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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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    光波导输入的双通道同步定标虚拟成像相位阵列光谱仪

    张中楠林栋朱小明王宇韬...
    1-10页
    查看更多>>摘要：激光频率梳定标的虚拟成像相位阵列光谱仪有潜力同时实现超高光谱分辨率与波长定标精度，对于天文光谱探测有重要意义。然而，现有的研究工作中，虚拟成像相位阵列光谱仪采用常规的双通道光纤输入模式，在受环境干扰时，两个通道的同步性较差，相对漂移严重，从而降低了光谱仪的重复性定标精度。为解决该问题，提出一种以光波导作为输入器件的双通道虚拟成像相位阵列光谱仪，利用波导通道之间相对稳定的特性，实现更高水平的同步定标精度。通过对不同环境下光谱仪的稳定性进行研究得出，在相似的测试条件下，波导输入的虚拟成像相位阵列光谱仪的重复性定标精度明显优于光纤输入时的定标表现。

    天文光谱探测虚拟成像相位阵列双通道光谱仪光波导同步定标激光频率梳

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    新一代帕洛马天文台光谱仪的虚拟刀口欠采样像质测量方法

    汤丽峰胡中文陈儒周楠...
    11-19页
    查看更多>>摘要：天文光谱仪的成像质量可用点扩散函数或线扩散函数来表征，但其相对于光谱仪探测器通常为欠采样，很难直接测量。在新一代帕洛马天文台光谱仪的像质测试中引入虚拟刀口法进行光源物面扫描，并应用虚拟刀口法开展欠采样光谱仪像质及光源尺度测量，通过模拟和实验研究，对比分析过采样经典直边刀口法和过采样直接测量方法，验证了虚拟刀口法具有良好的测量精度。在693 nm处，直边刀口法测得光谱仪过采样线扩散函数的半高全宽为7。05 μm，虚拟刀口法测量欠采样线扩散函数的半高全宽为7。14 μm，测量误差为1。3%。在0。3"视场的光源尺度下，虚拟刀口法测得689、693、701 nm欠采样线扩散函数的半高全宽分别为24。2、27。7、30。8 μm，以过采样直接测量结果为参考，其测量准确度分别为98。3%，93。9%和88。8%。实验结果表明，探测器成像严重欠采样时，采用光源物面扫描的虚拟刀口法可准确测量光谱仪的成像质量，该方法结合色散系数还可实现光谱仪分辨率的测量，相关研究工作可为天文光谱仪像质的直接测量提供借鉴。

    点扩散函数线扩散函数虚拟刀口欠采样成像像质测量

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    非线性最小二乘法在傅里叶变换红外光谱定量分析中的误差估计

    李新春刘建国徐亮沈先春...
    20-31页
    查看更多>>摘要：根据统计学的参数估计理论，提出在傅里叶变换红外光谱定量分析中使用非线性最小二乘法进行浓度反演的参数误差估计方法。实验中，通过光谱平均次数来控制噪声水平，以此来评估不同噪声水平下混合气体中各组分反演结果的估计误差。结果表明，对于自研抽取式傅里叶变换红外光谱仪，8次平均光谱即可满足反演误差小于3%的需求，64次平均光谱的反演结果配合估计误差可以实现对平均浓度的覆盖率达到100%。随着噪声水平的降低，仪器、环境等非噪声因素的扰动是估计误差的主要部分。该方法在优化光谱定量分析的参数配置和指导光谱仪器系统设计等诸多方面具有重要的应用前景。

    傅里叶变换红外光谱定量分析非线性最小二乘多组分误差估计

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    基于频率调制与分振幅解调的广义光谱椭偏技术

    邓仲勋权乃承李思远张淳民...
    32-40页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于频率调制与分振幅解调的广义光谱椭仪方案，与现有时间调制型与时频混合调制型广义光谱椭偏技术相比，其不含运动部件与电控元件，可实现被测样品全部16个Mueller矩阵元素光谱的实时测量。与现有频率调制型广义光谱椭偏技术相比，其测量结果的光谱分辨率更高且降低了通道串扰产生的概率。

    频率调制Mueller矩阵实时测量椭偏技术偏振探测

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    基于目标搜寻和细节增强的水下单像素成像方法

    陈翼钒孙哲李学龙
    41-48页
    查看更多>>摘要：针对当前水下单像素成像方法侧重于从整体角度重构目标图像，难以理想地恢复目标细节的问题，提出了一种基于目标搜寻和细节增强的水下单像素成像方法。目标搜寻旨在从图像中判断出目标部分和背景部分，从而增强目标信号，降低背景噪声;细节增强旨在学习采集信息的细粒度特征、增强重构图像的细节。首先用传统单像素成像方法快速重构目标图像;其次通过判断各行、各列最大像素点的差值来区别目标和背景环境;最后用基于分块模型的神经网络学习目标的细粒度特征，提高目标图像的细节部分。为了验证提出方法的可靠性，重构了空间环境和水下环境中的目标图像，实验结果表明，在两种实验环境下，该方法都可以较好地保存目标的细节信息，获得高质量的目标图像。

