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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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    超高速快轴旋转圆形弹光调制技术研究

    刘燕霖张瑞薛鹏陈媛媛...
    123-132页
    查看更多>>摘要：针对目前广义椭偏测量速度受限问题，提出利用对称性更优的圆形弹光调制器代替机械旋转补偿器实现超高速测量。对弹光调制器内部受力进行理论研究，得到纯行波模式调制条件并利用COMSOL仿真验证。仿真结果表明，当弹光调制器处于纯行波调制模式时可视为一种快轴方向高速旋转的相位调制器。通过建立阻尼弦振动模型分析不同快轴方向下弹光晶体表面振动位移分布，提出一种弹光调制器在纯行波调制模式下的中心支撑方式用于实验。实验结果表明弹光调制器的快轴以f/2的角速率做圆周运动。同时验证了中心支撑方式可确保弹光调制器谐振后所受阻力均匀且最小，达到最佳支撑效果。研究结果可用于后续广义椭偏测量及各类高速偏振调制领域。

    超高速椭偏测量纯行波调制模式阻尼弦振动模型圆形弹光调制器

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    基于色散调制的硒化砷条型波导的超连续谱产生

    宋茂壮杨振张政王荣平...
    133-143页
    查看更多>>摘要：研究了基于色散调制硒化砷条型波导超连续谱的产生，通过调整波导结构参数，使零色散点转移到通信波长附近，在1。55 μm波长处获得反常色散。波导长度为10 mm，波导横截面面积为500 nm×800 nm，获得 1。55 μm波长处的非线性系数为 48。754 W-1·m-1。利用脉宽为 579 fs、重复频率为50 MHz、峰值功率为70 W的光纤激光脉冲在波导中产生了带宽600 nm的超连续谱。研究结果提供了一种使用常见激光泵浦平面波导实现集成片上超连续光源的途径。

    超连续谱条型波导色散调控硒化砷反常色散

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    微小型航天密封圈表面缺陷检测

    侯春佳何博侠胡金松俞杰...
    144-152页
    查看更多>>摘要：微小型航天密封圈表面缺陷面积占比小，目前的检测方法检测效率低、结果不稳定，检测速度和检测精度仍有提升空间。针对上述问题，提出两种基于深度学习的密封圈表面缺陷检测算法。在MobileNetv2的反向残差模块中加入多头注意力机制，构建出轻量级主干网络Efficient Model;使用Next Hybrid策略，融合工业级Transformer网络中的多个注意力机制模块，构建出Next Generation Vision Transformer主干网络。在上述两种主干网络中分别加入特征提取网络，设计出Efficient-FPN Model和Transformer-FPN Model检测算法。实验结果表明，Efficient-FPN Model和Transformer-FPN Model检测算法的平均准确率均高于YOLOv5s、YOLOv5x以及YOLOv5z，其中，Transformer-FPN Model模型的平均准确率最高，达到91。4%。Efficient-FPN Model的检测速度在五种模型中最快，达到110。8 frame/s，其平均准确率达到86。1%，也高于其他YOLOv5算法，是综合性能最优的检测模型。将这两种算法部署于自主研制的航天密封圈智能测量与测检设备，实现了快速、准确检测全向曲面柔性零件的目的。

    航天密封圈小目标检测深度学习缺陷检测轻量级模型

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    面向粒子图像测速的光流金字塔插值优化方法

    单良简娟熊俊哲施飞杨...
    153-166页
    查看更多>>摘要：提出了一种面向粒子图像测速的光流金字塔插值优化方法，可以减小重建角度误差和均方根误差，尤其是图像边缘部分的角度误差。使用该优化算法分别对单涡流、双涡流、DNS湍流粒子场进行速度场重建，得到三种流场的均方根误差和平均角度误差比优化前至少降低了15。96%和19。87%。搭建二维PIV实验系统，在待测流场中均匀撒入100 μm的PSP粒子，进行旋转实验和注水实验，分别模拟涡流场和射流场，所提出的优化算法可以获得与常见算法流形一致的速度场。

    粒子图像测速光流法均方根误差平均角度误差图像插值流体测量速度场重建

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    一种应用于大尺寸测量系统的坐标系自动标定方法

    张晓晖张嘉颖刘青李金童...
    167-179页
    查看更多>>摘要：针对现有方法在标定过程中过于繁琐的问题，提出了一种应用于大尺寸测量系统的坐标系全自动标定方法。该方法通过固定两个在测量单元局部坐标系已知坐标的测量节点作为标记靶，测量单元之间相互测量彼此的标记靶获得标记靶上的测量点在不同坐标系下的坐标值，利用这些坐标值建立三维几何约束，从而自动标定不同坐标系之间的坐标转换关系。借助于精密激光定位系统平台进行实验验证，结果表明，所提方法可以实现测量单元局部坐标系之间的自动标定，降低了坐标系标定过程中的人工成本。在距离测量单元布站区域约2 m，大小为5 000 mm×5 000 mm×500 mm的测量空间中长度测量的精度在0。46 mm/m以内，测试点三维坐标测量的标准偏差在0。026 mm以内，可以满足绝大部分工业测量的需求。该方法极大的提高了系统的标定效率，有望为具有自动标定功能的大尺寸测量设备的产品化提供新的理论基础。

