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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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    基于双通道反射式微纳光纤耦合器膜片的精准连续血压监测

    邹雪范俊豪罗彬彬周富民...
    205-215页
    查看更多>>摘要：提出一种反射式微纳光纤耦合器传感膜片，以实现高精度、连续和无创血压监测。该传感膜片由反射式微纳光纤耦合器、聚二甲基硅氧烷薄膜和环氧树脂基底组成，具有很高的压力灵敏度(-0。682 kPa-1)，且无需精确空间对准即可实现脉搏波检测;然后，构建双通道脉搏波检测系统，以获得肱动脉传导时间、桡动脉传导时间以及桡动脉和肱动脉之间的传导时间差值;基于上述参量，利用支持向量回归算法建立血压预测模型。实验结果表明，所提系统的收缩压平均偏差和标准偏差分别为0。08 mmHg和1。13 mmHg，舒张压的平均偏差和标准偏差分别为-0。35 mmHg和1。25 mmHg，符合美国医学仪器促进协会的标准，与其他类型的传感器相比，所提系统的准确度有明显提高。使用该系统监测一天内以及运动时的血压波动，结果表明该系统在连续精准测量血压方面具有可行性及很大的应用潜力。

    传感器血压监测微纳光纤耦合器人体脉搏波支持向量回归

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    用于迷你无人飞行器探测的硅基MEMS轮形振膜光纤声传感器研制

    纪康宁胡昕宇熊林森汪海波...
    216-226页
    查看更多>>摘要：针对迷你无人飞行器(mini-UAV)探测难度大的问题，仿真设计并制作了谐振频率接近mini-UAV噪声特征频率的硅基微机电系统(MEMS)轮形振膜，结合精密机械加工制作了光纤法布里-珀罗干涉式声传感器。测试结果表明，该光纤声传感器的谐振频率为7。279 kHz，与仿真结果基本一致，其在频率为7 kHz声波正入射的条件下的灵敏度为1。8V/Pa，信噪比为71 dB，最小可探测声压为99 μPa/Hz0。5。值得强调的是，该声传感器对声波的响应呈现"8"字形的方向依赖性，表明其具有识别声源方向的能力。进一步在户外测试了该光纤声传感器对mini-UAV的探测能力，结果表明，声传感器能够在65 m的范围内探测到mini-UAV噪声，其探测距离是商用驻极体声传感器的3倍左右。所研制的硅基MEMS轮形振膜光纤声传感器为解决实践中mini-UAV探测难的问题提供了一种简单有效的工具。

    传感器光纤声传感器MEMS轮形振膜迷你无人飞行器探测

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    端面薄膜法布里-珀罗腔光纤动态压力传感器仿真与实验研究

    张雄星孙哲赵学庆高子皓...
    227-235页
    查看更多>>摘要：为实现冲击波动态信号的测量，研制了一种光纤端面镀金-派瑞林-金三层结构的薄膜式光纤法布里-珀罗压力传感器。对该传感器进行了理论分析与仿真，搭建了静态和动态压力测量系统，并对其进行测试与分析。结果表明:在0～60 MPa的静态压力测量范围内，传感器的波长灵敏度和腔长灵敏度分别为0。0809 nm/MPa和0。3200 nm/MPa，与仿真结果一致;在动态压力测量中，传感器成功捕捉到了压力峰值为7。41 MPa和上升时间为75 ns的冲击波信号。

    光纤传感器法布里-珀罗腔薄膜压力测量

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    氧化石墨烯涂覆的空心微泡腔回音壁谐振模气体传感器

    刘译泽江俊峰刘琨王双...
    236-242页
    查看更多>>摘要：提出了基于氧化石墨烯和空心二氧化硅薄壁微泡腔的光纤气体传感器。将氧化石墨烯涂覆于熔融加压流变成型的薄壁微泡腔内壁，使其整体的有效折射率对于气体吸附敏感。通过拉锥光纤倏逝场在薄壁微泡腔激发出回音壁谐振模，其中心波长与有效折射率(气体体积分数)对应，据此实现腔内气体体积分数的传感测量。实验结果表明，当氨气的体积分数在0～40×10-6的范围内时，提出的光纤气体传感器的响应呈线性，其传感灵敏度为0。73×106 pm，分辨率为1。9×10-6。当氨气的体积分数为20×10-6时，传感器的响应和恢复时间分别是294 s和329 s。空心微腔结构一方面可以作为敏感单元，另一方面可以直接作为气体通道，避免了外部气室的使用或额外气体通道的封装，极大地提高了传感系统的实用性。

    传感器气体传感器回音壁谐振模氧化石墨烯

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    基于改进的自适应迭代重加权惩罚最小二乘的空间外差拉曼光谱基线校正方法

    白云飞罗海燕李志伟丁毅...
    243-251页
    查看更多>>摘要：空间外差拉曼光谱技术因其非接触、无损、快速、高稳定性和高光谱分辨率等特点，已经广泛应用于各个物质探测领域。由于复原光谱中存在荧光背景干扰，对样品进行定性和定量分析时需要对光谱进行基线校正。为了解决由拉曼峰引起的拟合基线抬升的问题，提出了一种改进的自适应迭代重加权惩罚最小二乘(airPLS)的基线拟合方法，即基于拉曼峰截断的airPLS基线拟合方法。该方法能够自动识别拉曼峰，并在对光谱进行拉曼峰截断后进行airPLS迭代拟合，以获得更准确的基线。使用仿真光谱和实测光谱进行验证，并与常见的基线拟合方法进行对比，结果显示，改进的airPLS基线拟合准确度显著提升，仿真光谱的基线拟合均方根误差优于0。0052。实测拉曼光谱的校正谱特征峰清晰可见，荧光基线趋势被有效去除，满足拉曼光谱数据处理的需求。

