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期刊信息/Journal information
应用光学
应用光学

王小鹏

双月刊

1002-2082

yygx205@163.com

029-88288172

710065

西安市电子城电子三路西段9号(西安123信箱)

应用光学/Journal Journal of Applied OpticsCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>> 《应用光学》创刊于1980年。本刊上级主管单位为中国兵器工业集团公司,主办单位为西安应用光学研究所。本刊现为面向国内外公开发行的双月刊。本刊的办刊宗旨是:坚决贯彻执行新闻出版总署和国家科技部规定的办刊方针;着重报道应用光学领域的新理论、新成果、新技术,为实际应用和成果转化搭桥铺路;服务于读者和作者。设置的栏目有理论研究、综述、光学设计、微光技术、激光技术、红外技术、光纤技术、稳瞄技术、图像处理、薄膜光学、光电器件、光学测试等。涉及的专业领域有光电系统工程、微光夜视、光电制导稳瞄、光电火控、光电计量测试、红外夜视、激光、应用光纤、可见光、光学膜层设计、光学材料与加工工艺等。自陕西省科技期刊编辑协会成立以来,本刊一直是该协会成员单位,并于1993年加入中国科技期刊编辑协会,1996年加入中国兵器工业期刊协会。现为陕西省科技期刊编辑协会理事会员单位。为了使刊物质量不断提高,每年均按时接受省新闻出版局的年检。1990年在陕西省科技期刊评比中,本刊荣获优秀期刊一等奖。本刊于2002年取得了广告经营权(广告经营许可证号为6101004005045)。本刊于1998年加入了《中国学术期刊(光盘版)》,1999年加入了“中国期刊网”,即“万方数据资源系统”。我刊的全部论文均在这两系统中全文录入。本刊是《中国科学引文数据库》、《中国学术期刊综合评价数据库》的来源期刊,是《中国科技论文统计与分析》引文期刊。多年来,《应用光学》一直受到国外信息网络(如美国的科尔比科学文化信息中心等)的重视,发表的论文多次被全文录入、转载,达到了资源共享、成果公用的办刊目的,提高了论文作者在国际上的知名度,促进了他们与各国同行的交流与合作。本刊从2003年开始全面改版,由16开本改为A4纸型;刊物封面也有所变化。改版后的《应用光学》杂志将努力提高办刊质量,加强与国内外大型检索机构的联系,使我刊刊登的优秀论文有机会与更多的读者见面;改版后的《应用光学》将增加发行量,扩大影响,全面开展广告业务;提高刊物的双效益,逐步实现以刊养刊的目标。
正式出版
收录年代

    基于凸优化的无荧光光场介观三维重建方法

    王长淼李晖苏晨博吴云韬...
    1179-1188页
    查看更多>>摘要:当前,显微三维观测多采用特异性荧光染色,会对样本造成不可逆的损伤,存在成本高、光毒性等问题.提出了无荧光标记、介观高分辨率三维重建的方法,即RGB-MesoLFM.首先,搭建了无荧光标记、白光介观光路,解耦了 RGB三波段光场数据;然后,根据波动光学点扩散函数,计算出RGB三波段任意深度下的系统点脉冲响应;最后,基于凸优化理论构建目标函数,将RGB三波段光场数据、点脉冲响应作为输入,进行3D反卷积迭代,可重建出任意深度下高分辨率目标物体的切片图像.该三维重建实验是基于鸡蛋胚胎切片的光场采样结果,在重建切片序列间隔为4 μm的情况下,获得0~-20 μm范围下切片图像;与传统荧光重建方法相比,本文所提方法无需荧光,采用白光即可成像;其重建任意深度切片的峰值信噪比(PSNR)数值,较传统方法提升约10%.

    无荧光介观三维重建凸优化光场

    基于主动照明调制的水下偏振成像方法

    董昌吉张卫红黄一钊李绪锦...
    1189-1196页
    查看更多>>摘要:浑浊水体中的光学衰减和吸收效应常常导致成像质量的明显下降,对诸多基于水下视觉图像的应用产生了不可忽视的影响.介绍了一种水下散射抑制的偏振成像方法,其关键思想是通过主动照明调制实现后向散射光偏振程度最大化,从而最大程度地抑制后向散射光.通过目标场景穆勒矩阵的测量、后向散射光的斯托克斯矢量的给定、入射主动照明斯托克斯矢量的确定,以及偏振特征矢量的计算,最终结合这些信息对散射介质中的图像进行复原.实验结果表明,该方法在处理浑浊水体下的成像问题方面表现出色.与其他方法相比,它显著提升了图像质量,为水下环境中的成像应用提供了有力的解决方案.该方法的独特之处在于其主动偏振照明调制技术,通过主动照明控制,实现了后向散射光的偏振特性调控,从而有效地减少了散射引起的成像退化,为水下偏振成像领域带来了新的研究思路.