    大尺寸测量系统自动标定标记靶几何约束工业测量

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    临近空间紫外辐射环境及影响因素研究

    安源王先华叶函函施海亮...
    180-194页
    查看更多>>摘要：临近空间的紫外辐射对天体生物学、飞行器材料等产生重要影响，为加深对其的认知，基于OH与O3的光化学关系改变紫外辐射强度的原理，利用戈达德地球观测系统—化学模型对中国区域临近空间OH与O3浓度的时空变化特性进行分析。根据OH和O3浓度的变化，利用对流层紫外和可见光辐射传输模型对紫外 B 波段辐射进行模拟计算，揭示了高度在 22～42 km 之间的辐照度在 3。43～16。15 W·m-2之间;华北区域、华中和华南区域以及南海区域等的辐照度呈现出双峰和振荡相结合的特征，辐照度极值出现的月份在各区域并不一致;受O3吸收作用影响，辐照度的年较差最大值2。29 W·m-2出现在华北区域的32 km高度处，最小值0。53 W·m-2为南海区域的42 km高度处;辐照度变化最为剧烈的情况均出现在22 km高度处，可达2。42%～32。79%。结果表明在不同条件下紫外辐射对天体生物、飞行器材料等的影响与作用程度存在很大差异，在开展相关的研究时须具有针对性。

    临近空间紫外辐射辐射传输时空分析OHO3

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    基于多重降质复合信道的UWOC系统误码率性能研究

    张建磊张鹏伟朱云周田雨欣...
    195-206页
    查看更多>>摘要：针对海水信道吸收、散射、气泡和湍流效应等对水下无线光通信系统性能的影响，建立融合多重降质效应的水下无线光复合信道模型。基于Mie散射理论计算水下微气泡群的体散射函数、散射系数和散射相函数。湍流信道模型采用混合指数广义伽玛分布进行建模。随后，将复合信道对信号的衰减以及湍流噪声等效传递至光信号，推导出了复合信道在通断键控调制方式下误码率的封闭表达式。此外，研究了湍流强度、气泡数量、链路距离和海水水质等参数对误码率性能的影响。研究结果显示，随着链路距离的延伸，误码率线性增长，表现出退化趋势;港口海水因其较高浊度和丰富的悬浮颗粒，难以保证系统通信的可靠性。此外，气泡的存在和链路距离的扩展同样会显著加剧误码率的恶化。

    水下无线光通信多重降质效应水下复合信道Mie散射系统误码率

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    基于自适应随机共振的水下蓝绿光微弱信号检测

    张建磊张娟朱云周姚欣钰...
    207-218页
    查看更多>>摘要：海水的吸收和散射导致光信号严重衰减，使得水下无线光通信系统中低信噪比信号检测成为一大难题。基于此，提出一种自适应随机共振水下蓝绿光微弱信号检测方法。分析了水下弱光信号特点以及随机共振的产生条件，结合多策略融合的粒子群算法与随机共振动态调整系统参数，使系统达到最优匹配状态，进而提升弱光信号的检测性能。搭建了水下无线光通信实验系统进行实验，结果表明，在接收信噪比为-1。7 dB时，使用该方法得到的误码率低至2×10-4，验证了该方法的可行性和有效性。

    水下无线光通信低信噪比自适应随机共振多策略融合粒子群算法误码率

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    广域空间感知敏感器光学系统设计

    杜伟峰王燕清郑循江孙少勇...
    219-231页
    查看更多>>摘要：根据空间感知任务的特殊应用需求，开展了光电系统技术指标论证，完成了光学系统设计和性能测试。光学系统全视场设计值为60°，F数为3。0，主光线在像面的入射角为8°。光学系统采用低灵敏公差优化设计方案，并在公差分析时提出以离焦方式补偿点目标与面目标的MTF，使之在50 lp/mm处不小于 0。4。采用传函仪对装配后的镜头进行指标检测:13。5 μm弥散斑直径内星点能量集中度达到90%以上;点目标MTF在 50 lp/mm处不小于 0。55，15 m处的面目标在同样的分辨率处MTF不小于0。48;视场边缘相对中心的照度达到72%;全视场的畸变小于-0。58%;倍率色差绝对值为1。53 μm。外场观星测试表明，光机系统测试灵敏度为6。4 Mv，单独头部测角精度均值为0。7″，3σ置信区间为2″～3″。

    电子轰击有源像素传感器光学设计低灵敏度公差优化镜头检测

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    基于双液晶偏振光栅的机载光电跟瞄平台技术研究

    张季丰宋延嵩王俊尧刘洋...
    232-242页
    查看更多>>摘要：为实现新型机载光电跟踪平台轻量化、小型化与高精度化设计，提出一种应用于机载平台下的基于双液晶偏振光栅光束偏转机构的光电跟瞄方法。建立了基于视轴解耦的双液晶偏振光栅光束跟瞄反向公式模型，该模型只需输入跟踪点方位与俯仰角度坐标即可计算出两共轴光栅旋转位置，通过两共轴光栅的旋转来进行光束偏转;相比传统双棱镜光束偏转模型反向公式，该模型具有模型简单、运算快速、精度较高等优点;将基于视轴解耦的双液晶偏振光栅光束偏转反向公式模型与线性二次型调节器控制算法相结合嵌入控制板以实现跟踪功能。通过试验检测了系统跟踪性能结果表明:该双液晶偏振光栅跟踪模型在载体扰动的情况下可以实现目标跟瞄，在动态跟瞄实验中，采用视轴解耦与线性二次型调节器相结合的控制策略使得系统跟瞄精度得到明显提升，相比比例积分微分控制器系统方位与俯仰轴实时跟踪残差峰峰值均下降40%以上，在2°@0。5 Hz与5°@0。2 Hz载体扰动情况下双轴脱靶量均方根值综合统计数值分别达到328 μrad与289 μrad，验证了所提跟瞄模型的有效性。

    双液晶偏振光栅光电跟瞄平台跟踪性能反向解算公式LQR控制视轴解耦

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