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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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    数字全息与定量相位成像:进展与展望(特邀)

    黄郑重曹良才
    1-27页
    查看更多>>摘要：全息术的提出为光波场的定量分析提供了一个开创性的技术方案。经过70余年的发展，基于全息术的计算成像已成为光场定量测量的重要工具，它的出现为物理学、生物学和材料科学领域提供了新的观测维度，搭建了光学成像和光散射领域的桥梁，突破了传统光学成像系统与图像采集设备的物理限制，在疾病的病理研究和材料的表征中起着至关重要的作用。本文从信号分析的角度出发，将全息的记录与重建过程看作是复数域与实数域之间的转换，讨论全息重建的数学原理与物理实现过程，并以生物医学领域为应用导引，总结了全息成像的新挑战和机遇。

    全息术数字全息定量分析光学成像信号分析

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    分焦平面式偏振相机偏振误差分析及偏振定标

    汪伟张海裕柯链宝康晴...
    28-39页
    查看更多>>摘要：分析了相机结构和测量原理，建立了相机响应模型，理论推导了相对透过率和偏振方位角对偏振测量的影响。采用积分球光源测量了相对透过率，采用旋转线偏振片法和马吕斯定律测量了偏振方位角，最后进行了偏振测量精度验证。测试结果表明，经过偏振定标后，偏振度测量误差约为0。44％。该检测方案可以定标分焦平面式偏振相机性能，定标精度高，能够为分焦平面式偏振相机高精度应用奠定基础。

    遥感分焦平面偏振相机测量相对透过率偏振方位角偏振定标误差分析

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    基于RGB-NIR滤波阵列的引入权重系数的加权引导滤波去马赛克方法

    吴鑫徐宝腾刘家林周伟...
    40-50页
    查看更多>>摘要：针对RGB-NIR传感器多光谱成像技术中的去马赛克问题，提出了一种引入权重系数的加权引导滤波去马赛克算法。算法以残差插值为框架，引入加权引导滤波代替引导滤波，通过边缘感知权重因子实现对边缘的检测，提高引导滤波在边缘处的性能。算法使用G通道图像作为引导图，首先进行G通道图像的插值，然后通过加权引导滤波的方法插值出R、B、NIR通道的图像。此外，为了解决在引导滤波中计算线性系数时采用简单的平均值的问题，引入权重系数，并通过加权平均的方式计算得到更准确的线性系数。在TokyoTech数据集以及实际器件上测试了该算法。在数据集的实验上，提出的算法比现有的高性能算法在彩色图像和红外图像上峰值信噪比分别高0。38 dB和0。88 dB;在实际器件实验中，不论是在红外光源打开还是关闭的情况下，所提出的算法在多个场景下表现出最低的平均NIQE指标。此外，在红外光源变动前后，提出的算法所得到的图像的平均NIQE变化也是最小的。实验结果表明，该算法的性能优于对比的算法，并且拥有更好的鲁棒性。

    RGB-NIR去马赛克加权引导滤波权重系数鲁棒性

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    基于布里渊动态光栅的高灵敏度保偏光纤多参量同时解调

    赵丽娟黄梓朦徐志钮
    51-60页
    查看更多>>摘要：为了实现基于保偏光纤在布里渊动态光栅的温度、快轴压力和慢轴压力同时解调，并克服传统压力传感灵敏度不足的缺点，提出了一种边孔型高灵敏度光子晶体光纤。利用有限元方法，研究了温度、快轴压力和慢轴压力与双折射频移、布里渊频移和布里渊线宽之间的关系，据此可实现多参量的同时解调。结果表明，该光子晶体光纤可以实现三参量的同时解调，且解调误差在1 MPa和1℃以内。快轴压力、慢轴压力和温度的误差均值分别为0。21 MPa、0。31 MPa和0。30 ℃，误差的标准差分别为0。15 MPa、0。21 MPa和0。21 ℃。在施加0～30 MPa的横向压力和0～100 ℃的温度时，该光子晶体光纤快轴方向上的压力灵敏度为-1。961 GHz/MPa，光纤慢轴方向上的压力灵敏度为1。356 GHz/MPa，其温度灵敏度为0。105 MHz/℃。相较于目前最优结构的光子晶体光纤压力灵敏度提升了-957 MHz/MPa。该传感器及解调方法适用于土木结构和大型机械在建造和使用过程中监测其内部所受温度和不同方向压力的变化。

    光纤传感布里渊动态光栅有限元法光子晶体光纤同时解调

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    基于偏光干涉的压力对边孔光纤双折射性能的影响

    王培明余有龙余燚刘斌...
    61-67页
    查看更多>>摘要：利用耦合模理论和弹光效应原理研究了边孔光纤双折射与压力的依赖关系。仿真结果表明，双折射变化受到压力大小和作用方向共同影响。保持压力大小不变，双折射数值随作用方向呈余弦变化，且在π/2的偶数倍和奇数倍方向上分别取得最大值和最小值。保持作用方向不变，双折射数值与压力大小呈线性关系。当作用方向θ∈(kπ-π/4，kπ+π/4)(k∈Z)，双折射数值随压力呈线性增加，而θ∈(kπ+π/4，kπ+3π/4)，双折射数值随压力呈线性减小，在θ=kπ+π/4时，双折射数值基本不变。最后，基于偏振光干涉的实验装置测量了不同压力大小和作用方向下的双折射，实验结果与仿真结果相关系数r为0。992 2，在误差许可范围内，二者吻合较好。

    边孔光纤双折射偏振光干涉压力耦合模理论

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    光学电流传感消抖卡尔曼本征信号高精度提取方法研究