    拉曼光谱空间外差基线校正最小二乘法

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    深紫外高陡度滤光膜的研制

    蔡元浩付秀华林兆文王奔...
    252-260页
    查看更多>>摘要：为抑制非相干光产生的干扰，提高紫外单色仪的分辨率，本文选择Al2O3、AlF3分别作为高、低折射率材料，在熔融石英基底上设计并制备了深紫外全介质高陡度滤光膜。通过优化沉积工艺及膜层应力分析方法，解决了薄膜应力过大所导致的膜裂问题;并对实验结果进行反演分析，通过优化监控方法提高了膜厚控制精度。制备的深紫外高陡度滤光膜在232～400 nm平均透过率为97。67％，在115～228 nm平均透过率为0。61％，过渡区陡度为3。6 nm，满足紫外单色仪的使用需求。

    光学薄膜紫外单色仪深紫外滤光膜高陡度薄膜应力

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    基于生成神经网络的自适应热控薄膜设计

    陈嘉诚马蔚朱虹雨周玉晟...
    261-270页
    查看更多>>摘要：自适应温度调控器件以其智能开关特性而逐渐成为研究焦点，但是一方面其特殊的光谱要求使得器件设计过程复杂且周期冗长，另一方面器件热控性能亟待提高以满足更加严苛的应用场景。针对以上问题，提出一种深度生成神经网络模型来执行上述复杂的优化任务，该网络模型的更新不依赖于数据集，而是将生成神经网络与传输矩阵方法(TMM)相结合，通过TMM返回的梯度信息指导产生符合预期的多层膜结构，并自动优化膜层厚度和材料种类。作为网络优化能力的验证和演示，本课题组使用该方法设计了一种基于二氧化钒的自适应热控器件，实现了高温太阳吸收比低于0。2、高温发射率高于0。9、发射率差值大于0。8的优异性能。与传统的优化算法相比，生成神经网络以高自由度和更快的速度寻找最优解，与普通神经网络相比，全局优化网络考虑整体的优化目标，通过全局搜索寻找全局最优解，设计结果也证明了该方法在复杂设计任务中的实用性。

    薄膜多层膜神经网络自适应温度调控二氧化钒

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    面向机器人手术模拟器的神经辐射场软组织动态三维重建

    陈琪秦芝宝蔡晓誉李世杰...
    271-283页
    查看更多>>摘要：构建了一种基于自监督的框架，该框架从单目立体内窥镜视频中提取多视图图像，利用图像中的底层三维(3D)信息构建对象的几何约束，实现软组织结构的准确重建。基于分割任意场景模型对内窥镜下的动态手术器械、静态腹腔场景及可形变软组织结构进行分割解耦。该框架利用简单的神经网络多层感知机来表示动态神经辐射场(NeRF)中运动手术器械和形变软组织结构，基于偏斜熵损失对手术场景中的手术器械、腔体场景和软组织结构进行正确分离。在通过使用单目立体内窥镜捕获机器人手术模拟器场景的数据集上，将所提方法的结果与其他方法进行定量定性比较。结果表明本文方法在处理腹腔体场景、软组织结构重建、手术器械的分割解耦，以及来自多视点的3D信息和运动对象的图像分割等方面显著优于当前的方法。

    视觉光学神经辐射场软组织三维重建分割任意场景模型分割解耦

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    小角X射线散射中宇宙线噪声去除方法

    赵晋王成龙喻虹
    284-292页
    查看更多>>摘要：针对小角X射线散射(SAXS)测量图样中的宇宙线提出一种去除方法，以纳米结构的周期信息为物理先验计算得到周期性散射信号的坐标信息，对各光斑级次有效信号区域内的宇宙线进行检测并去除。数值模拟了含宇宙线的SAXS测量图样序列，测试该方法对SAXS测量图样序列宇宙线的检测和去除效果，并与现有的宇宙线去除方法进行对比。计算不同曝光时间下去噪前和各方法去噪后SAXS测量图样的评价指标，可以说明该方法对于SAXS测量图样中的宇宙线具有良好的去除效果，并能在长曝光条件下获得明显的信噪比增益。

    X射线光学小角X射线散射周期性纳米结构宇宙线去噪

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    基于自注意力机制U-net的微焦CT去射线源模糊方法

    刘川江王奥张根源袁伟...
    293-301页
    查看更多>>摘要：在微焦CT成像中，通常利用增大X射线源管电压、管电流来提高扫描效率，但射线源功率增加会导致焦点尺寸增大，投影图像模糊，从而降低重建图像的空间分辨率。为了解决因非理想射线源焦点引起的图像模糊问题，本文提出利用深度学习在投影域映射非理想焦点与理想焦点投影之间的关系。推导了理想焦点投影与非理想焦点投影的正向关系，基于该关系构建配对数据集;提出一种基于自注意力机制的U-net网络(SU-net)学习非理想焦点投影到理想焦点投影的逆向关系。仿真实验和实际实验结果表明，提出的SU-net方法能准确地从非理想焦点投影中估计出理想焦点投影，可有效减少焦点导致的图像模糊。

    计算机断层扫描微焦点CT空间分辨率深度学习X射线源焦点

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