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期刊信息/Journal information
中国光学
中国科学院长春光学 精密机械与物理研究所 中国光学学会
中国光学

中国科学院长春光学 精密机械与物理研究所 中国光学学会

王家骐

双月刊

2095-1531

zggxcn@126.com

0431-84627061

130033

吉林省长春市东南湖大路3888号

中国光学/Journal Chinese Journal of OpticsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《中国光学》的前身是1985年创办的《中国光学与应用光学文摘》，当时是国内光学领域唯一的检索刊物。2008年底《中国光学与应用光学文摘》转型更名为《中国光学与应用光学》期刊，刊载内容突破了文摘的限制，正式成为学术刊物。2011年更名为《中国光学》，并成为中国光学学会会刊，由中科院长春光机所与中国光学学会共同主办，激光与物质相互作用国家重点实验室协办。经过多年发展，《中国光学》先后被Scopus、EI、ESCI、中文核心期刊要目总览等多个国内外知名数据库收录。主要刊出方向包括：微纳光学、信息光学、集成光电子、光谱学和光谱仪器、激光技术与应用、光学功能材料、光学设计与工艺、大气与空间光学、光学仪器与测试等。
正式出版
收录年代

    基于组合结构的双界面液体透镜的设计与分析

    刘悦孔梅梅徐春生董媛...
    1255-1264页
    查看更多>>摘要：为了提高液体透镜的成像质量和变焦范围,应用介电泳和液压驱动,设计了一款基于组合结构的双界面液体透镜,其主要由介电泳双液体透镜和PDMS薄膜液体透镜组成.首先,在Comsol软件中建立液体透镜模型,研究不同电压下的液滴界面和PDMS薄膜的面型变化,并导出两个曲面的面型数据.其次,在Matlab软件中,采用非球面表达式进行拟合,得到不同电压下液滴的界面和薄膜的面型图及其相应的非球面系数.最后,在Zemax软件中,构建出相应的双界面组合液体透镜光学模型,像面选取为高斯像面,并通过相应器件的制备与初步实验研究,将仿真结果和实验数据进行比较分析.结果表明,所设计的基于组合结构的双界面液体透镜仿真和实验的变焦范围基本一致,同时实验获得的变焦比可达2.1254、成像分辨率最大可达101.5937 lp/mm.本文设计的基于组合结构的双界面液体透镜具有结构简单紧凑、界面可调控性强、成像分辨率高的优点.

    液体透镜液压驱动介电泳效应双界面PDMS膜

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    自注入锁定激光器的频率热调谐方法改进

    王宇欣钟山梁伟赵峰...
    1265-1271页
    查看更多>>摘要：为了提高自注入锁定激光器的频率连续可调谐范围,对法布里-珀罗(FP)微腔在频率热调谐过程中注入锁定相位的变化关系进行研究.在传统频率热调谐的基础上,对自注入锁定激光器频率和相位等参数特性进行研究,提出一种在频率热调谐时加入自注入锁定相位补偿和DFB芯片电流补偿的改进算法,并在一台基于FP微腔自注入锁定激光器上对此算法进行验证实验.这台激光器的波长为1 550 nm,3 dB线宽为785 Hz,通过一对加热电阻对FP微腔进行频率热调谐.实验结果表明:激光器硬件部分未作任何修改的情况下,改进后的算法在激光器原有驱动控制电路的单片机程序中实现了 6 GHz的频率连续调谐范围.该工作为自注入锁定激光器提供一种简单高效且稳定性好的频率调谐方案,具有较高的实用性和市场前景.

