盖尔-高斯模式的基底热噪声,在同一阶数下,拉盖尔模式比厄米模式的热噪声更低.LG10,0模式在1 Hz处产生的热噪声相比于基模热噪声降低了 16％.综合散粒噪声的影响,得到LGp,0模式在0≤p≤25范围内参考腔的最低总噪声在1 Hz处可以达到0.022 Hz/Hz1/2,相比于基模总噪声降低了 23％.使用该方式可以很好地控制激光器频率噪声以减少对引力波探测的影响.

    激光光学激光稳频高阶模热噪声散粒噪声

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    全保偏双波长锁模掺铒光纤激光器

    白松涛郭政儒杨康文夏宇...
    163-170页
    查看更多>>摘要：本文提出并演示了一种基于半导体可饱和吸收镜的全保偏双波长锁模掺铒光纤激光器.具有偏振相关损耗的波分复用器与保偏掺铒光纤以一定角度拼接,产生周期性Lyot滤波效应,在同一个线性腔中实现了单、双波长两种锁模状态的切换输出.通过改变激光器参数(泵浦功率和偏振态),激光腔内的光沿着保偏光纤的不同轴向传输产生波长相关的相位差,双波长锁模可获得异步和同步两种锁模状态,异步双波长锁模中心波长分别为1563.0 nm和1568.4 nm,重复频率差为319 Hz.由于该激光器采用全保偏结构,锁模脉冲的环境稳定性高.该研究可以为搭建结构简单、易重复的全保偏双波长激光器提供新的设计方案.

    光纤激光器半导体可饱和吸收镜全保偏异步双波长同步双波长

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    50 W量级近衍射极限980 nm波段光纤激光器实验研究

    曹涧秋李昭德陈毛妮刘爱民...
    171-178页
    查看更多>>摘要：基于阶跃折射率双包层掺镱光纤,实现了 50 W量级近衍射极限980 nm波段光纤激光器的实验验证.光纤激光器采用主振荡功率放大(MOPA)结构.实验结果表明:仅通过提升种子光的光束质量,不足以有效提升激光器的光束质量,同带放大自发辐射(ASE)也会对激光器的光束质量产生显著影响.通过优化掺镱光纤的长度,实现了同带ASE抑制的优化,在输出功率达到50 W量级的条件下,同带ASE的抑制比从16.6 dB提升到33.2 dB,输出光场的光束质量因子(M2)也由1.79提升至1.48.该实验揭示了同带ASE对于980 nm波段光纤激光器光束质量提升的影响,对于高亮度980 nm波段掺镱光纤激光器的研究具有指导意义.

    光纤激光器掺镱光纤放大自发辐射光束质量

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    基于特征对齐与区域图像质量引导融合的可见光-红外装甲车辆检测方法

    张杰常天庆郭理彬韩斌...
    179-190页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于特征对齐与区域图像质量引导融合的可见光-红外装甲车辆(VTAV)检测方法.该方法将当前先进的单阶段无锚框检测方法YOLOv8拓展为双流目标检测框架,在双流特征提取网络中嵌入特征对齐模块,解决图像对未对齐导致的位置偏移问题.为充分发挥可见光图像和红外图像的互补性,设计了一种图像质量引导融合策略.该策略对可见图像和红外图像的区域图像质量进行评估,并使用特征质量矩阵引导可见光特征和红外特征的融合.最后,在VTAV图像数据集上的实验结果表明,与仅使用可见光图像的检测方法相比,本文方法的mAP(平均精度)和mAP50(50％交并比下的平均精度)分别提升了 1.9％和3.5％.与使用特征相加和特征拼接融合方式的检测方法相比,本文方法的mAP分别提升了 1.1％和1％.本文方法能够有效克服复杂地面环境下的多种干扰,能够提升对装甲车辆的检测精度和成功率.

    图像处理可见光图像红外图像装甲车辆目标检测

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