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期刊信息/Journal information
光子学报
光子学报

侯洵

月刊

1004-4213

photon@opt.ac.cn

029-88887564

710119

西安市长安区新型工业园信息大道17号47分箱

光子学报/Journal Acta Photonica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为学术月刊。宗旨是展示光子学的新理论、新概念、新思想、新技术和新进展，反映代表本学科前沿并具有国内外先进水平而为国际上关心的最新研究成果，促进国内外学术交流和讨论，加速科学技术进步。主要刊登本学科的学术论文、研究简报、研究快报。内容涉及光学，及其量子光学、瞬态光学、光电子学、光物理、光化学、光生物学、生物光子学、光医学、光通信、光传播、光传感、光计算、光神经网络、集成光学、信息光学、导波光学、非线性光学、高速摄影、智能光仪、微尺度光子技术、光装置中的电子学、力热声电磁核的光效应与光的力热声电磁核效应、光子功能材料、光子自身相互作用、光子的时空特性与结构、光子的经典与非经典效应等。本刊载文已被国内外多家数据库收录，并被国际检索刊物SA、EI、CA、PЖ作为源刊使用。
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    星载临边光谱仪反射镜组件优化设计分析

    叶帅曾议鲁晓峰刘凤垒...
    115-131页
    查看更多>>摘要：针对星载临边光谱仪离轴凹面反射镜组件高性能要求，对反射镜及其支撑结构进行了详细的光机优化设计。选用微晶玻璃作为载荷材料，通过施加最小尺寸约束的变密度拓扑优化方法确定镜体背部加强筋的分布，将背部筋厚尺寸变量灵敏度分析与局部筋厚多尺寸优化相结合，得到轻量化率为60%的反射镜结构;通过引入综合评价因子Q定量评价优化方案，对支撑结构中主要结构参数进行了多目标优化，获得了性能良好的柔性支撑结构。对优化处理前后反射镜组件进行光机集成分析，结果显示组件重力载荷工况与热力耦合工况下，优化处理后组件静力学性能更优。有限元分析得到组件1阶固有频率为942。2 Hz，正弦扫频试验结果表明组件1阶固有频率为956。5 Hz，分析误差为1。5%，结构动态性能较优;未优化处理组件在重力载荷及热力耦合工况下面型精度较差，而优化处理后组件在重力载荷工况下面型精度均方根值和峰谷值分别为9。5 nm、46。7 nm，在热力耦合工况下面型精度均方根值和峰谷值最大分别为8。25 nm、40。6 nm，对两种工况下反射镜进行面型检测，均方根值误差分别仅为6。1%和6。9%，在误差允许范围内;弥散斑均布于艾里斑内部，表明该凹面反射镜组件结构优化设计符合指标要求。

    星载临边光谱仪结构拓扑优化光机集成分析反射镜光机结构

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    基于有限元分析的大口径曲面棱镜胶接优化设计

    冯军李思远王飞橙陈文聪...
    132-146页
    查看更多>>摘要：针对大口径曲面棱镜高面形精度的需求，提出了一种考虑胶固化收缩应力的胶结优化设计路线，得到了胶接优化方案。首先，根据胶体非自由固化模型，推导了胶固化应力的有限元微分方程。其次，设计了圆弧形胶斑式柔性粘结环及其框架结构。基于温度载荷法搭建了胶固化对镜面面形影响的仿真模型，并建立了等效胶收缩力关于胶体参数的响应面模型，研究了胶粘剂种类、胶体参数、粘结数量对面形的影响规律，结果表明:选用3 m-2216环氧胶、圆弧形胶斑及其柔性粘结环、在侧面6胶点胶接工况下，曲面棱镜前镜面面形PV值从0。66λ降到0。005λ、RMS值从0。15λ降到0。001λ;后镜面面形PV值从0。61λ降到0。003λ、RMS值从0。14λ降到0。001λ，曲面棱镜面形精度得到显著改善。最后，采用有限元法进行了结构力热特性分析，验证了结构设计的合理性。

