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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EBAPS图像自监督双阶段去噪算法

    李炳臻刘璇赵紫祥李力...
    100-110页
    查看更多>>摘要：相较于传统固体成像探测器,电子轰击型有源像素传感器(EBAPS)的图像中不仅存在高斯噪声,还存在一种独特的电子轰击噪声,在图像上表现为过饱和斑状像素群(即EBS噪声).虽然EBAPS在微光成像方面展现出巨大潜力,但针对其复杂的混合噪声抑制的研究仍然相对匮乏,因此采用迭代训练和盲点网络相结合的方式,研究了一种针对EBAPS图像混合噪声的自监督双阶段去噪算法.实验结果表明,针对EBAPS成像的图像噪声,所提算法在峰值信噪比(PSNR)和结构相似度(SSIM)上取得优异的表现.

    微光EBAPS深度学习盲点网络图像去噪

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    大面阵小像元光学成像器件加权采样优化技术

    庄绪霞阮宁娟魏久哲贺金平...
    111-119页
    查看更多>>摘要：为实现高像素小像元成像器件在光学成像高效应用,提出一种面向大面阵小像元光学成像器件的加权采样及优化方法.分析大面阵小像元器件加权采样原理,构建加权采样成像质量模型和权重因子优化模型,开展权重因子优化分析,进行加权采样仿真实验与分析评价.研究结果表明,通过加权采样,可以有效提高综合成像质量,5×5像素为一采样单元时,调制传递函数(MTF)最高可以提高1.5倍,信噪比(SNR)最高可以提高5.0倍,MTF×SNR最高可以提高5.2倍以上.本技术研究为大面阵小像元器件新型成像应用提供理论支撑.

    成像系统大面阵成像加权采样优化

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    激光扫描横向差动共焦显微系统研制

    于森王振儒邱丽荣崔健...
    120-130页
    查看更多>>摘要：针对微细结构样品表面形貌的高速高精度测量难题,研制了一套激光扫描横向差动共焦显微系统.该系统通过在共焦系统收集光路插入D型光阑,使被测样品表面高度发生变化引起探测光斑横向移动,在探测焦平面进行分割焦斑探测,获得高灵敏横向差动共焦响应信号,实现高分辨测量;同时利用轴向响应信号过零点附近高线性特点,实现轴向无扫描高速测量,配合二维振镜进行高速光束横向扫描,最终实现高速高分辨三维显微成像.实验表明,该系统可以实现轴向分辨力达1 nm的三维显微成像,并且与奥林巴斯激光扫描共聚焦显微镜测量结果比较,测量效率提高约3倍,为超精密加工和测量领域的高速高精度微细结构显微成像提供了一种新的有效的工程化测量仪器.

    光学仪器三维显微成像横向差动共焦显微术振镜扫描高速高分辨

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    大直径回转体零部件壳体局部加速器CT检测

    詹美娜倪松余海军谢海霞...
    131-143页
    查看更多>>摘要：针对大直径回转体零部件直径较大且内部存在高密度材料、缺陷通常位于壳体部位的特点,采用电子直线加速器作为射线源,提出一种多次局部源直线扫描计算机断层成像(mL-STCT)方法.mL-STCT通过旋转检测对象及偏置射线源和探测器,对检测对象壳体预估缺陷部位进行多次扫描,每次扫描移动射线源以采集不同角度的投影数据.通过分析mL-STCT投影数据在Radon空间的不同分布,确定了每次扫描物体的旋转角度及相关成像参数.仿真和模拟的物理扫描实验结果表明,相比于局部源直线扫描计算机断层成像(L-STCT)和切向计算机断层成像(TCT),mL-STCT在投影连续情况下对缺陷结构的恢复效果较好,重建图像具有较完整、清晰的轮廓.实验结果说明mL-STCT可以实现大直径回转体零部件壳体的局部CT成像检测,在实际检测中具有重要的应用价值.

    成像系统计算机断层成像直线扫描图像重建

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    基于事件相机的风力发电机叶片扫塔预警方法

    扁逸飞雷太航刘子宾关棒磊...
    144-153页
    查看更多>>摘要：针对风力发电机运行过程中可能出现的叶片扫塔问题,提出一种基于事件相机的风电叶片扫塔预警方法.所提方法充分利用事件相机的高动态范围、低延时、低功耗等优点,首先,实时监测复杂光照环境下快速旋转的叶片,获得高频稀疏事件流数据;其次,通过分析叶尖产生事件的极性提取候选叶尖事件,并使用邻域搜索方法从候选叶尖事件中提取实际的叶尖像素坐标;最后,通过中心透视投影原理计算叶片的最小净空距离,实现叶片扫塔预警.所提方法将事件相机用于风电叶片扫塔的监测预警,实现全天候、复杂光照环境下风电叶片最小净空距离的在线监测,可有效避免叶片扫塔事故的发生.

