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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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    光子计数探测器投影数据噪声的p-范分布统计分析

    郭杰蔡爱龙王少宇郑治中...
    94-102页
    查看更多>>摘要：光子计数型能谱计算机断层扫描(CT)已成为CT成像领域的最新技术，建立精确的噪声模型可以为开发高效的能谱重建算法和降低辐射剂量提供理论支撑。通过对光子计数型能谱CT投影数据噪声进行深入分析和理论推导，提出了能谱CT投影数据噪声的p-范分布模型。首先，综合考虑光子计数探测器能量采集中的光子统计波动和电子热噪声，利用贝叶斯公式推导噪声分布模型。然后经过投影数据的密度函数拟合验证、拟合优度检验等实验环节对所提理论模型进行检验。结果表明，相比于传统分布模型，所提分布模型能够更加精准地刻画光子计数型能谱CT成像机理和物理过程。最后，对投影数据观测序列进行时间序列分析，并将预测得到的结果用于修复异常值。从仿真实验结果和实际数据实验结果可以看出，该预测值具有良好的修复效果。

    光子计数型能谱计算机断层扫描投影数据噪声拟合优度检验一元p-范分布时间序列分析

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    基于偏振光栅的同步移相剪切干涉测量方法

    蒋金威郭仁慧钱宇刘杨...
    103-114页
    查看更多>>摘要：针对在波前测试时，参考镜面自身面形误差、光能利用率不足、环境振动和空气扰动等对干涉测量结果的影响，提出一种基于偏振光栅(PG)分光的同步移相剪切干涉测量方法，通过将横向剪切干涉与同步相移技术相结合实现待测波面的准共光路相移测量。该方法采用1/4波片、PG和平面反射镜的组合作为横向剪切结构，可获得两束剪切的正交线偏振光，线偏振光经二维相位光栅、透镜、小孔光阑和相位延迟阵列构成的同步移相结构后，在CCD上可同时采集到4幅移相剪切干涉图。对x和y方向的剪切干涉图采用基于相位相关的图像配准算法、四步移相算法以及基于离散余弦变换法(DCT)的相位解包裹算法进行处理，得到差分相位分布，再用基于差分Zernike多项式的最小二乘波前重构算法对其进行重构，得到待测波面。通过搭建实验装置对一块透镜和凹面反射镜进行测量，结果表明，该方法的测量结果具有准确性和稳定性，该方法能够很好地应用于波前动态测量，对透射波前和光学元件的面形检测具有重要意义。

    测量波面检测剪切干涉同步移相相位复原与重构算法

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    平行平板光学参数的快速高精度测量方法

    钱宇郭仁慧蒋金威薛亮...
    115-128页
    查看更多>>摘要：提出一种基于特征多项式的波长移相干涉测量方法。首先，将该方法与两步绝对测量法结合，对多表面干涉技术进行理论研究;然后，以特征图和特征多项式理论为基础设计出一种加权多步波长移相算法，用于对平板的表面面形、光学厚度变化以及光学均匀性信息进行提取计算，并通过移相算法的评价函数及其傅里叶表达式展示了算法对误差的抗扰度;最后，将该算法与OPL算法进行对比。结果表明，所提方法在不同厚度平行平板光学均匀性的测量上具有速度快、精度高的优势。

    测量波长移相特征多项式光学均匀性

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    基于数字图像相关方法的亚像素位移迭代算法性能

    孟祥印徐启航肖世德李杨...
    129-146页
    查看更多>>摘要：在对图像位移进行测量时，不同亚像素位移迭代算法的性能不同，将反向组合对角近似算法和反向组合Dog-Leg算法用于数字图像相关法并进行位移测量，同时对反向组合Levenberg-Marquardt算法的参数更新策略进行简化，以反向组合高斯牛顿(IC-GN)法作为对比，通过模拟散斑图像和真实散斑图像的压缩变形实验，对3种算法的性能进行对比，并进行相应的评估。实验结果表明:在模拟散斑实验中，各个算法在收敛速度、收敛频率和计算速度上各有不同;在真实实验下，小变形实验得到与IC-GN法相似的精度，大变形实验得到的收敛半径更大。

    测量数字图像相关法亚像素位移反向组合对角近似算法反向组合Levenberg-Marquardt算法反向组合Dog-Leg算法

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    近场分布式平面光源光强测试方法

    胡少杰王洪远何泽浩朱巧芬...
    147-154页
    查看更多>>摘要：对近场分布式光度测量方法及测量机理进行研究，基于自主搭建的近场光源发光特性测量装置采集平面光源不同方向的亮度图像，分析了近场光度参量之间的转换关系及亮度数据处理方法，最终实现了近场分布式平面光源空间光强分布测量。通过构建平面光源发光模型，基于光度学和几何光学原理分析发光平面各个方向的光线分布，完成对光源不同方向的发光状态表征。与远场测量相比，所提近场分布式测量方法结果与远场配光曲线吻合良好，在所采用成像式亮度计亮度相对误差优于6。51％的情况下，所测得的光强相对误差小于8。38％，0°配光曲线匹配指数高达98。33％，验证了所提方法在近场光度测量中的有效性。

