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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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    基于离轴积分腔输出光谱技术的二氧化碳测量

    卢俊城高璐吴琼刘雯...
    122-129页
    查看更多>>摘要：利用1。573μm的分布反馈式二极管激光器作为光源，搭建了一套基于离轴积分腔输出光谱(ICOS)的二氧化碳(CO2)气体检测装置。选取CO2在6 358。65 cm-1处，线强为1。732× 10-23 cm-1/(molecule·cm-2)的吸收谱线，测量了密封腔体内400×10-6的CO2直接吸收信号。实验结果表明在镜片反射率为99。98％和60 cm腔长内，实现了 2。4 km的有效光程，系统的线性度为0。996。通过长时间测量密封腔体内的CO2直接吸收信号，根据Allan曲线分析得到系统最佳积分时间为98。3 s，最小可探测极限为0。63×10-6。最后，实验室环境测试实验结果表明室内CO2浓度值变化符合实验室人员活动作息规律，验证了测量装置的可靠性和稳定性，同时为室内CO2排放管理提供实用的科学依据。

    离轴积分腔输出光谱直接吸收气体检测二氧化碳红外吸收光谱

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    用于多模态非线性光学显微成像的增益管理放大全光纤飞秒激光技术

    雷如梦李中超李孝燊苏俊昌...
    130-139页
    查看更多>>摘要：基于增益管理非线性放大的机制，求解非线性薛定谔方程和速率方程对脉冲在增益光纤中的传播过程进行仿真，研究了脉冲在增益光纤中的演化过程。结果表明，优化预啁啾量和种子光强度，可改变脉冲在增益光纤中的增益曲线。在动态增益曲线与非线性效应的共同作用下，输出光脉冲的频谱会迅速展宽数倍并带有线性啁啾，进而脉冲可被压缩至近傅里叶变换极限。为验证该超短脉冲产生方式的可行性，采用仿真结果中的最佳参数设置，成功设计并搭建了一台高能量、短脉宽、高质量的超快光纤光源。该光源可实现中心波长为1 060 nm、重复频率为35 MHz、平均功率为267。4 mW以及脉冲宽度仅为39。5 fs的激光输出，与仿真结果高度一致。同现有的超短脉冲产生方式相比，本实验装置的结构更简单、造价更低、装置更紧凑、产生光束品质更佳。

    多模态非线性光学显微成像增益管理非线性放大线性啁啾极端光谱展宽超短脉冲

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    多波长与横模可切换掺镱光纤激光器的研究

    彭剑傲陈伟侯超奇刘丹丹...
    140-147页
    查看更多>>摘要：设计并制备了 一种具有环形掺镱纤芯的光纤波导结构，并提出了 一种基于该环芯掺镱光纤和少模光纤布拉格光栅的多波长与横模可切换光纤激光器。在这种光纤激光器中，只需简单调整腔内的偏振控制器，就可以实现单波长和双波长的激光稳定振荡。当激光器在单波长下工作时，可以切换两种横模输出，包括LP01模和LP11模，两种模式都获得了小于0。08 nm的3 dB窄线宽和大于45 dB的高边模抑制比，中心波长和光强的波动分别为±0。01 nm和±1dB。试验表明:该环芯掺镱光纤有助于LP11模获得的增益高于LP01模，LP01模式激光的斜率效率为34。34％，而LP11模式激光的斜率效率高达49。09％。该光纤激光器可以在模分复用系统和激光加工等领域发挥重要的作用。