    测量风力发电机事件相机叶片扫塔健康监测

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    外腔级联金刚石拉曼激光输出特性仿真

    李晓伟陈晖崔雨凡丁洁...
    154-161页
    查看更多>>摘要：具有宽光谱透过范围和大拉曼频移特性的金刚石晶体在作为拉曼介质实现多波长激光输出方面具有显著优势.为了实现高效率的多波长拉曼激光转换,同时实现多参数的可调控输出,需要对高阶Stokes光输出特性进行理论分析.基于外腔拉曼稳态模型推导了三阶Stokes光特性理论公式,并利用该模型预测了外腔泵浦金刚石拉曼激光器的关键参数对运转特性的影响;有效模拟了三阶Stokes光输出透过率与最大转换效率及拉曼激光产生阈值之间的关系,并分析了不同泵浦功率时,泵浦光束腰半径、输出镜透过率、金刚石晶体长度等参数与输出功率之间的关系.本理论模型可为级联晶体拉曼激光器的实验研究提供参考和指导.

    多波长金刚石受激拉曼散射级联转换稳态模型

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    基于贝叶斯MCMC与其他模型的紫外LED寿命预测

    苗慧郭伟玲刘梓元王荣晶...
    162-169页
    查看更多>>摘要：由于紫外发光二极管(LED)寿命较短,但随着其性能逐渐提升,需要选用合适的可靠性评价方法,而寿命预测则是可靠性评价方法中的关键环节.在环境温度为常温、电流为 40 mA的工作条件下,对AlGaN基紫外LED进行了8000 h的寿命实验,对样品辐射通量随时间500～3500 h、500～4500 h、500～5500 h变化的实验数据进行指数模型拟合,对比分析得到失效寿命.采用贝叶斯MCMC法与幂函数模型预测紫外LED的寿命,给出了具体的幂函数与对数函数的模型公式.利用指数模型、贝叶斯MCMC算法、幂函数模型、对数函数模型对工作条件下的紫外LED进行寿命预测,寿命L70分别为5517、7041、6849、6219 h.综合考虑,贝叶斯MCMC、幂函数模型拟合更加精确.

    光学器件紫外发光二极管寿命预测贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗方法幂函数模型

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    纳米LED远场辐射强度与出光角度的优化仿真

    张志鹏苏昊李文豪张树钱...
    170-178页
    查看更多>>摘要：纳米LED有望应用于超高分辨率微型显示器件,减小纳米LED的出光角度对于降低相邻像素的光串扰具有重要意义.为了获得较小出光角度的氮化镓基纳米LED,本文采用有限元方法,研究了纳米LED形状、量子阱中氮化镓厚度,以及包裹电介质层对其远场辐射强度和出光角度的影响.仿真结果显示,柱形纳米LED结构可以实现约57°的垂直出光角度;通过调整量子阱中氮化镓的厚度为3 nm,在不影响远场强度的情况下可以进一步将垂直出光角度降低至52°.此外,在纳米LED外围包裹折射率为1.5、宽度为200～300 nm的电介质层,可以有效抑制纳米柱侧面出光,使远场强度提升40%.本研究为氮化镓基纳米LED的设计和优化提供了仿真实验支持,有望推动基于纳米LED的超高分辨率显示技术的发展.

    纳米LED远场辐射出光角度优化光学仿真

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    超小尺寸硅基矩形滤波器

    廖莎莎樊星辰刘真伟
    179-186页
    查看更多>>摘要：云计算、元宇宙等技术发展带来的超大规模数据处理对信号处理系统提出了新的要求.高矩形度的光子滤波器能有效实现信道划分,降低信号处理系统复杂度.提出了一种基于绝缘体上硅的超小尺寸矩形滤波器,该方案仅在单个微环谐振器中加入一个狭缝结构,就能实现矩形滤波谱线,尺寸仅为1200 μm2,形状因子(20 dB带宽与3 dB带宽之比)可达3.13.分析了工艺误差对滤波器性能的影响,并提出改善方案.该滤波器具有尺寸超小、结构紧凑、制造简单、矩形度高等优势,可广泛应用于信号处理系统、宽带接入系统等领域.

    集成光学矩形滤波器光子集成电路硅光子学

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    金属表面偏振双向反射分布函数建模与逆向绘制

    缪裕培陈佳盈张小杰蔡泽伟...
    187-200页
    查看更多>>摘要：提出了一种联合镜面反射和互反射的偏振双向反射分布函数(pBRDF)模型.在该模型中,基于金属的微面元理论和复折射率对镜面反射分量进行建模,互反射分量则通过引入相位穆勒矩阵近似,以解决遮挡和阴影损失产生的部分光能量缺失问题.基于该金属pBRDF模型发展了一种逆向绘制方法,首先利用多视角图像获得物体的初始三维信息,然后通过构建最小化损失函数对金属偏振空间变化双向反射分布函数(SVBRDF)和法线进行联合优化,使用筛选泊松重建更新点云,通过多次迭代最终计算和恢复金属的三维、法线和偏振SVBRDF信息.实验结果表明所提模型和绘制方法可以精确地表征金属的偏振反射特性和有效绘制.

    偏振双向反射分布函数金属穆勒矩阵逆向绘制

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