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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。
正式出版
收录年代

    深度神经网络在TIE波前探测中的应用

    杨慧哲张昊然刘进万晶...
    1-11页
    查看更多>>摘要：提出了一种用于光强传输方程(TIE)波前探测的深度神经网络(DNN)训练模型.该模型的输入为两个不同传输距离的光强分布之差,输出为引起该光强变化的相位畸变对应的4～79阶Zernike系数.对比不同DNN模型下的波前重构精度,最终采用ResNet34骨干网络,提出用于颈网络的线性权重池化方法,并根据任务的物理背景设计了加权平均绝对误差损失函数.仿真结果表明,相较于传统的线性重构方法,DNN可以显著降低TIE波前探测对激光功率的要求,同时有效提升波前探测的精度.当激光功率为 5 W时,DNN的探测精度相当于线性重构方法在激光功率为 200 W时的水平,大大降低了对激光功率的要求(～40倍).当激光功率超过20 W时,DNN的探测误差约为200 nm RMS,达到79阶Zernike多项式的探测精度上限.

    波前探测深度神经网络光强传输

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    基于介质超构透镜的光学扩束器和缩束器的设计及应用

    柳文彪杜波波马亦刚杨元通...
    12-22页
    查看更多>>摘要：为了实现高效光束调控,提出了一种基于介质超构表面技术的光学扩束器和缩束器,并通过时域有限差分法(FDTD)进行了仿真验证.该超构表面选用单一材料铌酸锂(LiNbO3),设计透镜单元结构,实现对光束的有效操控.仿真结果显示,设计的2倍和4倍超构表面扩束器、缩束器能够高效地实现光束的扩束和缩束,并保证出射光束的精度和质量,光束透过率达到58%.此外,该扩束、缩束器对入射光波长,入射角度有较好的容差能力.

    超构透镜介质超构表面光束扩束器光束缩束器时域有限差分法

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    基于共面波导结构的晶圆玻片设计

    王靖杰占春连高涵赵耀...
    23-32页
    查看更多>>摘要：采用有限接地板厚度有限介质厚度的共面波导结构设计,根据保角转换理论获得了共面波导电极的理想特性参数,结合实际应用场景,建立仿真模型,通过光刻胶掩膜图形电镀和离子束刻蚀工艺实现了高质量晶圆玻片的制备,并利用矢量网络分析仪对该玻片的电极传输特性进行验证.实验结果表明,所研制的晶圆玻片可用于120 GHz高速光电器件的片上采样信息检测.

    电光采样光电探测器晶圆玻片共面波导湿法刻蚀离子束刻蚀传输特性

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    增材修复中的三角网格尖锐特征重建方法

    朱峰梁浚哲梁晋巫志辉...
    33-43页
    查看更多>>摘要：增材修复过程中通常将结构光扫描得到的点云数据封装成三角网格,由此过程得到的三角网格会损失原物体的尖锐特征.为了解决这一问题,设计了三角网格尖锐特征重建算法,对三角网格尖锐特征的检测和重建技术进行了研究.首先,检测每个三角面片法向量与邻域面的法向量夹角,如果存在超过一定阈值的夹角,将该三角面片判断为特征面片,并记录保存.接着,对于一簇特征面的最外围特征面,根据其相似面片法向量方向对此特征面法向量方向进行调整.然后,根据调整后的法向量来调整此特征面的顶点位置,使调整后的三角面片尽可能垂直于调整后的法向量.最后,将处理后的特征面片置为非特征面片,并重新执行上述全部步骤直到全部特征面片处理完成.实验结果表明:锐化的运行时间随着面片数量增加而增加,十万个三角面片的锐化时间在10 s以下.该锐化方法应用于不同疏密程度的三角网格效果比较稳定,对具有大量噪声的三角网格也能有效进行锐化,基本满足重建已经损失的尖锐特征的要求.

    计算机图形学网格锐化网格特征检测三角网格增材修复

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    基于结构光的偏振主被动融合三维重建方法

    李宜峰周顺李庞跃刘桦辰...
    44-55页
    查看更多>>摘要：针对单一模式不足,提出了一种结构光主动与偏振被动融合的三维重建方法.首先通过加权平均去噪处理偏振信息,减少噪声的影响;之后利用结构光成像获取的深度图校正原始偏振信息中的方位角引起的歧义;最后,采用网格拉布拉斯算子优化处理表面凹陷问题,并结合结构光测得的深度实现融合算法,实现更精确的三维重建.测试结果表明,在对被测物体进行测量时,所测得的点对距离与实际测量的点对距离的绝对误差控制在0.6 mm以内,而相对误差保持在2.5%左右.本研究为无纹理表面物体的三维重建提供了一种创新的方法和思路,解决了单一模式的不足.