    测量分布光度计近场分布式光度测量成像式亮度计光强配光曲线

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    准二维各向同性激光冷却的光场仿真

    张孝王鑫王文丽孙远...
    155-165页
    查看更多>>摘要：在各向同性激光冷却原子实验中，光场分布是影响冷原子分布的重要因素，可以利用真空腔的结构和激光的注入方式的不同来调控腔内的冷原子分布。本文提出了一种扁平形漫反射腔体结构，并对冷却光的不同注入方式和不同尺寸的腔体结构形成的光场分布进行了仿真。仿真结果表明，与自由空间光入射相比，激光由光纤入射能够获得更均匀的准二维分布的光场，因此可以通过调节光纤的入射角度及光纤参数，实现对光场均匀度的优化。此外，随着腔体边长的等比放大，腔内光功率密度呈负指数幂衰减。扁平形漫反射腔形状接近二维，在准二维分布的光场和特殊的扁平形腔体结构的作用下，能够获得呈准二维分布的冷原子，在量子传感及量子精密测量领域具有重要的应用前景。

    光场仿真漫反射准二维光场各向同性激光冷却

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    脉冲激光加工碳纤维复合材料板材的数值模拟与实验优化

    蔡颂宋金潮陈达文跃兵...
    166-178页
    查看更多>>摘要：利用激光线扫描方式建立丝状高斯热源的传热模型，并对其进行数值分析，得到脉冲激光烧蚀碳纤维的演化规律。对碳纤维复合材料(CFRP)板材进行激光烧蚀实验研究以验证所提模型的可行性。结果表明:当激光功率为9 W、激光扫描速度为200 mm/s时，板材表面绝大多数树脂被蒸发，表面粗糙度降至7。20 µm，表征数据稳定性的样本方差为1。889。实验证明了该理论模型的正确性和可行性，为CFRP材料的激光加工研究提供了参考。

    激光光学碳纤维复合材料脉冲激光激光烧蚀传热模型表面粗糙度

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    不同单体形状生物粒子凝聚体消光特性的差异分析

    陈国龙顾有林胡以华孟凡昊...
    179-190页
    查看更多>>摘要：针对生物粒子凝聚体单体形状和光学特性的复杂多变，构建了5种不同单体形状的生物粒子凝聚体空间结构，并用离散偶极子近似方法计算了生物粒子凝聚体的消光特性参数，分析了不同单体形状生物粒子凝聚体的消光特性差异。计算结果表明:非球形生物粒子凝聚体在将其单体形状等效为球形时，平均质量消光系数的相对偏差绝对值在6％以内;不同单体形状生物粒子凝聚体对光的散射能力不同是消光特性存在差异的主要表现，且通常情况下单体形状越偏离球形，相对偏差越大，因此，由不同单体形状引起的消光特性的差异不应被忽略。此项工作可应用于准确评估和优化生物粒子材料的消光性能。

    生物粒子材料单体形状凝聚体红外消光特性

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    基于泵浦空间复振幅调控的目标边缘增强上转换探测

    姜嘉琪姚秀李春宇赵波...
    191-197页
    查看更多>>摘要：目标边缘增强上转换探测是一种通过非线性光学手段将红外(或太赫兹等)长波目标图像"上转换"到可见光波段的同时，强化目标图像几何边缘特征的新型上转换探测技术。基于准相位匹配的近红外上转换系统，理论结合实验进一步深入研究了泵浦空间复振幅结构对上转换目标图像特征的影响。通过比对研究定量分析了振幅带通滤波与螺旋相衬对目标图像边缘特征的增强效果，以及各自量子效率的差异。基于研究结论，针对几种典型场景给出了若干可实施的应用建议。

    非线性光学边缘增强空间复振幅调制上转换探测傅里叶光学平顶涡旋光束

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    基于双频泵浦正常色散富硅氮化硅微环谐振腔的光频率梳设计

    杨亚楠高荣湛晨翌李丁...
    198-208页
    查看更多>>摘要：提出一种利用锁相双频激光作为泵浦源输入正常色散富硅氮化硅微环谐振腔产生光频率梳的方案。对富硅氮化硅微环谐振腔进行色散调控，实现1550 nm波段平坦正常色散优化设计。利用LLE(Lugiato Lefever equation)方程进行光频率梳产生仿真，分析改变泵浦失谐时光频率梳产生的时域和频域演化过程。同时，探究各项参数对光频率梳产生的影响，包括泵浦功率、双频激光功率占比、微腔波导损耗、微腔色散、双频激光频率间隔。仿真实现的光频率梳带宽可覆盖 1520 nm 到 1580 nm。

    非线性光学光频率梳富硅氮化硅色散调控微腔

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