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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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    稀土掺杂对半导体光催化剂性能影响的进展(特邀)

    马润东杨涛侯新梅崔香枝...
    130-142页
    查看更多>>摘要：光催化是能够利用太阳能进行能源转化和环境治理的环保方法。稀土元素在光催化中具有独特的电荷调控机制和光学改性机制，能够有效提升传统半导体的光催化活性。首先，从提升半导体光催化剂光电性能和降低载流子复合率方面，介绍了稀土元素的掺杂对半导体光催化剂性能的调控，并根据稀土元素的分类和掺杂所占组元数的不同，分别从一元稀土掺杂、二元共掺杂到多元及高熵稀土掺杂的角度综述了稀土改性半导体光催化剂的研究进展和相应的光催化动力学机理。通过总结可知，稀土元素较大的原子半径能够有效地引起半导体光催化剂的晶格畸变从而增加半导体的缺陷，达到细化颗粒度，暴露催化剂活性位点的作用;同时，稀土元素特殊的能带结构能有效调整半导体光催化剂的光电性能，促进载流子的高效分离并拓宽其可见光的响应范围，促进光催化反应高效进行。最后，阐述和总结了稀土元素改性对于半导体光催化剂活性改善的重要意义并进行了展望。

    稀土元素光催化半导体光催化剂光催化机理

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    (Sr,Ba)2LaAlO5∶Bi3+固溶体荧光粉的发光特性研究

    胡栋凯向燕戴鹏鹏
    143-153页
    查看更多>>摘要：通过高温固相法成功合成了一系列Sr2LaAlO5∶xBi3+蓝色荧光粉，并通过等价阳离子取代，合成了一系列发光颜色可调的Sr2_yBayLaA1O5∶0。02Bi3+固溶体荧光粉。通过X射线衍射、发射光谱、激发光谱、荧光显微和量子产率测试对荧光粉的物相结构及发光特性进行表征，并分析了阳离子取代对发光特性的影响。在322 nm激发下，Sr2LaA1O5∶xBi3+荧光粉的发射峰位于452 nm。在最优的Bi3+掺杂浓度下，通过Ba2+取代Sr2+，发现Sr2-yBayLaAlO5∶0。02Bi3+荧光粉的发光在蓝绿色区域规律红移，荧光粉的光谱变化主要是由于晶体场劈裂和散射效应造成的。此外，随着激发波长增加，Sr2LaA1O5∶0。02Bi3+荧光粉发射光谱逐渐红移，表明Bi3+占据不同的阳离子位点，形成多个发光中心。得益于多激发和多发射的发光特性，制备的Sr2_yBayLaA1O5∶0。02Bi3+固溶体荧光粉可以成为防伪应用中的潜在候选材料。

    颜色可调固溶体Bi3+掺杂防伪应用铝酸盐

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    基于像散面约束的镜片柔性支撑结构优化设计方法

    门树东申军立时英钟
    154-165页
    查看更多>>摘要：为提高高精度光机系统中光学元件支撑后的面形精度，在考虑冲击、振动、压力及温度等因素的影响下，设计了一种整体式多弹片定位的光学镜片支撑结构。在静力学条件下，通过有限元分析法计算整体结构的固有频率及支撑结构对镜片面形的影响，一阶固有频率达到366。13 Hz，镜片面形峰谷值为13。923 nm，均方根值为2。499 nm。基于像散面约束的条件，分析了支撑结构的变形对镜片面形的劣化程度，镜片面形峰谷值劣化至119。62 nm，均方根值劣化至20。69 nm。提出了一种镜片支撑结构的优化方法，构建高阶响应面近似模型以描述输入参数与响应值之间的函数关系，采用遗传算法寻优的优化方式提高镜片面形精度，镜片面形峰谷值改善率约18％，均方根值改善率约19％。实验检测对比优化结果，镜片面形峰谷值相对检测结果的偏差率约9％，均方根值相对检测结果的偏差率约12％，验证了优化设计可行性。研究结果可为高精度光机系统中光学元件支撑结构的设计及优化提供理论依据。

    光学仪器结构优化有限元仿真结构测试光机结构

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    基于自由曲面的紧凑型大视场离轴三反空间光学系统设计

    陆志贤李旭阳任志广许彤裕...
    166-180页
    查看更多>>摘要：为缩小空间光学系统的体积，降低遥感卫星的发射成本，根据初级像差理论求解光学系统的初始结构，采用视场和面型的渐进式优化策略设计了一款焦距为2000 mm，视场为5°×5°，F数为12。5，外包络圆直径为750 mm，具有"环形轮廓"的离轴三反光学系统。系统的主镜和三镜采用XY多项式自由曲面，次镜采用Zernike多项式自由曲面。根据自由曲面的面型参数，仿真出三个镜面的二维矢高图。设计结果表明系统的成像质量接近衍射极限，各视场RMS光斑直径最大为8。38 μm，小于探测器的2个像元尺寸大小。系统能量集中度高，最大相对畸变量为1。88％，最大波前像差为0。053λ，各视场波像差优于λ/18。公差分析结果表明系统成像质量良好，可以满足各项指标要求。

    光学设计离轴三反自由曲面大视场XY多项式Zernike多项式空间相机

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    阵列波导AR显示系统出瞳面光均匀性优化及漏光抑制

    段涛涛仝晓刚楼国红张蕊蕊...
    181-191页
    查看更多>>摘要：阵列波导增强现实显示系统部分反射镜反射率参数组合多，手动优化耗时且难以获得优化的参数组合，导致显示均匀性不佳。为此结合Python与LightTools对阵列波导各个部分反射镜反射率进行自动优化，获得优化的反射率参数组合;基于人眼角分辨率极限要求，利用蒙特卡罗方法对波导基板上下表面和部分反射镜阵列的平行公差要求进行仿真分析，在此基础上优化设计了阵列波导显示系统，提出了在阵列波导出光面镀增透膜的漏光抑制方法，进而开发了视场角为40°、出瞳均匀性达83％的阵列波导增强现实显示样机。样机在颜色均一性和还原性等指标方面有显著优势，实现了高出瞳面光均匀性，且明显降低了漏光。