    激光器频率调谐自注入窄线宽

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    基于同步累积法的舰船尾流微弱信号检测方法研究

    宗思光段子科张鑫余扬...
    1272-1280页
    查看更多>>摘要：为适应复杂的动态变化的尾流气泡场环境,提高水下探测装置对舰船尾流微弱信号的探测信噪比与检出率,本文提出了一种基于同步累积法的舰船尾流微弱信号检测方法.利用周期信号的重复性与噪声的随机性,对连续多个周期信号做累积归一化处理,降低随机噪声对探测性能的干扰,提升探测信噪比.建立了针对舰船尾流微弱信号多时间尺度检测能力评估模型,评估本方法在多参量耦合下的探测性能.通过在室内水池、室外湖泊条件下开展大量模拟舰船尾流探测实验,验证了该方法适配稀疏微小的远场尾流气泡至高湍流扰动下的大尺度近场气泡检测.本文方法可实现全时域舰船尾流的跟踪检测,有效提升水下兵器的打击能力,为舰船尾流激光探测识别工程实践提供支撑.

    激光探测舰船尾流信号处理

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    用于水下声呐目标检测的弱特征共焦通道调控方法

    何梦云何自芬张印辉陈光晨...
    1281-1296页
    查看更多>>摘要：声呐图像视觉检测是复杂水域资源勘探和水下异物目标探测领域的重要技术之一.针对声呐图像中小目标存在的特征微弱和背景信息干扰问题,本文提出弱特征共焦通道调控水下声呐目标检测算法.为了提高模型对弱小目标的信息捕获和表征能力,设计弱小目标特征激活策略,并引入先验框尺度校准机制匹配底层语义特征检测分支,以提高小目标检测精度.应用全局信息聚合模块深入挖掘弱小目标的全局特征,避免冗余信息覆盖小目标微弱关键特征.为解决传统空间金字塔池化易忽视通道信息的问题,提出共焦通道调控池化模块,保留有效通道域小目标信息并克服复杂背景信息干扰.实验结果表明,本文所提模型在水下声呐数据集的9类弱小目标识别的平均检测精度达83.3％,相较基准提高了 5.5％,其中铁桶、人体模型和立方体检测精度得到显著提高,分别提高24％、8.6％和7.3％,有效改善水下复杂环境中弱小目标漏检和误检问题.

    弱小目标检测水下声呐图像全局信息聚合共焦通道调控池化

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    基于偏振特征重构的海面耀光抑制方法研究

    宋明珠郭蓉李立洲陶淑苹...
    1297-1306页
    查看更多>>摘要：太阳耀光是海面目标探测过程中的重要影响因素,本文针对陆地观测平台,利用耀光的偏振特性,提出一种基于线偏振图像共有成分与特征成分重构的海面耀光抑制方法.该方法利用分焦平面偏振相机获取四通道线偏振辐射图像,计算场景的偏振度信息,生成耀光抑制图像.在以偏振信息抑制场景耀光的基础上,结合线偏振辐射图像的特点,将耀光抑制辐射图像的光强分量分解为共有成分与特征成分,重新赋予二者新的权重因子得到重构后的耀光抑制图像.外场偏振实验的结果表明,在3组典型实验数据中,重构耀光抑制图像相比于光强图像的饱和像素占比最多降低79.07％,空间频率与对比度提升可达73.77％和172.73％.本文所提方法有效抑制了海面场景中的耀光噪声且在背景细节信息恢复方面具有良好表现.

    海面耀光干扰抑制偏振成像偏振重构

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    基于张量分解与非下采样Contourlet变换遥感图像增强

    吴庆玲石强杜永盛雷赛...
    1307-1315页
    查看更多>>摘要：图像质量低、特征信息不明显是遥感图像获取过程中的常见问题.传统的图像增强方法常常因为不能有效地整合全局信息,从而不能高精度、高效率地凸显有用信息.本文通过结合张量分解和非下采样Contourlet变换,提出一种改进的遥感图像增强方法.使用优化的非下采样Contourlet变换对原始图像进行分解,将各尺度和方向的高频细节图像组合成高阶张量.通过贝叶斯概率张量补全,从不完全张量中识别潜在因子,以预测图像缺失的细节信息.实验结果表明:所提出方法能在有效恢复样张缺失信息的同时突出图像的特征信息,与不同图像增强方法相比,样张处理后在信噪比、结构相似度以及均方根误差方面最大提升分别为27.9％、37.6％和45.4％.改进的遥感图像增强方法在可视化比较和定量评价方面优于常用的图像增强方法.

