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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。
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    远距离激光三角位移传感器的光斑去噪方法

    龚陈博沈斌贾奥男周泽亚...
    194-205页
    查看更多>>摘要：激光三角位移传感器的工作距离增大将导致其灵敏度降低，从而影响其测量精度。通过光束折叠技术可提高测量系统的灵敏度，但引入新的结构单元会使得成像光斑噪声变大。针对上述矛盾，提出一种适用于远距离激光三角位移传感器的光斑去噪方法。首先，以双反射折叠光束为例，建立激光三角位移传感器物方与像方位移关系的表达式，通过灵敏度仿真分析验证光路结构的合理性;其次，采用轻量级自监督网络Zero-Shot Noise2Noise抑制光斑图像噪声，并分析不同噪声水平下算法的去噪效果。实验结果表明:去噪后光斑图像的峰值信噪比为47。89 dB，在1750～2500 mm量程内，测量重复性优于2。64μm。

    远距离激光三角法双反射镜自监督网络光斑去噪

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    基于激光散斑成像的煤矸特征提取与识别方法

    李鹤群郑予菲杨涵夕刘芸...
    206-215页
    查看更多>>摘要：为了解决基于图像识别的煤矸分选技术中，识别准确率受图像采集环境照度影响较大、识别效果不佳的问题，提出一种基于激光散斑成像的煤矸特征提取与识别方法。针对煤矸激光散斑分布特点，提出Lab颜色空间下基于高斯金字塔的Otsu阈值分割方法，以准确分割煤矸激光散斑图像的感兴趣区域。利用灰度区域大小矩阵设计了煤矸激光散斑图像纹理特征提取方法，并结合传统特征提取方法构建煤矸激光散斑图像多维特征数据。利用所提取特征数据对支持向量机分类器进行训练，最终实现煤与矸石的准确识别。经实验验证，在多种照度下煤矸激光散斑成像的识别准确率平均值为96。05％，最高可达98。6％，标准差为1。85％。通过与现有识别方法开展对比实验，证明了本研究方法进行煤矸识别的可靠性且在不同照度环境下具有较小的识别准确率波动。

    机器视觉煤矸识别激光散斑特征提取不同照度

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    基于深度神经网络的微弱生命信号识别

    李燕李亮赵晨宇张玉禄...
    216-225页
    查看更多>>摘要：提出一种基于Trans-shrink-Net阈值收缩神经网络结合单元平均的恒虚警率算法进行前置处理的毫米波雷达微弱生命信号识别技术。该方法采用恒虚警检测算法提取雷达谱的生命信号特征，建立了数据量为80 Gbit的标准数据集，训练数据超100000条，同时结合Trans-shrink-Net神经网络学习微弱生命信号的全局分布特征，通过阈值残差块引入位置敏感性，经多层感知机输出生命信号预测结果。实测结果表明，所述方法可以有效提取微弱生命信号的特征并准确识别生命活体，在提升鲁棒性的前提下，对于微弱生命活体识别准确率可达96。17％。

    生物技术毫米波雷达信号特征提取Transformer神经网络活体信号识别

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    铌酸锂混合集成波导非线性太赫兹源

    王能宇薛飞鸿马晓飞盛冲...
    226-233页
    查看更多>>摘要：理论设计了光波-太赫兹波混合波导，构建了一种室温、连续、高效、集成化、低噪声、易于调制的相干太赫兹源。该混合波导由铌酸锂退火质子交换波导与金属超晶格波导混合集成，近红外通信波段的信号光和泵浦光在退火质子交换铌酸锂波导中传播，通过非线性差频产生0。379 THz的太赫兹波，所产生的太赫兹波通过金属超晶格波导传输。通过优化金属超晶格太赫兹波导的结构参数，理论上实现了准相位匹配，提高了太赫兹波的群折射率，从而通过慢光效应进一步增强非线性效应，理论非线性转换效率可达3。6×10-7 W-1。同时，所设计的混合集成波导结构也可用于其他非线性光学器件中。

    铌酸锂波导超材料差频太赫兹

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    偏折角控制二向衰减及其在镜头设计中的应用

    卢帅曲贺盟管海军张继真...
    234-244页
    查看更多>>摘要：为了在光学设计过程中控制光学镜头的二向衰减性能，实现二向衰减性能的准确控制，提出了一种基于光线偏折角控制二向衰减的方法，并展示了其在镜头设计中的应用。首先，基于菲涅耳公式和仿真验证，探寻出二向衰减与光线偏折角存在相关性，并分析出折射率不影响二向衰减与光线偏折角之间的数值关系。接着，基于拟合方法建立了二向衰减和偏折角之间的多项式关系。然后，为了分析光学系统的二向衰减，进一步建立了"系统二向衰减-光线偏折角"公式。最后，基于"二向衰减-光线偏折角"公式和像差理论设计了二向衰减小于4。03％的镜头系统;基于"系统二向衰减-光线偏折角"公式成功预测了镜头的二向衰减性能。本文提出的方法对设计过程中控制和预测镜头的二向衰减性能具有参考意义。