    阵列光波导增强现实自动优化蒙特卡罗分析均匀性漏光

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    楔块式自动调平机构设计与控制策略研究

    李翔宇韩璟宇郝伟谢梅林...
    192-204页
    查看更多>>摘要：针对目前使用的经纬仪调平机构人为手动操作方法存在的调平耗时长、结构易损和难调平问题，设计了一种具备稳定自锁特性的大行程、高分辨率楔块式自动调平机构，提出了楔块式机电调平组件联动的并行调平控制策略。实验结果表明，所设计楔块式自动调平机构可实现调平行程±0。25°范围内的经纬仪调平，且调平角分辨率＜0。01″。同时，基于并行调平控制策略，将绕X轴和Y轴的垂直轴轴线倾斜量从334"和-248″调整至2″误差范围内的调平耗时仅为17 s，相比于串行调平控制策略，调平时间显著缩短，调平效率明显提升。

    经纬仪轴线倾斜量调平机构结构设计调平策略

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    基于自先验信息和TV约束的正交直线扫描CL图像重建

    朱国荣谭川东席雅睿袁伟...
    205-217页
    查看更多>>摘要：针对正交直线扫描计算机分层成像中存在投影数据不完备的问题，提出一种基于自身先验信息和总变分约束的重建算法用于正交直线扫描计算机分层成像图像重建。首先利用移动叠加算法对两段正交直线扫描数据重建分层图像，通过梯度计算、梯度融合、掩膜操作，获得先验信息;然后利用先验信息和总变分正则项约束进行正交直线扫描计算机分层成像图像重建。实验结果表明，与SART-TV算法相比，该算法可以可提高获取先验信息的效率，提升重建图像质量，有效抑制正交直线扫描计算机分层成像重建图像混叠伪影、降低噪声对重建图像的影响。

    X射线光学计算机分层成像正交直线平移扫描CL自身先验信息图像重建

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    基于跨越连接与融合注意力机制的红外弱小目标检测方法

    李慧李正周杨雨昕郝聪宇...
    218-229页
    查看更多>>摘要：针对复杂背景红外小弱 目标信号弱、特征不明显、干扰虚警多等检测性能低问题，提出基于跨越连接与融合注意力机制的单阶段红外弱小目标检测算法。该方法融合注意力机制与残差网络提取小目标多特征，减少复杂背景干扰;双向跨越连接结构融合低层与高层各自的特征信息，凸显小弱 目标特征表达能力;增加一个高分辨率检测层，重新聚类弱小 目标先验框，增强 目标与背景的特征差别学习能力;最后，建立真实目标和预测目标框的高斯分布模型，计算两者相似性，解决因IoU度量造成的目标损失回归偏差敏感问题，提升损失回归准确性。在公开红外小 目标数据集上进行对比测试，实验结果表明该算法对多种复杂背景下红外小弱目标检测均取得了最佳性能，在平均精度和速度等方面都得到显著提升，模型最小，方便部署。

    红外小目标目标检测跨越连接注意力机制多尺度融合

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    基于信息增强和掩码损失的红外与可见光图像融合方法

    张晓东王硕高绍姝王鑫瑞...
    230-241页
    查看更多>>摘要：针对低光场景下红外与可见光融合图像中存在的细节弱化和边缘模糊等问题，提出一种基于信息增强和掩码损失的图像融合方法。首先，采用引导滤波增强可见光图像的纹理细节和红外图像的边缘梯度;其次，构建双分支特征提取网络提取不同模态图像的特征信息，并设计交互增强模块以渐进交互的方式集成不同特征分支的互补信息，增强特征的细节表示;然后，在融合阶段设计注意力引导模块从空间和通道维度上关注特征信息，提升网络对关键特征的感知能力;最后，提出一种掩码损失以指导融合网络有针对性地保留源图像信息，提升融合质量。为验证所提方法的融合性能，在MSRS、TNO和LLVIP公开数据集上与9种主流的融合算法进行实验对比。结果表明，所提方法在定性和定量评估上均优于其它对比算法，生成的融合图像具有丰富的纹理细节、清晰的显著性目标和良好的视觉感知。

    图像融合信息增强红外掩码引导滤波注意力引导

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    基于软标签的OCT内外指纹提取方法

    张怡龙朱胜明王海霞孙昊浩...
    242-257页
    查看更多>>摘要：现有的光学相干层析内外指纹提取方法对轮廓依赖性强，且容易受到噪声和错误的干扰，影响指纹的质量和识别率。为解决该问题，提出一种基于软标签和坐标注意力U-Net的光学相干层析内外部指纹提取方法。在标注过程中，根据角质层和活性表皮层轮廓的位置为周围像素分配不同的概率权重，使得接近轮廓中心的像素具有更高的概率权重。然后，利用U-Net网络学习这种概率分布，该设计不仅考虑了轮廓及其周围像素的权重信息，同时减少了噪声和错误的影响，降低了算法对轮廓准确性的依赖性。同时，为了更好地聚焦于角质层和活性表皮层区域的位置信息，还在U-Net网络中引入了坐标注意力模块。最终，根据网络预测的概率分布结果和原始图像的灰度信息，生成内外部指纹图像。实验证明，所提方法显著提升了指纹的质量和匹配性能。

    光学相干层析坐标注意力内外部指纹软标签

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