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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
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    有机光响应一氧化碳供体分子设计及其在疾病治疗中的应用(特邀)

    樊睿枭李刚锋崔汉楠宋健...
    1-16页
    查看更多>>摘要：一氧化碳作为一种内源性气体信使分子，其浓度相关的生理信号调控性能及疾病治疗效果已被广泛研究。为了更精准地调控一氧化碳在病理部位的释放浓度，同时克服其递送时空间精度不佳和释放机制不明确等问题，研究人员开始关注具有光、声、磁、热等敏感的一氧化碳供体分子(CORMs)的设计及其响应释放机制。本文总结了近年来有机光响应一氧化碳供体分子(Photo-CORMs)的研究进展，介绍了Photo-CORMs的光物理和化学性质，并讨论了它们在疾病治疗中的作用，此外，对有机Photo-CORMs的未来发展进行了展望，为未来设计和开发更有效的治疗策略提供指导。

    光动力治疗一氧化碳气体疗法一氧化碳供体分子气体信使

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    基于光纤光声传感的多组分痕量气体检测技术

    赵新瑜马凤翔王正之李辰溪...
    17-26页
    查看更多>>摘要：为进一步提升多组分痕量气体检测灵敏度，设计了一套光纤光声传感系统。系统主要集成了2个近红外DFB激光器、近红外宽带光源、高速光谱模块、现场可编程逻辑门阵列信号采集与处理电路，具有激光调制控制、光声信号解调和数字锁相放大等功能。利用声学共振腔和干涉型光纤声波传感器对光声信号进行激发增强和探测增强，实现了乙炔和甲烷气体的高灵敏度检测。光纤声波传感器中以微机电系统悬臂梁作为声学敏感元件，设计了光纤法布里-珀罗干涉结构，将悬臂梁偏转位移转换为F-P腔长的变化。采用高分辨率光谱解调技术，实现了基于光纤F-P传感器的超高灵敏度光声信号检测。系统对乙炔和甲烷的检测极限分别达到 2×10-9 和 3×10-9，归一化噪声等效吸收系数为 8×10-10 cm-1 W Hz-1/2。

    光纤光声传感光声光谱气体检测悬臂梁光声探测

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    基于夹持粘贴式的光纤光栅传感器力热耦合测试

    李鑫黄薏静于纪成徐赵洁...
    27-37页
    查看更多>>摘要：针对力热耦合环境中对结构件应变测试的准确获取问题，提出一种基于夹持粘贴式与温度补偿解耦的裸光纤光栅传感器应变测试方法。首先，通过有限元分析对比夹持粘贴式、表面粘贴式两种与基材集成方式的应变传递率，两者应变传递率分别为99。47%与95。8%;然后，以光纤胶粘应变传递理论及有限元仿真分析不同标距比对夹持粘贴式光纤光栅传感器应变传递率的影响，发现随着标距比增加，应变传递率逐渐衰减。基于粘贴形式与标距比分析结果，选取标距比为1的夹持式裸光纤光栅与基材粘贴集成为试验件，同时集联一条裸光纤光栅温度传感器，在完成对光纤光栅温度/应变标定测试后，进行100～250℃、3 000 με范围内的试验件梯度高温拉伸测试。实验结果表明，利用温度补偿法解耦出光纤光栅传感器测量的应变结果与标准高温应变片结果的平均相对误差最大值为2。26%。该研究结果对高温下光纤光栅传感器应变测量与集成的工程应用具有一定参考意义。

    光纤光栅传感器应变传递夹持粘贴式有限元分析高温应变测试温度补偿解耦

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    基于Ti3C2Tx-PVA被动调Q的低噪声556nm腔内倍频黄绿光激光器