    光纤激光器多波长横模可切换环芯掺镱光纤少模光纤光栅

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    用于可移动量子重力仪的光纤拉曼激光源研究

    高浚超陈俊杰叶留贤程冰...
    148-159页
    查看更多>>摘要：基于两个窄线宽光纤激光器和自制的锁相控制系统，研制了一个低相位噪声窄线宽拉曼光纤激光源，建立了拉曼光纤激光系统的相位噪声模型，研究了拍频光功率、不同频率参考源对拉曼激光相位噪声的影响。实验结果表明，该拉曼光纤激光源在10 Hz～1 MHz范围内相位噪声功率谱密度可达到-118 dBc/Hz，相应的相位噪声为22。7 mrad，将其应用到重力仪中获得的重力测量灵敏度为10。93 μGal/√Hz。对拉曼激光源进行连续3 h的相位噪声稳定性测试和连续25 min的频率稳定性测试，得到的相位噪声标准差为0。734 mrad，相应的重力灵敏度标准差仅为0。349 μGal/√Hz。当积分时间为1 s时，相位锁定时频率稳定度为2。675 × 10-11，验证了该激光源具有低相位噪声和高稳定性。利用相位噪声模型得到的理论结果与实验结果一致，证实了理论模型的正确性。

    冷原子拉曼激光光纤锁相干涉仪相位噪声窄线宽

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    基于DRSN的MG-Y激光器快速准连续波长调谐方法

    杜雨蒙庄炜张旭王乐...
    160-169页
    查看更多>>摘要：针对调制光栅Y分支(Modulated Grating Y-branch，MG-Y)可调谐半导体激光器难以在调谐范围内进行快速、准确的准连续波长调谐问题，提出了一种基于深度残差收缩网络的MG-Y激光器控制参数表快速生成方法。该方法使用光电二极管采集光功率，相较光谱仪采集波长的方法，其采集速率可大幅提高;采用深度残差收缩神经网络模型对MG-Y激光器电流调谐区域进行快速分类;结合激光器的电流调谐特性，采用拉格朗日插值方法，生成高精度控制参数表，实现MG-Y激光器快速、准确的准连续波长调谐。实验结果表明，用深度残差收缩模型对电流调谐区域分类的时间小于2 0 s，生成的控制参数表控制激光器输出波长精度为1 pm，稳定性为0。28 pm，法布里-珀罗标准具解调波长稳定性为1。8 pm，对光纤布拉格光栅应变传感器的应变解调精度为1 με，稳定性为0。6 με。该方法大幅提升了生成控制参数表的速度，满足光纤传感解调应用需求。

    调制光栅Y分支激光器波长控制深度残差收缩网络控制参数表快速光功率采集

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    供电461 W激光无线传能系统研制

    于方磊邹朝冉孟祥翔彭越...
    170-179页
    查看更多>>摘要：为了满足特定场景下激光无线传能的大功率应用需求，提升系统接收效率，研制了一套方形均匀光斑照明、高接收占空比的大功率激光无线传能系统。发射端采用两台高功率808 nm半导体激光器，实现1 700 W激光输出并耦合进入方芯光纤，利用方芯光纤对激光进行匀化，在其输出端面形成均匀光斑，设计了投影光学系统将方芯光纤出射端面放大并照射在形状匹配的420 mm×420 mm光电池板上;接收端将1 020片GaAs光电池分别与聚焦透镜集成封装以提升光敏面占空比。经试验测试，当入射激光功率1 700 W时，电子负载端接收电功率461 W，接收端整体光电转换效率27。1％。结果表明:该激光无线传能系统为特定环境下大功率负载无线供电提供了解决方案。

    激光无线传能方芯光纤均匀光斑光电池光电转换效率

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    多波段鱼眼镜头相机实验室几何定标方法

    王彩霞陈洪耀司孝龙李鑫...
    180-193页
    查看更多>>摘要：鱼眼镜头因其独特的曲率和光学特性，使用非相似成像模型拟合后，仍有接近10像素的径向残余畸变。研究了多波段鱼眼相机的定标原理、定标流程，在非相似成像模型基础上，提出了基于分离式精密二维转台的鱼眼镜头定标方法，并通过相机姿态位置精密调整与方位转台360°旋转，光斑像素位置始终不变的方法，确定相机主点。为分析色差对鱼眼镜头径向畸变的影响，采取不同波段单独定标的方法。利用不同时刻的太阳角度数据来验证镜头定标系数，结果显示天顶角与方位角的均方根误差分别为0。226°和0。487°。该方法有效实现了鱼眼镜头相机在不同波段的几何定标，提高了像素点与入射光线角度之间的匹配精度。

