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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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    高速相干频分复用无源光网络系统辅助管理和控制通道传输与性能

    申王伟王佳叶李国强邢思哲...
    1-8页
    查看更多>>摘要：为了在保持帧结构完整性的同时，低代价地传输管理和控制信号，提出面向高速频分复用相干无源光网络(FDM-CPON)的两种传输管理和控制信号传输机制，即数字端辅助管理和控制通道(AMCC)和数据通道的相加和相乘。通过将AMCC传输的通断键控(OOK)信号映射为数据通道信号幅值的变化，完成数据通道信号幅值再调制，成功将AMCC与数据通道相结合，实现了管理和控制信号与数据通道信号的同步传输。实验结果表明，在基于16QAM传输20 km光纤的200 Gbit/s FDM-CPON系统中，当AMCC的带宽和调制因子(MI)相同时，乘性AMCC对于信号性能的影响更小，自身传输信号的质量也更高。在AMCC的MI为26。1％、带宽为24。4 MHz时，乘性AMCC对信号灵敏度的惩罚比加性AMCC小3dB。以上研究为未来高速相干频分复用无源光网络AMCC传输与系统设计提供重要参考。

    光通信相干无源光网络相干光通信光纤通信频分复用辅助管理和控制通道

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    基于光频域反射差分相位解调的分布式折射率传感

    花培栋丁振扬刘琨郭浩晗...
    9-18页
    查看更多>>摘要：提出一种基于光频域反射(OFDR)差分相位解调的拉锥光纤分布式折射率传感方法。首先，理论分析了差分相位解调方法的原理并仿真计算了相位随外界折射率变化的灵敏度特性。实验中利用平均去噪与小波平滑实现了 340μm传感空间分辨率的分布式折射率传感解调，其中有效传感区域的长度为45 mm，相位与外界折射率变化的线性拟合度为0。997，各折射率下的最大标准差为0。0067 rad，灵敏度为1328。6 rad/RIU，接近仿真结果1483。7 rad/RIU。与互相关解调方法相比，差分相位解调方法的线性拟合度与标准差均较优，且传感空间分辨率提升了 10倍。这种基于差分相位的解调方式为实现微米级分布式生物传感提供了思路。

    光纤光学分布式光纤传感折射率传感光频域反射技术差分相位解调拉锥光纤

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    基于FBG-FPI光纤传感器的岩石含水率光纤超声检测

    康弯弯邵志华周旷羽乔学光...
    19-26页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于光纤超声传感技术的岩石含水率检测新方法。在实验中，以压电换能器(PZT)发出的1MHz超声波作为声源，采用超声波透射法，通过刻写在细芯光纤中的一对光纤光栅检测岩石的超声波信息(包括时域以及频域的结果)，并与相同条件下的PZT接收结果进行比较。随着岩石含水率的增加，光纤传感器表现出与PZT相似的响应趋势，且测得的含水率绝对偏差较小，充分证明了光纤探测岩石含水信息的可行性和优越性。

    光纤光学红砂岩含水率超声波光纤检测

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    基于误差扩散的计算全息显示方法

    魏平平韩超
    27-36页
    查看更多>>摘要：以双向误差扩散算法为基础，通过分析图像振幅分布与生成全息图的关系，建立了全息图误差补偿模型，提出了一种新的纯相位全息图生成方法。首先通过误差扩散模型，计算出复振幅全息图与振幅置1的纯相位全息图的误差，通过对该误差进行误差扩散生成新的纯相位全息图。利用新的纯相位全息图与复振幅全息图计算新的误差，进行第二次的误差扩散，得到最终的纯相位全息图。采用定性和定量的指标来评价仿真成像质量，仿真及光学实验结果表明，改进后的方法能够有效提升再现像的质量，为纯相位全息图制作提供一种新的方法。

    全息全息显示误差扩散纯相位全息图

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    X射线CT正交基材料分解成像方法及其在校正金属伪影中的应用

    罗婷赵星赵云松李陶...
    37-51页
    查看更多>>摘要：针对被测样品的组成物质已知且彼此不混合的情况，提出了一种结合能谱信息的单能谱计算机断层扫描(CT)图像重建方法。该方法利用已知物质作为基材料对CT投影数据的采集过程进行数学建模，然后对该非线性模型进行基材料图像的迭代求解。在求解中，通过将基材料"不混合"的性质转化为向量正交性，实现了迭代过程的快速收敛。本文方法充分考虑了 X射线的能谱和被测样品材料的属性，可显著地校正传统CT图像中的硬化伪影和金属伪影，有效地提高该类样品的CT成像质量。实验验证了所提方法的有效性。

    成像系统X射线计算机断层扫描硬化伪影金属伪影基材料分解

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    基于扫描振镜及数字微镜显示器控制的静态体三维显示系统