    徐知微闫佳乐王国珍李奔...
    38-48页
    查看更多>>摘要：采用液相剥离法获得厚度约为3。2 nm、层数约为3至4层的碳化钛纳米片(Ti3C2Tx)，结合旋涂法制备出Ti3C2Tx-聚乙烯醇(Ti3C2Tx-PVA)薄膜，并借助拉曼光谱、原子力显微镜和平衡双探测系统对Ti3C2Tx纳米片的物相组成、厚度及可饱和吸收性能进行了表征。将Ti3C2Tx-PVA薄膜作为可饱和吸收体应用于一种808 nm半导体激光二极管端面泵浦Nd∶YAG陶瓷/LBO腔内倍频的556 nm黄绿激光器中实现被动调Q。在分析布儒斯特偏振器和双折射晶体协同选频滤波机理的基础上，通过两者的协同使用，抑制了 1 116 nm和 1 123 nm处光谱腔内振荡并进一步压缩了 1 112 nm处p-偏振光的纵模个数。在5。1 W最高激光二极管泵浦功率下，获得了平均输出功率为86。2 mW、重复频率为745。8 kHz、脉冲宽度为 46 ns的 556 nm被动调Q脉冲黄绿激光输出。4 h内测得功率不稳定度和激光噪声仅为±0。39%和0。37%，光束质量评价因子为M2x=1。837和M2y=1。975。Ti3C2Tx-PVA薄膜被动调Q结合"布儒斯特偏振器+双折射晶体"协同选频滤波技术方案为开发高稳定性、低噪声脉冲黄绿激光提供有价值的参考。

    被动调QTi3C2Tx-PVA低噪声556nm黄绿激光选频滤波

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    基于PROA-BP的激光3D投影振镜偏转电压预测模型

    林雪竹王海郭丽丽闫东明...
    49-61页
    查看更多>>摘要：为减小激光3D投影系统振镜偏转角偏差与根据振镜偏转角标定的转轴公垂线长度e误差引起的投影系统综合非线性误差，实现激光3D投影系统高精度辅助装配，提出一种基于改进的(鮣)鱼优化算法-BP神经网络的激光3D投影振镜偏转电压预测模型，以激光出射方向单位矢量作为输入预测振镜偏转电压数值。将改进的(鮣)鱼算法与BP神经网络相结合，解决BP神经网络容易陷入局部最优解问题，并通过BP神经网络实现激光3D投影系统综合非线性误差的耦合与补偿。结果表明，改进的(鮣)鱼算法-BP神经网络训练10 000次后均方差误差和平均绝对误差均值分别是粒子群算法-BP神经网络的41。2%、62。4%，是BP神经网络的22。2%、50。7%。基于改进的(鮣)鱼算法-BP激光3D投影振镜偏转电压模型的投影定位精度为0。35 mm，与激光3D投影传统模型相比，投影定位精度提升了30%，可实现更高精度投影定位。

    激光3D投影系统非线性误差(鮣)鱼优化算法BP神经网络投影定位精度

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    双束延时飞秒激光调控制备二维亚波长周期阵列结构

    赵波黄振芬杨建军
    62-73页
    查看更多>>摘要：利用偏振垂直的双束延时蓝色飞秒激光(400 nm)经柱透镜聚焦扫描钼表面，获得了二维矩形周期排列的方形和(椭)圆形阵列结构，以及六边形周期排列的三角形阵列结构。最小结构尺寸和周期达到100 nm 和280 nm。研究发现双束飞秒激光的能量密度和能量比是不同类型结构形成及形貌转化的关键参数。通过优化激光参数，实现了圆形和三角形阵列结构的大面积均匀制备。两种周期排布的阵列结构的形成与双束延时飞秒激光与材料作用的超快动力学过程之间的瞬态关联作用以及作用过程中表面等离激元波的共线和非共线激发密切相关。该二维周期阵列结构加工方法及理论可拓展至其它硬质金属和半导体硅表面。