    二向衰减控制光线偏折角数据拟合光学设计

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    异常光学涡旋晶格的产生及特性研究

    伍俊燃丁力冯佳豪张孟阳...
    245-252页
    查看更多>>摘要：本文基于任意拼接技术，利用束腰半径不同的可任意拼接光学涡旋同轴叠加，产生了一种具有"暗核融合"与"拓扑荷融合"特性的异常光学涡旋晶格。通过实验与数值模拟对所提出的异常光学涡旋晶格进行了分析研究，结果表明，双光束等面积叠加产生的光学涡旋晶格其暗核数量、涡旋符号可通过叠加光束分区拓扑荷大小与符号自由调控;光束非等面积叠加产生的光学涡旋晶格存在相邻暗核之间融为一体、拓扑荷值相互作用的"暗核融合"与"拓扑荷融合"的特性。该研究丰富了光学涡旋晶格的空间模式分布，为光学涡旋晶格的精细化调控提供了新的思路，在光镊领域有着潜在的应用价值。

    物理光学完美涡旋光束光学涡旋晶格微粒操纵

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    NV色心与硅基光波导耦合系统中的量子信息传递

    李雪琴杨卫军唐艳妮刘芯...
    253-261页
    查看更多>>摘要：提出一种在金刚石氮空位色心(简称"NV色心")与硅基光波导耦合系统中实现两个分离量子节点之间量子态传递的理论方案。在该方案中，硅基光波导和与之耦合的NV色心自旋系综可看作一个量子节点，两个分离量子节点之间通过一个空腔硅基光波导连接。每一个量子节点中的NV色心自旋系综通过外加的微波脉冲控制其与硅基光波导谐振腔发生相互作用，这种节点具有发送、存储和接收光量子信息的功能。中间的空腔硅基光波导作为连接两个分离量子节点之间的传输信道，能够让携带量子信息的光子在不同的量子节点之间传输。采用NV色心自旋-微波光子混合比特编码的方式，通过调节硅基光波导的谐振频率，精确控制体系演化时间，高保真度地实现了两个分离量子节点之间的量子态传递。所提方案还可以进一步扩展和集成，用于构建多节点分布式量子网络。

    NV色心硅基光波导量子节点量子态

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    银纳米树SERS基底拉曼增强特性

    姚森浩冉娜王宁张洁...
    262-271页
    查看更多>>摘要：为提高银纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)的增强特性，提出一种树状银纳米结构SERS基底。采用无电沉积法生长出均匀稳定的银纳米树。制备的银纳米树SERS基底表现出良好的实验效果:对罗丹明6G的检测限低至10-13 mol/L，增强因子为2。32×1011，且具有银纳米树生长可控、均匀性好、稳定性高、可实现多种分子检测等优势。

    光谱学拉曼散射表面增强拉曼散射银纳米树无电沉积法

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    显示系统超硬耐磨减反射膜的研制

    潘永刚赵宝亮付秀华金海俊...
    272-280页
    查看更多>>摘要：基于Clausius‒Mossotti理论，分析了氧气-氮气混合比对SiTiON光学常数的影响，采用中频磁控溅射技术并优化沉积工艺，研制了SiTiON低折射超硬复合薄膜。同时，匹配高折射率氮化硅材料，制备出可见光波段超硬耐磨减反射膜。测试结果表明，所制备的超硬耐磨减反射膜在400～700 nm波段内的平均反射率为0。419％，硬度达到1796。4 HV，摩擦实验前后膜层表面疏水角变化1。55°。最后，通过附着力、高低温及恒温恒湿等实验测试，证明所制薄膜满足显示窗口的实际使用要求。

    薄膜SiTiON复合薄膜超硬耐磨减反射膜耐磨性显示窗口

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    耗散孤子时域动力学的实时测量

    袁子川毛丁戴可陈跃...
    281-287页
    查看更多>>摘要：色散时延干涉仪技术能够实现单次超短时间测量，为实现锁模光纤激光器中的孤子时域动力学提供一种新的测量方法。利用这项技术，基于碳纳米管的被动锁模光纤激光器，进一步研究稳态及呼吸态耗散孤子在建立和湮灭过程中的完整时域动力学演化过程。研究发现，在建立及湮灭过程中，稳态及呼吸态耗散孤子在时域上均表现瞬态衰荡呼吸行为。此外，这种瞬态衰荡呼吸行为的持续时间与泵浦功率存在一定的决定关系。在建立过程中，泵浦功率越低，持续时间越长;在湮灭过程中，泵浦功率越高，持续时间越长。本实验研究了耗散孤子瞬态演化过程中脉冲时域位置变化，这对于深入了解孤子的产生、演化机理，以及对被动锁模光纤激光器的设计、优化及智能化控制都具有重要意义。

    超快光学锁模光纤激光器耗散孤子呼吸孤子色散傅里叶变换色散时延干涉

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