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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
收录年代

    基于电导约束构建高精确度的图像识别网络

    徐丽华赵益波杨成东
    95-103页
    查看更多>>摘要：受生物神经系统的启发，神经网络硬件实现采用存算一体的硬件架构和高度适应的并行运算模式，有望显著提高计算机的算力和能效。目前，集成系统级神经形态硬件实现仍存在很大难度，采用突触器件结合神经网络算法的方式能够实现高识别准确率的神经形态计算。提出了一种基于背靠背肖特基结的光学突触器件，器件展现了多种模式的突触可塑性行为，包括兴奋性突触后电流(EPSC)、短期增强(STP)和长期增强(LTP)、间隔依赖的双脉冲易化(PPF)、学习-遗忘等突触行为。此外，通过将器件的电导变化映射为卷积神经网络的权重变化，来构建基于忆阻器的卷积神经网络，并对其在图像识别中的应用进行了评估。实验结果显示图像识别准确率能够达到95。12％，该器件作为人工突触器件在神经形态计算方面有很大的应用潜力。

    神经形态器件肖特基二极管神经形态计算卷积神经网络图像识别

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    液晶透镜的无偏振片成像方法

    甘大为刘志强冯文斌叶茂...
    104-111页
    查看更多>>摘要：提出一种液晶透镜的无偏振片成像方法。多次测量不同电压驱动的液晶透镜成像系统的点扩散函数，得到时间平均结果。调用成像时液晶透镜驱动电压对应的点扩散函数，可以对物体所成像进行反卷积得到去除非调制光图像。结果表明，本方法处理后的图像效果相较于传统无偏振片成像算法以及加偏振片液晶透镜，其成像清晰度更佳。

    成像系统液晶透镜无偏振片成像算法点扩散函数

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    基于级联柔性光栅的多点扫描显微系统设计

    付颜玮曾嘉庆马万卓韩冬冬...
    112-123页
    查看更多>>摘要：构建了基于级联柔性光栅的多点扫描显微系统理论模型。该系统采用1550 nm波长的光源，扫描部分由两个栅线方向相互垂直的柔性光栅构成，利用拉伸夹具对柔性光栅进行等比例拉伸，从而控制高级次衍射光斑的位置，实现在样品表面的二维扫描。为了验证该系统的理论可行性，使用ZEMAX软件对其进行仿真分析。在照明光路的仿真中，为了确保照明的高分辨率和低像差特征，设计了由多个透镜组成的显微物镜，其数值孔径NA=0。611，分辨率为1。547μm。衍射光斑在样品表面形成的扫描视场为23。4μm×23。4μm，9个衍射光斑的调制传递函数(MTF)在空间频率N=701 lp/mm处大于0。1。在发射光路中，衍射光斑的MTF在空间频率N=464 lp/mm处大于0。1。

    显微成像柔性材料级联光栅多点扫描

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    线结构光三维形貌测量系统精度影响因素分析

    李天宇刘昌文段发阶傅骁...
    124-136页
    查看更多>>摘要：线结构光三维测量技术在各行业中已广泛应用，对于不同的测量对象，其测量范围与测量精度也有所差异。围绕线结构光测量精度的影响因素展开研究，着重分析了光源、相机和扫描装置在系统性能中的作用。介绍了非沙姆结构的线结构光传感器数学模型以及线结构光扫描点云拼接数学模型，深入分析了关键组件特性对系统性能的影响以及它们之间的相互约束关系。针对常见的检测需求，明确了系统关键参数设计逻辑，这为系统设计优化提供了理论支持。最后，该研究搭建了一套微米级线结构光扫描测量系统及标定实验平台，并进行了三维重建实验，为线结构光技术在实际应用中的进一步发展提供了宝贵的实验数据和经验。

    线结构光机器视觉三维形貌测量精度影响因素分析系统优化

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    基于参数曲面的硅片形貌图建立方法

    武志鹏齐月静王丹徐天伟...
    137-145页
    查看更多>>摘要：针对双工件台光刻机测量位硅片形貌测量问题，提出一种基于参数曲面的硅片形貌建立方法。对焦传感器用于测量硅片表面高度值，基于三角测量和光学差分原理设计，可实现纳米级的测量精度。静态曝光方法建立的形貌图在Die内部不具备连续性，工件台进行垂向运动时需要额外的调整时间会降低曝光效率。采用参数曲面构建硅片形貌曲面，在Die内部扫描方向和测量光斑方向都具备几何连续性，能够直接生成工件台运动轨迹，可用于动态曝光应用场景。利用光刻对焦实验平台，通过逐场扫描方式获得200 mm硅片的高度图，采用双四次B样条曲面建立全硅片形貌图。实验结果表明，基于参数曲面的硅片形貌图在Die内部连续且光滑，全硅片范围滑动平均离焦误差为-35。8～13。3 nm，滑动标准离焦误差为5。9～41。4 nm。

    硅片形貌图参数曲面对焦传感器工件台光刻机

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    化工园区地下水苯系物荧光原位快速检测实验系统设计及实验研究