    三维重建偏振成像结构光去噪

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    轻型全天时星敏感器光学系统设计

    陈博帆薛要克沈阳叶水福...
    56-67页
    查看更多>>摘要：采用微晶结构铝合金轻质材料作为主镜、次镜、支撑结构,设计了一种轻型全天时无热化星敏感器光学系统,焦距 450 mm,有效入瞳孔径 80 mm,视场角 2ω=3.6°,工作谱段 0.8～1.1 μm,在-20～55℃温度范围内拥有优良的温度适应性.对遮光罩进行设计,使太阳抑制角30°以外范围系统点源透过率优于10-6,满足高杂散光抑制比需求.在保证成像质量的情况下满足了系统轻量化需求,为实现工作于临近空间的全天时星敏感器光学技术发展提供了有力支撑.

    光学设计全天时星敏感器杂散光抑制全铝结构无热化设计

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    基于受控遗传算法的离轴三反光学系统设计

    王江涛王虎马占鹏薛要克...
    68-80页
    查看更多>>摘要：针对离轴三反光学系统初始结构少,大视场离轴像差优化过程复杂的问题,提出一种将传统光学设计与优化算法相结合的解决方案.通过对指标的参数分析确定结构选型,利用像差理论结合受控遗传算法计算同轴三反系统初始结构,再对系统进行离轴化并逐步扩大视场,引入自由曲面校正离轴系统产生的非对称像差,实现高质量大视场成像.以一款视场为30°×20°,焦距为110 mm,F数为2.2,工作波段在 3～5 μm的光学系统为例,设计结果表明光学传递函数MTF接近衍射极限,在奈奎斯特频率25 lp/mm处优于0.6,全视场最大均方根RMS光斑半径值约为6.3 μm,最大畸变小于10%,验证了该方法在大视场离轴三反光学系统设计过程中的有效性,对于大视场离轴系统的设计具有一定参考意义.

    光学设计离轴三反系统受控遗传算法自由曲面大视场

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    星载一体化高分辨率微小卫星精密热控制

    柏添姜峰孔林张雷...
    81-92页
    查看更多>>摘要：星载一体化卫星集成度高,精密控温面临挑战,为了确保卫星成像质量,要实现相机结构温度稳定性全周期≤±0.1℃,焦面传感器温度在成像期间温升≤1 ℃/min.首先分析卫星布局、飞行轨道热流环境特点及热设计难点,对单机进行均温化设计,针对相机不同组件的温度变化特性,采取辐射加热和相变储能的热设计方法实现高精度温度控制.然后建立数值分析模型并完成了仿真计算.最后开展整星热平衡试验,完成在轨飞行验证.试验与在轨温度结果显示,单机组件温度处于0～35℃,相机组件温度处于19.5～20.5℃,温度波动<±0.05℃,焦面传感器温度为15～20℃,工作时温升速率<0.5℃/min,满足卫星的控温指标与成像需求,验证了热设计方法合理可行.

    遥感卫星星载一体化精密热控热试验在轨验证

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    基于调制转移光谱的激光自动锁频系统研究

    陈俊杰高浚超周俊杰叶留贤...
    93-104页
    查看更多>>摘要：激光频率的高稳定性与激光锁频系统脱锁后的快速自动回锁,对于量子重力仪进行长时间外场测量具有重要意义.设计了一套基于调制转移光谱的激光绝对频率自动锁定系统,利用自行搭建的调制转移光谱锁频光路,通过扫描激光器的输出频率得到待锁谱线,然后将其输送至自动锁频运行系统进行相似度识别,利用卷积寻峰算法获得待锁频率点的参考电压信号,再通过反馈控制单元将其输入待锁激光器,实现激光频率的快速自动锁定.激光自动锁频系统测试结果表明,锁频前后频率万级稳定度由 6.672×10-8@8 000 s提升至 1.265×10-11@8 000 s,当外界因素造成激光器的输出频率脱锁后,激光自动锁频系统可以在1 s内实现激光频率的快速回锁,且回锁前后的一致性较好.所研制的激光自动锁频系统具有锁频精度高、回锁时间短、结构简单、稳定性强等优点,可满足激光器在无人监守环境下长时间频率锁定的需求,适用于冷原子重力仪、冷原子梯度仪、冷原子陀螺仪及冷原子钟等量子精密测量仪器.

    量子重力仪自动锁频卷积寻峰激光调制转移光谱频率稳定度回锁时间

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    自由运行光纤激光器产生GHz光频梳的模式过滤技术

    谢琦然李勇琪吴舜
    105-114页
    查看更多>>摘要：将光频梳的重复频率提高到GHz级别,不仅可以实现更广带宽、更高速的气体光谱探测,还在天文光谱仪精密定标、大容量光通信网络等领域发挥重要作用.基于理论模拟,设计并搭建模式滤波腔,使用Pound-Drever-Hall技术,对全光纤锁模激光器进行模式过滤.成功实现了重复频率从97.4 MHz到1.75 GHz的显著提升,并取得了23 dB的最小边模抑制比.四组对比实验结果表明,当高阶模式与光频梳模式重叠时,边模抑制比会降低.光频梳的原始重复频率越大,可以获得更高的边模抑制比.研究成果有望进一步提高光纤光频梳的重复频率,推动低成本、便捷的光频梳应用.

    光学频率梳模式过滤腔重复频率倍增光纤激光器双梳光谱学

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