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期刊信息/Journal information
激光与光电子学进展
激光与光电子学进展

范滇元

月刊

1006-4125

lop@siom.ac.cn

021-69918222

201800

上海市嘉定区清河路390号（上海市800-211信箱）

激光与光电子学进展/Journal Laser & Optoelectronics ProgressCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中科院上海光学精密机械研究所和国家惯性约束聚变委员会联合主办。旨在关注科技发展热点，报道高新技术前沿，追踪科技研发动态，介绍科学探索历程；展示最新科技产品，汇萃时尚科技讯息。
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    RIS辅助FSO/RF混构系统性能研究

    包朝园曹阳彭小峰邢雯珺...
    103-110页
    查看更多>>摘要：为了研究可重构智能表面(RIS)辅助自由空间光(FSO)/射频(RF)混构系统的性能,在RF链路中考虑同信道干扰问题的影响.RIS能够解决RF链路无法完成视距通信的问题,从而提升通信系统性能.FSO链路服从双广义伽马分布,并考虑指向误差的影响,RF链路服从瑞利分布,在中继节点处采用译码转发协议,减少噪声对传输信号的干扰.推导了系统端到端瞬时信噪比的累积分布函数,在此基础上,进一步推导了该系统的中断概率和平均误码率的闭合公式.仿真结果表明,该系统方案在弱湍流和中湍流强度下性能提升较为明显.在弱湍流强度下,RIS可以有效抵抗干扰对RF链路的影响,从而提升系统性能.

    同信道干扰可重构智能表面中断概率平均误码率

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    自研20/400μm熊猫型掺镱保偏光纤实现3kW高亮度窄线宽线偏振激光输出

    罗涛廖世彪肖润珩程俊杰...
    111-115页
    查看更多>>摘要：通过改进的化学气相沉积工艺和溶液掺杂技术成功制备出20/400 μm大模场熊猫型掺镱保偏光纤并研究其激光性能.光纤的纤芯数值孔径为0.062,经截断法测量其976 nm处的包层吸收系数为1.4 dB/m.搭建了全光纤结构主振荡功率放大测试平台研究其光纤激光性能,当掺镱保偏光纤长度为15.3 m、弯曲直径10 cm时,在4.143 kW的976 nm泵浦功率下,实现了最高3.008 kW的窄线宽线偏振激光输出,输出激光光谱半峰全宽为0.213 nm,拟合斜率效率为75%,偏振消光比为16 dB,激光输出功率在2.009 kW时光束质量因子为1.19和1.2.结果表明,受激布里渊效应和受激拉曼效应均得到有效抑制.

    光纤激光熊猫型掺镱保偏光纤主振荡功率放大光纤测试

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    基于神经网络的少光子探测信号处理

    宋贺良李少波李华贵刘旭超...
    116-124页
    查看更多>>摘要：盖革模式雪崩光子二极管(GM-APD)阵列探测器可提高少光子探测信号的信噪比,在激光通信和光子雷达信号处理领域受到广泛关注.针对由于发射功率低和背景噪声强等因素探测器无法探测到回波光子信号的问题,建立基于时域空域卷积神经网络信号处理的数学模型,时域上叠加相邻4帧的回波信号,空间域上先使用矩阵维度拓展算法拓展卷积核维度,再经卷积神经网络提取回波光子信号.仿真结果表明,该方法能够有效从噪声信号中提取回波光子信号,并将信噪比提升4.5倍,在百公里级的少光子探测信号处理领域具有重要参考意义.

    少光子探测GM-APD矩阵维度拓展卷积神经网络

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    基于轨道角动量编码的机载MDI-QKD系统性能分析方法研究

    吴丹李佳豪唐杰邓志峰...
    125-131页
    查看更多>>摘要：针对地面光纤和卫星量子网络存在传输距离和工作时间上的限制,提出了一种以无人机(UAVs)为中继平台,基于光子轨道角动量(OAM)编码的测量设备无关量子密钥分发(MDI-QKD)协议.利用无人机的机动性和可控性,建立了一条理论上安全的快速链路,采用光子OAM编码方式提高了信道鲁棒性.通过分析考虑涡旋光束扩展和无人机抖动等因素,发现传输距离会受到模式依赖衍射(SDD)和指向误差的影响,进而影响密钥率.研究结果表明,衍射效应在系统性能中起着主导作用,综合考虑SDD和无人机的抖动情况,传输距离的缩短程度可达58%,远超仅考虑大气湍流散射影响时的效果,这为基于无人机中继的量子密钥分配系统建立了理论模型.所提工作提升了理论分析的完备性,缩小了理论分析与实验验证之间的距离,为未来无人机量子通信组网的发展提供了重要的理论参考.

    量子通信测量设备无关量子密钥分发轨道角动量无人机模式依赖衍射

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    傅里叶合成照明中的光场均匀化技术研究

    李慧马钺洋尹皓玉韩晓泉...
    132-138页
    查看更多>>摘要：在傅里叶合成照明结构的基础上,通过引入高频MEMS(Micro-electro-mechanical system)振动微镜作为光场均匀化装置,在实现任意离轴照明模式的基础上,可以进一步改善照明视场光强的均匀性,提高成像分辨率,改进后的照明方法具有结构简单、易于操作等优点.设计了傅里叶合成照明与均匀化结构方案,建立了仿真模型,搭建实验装置从成像方面进行了均匀化效果验证.在此基础上,详细分析MEMS微镜振动振幅、频率对均匀化效果的影响,在选定照明区域内均匀性最大可提高11%以上.所提的傅里叶合成照明和光场均匀化方法适用于光刻掩模检测等领域的照明应用.