    韩东成杨世植赵强张亮亮...
    52-62页
    查看更多>>摘要：本文介绍了一种波长宽、响应快的静态体三维显示系统，包括显示介质、控制系统及激光系统三部分。实验中，选取具有双频上转换效应的NaYF4∶Er@NaGdF4∶Yb@NaYF4∶Er纳米晶溶液作为显示介质。控制系统选用1024×768的数字微镜显示器(DMD)及扫描振镜对红外激光进行投影，使用成像光学软件将立体图像的二维切片转换为DMD/扫描振镜的控制信号。激光系统选用1550 nm和850nm的红外激光，用适当的光学元件调整光束和光路。最终在纳米晶的环己烷溶液中(1mmol/mL)以30× 1024×768的分辨率实现了绿色(532 nm)三维图像体的快速扫描，图像无闪烁、深度线索自然、可360°观看。该显示系统对材料性能要求不高，搭建方便，显示效果明显，为上转换材料在三维显示领域的初步研究及大尺寸体三维显示技术的探究提供了参考。

    体三维显示双步双频上转换NaYF4纳米晶数字微镜显示器

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    基于长脉冲热激励的红外序列图像处理方法

    魏延杰肖瑶
    63-73页
    查看更多>>摘要：针对长脉冲热波激励后采集到的红外原始热图中缺陷对比度低、缺陷边缘模糊等问题，本文提出了一种基于傅里叶变换、频域相位积分和保边滤波的红外序列图像处理方法，该算法首先对冷却时间段内采集到的红外原始热图进行消背景处理，再利用傅里叶变换将试样表面的红外辐射信息转化为相位信息，频域相位积分处理可以将不同频率下缺陷的相位信息整合至一幅相位积分图中，最后通过保边滤波器及自适应伽马变换对积分图像进行增强和量化。该算法克服了传统方法需要人工从多张频率或成分图中甄别出最优检测结果的缺点，并且可以消除加热不均匀的影响，改善缺陷的可视化。试验结果从定性和定量两个角度验证评估了该算法的有效性，并讨论了采集参数的影响。

    长脉冲热像法傅里叶变换相位增强复合材料

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    基于邻接跳变德布鲁因序列的结构光编解码算法

    梁正林陈彬伍世虔
    74-83页
    查看更多>>摘要：德布鲁因序列常被用于结构光条纹的编码，但是序列中相邻的相同码元会导致在相同颜色区域内难以确定码元个数以及每个码元的确切编码范围。为了解决这一问题，提出一种邻接跳变德布鲁因序列，该序列在保留子序列唯一性的基础上保证了相邻码元的相异性。首先，证明了所提出序列的存在性，并给出了其生成方式。然后，将该序列用于相位周期级次编码，结合正弦相移条纹设计了一种彩色条纹编码方法。在解码阶段，按颜色通道分别提取、计算得到包裹相位和相位周期级次，最终获得展开相位。实验结果表明，所提方法与传统相移法有相似的测量精度，且仅需要4幅投影图像即可完成三维测量，显著提高了测量效率。

    测量德布鲁因序列结构光相移测量

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    双平面镜双相机数字图像相关技术在三维重建中的应用

    李桂华王紫威孙卫庆葛朋祥...
    84-93页
    查看更多>>摘要：三维数字图像相关技术在获取工件表面信息方面有重要应用，针对单相机系统在全场测量中的局限性及多相机系统在全场测量中的复杂性，本文提出一种双平面镜辅助的双相机视觉测量方法，并应用在三维重建中。即:分析像素点到三维点的实际映射关系，基于公垂线中点法进行目标点三维重构，确定棋盘格标定板角点的三维坐标;分析角点在镜面的虚实对应关系，标定镜面位置方程，得到反射变换矩阵;通过反射变换矩阵完成物面的虚实转换，最终实现三维全场测量。为验证该方法的可行性和可靠性，分别进行了静态实验和动态实验。结果表明:在游戏币静态实验中，其正反轮廓的三维重建效果良好;在五棱铝柱热变形动态实验中，铝柱外侧表面高度变化均值与Ansys软件的仿真结果基本一致，且优于在镜面上喷涂散斑的重建方法，具有较高的精度。

    测量双相机数字图像相关全场测量热变形

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    单目立体视觉中的系统误差与棱镜位姿对视场的影响评估

    原天宇代祥俊杨福俊
    94-105页
    查看更多>>摘要：对棱镜分光式单目立体视觉系统进行了深度方程的推导，修正了棱镜位姿偏移引入的成像误差，分析了位姿引起的成像视场变化。该系统由一个相机与两个具有相同参数的双棱镜组成，相机单次拍摄可获取两幅具有视差的子图像，这可视为两个具有一定夹角的虚拟相机同时成像。采用虚拟点模型与光线追踪法推导深度方程，建立视差与深度方程参数之间的关系，进一步研究了系统中物距与夹角对图像深度信息与视差的影响。棱镜组的人为放置，不可避免地引入位姿误差，进而影响每个成像通道中的成像视场。基于棱镜的旋转与偏移，建立了修正的虚拟点模型，并深入研究了棱镜组位姿对系统成像与视场产生的影响;最后通过实验验证了理论与推导的有效性与准确性。

    测量单目立体视觉棱镜位姿深度方程系统误差视场评估

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