    陈劲松杨瑞芳赵南京殷高方...
    146-156页
    查看更多>>摘要：为了满足化工园区地下水苯系物原位快速检测需求，开展化工园区地下水苯系物荧光原位快速检测实验系统设计及实验研究。设计荧光激发收集光学系统，采用三维荧光光谱法获取苯系物荧光特征光谱，筛选光学元器件。光学系统采用激发-收集正交工作方式，其中荧光激发光路采用会聚准直光束来减小激发区发射角和杂散光的影响;荧光接收光路采用三片式镜头，在缩小结构尺寸的同时提高能量接收效率。设计荧光信号采集系统，采用模块化布局系统核心电路。设计端窗凹槽式机械结构和圆柱外形实验系统密封舱，以保护内部光电系统，保证实验系统可以高效完成地下水苯系物的荧光采集、解析，测量结果存储，以及数据传输等操作。在此基础上，采用标准加入法，使用江西某化工园区地下水配制苯系物待测样品，使用该实验系统进行测试。实验结果表明:待测样品浓度和荧光信号强度呈线性关系且拟合系数在0。9634以上，检测限低于0。26 mg·L-1，平均相对误差小于9。3％，稳定性小于0。08，重复性小于7。5％，且准确度与Hitachi F-7000荧光光谱仪测试结果接近，说明该实验系统的准确度高、稳定性好、重复性好，适用于化工园区地下水苯系物原位快速检测。

    化工园区地下水苯系物原位快速检测激发-收集正交标准加入法

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    面向紧凑板级光互连的多模弯曲聚合物波导的制作及其损耗特性分析

    姚腾飞黄荣超廖海龙王国栋...
    157-166页
    查看更多>>摘要：采用几何光线追迹结合数值模拟的方法，对弯曲波导的数值孔径、传输路径与功率衰减等传输特性进行分析，探索弯曲半径与波导弯曲辐射损耗的变化关系。设计并制作出具有不同弯曲半径的过渡相切衔接S形弯曲聚合物波导，并对波导样品的链路插入损耗性能进行测试评估。结合理论数值模拟与实验测试结果，获得不同弯曲半径圆弧过渡的S形波导链路损耗组成。本文不仅提出一种弯曲波导辐射损耗特性研究方法，还为板级复杂波导互连的布线设计提供了一定的参考。

    波导器件几何光线追迹法弯曲波导光互连插入损耗

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    光反馈分布式反射激光器产生宽带激光混沌

    方文康贾志伟李青天柳莹...
    167-174页
    查看更多>>摘要：面向宽带激光混沌产生，提出一种带有相位区的三区分布式反射(DR)激光器，并进行了仿真研究。研究发现，在外部光反馈下，随着光反馈强度的增大，DR激光器经过间歇性路径进入宽带混沌状态。由于DR激光器中的双光共振效应(PPR)，混沌振荡的高频部分显著增强，从而使产生激光混沌的带宽超过45 GHz。研究了PPR频率和强度对产生激光混沌的影响，发现PPR频率越低，所产生混沌的带宽越大，而PPR强度对所产生混沌的带宽影响不大。所提出的三区DR激光器的PPR频率可以通过改变相位区和分布式反射区电流进行调控，从而调控激光混沌状态，这种可调控宽带激光混沌源对于开发高速保密光通信技术具有重要意义。

    宽带激光混沌分布式反射激光器双光共振效应保密光通信

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    复杂信号驱动半导体激光器混沌振荡的神经网络学习

    范小琦毛晓鑫王安帮
    175-182页
    查看更多>>摘要：结合卷积层的双向长短期记忆网络构建了从驱动信号到半导体激光器输出信号的映射，探究了在共同信号驱动的条件下，神经网络输出与激光器输出二者之间的混沌同步条件，揭示了神经网络性能与其网络参数、混沌信号带宽以及驱动与响应间同步性的关系。通过仿真研究发现，当驱动与响应间的互相关系数超过0。67时，神经网络对于7。91 GHz带宽的混沌可以在背靠背条件下产生约0。9234相关系数的同步混沌。当进一步增大混沌带宽至9。2 GHz以上或者降低驱动响应间相关系数至0。63以下时，通过窃听公共信道中的驱动信号并结合神经网络攻击，能够获得与混沌载波相关系数为0。85的时序。

    半导体激光器混沌激光混沌同步神经网络保密通信

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    基于ResNet的锁眼TIG缺陷检测与分类

    章轩马晨晨王明娣
    183-193页
    查看更多>>摘要：作为一种先进而高效的焊接方法，小孔钨极惰性气体保护焊(TIG)在制造业中受到了广泛关注。为了提升小孔TIG的制造质量和自动化水平，开发一套用于在线监测焊接过程的系统是必不可少的。本研究利用专用的焊接摄像机开发了一套视觉监控系统，以监测TIG在焊接过程中的熔池和小孔。设计了一种先进的ResNet-18深度学习架构，以识别各种焊接状态，包括良好、烧穿、污染、缺乏熔合、错位、未穿透等情况。为增加训练数据集的多样性，采用图像增强技术进行处理。此外，在优化训练过程中引入了结合中心损失的度量学习策略。通过应用引导梯度类激活映射和特征映射等可视化方法，能够理解和解释深度学习过程的有效性。为小孔TIG在线监测系统的开发提供方案。

    激光光学焊接深度学习视觉监控激光工程

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