    傅里叶合成照明均匀性振动微镜

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    标志点位置误差对太阳能碟式聚光器镜面位姿视觉调校精度的影响研究

    胡耀松颜健彭佑多
    139-147页
    查看更多>>摘要：针对太阳能碟式聚光器镜面单元安全位姿调校问题,建立了标志点位置误差对镜面单元调校精度的影响模型,分析了三个标志点中单个及其耦合位置误差对调校精度的影响规律,并采用二分法确定了符合调校精度的最大位置误差值;然后,在相同初始位姿下引入相同标志点位置误差,分析了不同镜面大小对调校精度的影响,得到镜面单元大小与符合调校精度的最大位置误差值之间的规律;最终,基于相同镜面大小和标志点位置误差下,分析了不同初始位姿对调校精度的影响.结果表明:标志点耦合情况下符合调校精度的最大位置误差值为1 mm,镜面单元越大标志点位置误差对镜面单元调校精度影响越小;对于A、C点安装位置,最优为接近-0.0087 rad,对B点安装位置应接近0.0087 rad.该研究提出的标志点位置误差与镜面单元调校精度的数学模型仅通过仿真便可得出两者之间的规律,不受反射镜几何形状的影响,节省实施成本,可广泛应用于实际场景.

    太阳能碟式聚光器标志点位置误差摄影测量方法

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    真空弧阴极放电液滴光散射测量

    孙存金苏格毅于海涛田昌...
    148-154页
    查看更多>>摘要：对真空弧放电过程金属液滴进行测量,提出一种基于Mie散射理论在线测量方法.以650 nm红光激光器为光源,并搭配相机同步控制装置,搭建真空弧金属液滴在线测量系统,利用非独立模式差分进化算法反演出颗粒粒径分布.通过4种聚苯乙烯乳胶球标准颗粒实验对测量系统准确性进行验证,测量误差在5%以内;在不同放电电流、放电脉宽条件下对4种阴极金属材料的金属液滴进行在线测量.测量结果表明:对于同种金属,放电脉宽或放电电流的增大对金属液滴粒径大小影响不明显;相同放电电流和放电脉宽下,阴极金属的材料对粒径分布具有明显影响,同一工况下铝、铁、钛、钼液滴中位径分别为1.55 μm、1.25 μm、1.15 μm、0.75 μm.实验结果可为研究真空弧阴极放电过程提供参考.

    真空弧阴极Mie散射金属颗粒粒径分布在线测量

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    提高布里渊光时域反射仪频移定位精度的二次寻峰算法

    陈映恺陈理平郑永红高波...
    155-164页
    查看更多>>摘要：工程应用对布里渊光时域反射仪的使用不断提出实际需求:如何精准确定应变/温变的起始位置,便于快速修复节约人力物力成本,尤其是在地下工程、海下工程等无法直接观察的复杂情况下,对于光纤沿线频移起始位置的精准确定显得尤为重要.对基于寻峰算法和短时傅里叶变换的布里渊光时域反射仪中获取频谱的算法进行改进,提出一种新的二次寻峰算法,通过判断布里渊增益谱中的峰值情况来计算温变/应变起始点与终止点.在脉冲宽度为100 ns、监测距离为1800 m的情况下,50 m温变段的起始点与终止点定位误差为0.4 m,在2000 m的探测距离上实现了1 m的空间分辨率.该算法在不增加运算时间和光电器件的基础上,提高了布里渊光时域反射仪对温度起始点和长度定位的准确性.与使用寻峰算法的布里渊光时域反射仪相比,使用二次寻峰算法的布里渊光时域反射仪具有更强的实用性与更高的性价比.

    布里渊光时域反射仪短时傅里叶变换频移定位算法优化

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    深孔内表面双向反射分布函数测量与建模

    盛强郑建明杨立军李海涛...
    165-173页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于内窥镜图像的孔内表面双向反射分布函数(BRDF)测量与建模方法,为实现基于机器视觉的孔内表面缺陷检测提供理论依据.建立内窥成像反射模型,分析内窥图像亮度及其三维形貌关系.以不锈钢和镀锌表面螺纹孔为例,通过图像亮度和法线方向测量孔内表面BRDF值.在混合反射模型基础上建立三种孔内表面反射特性模型,采用遗传算法确定不同材料的最优模型参数并分析模型误差.实验结果表明,基于Cook-Torrance模型的inBRDF模型能够较好地反映孔内表面反射特性,模型计算结果与测量结果吻合度高,两种材料平均拟合误差为6.22%,能够准确描述孔内表面反射特性并可应用于孔内表面缺陷检测及形貌重建.

    反射特性双向反射分布函数孔内表面内窥图像三维形貌

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    基于非分散红外的动态减少抖动反演方法

    陈雨迪李琪詹韬刘路...
    174-179页
    查看更多>>摘要：利用非分散红外技术测量气体体积分数时,不可避免地受到快速抖动、毛刺、振动等带来的影响,影响测量的准确性.提出一种基于非分散红外的动态减少抖动反演方法,通过倾斜度的判断,提取复位信号,进而进行基线拟合与校正,减少基线漂移.随后通过自动迭代拟合,获取积分面积,实现体积分数反演,从而解决信号的抖动问题.在实验系统里进行了车载实验,结果表明,车速变化时,所提方法最大波动值幅度为 58.84%,差分检测方法最大波动值幅度为62.12%,两种方法的相关系数是95.263,可以有效地解决信号抖动问题.车速恒定时,所提方法气体体积分数的平均值为10.01%,差分检测方法体积分数的平均值为9.98%,所提方法的标准差为0.0374,差分检测方法的标准差为0.191.证明了所提方法反演体积分数的准确性,该方法提高了测量稳定性.

    非分散红外动态抖动反演方法

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