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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
收录年代

    基于过焦扫描光学显微术的套刻误差检测方法研究

    刘浩王劲松石俊凯李冠楠...
    123-130页
    查看更多>>摘要：针对套刻误差测量，提出了一种基于过焦扫描光学显微技术(TSOM)结合深度学习模型的测量方法，利用传统光学显微镜采集不同偏移量的套刻标识图像，建立TSOM图集，通过卷积神经网络模型对套刻标识偏移量进行回归预测，最终得到套刻误差预测结果的误差小于0。1 nm，重复精度(3σ)优于0。25 nm。实验结果表明，基于TSOM结合深度学习的测量方法实现了亚纳米级精度套刻误差测量。该方法可以为优化光刻工艺提供有力的支撑。

    测量套刻误差过焦扫描光学显微技术深度学习无损检测

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    基于广度优先搜索的全芯片光源掩模优化关键图形筛选方法

    杨欣华江一鹏李思坤廖陆峰...
    131-141页
    查看更多>>摘要：提出一种基于广度优先搜索的全芯片光源掩模优化关键图形筛选方法。通过广度优先搜索算法得到所有图形数最少的关键图形组。以45 nm标准单元库测试图形集为例，采用商用计算光刻软件Tachyon Tflex对本文方法的筛选结果进行仿真验证。结果表明，本文方法获得的关键图形组的工艺窗口优于Tachyon Tflex中的同类技术。相比于基于深度优先搜索的全芯片SMO关键图形筛选方法，本文方法只筛选出所有图形数量最少的关键图形组，图形筛选效率更高。

    集成光学图形筛选计算光刻全芯片光源掩模联合优化广度优先搜索

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    基于微光纤尖端激光脉冲推进微球

    邢继伟孙文慧刘雪连刘艳芬...
    142-148页
    查看更多>>摘要：本文研究了基于锥形光纤结构的激光推进微球，并基于该结构探究推进机制、微球运动的影响因素。光纤尖端出射的激光能量超过空气的电离阈值而产生等离子体，随后等离子体膨胀形成的冲击波通过反冲作用驱动微球。结果表明，微球的推进冲击波弹射机制发挥了主导作用。研究了激光能量和微球直径对微球运动的影响，发现微球的运动距离依赖于光纤尖端出射激光能量和微球尺寸。此外，分析了光纤尖端尺寸对激光能量、能量密度的影响，揭示出尖端出射激光能量呈非线性增加，能量密度表现出相反的变化趋势。该研究可能为在微米水平上对胶体和生物物质的指令操作提供更多的理论支撑。

    激光锥形光纤等离子体脉冲冲击波

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    基于二维码的室内视觉定位系统研究

    张天意许一祎冯莉芳薛卓...
    149-155页
    查看更多>>摘要：本文研究了一种基于二维码的室内视觉定位系统，首先分析了二维码信标的有效识别范围，推导了基于标志物尺寸、摄像头清晰度等参数的识别范围计算公式，并据此对定位场景的二维码信标布局进行设计，系统定位采用透视n点(PnP)标定算法实现，最后通过实验验证二维码识别范围的有效性。实验结果证明，当接收端固定时，识别范围内平均定位误差为8。32 cm，当接收端以直线或环形运动时，二维码的成功识别率分别为92。31％或91。59％，90％的定位结果中误差小于9 cm。

    室内定位视觉标签二维码识别范围误差分析

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    基于无监督学习的风洞压敏漆图像配准算法

    刘康孙熊伟施海亮王先华...
    156-168页
    查看更多>>摘要：为满足压强敏感涂料(简称"压敏漆")图像准确、快速的配准需求，提出一种基于无监督学习的压敏漆图像配准方法——PIR-Net。首先，针对风洞环境中零件的大程度形变问题，构造多尺度的网络框架，实现压敏漆图像由粗到细的配准;其次，构造类似U-Net结构的卷积网络，实现图像宏观结构特征和局部细节特征的融合;最后，设计基于结构相似性的损失函数并引入梯度场约束，以提高特征稀疏图像的配准精度。实验结果表明，相较于领域内的典型配准方法，所提方法的归一化互相关指标提高了 16。4％，均方误差提高了 19。1％。

    机器视觉压敏漆图像非刚性变形图像配准无监督学习

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    基于多模态信息融合的仓储AGV的激光惯性导航方法

    张博张吟龙梁炜王鑫...
    169-181页
    查看更多>>摘要：提出一种基于激光惯性二维码融合的自动导引运输车(AGV)导航方法。针对惯性偏差漂移的问题，提出融合二维码的惯性测量单元(IMU)预积分模型，利用二维码约束信息优化惯性残差，估计和校正惯性偏差。针对实时性差的问题，提出一种具有全局一致性的优化模型，通过选择性地引入关键帧和二维码，执行融合二维码的分层局部捆绑约束(BA)优化，以有效缩短优化时间;提出激光雷达/IMU/二维码紧耦合优化方法，通过将预积分因子、回环因子、二维码因子、跟踪因子纳入因子图系统，实现多层次的数据融合，以有效提高定位精度与鲁棒性。在搭建的仓储AGV导航平台上进行了大量的实验和分析，并与几种代表性开源方法进行对比。结果表明，本文方法的导航精度优于传统方法，其中定位精度误差小于0。02 m，角度误差小于2°。