    曲面棱镜胶接面形精度响应面法有限元仿真结构优化力热特性分析

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    复杂环境下光学反馈拉曼光谱气体检测技术研究

    万福罗智懿孙宏程王锐...
    147-155页
    查看更多>>摘要：介绍了一种稳健的光反馈锁相方法，通过结合腔透射信号的强度和形状来识别相位偏差，使得整个2π周期中任意位置的相位都可以生成合适的误差信号。避免了传统光反馈锁相方法在进行相位调整时仅能处理微小相位偏差的不足。模拟在不同反馈相位下透射信号的强度和形状，理论分析全相位可调光反馈锁频方法的可行性，提出了反馈相位调节思路。基于该方法设计并搭建了光学反馈拉曼光谱气体检测平台，实验验证了在模拟干扰(快速气流冲击)的环境条件下，所提出的光反馈锁相方法具有更高的稳定性和更强的恢复能力，并对空气中的O2、N2以及CO2标准浓度气体进行了拉曼光谱检测，检测限分别为4。8 Pa(48。83 μL/L)、5。8 Pa(57。43 μL/L)和4。4 μL/L。

    光学反馈拉曼光谱腔增强气体检测反馈相位频率锁定

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    变压器故障特征气体光反馈频率锁定非对称线型F-P腔增强拉曼光谱检测研究

    万福白耀天王锐朱磊...
    156-166页
    查看更多>>摘要：提出一种简便且高灵敏度的非对称腔镜线型F-P腔增强拉曼光谱气体检测技术，将腔谐振光直接反馈至二极管激光器，实现642 nm多量子阱二极管激光器稳定锁定到外部线型腔进行功率积累，从而增强气体拉曼信号。降低腔输入镜的反射率来使反馈光中谐振光的强度高于直反光，使谐振光在锁定过程中占主导地位。与传统技术相比，在没有添加任何附加光学元件或复杂光学布置的情况下，保证了腔内激光基本横向模式TEM00 的稳定功率积累。用 80 mW的二极管激光器在腔内累积产生320 W的激光。采用后向拉曼信号收集方式，在 60 s积分时间下，对变压器主要故障特征气体CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2的检出限分别为1。3、4。4、2。7、1。2、10。5、5。1 μL/L。

    线型F-P腔光学反馈非对称腔镜拉曼光谱气体检测

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    红外光谱成像仪非线性定标温度点选择方法

    王燕恒李芸于粲高翔宇...
    167-179页
    查看更多>>摘要：为充分校正红外探测器响应非线性，解决大动态范围下使用多点法定标出现的温度点数冗余的问题，提出一种基于相对标准差阈值划分的定标温度点选择方法。使用标准差法将响应曲线划分为多段，采用最小二乘法线性拟合得出定标系数，并通过数据反演、合并和压缩，获得红外光谱成像仪各个谱段最终定标温度点。仿真结果表明，对于模拟的单光谱通道探测器非线性响应，相同划分条件下(相对标准差1%)，对比常规二分法，所提方法可将温度点数由22个降低至14个;相同温度点数条件下(20个)，对比均匀划分，所提方法可将非线性度最大值由1。06%降低至0。40%。对于模拟的17个光谱通道，取10个定标温度点时，非线性度均值小于1%。红外相机实测实验结果表明，利用该方法确定的定标温度点，定标后非线性度均值达到0。48%。该方法可有效减少定标温度点数，降低载荷在轨定标资源要求。

    红外光谱成像仪黑体定标温度点选择标准差法响应非线性多点定标

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    基于时间相关单光子计数的彩色非视域成像

    李薇薇张同意康岩薛瑞凯...
    180-190页
    查看更多>>摘要：提出一种基于时间相关单光子计数和多波长激光照明的非视域成像方法，利用多波长激光探测的互补性能够复原出细节更加完整的非视域图像，并且与现有单波长时间相关单光子计数非视域成像方法相比，可同时获取到三维、彩色非视域成像结果，进一步拓展了非视域成像的信息维度。