    偏振成像浑浊水成像主动照明调制图像复原

    莫尔条纹有效区域识别研究

    曹子木陈云云蒋健
    1197-1203页
    查看更多>>摘要:在莫尔层析技术的实际应用中,莫尔条纹有效区域的智能化识别是至关重要的一步.针对手动确定有效区域过程繁琐且不够准确的现状,提出了一种智能识别莫尔条纹有效区域的方法.首先,结合Otsu算法和数学形态学对莫尔条纹进行预处理;然后,获取有无被测流场的直条纹和弯曲条纹的光强图像差值;最后,基于高斯拟合确定有效区域坐标.为了验证该方法的可行性和普适性,将其应用于不同流场结构、对比度和条纹宽度的莫尔条纹的实际有效区域识别,成功实现了自动、准确的莫尔条纹有效区域提取.该方法显著简化了算法结构,以较低的计算成本实现了莫尔条纹的精准可靠的有效区域识别.

    莫尔条纹有效区域识别Otsu算法数学形态学

    基于随机块移位和可变形注意力的视频烟雾识别

    谢晔辉赵海涛
    1204-1211页
    查看更多>>摘要:识别出工业环境中的烟雾排放行为对于规范和实时监督企业,以及环境保护都具有至关重要的意义.然而,识别工业排放烟雾具有很高的挑战性,一方面工业排放烟雾具有高透明度、高动态性等特点;另一方面烟雾的形状和尺寸可能会因环境、光照等因素而发生变化.目前主流的烟雾识别方法都是基于图像或视频的深度学习模型,但是基于图像的模型无法对视频中烟雾的动态特性进行有效的时序建模,同时基于视频的模型没有考虑烟雾形状多变的特性.将随机块移位(random patch shift,RPS)和可变形注意力(deformable attention,DA)引入 Swin Transfo-rmer.RPS将传统的2D空间注意力转变为时空注意力,从而使用2D的自注意力计算对动态烟雾进行建模;DA通过自适应形变的方式使网络能够适应不同的烟雾形态和外观变化,提高网络的鲁棒性和泛化能力.在RISE数据集上的实验结果表明,本文方法能够在3个子集上分别达到0.85、0.86和0.84的F1分数,相比其他方法有0.01~0.06的提升.

    烟雾识别随机块移位可变形注意力深度神经网络

    一种基于偏振相机的应力测量方法及其误差校正

    金能高志山郭珍艳郑杰...
    1212-1218页
    查看更多>>摘要:基于Muller矩阵和Stokes矢量测量原理,提出了一种利用圆偏振光、无旋转元件的应力测量和在线误差校正方法.该方法通过偏振相机获取的光强信息计算出待测样品的相位延迟,对相位延迟进行溯源便可得到样品的应力分布.通过分析标准1/4波片的相位延迟和偏振相机消光比对测量结果的影响,提出了相应的在线测量与校正方法.为验证方案的可行性,搭建了一套应力测量系统,利用该系统测量了一块经计量部门赋值的633 nm波长的1/4波片,并用提出的误差校正方法校正了测量结果.结果表明:校正前后波片相位延迟相对误差分别为11.5%和1.73%,校正后的相对误差主要由线偏振器产生.所提方法具有测量过程简单、精确度高等特点.

    相位延迟应力测量波片偏振相机误差校正

    涉氢装备氢气泄漏激光遥测系统光电参数优化分析

    赵美琪周围王迪吕妍...
    1219-1227页
    查看更多>>摘要:在氢气泄漏的场景中,人员可能面临火灾、爆炸和窒息等极大危险.为了检测时有效降低人员的暴露风险,实时监测氢气浓度,研发了一套基于开放光路下的可调谐二极管激光吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)技术结合波长调制光谱(wavelength modulation system,WMS)技术的氢气遥测系统,利用MATLAB可视化建模仿真软件Simulink实现了对该系统的仿真建模.为进一步提高系统的检测精度和信噪比,对比分析激光扫描参数对二次谐波信号波形的影响,以及不同菲涅尔透镜F数对探测器接收光强的影响情况,并结合波形的峰值、峰宽、信噪比和信号的完整性等评估指标得到最佳参数值.结果表明:扫描幅度为1V,扫描频率为10Hz下的波形最佳.参数优化后,以木板、石灰、塑料、铝板为非合作目标可实现的最远探测单程距离分别从1.8 m、2.4 m、4m和6m提升至2m、2.8m、5.1m和10 m,系统激光回波入射功率也有显著提高.该氢气检测系统具有使用环境更广泛、检测环境更安全、检测精度更高的特点.该研究为实际测量中相关参数的选取提供了理论依据,对改善实际应用中的系统测量精度提供了理论指导.