    刘逸伦宣鹏华李岩松冉沅昌...
    68-80页
    查看更多>>摘要：本征信号是光学电流传感长期运行稳定性和高精度测量的重要性能参数。目前，传统方法如双光路法并不能消除本征信号的抖动，对光学电流传感高测量精度产生消极影响。为此，提出了光学电流传感消抖卡尔曼本征信号高精度提取方法来对本征信号进行消噪处理。首先对光学电流传感的噪声特性以及光路结构进行分析，建立了光学电流传感本征信号模型。引入消抖函数修正卡尔曼增益K，提出了消抖卡尔曼(Debouncing Kalman，DBK)算法，解决了标准卡尔曼增益K对初始状态依赖性强以及测量过程不确定性非常敏感带来的状态估计值严重抖动问题。并且引入了噪声方差递推估计，来保证在滤波过程中可以实时对噪声方差进行修正。在MATLAB进行了消抖卡尔曼滤波算法的验证并与标准卡尔曼算法进行了滤波效果的对比分析，验证了该算法的可行性，并结合李雅普诺夫稳定性分析法推导验证了该算法的稳定性。最后，搭建光学电流传感实验平台，将所提算法在LabVIEW FPGA硬件平台并行实现，验证了该算法的实时性，且能够满足实际工程需求。

    光学电流传感消抖卡尔曼本征信号噪声方差估计并行处理

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    基于可拉伸反射基底介质超光栅的太赫兹增强吸收谱

    聂禄李向军王梓灏孙文骁...
    81-92页
    查看更多>>摘要：提出了一种利用纳米银浆作为反射层的可拉伸介质超光栅的亚波长增强结构，在指纹谱检测时可以有效提升待测物周围的局域场而实现超宽带太赫兹吸收谱信号增强。当太赫兹波以一定角度照射到可拉伸弹性衬底介质超光栅上表面时，对衬底进行一系列拉伸，不同的拉伸因子激发出一系列导模共振，对应的介质超光栅响应曲线上的谐振峰频率覆盖0。46～0。61 THz。选择0。2～1。0 μm a-乳糖薄膜作为待测微量分析物时，各拉伸因子对应的谐振峰幅度随待测物的吸收谱大幅度改变，其包络线组成的吸收谱峰值比没有介质超光栅周期结构时，最多增强111倍。该基于金属基底的可拉伸微结构为微量分析物的太赫兹高灵敏度检测提供了一种新的有效方法。

    太赫兹波指纹谱动态拉伸介质超光栅纳米银反射

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    8英寸晶圆低损耗厚氮化硅波导的工艺开发

    丛庆宇李赵一周敬杰范作文...
    93-103页
    查看更多>>摘要：在8英寸晶圆上制备氮化硅膜厚度超过400nm时，产生的拉伸应力会使薄膜产生裂纹，为此，采用大马士革工艺，通过低压化学气相沉积分两步沉积、抛光氮化硅薄膜，同时结合棋盘格结构，减小应力，降低薄膜出现裂纹的风险。使用此方法成功在8英寸晶片上制造了截面尺寸为800nm×0。8µm的氮化硅波导。两步沉积过后进行两次退火处理，可以进一步降低波导损耗，通过采用cut-back的方式测试波导传输损耗在1 550 nm处为0。087 dB/cm，在1 580 nm处为0。062 dB/cm。波导的弯曲损耗在半径为50 μm时为0。006 5 dB，在半径为80 μm时仅为0。006 dB。

    光电子学光波导8英寸氮化硅低压化学气相沉积工艺优化低损耗

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    电流体喷印电磁功能微阵列结构

    王大志张结刘畅欧阳景涛...
    104-115页
    查看更多>>摘要：提出一种基于电流体喷印技术的复合材料衬底电磁功能微阵列结构制造工艺方法。通过间距补偿工艺策略，降低复合材料衬底功能结构线宽尺寸误差的47。4％，有效提高了复合材料衬底喷印精度。系统分析了电流体喷印参数对功能结构质量的影响关系，实现复合材料衬底上多尺寸、多类型电磁功能微阵列结构的按需制造。确定了电磁功能微阵列结构的最优固化条件，得到线宽60 µm金属结构电阻率为9。18×10-8Ω·m。所制造的带阻型电磁功能微阵列结构在中心频率23。64GHz处能够将电磁波有效抑制，透射系数为-42。89 dB，有效验证了电流体喷印技术制造电磁功能结构的能力与实现效果。

    电流体喷印电磁功能微阵列结构电阻率透射系数复合材料衬底

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    双氮源共掺杂木素碳量子点/有机溶剂水份探针的构建及性能

    刘凯张培培胡妙言高诗雨...
    116-129页
    查看更多>>摘要：以木素为碳源，以盐酸为解聚剂，以邻苯二胺和尿素为氮掺杂剂，通过一锅水热法获得了碳量子点。该碳量子点的荧光量子产率为2。05％，其水溶液在紫外区具有明显的吸收，并表现出较强的溶剂依赖性。将其用于检测实验室常用的三种有机溶剂(乙醇、N，N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃)时，随着有机溶剂中水份含量的增加，发射光谱出现红移，且其荧光强度下降。在所构建的双氮源共掺杂木素碳量子点/有机溶剂水份荧光探针中，碳量子点的荧光强度与有机溶剂的水份含量存在良好的线性关系，对乙醇、N，N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃中水份的检出下限分别为0。079％、0。075％和0。080％，并实现了可视化的水份检测。该研究结果可为有机溶剂中微量水份的检测提供理论和实验参考。

    木质素碳量子点氮掺杂荧光探针可视化有机溶剂水份检测

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