    激光雷达同时定位和建图惯性测量单元预积分二维码因子图优化

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    不同掺杂浓度Lu掺杂GaN电子结构和光学性质的第一性原理研究

    付莎莎肖清泉唐华著姚云美...
    182-190页
    查看更多>>摘要：采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法，计算了本征GaN和不同Lu掺杂浓度(原子数分数)Ga1-xLuxN(x=0。0625、0。125、0。1875、0。25)体系的电子结构和光学性质，研究了掺杂浓度为12。5％和18。75％时相同掺杂量下不同空间有序占位体系结构的稳定性。计算结果表明:掺杂后体系晶格参数均有所增大，Lu的掺入诱导了浅能级杂质，使掺杂后体系带隙较本征带隙(3。40 eV)小;与本征GaN相比，掺杂体系的静介电常数均增加，当掺杂浓度为25％时，静介电常数增大为5。42，介电函数虚部和吸收谱往低能方向移动，发生了红移现象，吸收光谱范围增大，最终GaN的光催化性能得到提升。

    材料氮化镓替位掺杂电子结构光学性质

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    基于回音壁模式的空芯光纤光流控DNA传感器

    张洪鑫李雪刚周雪张亚男...
    191-199页
    查看更多>>摘要：针对原位DNA传感的测量需求，提出了一种基于空芯光纤回音壁模式(WGM)的光流控光纤传感器。从仿真和实验两个方面对提出的DNA传感器进行探究。通过仿真探究得到锥形光纤的尺寸、空芯光纤谐振腔的厚度以及锥形光纤和空芯光纤谐振腔的耦合间距对WGM的作用规律，在仿真规律的指导下设计和完成实验。实验结果表明，减小谐振腔的厚度可以提高传感器灵敏度，谐振腔厚度为2 μm时的折射率灵敏度可达206 nm/RIU，是厚度为4。5 μm谐振腔的灵敏度的1。4倍，满足由于DNA分子杂交而在光纤表面产生的局部折射率变化的检测灵敏度要求。通过将探针DNA固定在空芯光纤谐振腔的微流通道，可以实现互补DNA的浓度梯度检测。所提出的传感器的线性检测范围为10～100nmol/L，灵敏度为0。56 pm/(nmol/L)，线性度为0。994。此外，所提出的基于WGM的DNA光纤传感器具有很好的特异性，为原位DNA检测在医学诊断和预后中的应用提供基础。

    医用光学光流控光纤传感器回音壁模式原位DNA传感

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    基于聚类和自适应滤波的成像式心率检测方法

    黄漫萍彭力韩鹏骆开庆...
    200-210页
    查看更多>>摘要：提出了应用于成像式光电容积描记(IPPG)的凹透镜变形算法和肤色像素聚类的感兴趣区域(ROI)动态选取方法，以及针对脉搏波(BVP)信号的自适应归一化最小均方误差(NLMS)滤波算法来解决IPPG心率检测方法在头部运动及光照变化干扰等运动场景下存在的测量结果准确度低和波动性大等问题。首先，利用凹透镜变形算法将面部肤色区域进行图像扭曲和膨胀。其次，通过K-means++聚类方法进行皮肤区域像素选取。然后，应用CHROM算法对BVP信号进行预降噪处理。上述处理方法构成了 ROI动态选取方法，可解决头部运动带来的影响。最后，采用提出的自适应NLMS算法对BVP信号进行光照变化干扰的自适应滤波后，完成心率的计算。实验结果表明，所提出的心率检测方法在运动场景下的平均绝对误差(MAE)达到0。92次/min，即使在光照剧烈变化的条件下MAE也能达到2。20次/min。该方法能够有效解决IPPG技术中ROI定位不准、选取困难以及受光照变化影响严重等不足。

    生物技术成像式光电容积描记凹透镜变形K-means++聚类归一化最小均方误差算法

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    用于VCSEL阵列光分布调控的自由曲面透镜阵列设计

    薛宇扬苏宙平
    211-218页
    查看更多>>摘要：针对垂直腔面发射激光器(VCSEL)设计了自由曲面整形透镜，使VCSEL输出光束在目标面呈均匀的辐照度分布。自由曲面透镜前表面为非球面，后表面为自由曲面。在设计自由曲面的设计过程中，在自由曲面透镜中间区域设置虚拟平面，根据虚拟平面和目标面能量之间的关系，确定自由曲面入射光束和出射光束的方向矢量，获得自由曲面采样点上各点的法向矢量。自由曲面的矢高和法向矢量之间构成了一个泊松方程。引进离散余弦变换的方法求解泊松方程，获得了自由曲面的矢高。模拟结果表明使用自由曲面整形透镜可将目标面辐照度均匀度提升到93。9％。为了适应在高功率场景中的应用，基于单个VCSEL模组的辐照度分布，应用蚁狮算法优化VCSEL模组之间的距离，对VCSEL模组阵列进行了二次光分布调控，使得阵列在目标面上的辐照度均匀度可以达到85。2％，光效率达到91。8％。

    光学设计垂直腔面发射激光器自由曲面泊松方程离散余弦变换

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