    氢气遥测可调谐二极管激光吸收光谱Simulink调制参数

    基于混合Kalman椭圆拟合的移相干涉测量算法

    鲍海宇郭振翔钱进曹召良...
    1228-1237页
    查看更多>>摘要:基于李萨如图的椭圆拟合(Lissajous ellipse fitting,LEF)算法,可以从移相干涉图中恢复物体表面三维形貌信息.由于孤立点、噪声和短弧拟合等因素影响,常用椭圆拟合算法精度受限,稳定性不高,因此提出了一种混合Kalman椭圆拟合算法.从固定或随机移相干涉图中计算得到两组符合李萨如图形简谐运动方程参数,将其作为混合Kalman椭圆拟合初始值,通过迭代得到椭圆参数的置信区间,从而确定最佳系数,求解出包裹相位.将三步、四步LEF的结果与移相公式法进行对比,分析了不同椭圆拟合算法的优劣.当移相量为随机值时,三步LEF误差RMS值为0.052 4 rad,比公式法减小了 20.36%.当移相量为90°时,三步LEF误差RMS值为0.045 8 rad,比公式法减小了30.39%,四步LEF误差则与公式法相近.仿真与实验表明,该算法稳定性更好、性能优于其他拟合算法.

    干涉测量相位提取随机步长李萨如图形椭圆拟合

    渐晕对红外光学系统光谱透过率测量的影响

    吴逸平金尚忠窦苡李四维...
    1238-1244页
    查看更多>>摘要:在基于回返法的红外光学系统光谱透过率测试系统中,光阑等元件的位置在测量时会对红外镜头测量光谱透过率造成影响.针对这一问题,通过建立渐晕模型,对测试系统的测量段光束的渐晕进行了分析,推导出光阑等元件放置在不同位置处产生的渐晕公式.实验结果表明,保持空测和实测的相对渐晕一致,可以有效减小渐晕变化对红外镜头透过率测量的影响.

    红外镜头透过率回返法透过率测试系统光阑渐晕

    基于误差提取算法辅助装调的离焦误差校正方法

    张汉琳张蓉竹
    1245-1251页
    查看更多>>摘要:在大数值孔径(NA)球面面形检测中,被测球面偏离理想共焦位置引入的离焦误差严重影响检测精度.为了对离焦误差进行精确提取和有效校正,提高元件终检位置的调整效率,设计了一种基于误差提取算法辅助装调的离焦误差校正方法.通过离焦误差提取算法实现离焦量的定量提取,并判断调整方向,快速精准地将大NA球面调整至零条纹位置,大幅减小离焦误差;辅助装调后再利用Zernike波面拟合算法消去离焦项以及大NA球面引入的球差项进行精调.实验结果表明:利用该方法对大NA球面进行校正,离焦量提取误差均在3%以内,此方法增大了元件的离焦误差提取和补偿范围,可将离焦量上限扩展至±25 μm,最终实现亚纳米级校正精度.

    大数值孔径干涉检测离焦误差Zernike波面拟合算法

    基于局部RANSAC的结构光标定方法

    甘勇王昭太朱明凯文龙...
    1252-1260页
    查看更多>>摘要:在结构光三维测量技术中,系统的标定是测量的基础.介绍了一种通过向棋盘格标定板投射编码光栅,由角点处的相位值计算其投影像素坐标的方法;考虑到角点邻域位置存在相位缺失和相位异常的问题,提出了一种基于局部随机样本一致性(random sample consensus,RANSAC)的拟合算法进行相位异常值剔除以及曲面拟合插值,从而计算出特征点的亚像素级投影像素坐标进行标定.该方法不依赖相机的标定结果,同样适用于圆点标定板,对特征点附近相位值的异常和噪声进行了有效的过滤.实验结果表明:该方法对异常值具有较好的鲁棒性,重投影误差达到0.09 pixels,对标定板的种类和成本要求更低,具有一定的实用价值.

    三维测量光栅投影投影仪标定随机样本一致性