    非视域单光子探测多波长彩色成像飞行时间

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    光谱已知的复色光照明下的定量相位成像

    李颖诺曼张宇彤滑时佳...
    191-201页
    查看更多>>摘要：结合现代明场显微镜进行相位恢复时，由于照明光源是通过卤素灯和带通滤光片获得的复色光，基于光强传输方程恢复的平均相位与该复色光波的平均波长有关。传统方法用带通滤光片的中心波长替代平均波长，忽略了不同带通滤光片的光谱透光特性。提出最佳平均波长法，使用已知光谱分布的复色光，通过数值仿真确定不同带通滤光片对应的最佳平均波长，并进一步研究了离焦距离对最佳平均波长的选择和相位恢复误差的影响。对已知高度信息的微透镜阵列进行实验验证，结果表明当复色光光谱分布曲线不具备良好的中心对称性时，相较中心波长法，最佳平均波长法可减小样品高度的测量误差。

    定量相位成像相位恢复光强传输方程显微镜复色光

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    基于卷积神经网络UNet++的散斑图像变形测量方法

    陈强梁浚哲梁晋
    202-213页
    查看更多>>摘要：为了进一步提高深度学习在散斑图像变形测量领域的测量精度和泛化能力，提出了一种散斑图像的变形场测量方法，该方法基于图像分割网络UNet++，并融入残差块和坐标注意力机制分别测量散斑图像的位移场和应变场。为了提高网络的泛化性能，在Hermite数据集的基础上增添了真实试验中的散斑图案以及亮度变化，构建了适应于该网络的全新数据集。对该方法与现有深度学习方法在自建数据集和公开数据集上分别进行测试，结果表明:所提方法在所有测试中均取得了最高的平均精度和最优的鲁棒性;其他网络在具有亮度变化的数据集中几乎失效，而所提网络依然能准确测量出变形场;在DIC挑战数据集中Star5图像集和Star6图像集上，所提网络获得了最低的性能度量指标，分别为1。372和0。003 7。

    光学测量形变测量卷积神经网络数字图像相关法深度学习

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    基于通道光谱的长基线恒星光干涉光程差检测方法研究

    魏炜徐腾侯永辉张晓杰...
    214-221页
    查看更多>>摘要：干涉条纹快速捕获及稳定跟踪是长基线恒星光干涉的关键技术，其难点在于如何实现大动态范围、高精度光程差检测。面向天文观测需求，提出一种基于通道光谱的光程差检测方法，该方法将干涉星光进行色散，在光谱上形成多个探测通道，有效提升了相干检测范围，结合周期图与充零算法实现高精度光程差检测。实验结果表明，该方法在500～600 nm检测范围，检测精度可以达到0。75 μm，动态范围达到±195 μm，相关研究工作可为我国正在建设中的百米长基线恒星光干涉仪提供关键技术支撑。

    干涉仪长基线恒星光干涉通道光谱光程差检测干涉测量

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    全向激光栅格相对导航技术研究

    马骏丁万卿李成明王虎...
    222-234页
    查看更多>>摘要：在卫星拒止、强电磁对抗和无线电静默环境下，全球卫星导航及数据链导航方式无法精确测量飞行器编队间相对位置，急需新型飞行器高精度导航技术。为此，提出了一种全向激光栅格相对导航技术，该技术在每个飞行器周向生成高精度全向激光栅格场，通过对激光栅格场内包含的空间位置及时间信息进行编解码，实现飞行器编队间的全向相对导航。研制了全向激光栅格导航样机，外场实验结果表明，全向激光栅格导航样机空间相对角度测量误差小于0。05°，斜距测量误差小于1 m，测量范围可实现飞行器方位的全向覆盖，充分验证了该技术的可行性。全向激光栅格相对导航技术可为飞行器集群编队在强电磁对抗、无线电静默等环境下实现高精度相对导航提供一种新的技术途径。

    相对导航激光栅格协同编队飞行器全向

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