    单像素成像深度学习细粒度特征分块模型图像重构

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    海洋油膜偏振反射特性仿真与测试

    杨迪李英超韩晓磊史浩东...
    49-61页
    查看更多>>摘要：为了海洋溢油的检测与识别，在偏振特性建模中综合考虑天空的偏振辐射、油膜表面的动态反射、接收探测器的姿态和性能，进行全数字仿真，开展外场动态水面的实测，进行油膜偏振半实物仿真，最后对海洋溢油进行了偏振测试与分析。试验结果表明:在区分油品方面，汽油和水的强度差值为29。33%，线偏振度差值为0。97%，二者结合可较好的分辨溢油。

    海洋溢油偏振特性视景仿真海浪谱全局与局部坐标转换偏振双向反射

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    航空偏振辐射计偏振精度验证及带外响应分析

    许正东姚萍萍李孟凡王相京...
    62-72页
    查看更多>>摘要：为满足航空平台图像大气校正的应用需求，在可见近红外至短波红外波段，同时获取大气多谱段偏振辐射信息，研制了一种用于航空轻量化的偏振探测仪器，航空偏振辐射计。首先，对仪器进行系统描述与光学组件简介，并给出仪器的主要技术参数，其次为保证仪器数据的可用性与参数反演精度，仪器装调之后，在实验室进行绝对辐射定标及偏振测量精度验证。研究结果表明:航空偏振辐射计的绝对辐射定标不确定度优于2。51%，各偏振波段对0。2线偏振度目标的偏振测量精度优于0。16%。同时对490 nm波段偏振精度不理想的情况进行分析，并使用单色仪系统验证其受带外响应影响，通过对比实验验证，针对490 nm波段的偏振通道，去除带外响应影响后，其偏振精度从2。29%提升至0。06%。

    航空偏振辐射计大气校正偏振探测测量精度带外响应

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    基于改进Xception实现涡旋光束轨道角动量识别

    陈永豪刘晓云蒋金洋高思宇...
    73-83页
    查看更多>>摘要：当光束在海洋中传输时，湍流的存在会严重影响光束的质量，导致接收端光场产生扭曲和退化现象。为解决该问题，提出一种基于改进深度可分离网络(IXception)的方法，用于实现通过海洋湍流传输的涡旋光束轨道角动量模态识别。采用分步相位屏的思想，基于功率谱反演法仿真涡旋光束在海洋中的传输过程，并建立入射光场发生的退化、扭曲的散斑场数据集，用数据集来训练IXception识别散斑场中涡旋光束的轨道角动量。IXception延用Xception架构思想，结合了残差结构和倒置残差结构，能够提取高度空间深度特征，减少网络结构参数的冗余，增强泛化能力。研究结果表明，IXception在20 m和80 m湍流中对扭曲光场轨道角动量的识别率达到了99。20%与97。9%。随着传输距离的增加，IXception的识别率会略有降低，但与Xception模型相比，IXception识别性能更好。

    涡旋光束轨道角动量海洋湍流深度可分离网络倒置残差结构

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    CO2激光退火不同外径锗芯光纤的扫描速度研究

    杜亦凡赵子文钟双栖马泽成...
    84-94页
    查看更多>>摘要：对内径为41～43 µm，外径约为188 µm、251 µm和270 µm的锗芯光纤进行激光退火实验，研究CO2激光沿光纤轴向扫描速度对锗芯拉曼峰频率和光传输损耗特性的影响。研究发现，激光扫描速度是决定退火后光纤特性的重要参数。对不同外径的光纤，达到最优退火效果的激光扫描速度不同，188 µm、251 µm和270 µm外径的锗芯光纤分别为10 mm·s-1、14 mm·s-1 和16 mm·s-1，光传输损耗分别为3。435 dB·cm-1、2。147 dB·cm-1 和3。578 dB·cm-1。使用COMSOL软件对退火过程中纤芯表面固定点的温度变化进行了模拟仿真研究，仿真结果显示激光退火过程中温度呈脉冲形变化。相同外径条件下，激光扫描速度提高，温度脉冲的峰值升高、谷值降低、单脉冲持续时间缩短;相同扫描速度条件下，光纤外径减小，温度脉冲峰值提高，谷值降低。

    锗芯光纤CO2激光退火激光扫描速度COMSOL仿真温度变化模拟

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    基于布里渊散射光时域分析的形状传感研究

    刘紫娟武佳琪张立欣李永倩...
    95-103页
    查看更多>>摘要：搭建了基于布里渊散射光时域分析技术的应变测量系统，采用七芯光纤作为分布式形状传感器，通过测量七个纤芯在弯曲时的布里渊散射谱，验证了七芯光纤偏芯之间每两个对称芯所受应变值相等且互为相反数的特点。对比七芯光纤中间芯与偏芯的布里渊增益谱，测得偏芯在不同弯曲半径下的布里渊频移变化，得到偏芯在每个位置受到的应变值。利用并行传输标架形状重构算法对七芯光纤在曲率直径为 0。112 m和 0。052 m时的形状进行了重构，当曲率直径为 0。112 m时，曲率重构误差为0。375%。

    形状传感布里渊散射光时域分析七芯光纤并行传输标架

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