    表面等离激元飞秒激光二维亚波长周期阵列结构非共线激发瞬态关联

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    融合光学椭率判据的自由曲面望远镜设计方法

    黄静许宁晏邹宇通乔文佑...
    74-90页
    查看更多>>摘要：光学椭率是联系天文望远镜光学设计与暗物质探测科学目标的一项核心性能指标，然而目前还没有将椭率作为指标融入光学系统优化设计过程的完整方法。提出了一种融合光学椭率判据的自由曲面望远镜光学设计方法，依据椭率与彗差、像散等非旋转对称像差的关系，提出了椭率关联性较强的像差分量优先校正原则，开拓了主要离轴像差校正后通过MZDDE在评价函数中融入椭率判据的设计思想，结合离轴三反系统中像差节点与椭率节点在优化过程中的演变规律，建立了自由曲面面型Zernike项的优化策略。据此设计了离轴三反自由曲面天文望远镜，系统有效焦距为 600 mm，口径为200 mm，视场为4°×4°。通过波像差和椭率的联合优化，成像像质及光学椭率得到了同步有效控制，波像差近衍射极限，椭率最大值为0。030 3，平均值为0。015 6。与从低阶项到高阶项的传统像差校正优化方法相比，该方法采用相对较小的自由曲面偏差，设计的自由曲面望远镜成像质量和椭率性能得到了同步控制，充分发挥了自由曲面的效能，设计效率优势明显。

    光学设计自由曲面光学椭率节点像差Zernike多项式

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    基于局部焦距追迹计算优化的广角镜头设计方法

    陈露刘辉封志明陈熙源...
    91-99页
    查看更多>>摘要：将焦距的内涵由零视场拓展至全视场，局部焦距可被用来表征各视场处极小视场角增量光线对应的像高增量，畸变则等效为随视场变化的局部焦距。继而，将局部焦距引入光学系统的设计过程用于畸变的表征与控制，可获得算测融合的效果。针对鱼眼镜头大视场、中央视场分辨率高且无畸变的成像目标，通过对局部焦距的追迹计算和优化控制，设计了全视场角160°，50%中央视场满足f-tanθ等线投影的鱼眼镜头。针对有限物距曲面物体复杂成像场景，通过对局部焦距的调控变换，为多种曲率半径数值的凸、凹物面设计了相应的广角镜头，满足了 120°视场范围内物方等分辨率投影映射的效果。

    光学设计局部焦距光线追迹广角镜头

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    GRIN色散物镜光学像差对峰值波长提取的影响

    李春艳李丹琳刘继红李可...
    100-113页
    查看更多>>摘要：为提高光谱共焦位移传感系统接收信号峰值波长提取精度，基于设计的梯度折射率(Gradient Index，GRIN)色散物镜，系统分析了光学像差对峰值波长提取的影响。首先结合GRIN色散透镜的光学性能，利用光学像差理论，建立了优化后GRIN色散物镜的像差分布函数，获得了各类像差与波长分布之间的关系;然后仿真分析了各类单色像差以及组合像差对峰值波长分布的影响，利用三种拟合算法分别提取存在不同像差下的峰值波长，得到了光学像差引起的GRIN色散物镜峰值波长偏移;最后利用不同的拟合方法对像差影响下的轴向响应信号进行了数据拟合和拟合误差分析。结果表明，球差为1时，引起峰值波长偏移6。28 nm;当球差大于1时，出现双峰，球差越大引起的峰值波长偏移越大;像散对峰值波长偏移的影响小于球差;组合像差对峰值波长的影响最大，出现了三峰旁瓣同时升高。研究结果对建立像差影响的峰值波长提取误差修正和补偿算法，并进一步提高系统测量精度具有参考意义。

    梯度折射率色散物镜光学像差峰值波长提取数据拟合光谱共焦

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    长波红外大孔径长焦距无热化光学系统设计

    曹一青沈志娟
    114-122页
    查看更多>>摘要：对于长波红外长焦距光学系统，大孔径能使系统具有更好的成像亮度，但也带来了孔径边缘像差较大且难以校正的问题。利用折反射式结构减少光学系统总长，采用两块反射镜结构作为基础，在其后搭配一组校正折射透镜构成光学系统，并应用光焦度分配、消热差及消色差条件，设计出大孔径、长焦距的长波红外无热化光学系统。该光学系统工作波段为8～12 μm，焦距为800 mm，全视场角为 0。6°，F数为 2。5，遮拦比为 0。2，光学系统总长为 344。62 mm;在-40～60℃工作温度范围内，全视场角的调制传递函数值在奈奎斯特频率 20 lp/mm处均大于 0。25。设计的长波红外大孔径长焦距光学系统由2块反射镜和4块折射透镜组成，系统结构紧凑，成像性能稳定，可为类似此类光学系统设计提供参考。

    光学系统设计长波红外大孔径长焦距无热化

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