    鱼眼镜头几何定标畸变矫正全天空成像天空辐亮度分布

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    基于遗传算法的场堆叠硅基OLED微显示器伽玛校正研究

    陈宝良季渊黄忻杰刘俊恺...
    194-207页
    查看更多>>摘要：硅基有机发光二极管(OLED)微显示器的驱动方式主要分为数字驱动和模拟驱动。在数字驱动中，OLED器件的等效电容导致开启过程中产生亮度脉冲，特别是在场堆叠驱动方式中，固定小数子场的开关过程带来的亮度脉冲直接影响显示的亮度，导致灰阶曲线呈现出非线性递增，这为Gamma校正带来了挑战。为改善Gamma校正的过程及其结果，基于场堆叠数字驱动提出了一个新型亮度模型。该模型结合场顺序、场权值、Vcom电压值和Vcom电压配置，组成一个综合的参数空间。基于该模型，运用遗传算法对灰阶曲线进行了优化，并在分辨率为2 560×2 560×3的全彩硅基OLED微显示器上进行了实验验证。实验结果表明，通过优化参数空间，白色光灰阶曲线的均根方差和无效灰度点数从21。65 cd/m2、15 395个降至1。62 cd/m2、2 977个，得到显著改善。这一改进不仅使灰阶曲线更加线性和单调，还有效减少了无效灰度点，成功地实现了白色光Gamma 2。2曲线的精确校正。相比于模拟驱动，场堆叠数字驱动在低灰阶显示上展现出更佳的区分度，更符合人眼对显示效果的感知。

    Gamma校正遗传算法硅基OLED微显示器场堆叠数字驱动灰阶曲线OLED等效模型视觉建模

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    低轨碎片自然交会成像极限能力分析

    李亚茹周亮刘朝晖折文集...
    208-218页
    查看更多>>摘要：低轨空间碎片交会成像时，因观测角度的变化产生固有像移。利用空间物像点之间的映射关系构建像面位置方程，通过计算曝光时间起止点的像点位置获得固有像移，建立该固有像移的函数拟合模型，利用不同轨道参数的计算结果进行模型精度验证。根据像移对像质退化的影响，建立包含相对旋转角速度、目标张角和曝光时间的空间分辨率约束条件，利用该约束条件可计算低轨抵近成像场景下相机的极限分辨率。

    像移像面位置方程函数拟合模型约束条件极限分辨率

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    面向多传感系统协同测量场的站位规划方法

    林雪竹王德选付西红杨帆...
    219-235页
    查看更多>>摘要：针对大型构件多传感系统协同测量中各系统测量可达性模型多样化、多系统测量精度不均衡而导致的组合式测量站位设置多依赖测量人员经验以及需要不断尝试获取合适站位的问题，提出一种多传感系统协同测量场的站位规划方法。首先，考虑工装遮挡问题，对协同测量场中的组合式测量可达性模型进行优化，建立基于(鮣)鱼优化算法的有工装站位初值求解模型，解算组合式测量系统各测量站位初始值;其次，建立协同测量精度模型，以测量精度最佳为约束条件，建立观测值的加权均方根误差和矢量角度测量误差的优化目标函数，基于牛顿迭代算法不断迭代和更新到最佳精度站位坐标;最后，以某目标模拟器满足位置、姿态初始装调精度需求为例，进行组合式协同测量站位规划实验，优化后测量数据均方根误差为0。032 mm，相较于优化前测量规划位置测量精度提高34％，角度测量精度提高9。5％。该方法可有效地提高测量精度及可视化效果，为大型构件测量领域的进一步研究提供理论及应用参考。

    站位规划大型构件组合式协同测量测量精度优化算法

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