    图像增强Contourlet变换张量分解贝叶斯概率张量补全

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    基于注意力残差网络的快照式多光谱相机图像重构

    闫纲琦梁宗林宋延嵩董科研...
    1316-1328页
    查看更多>>摘要：随着光谱成像技术的飞速发展,使用多光谱滤光片阵列(multispectral filter array,MSFA)采集多光谱图像的空间和光谱信息已经成为研究热点.如何利用低采样率且具有强频谱互相关性的原始数据进行重构成为制约其发展的瓶颈.本文基于一种含有全通波段的8波段4x4 MSFA,提出了一种空谱联合的多分支注意力残差网络模型.使用多分支模型对各个波段插值后的图像特征进行学习.利用本文设计的空间通道注意力模型对8个波段和全通波段的特征信息进行联合处理.该模型通过多层卷积和卷积注意力模块以及残差补偿机制,有效减小了各波段的颜色差异,增强了边缘纹理等相关特征信息.对于初步插值的全通波段和其他波段的特征信息,通过无需进行批量归一化的残差密集块对多光谱图像空间和光谱相关性进行特征学习,以匹配各个波段的光谱信息.实验结果表明,对于在D65光源下测试图像,本文所提模型的峰值信噪比、结构相似度和光谱角相似度分别较最先进的深度学习方法提升了 3.46％、0.27％和6％.该方法不仅减少了伪影还获得了更多的纹理细节.

    多光谱滤光片阵列图像重构空谱联合残差网络深度学习

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    基于深度降噪卷积神经网络的宽波段共相检测研究

    李斌刘银岭杨阿坤陈莫...
    1329-1339页
    查看更多>>摘要：拼接镜的共相误差检测是当前科学研究的热点问题之一,基于宽波段光源的共相检测技术解决了夏克哈特曼法由于目标流量低引起的测量时间长的问题,从而提升了 piston误差的检测精度和量程.然而,当前宽波段算法在实际应用中,由于复杂的环境以及相机扰动等干扰因素的存在导致获取的圆形孔径衍射图像含有一定量的噪声,从而导致相关系数值低于设定阈值,最终使该方法精度降低,甚至失效.针对这一问题,本文提出将基于深度降噪卷积神经网络(DnCNN)的算法集成到宽波段算法中,以实现对噪声干扰的控制,并保留远场图像的相位信息.首先,将使用MAT-LAB 获得的圆孔衍射图像作为DnCNN的训练数据,然后,将不同噪声水平的图像导入到训练好的降噪模型中,即可得到降噪后的图像以及降噪前、后圆孔衍射图像的峰值信噪比和二者与清晰无噪声图像间的结构相似度.结果表明:降噪处理后的图像与理想清晰图像之间的平均结构相似度较处理之前有了明显提升,获得了理想的降噪效果,有效增强了宽波段算法在高噪声条件下的应对能力.该研究对于探索用于实际共相检测环境宽波段光源算法具有较强的理论意义和应用价值.

    拼接镜piston误差圆孔衍射图像降噪深度降噪卷积神经网络

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    基于自适应红外多波段联合光谱分析的高精度气体浓度反演研究

    王冠程赵百轩郑凯丰陈宇鹏...
    1340-1350页
    查看更多>>摘要：本文提出一种自适应多波段联合浓度反演算法,结合透过率稳定区间与谱宽阈值自适应选择待测气体的有效波段;采用非线性最小二乘拟合方法对各有效波段进行浓度反演及残差分析,获得各有效波段的浓度反演结果及其权重,通过加权平均实现待测气体浓度的精确定量分析.设计并进行实验验证,结果表明,自适应多波段联合浓度反演算法的稳定系数达到了 0.9976,与传统的单波段及多波段浓度反演算法相比,该反演结果的均方根误差分别降低了 64.44％和41.52％,平均相对误差分别降低了 65.97％和46.72％,平均绝对误差分别降低了 66.32％和47.74％,反演精度与稳定性得到了明显提升.

    有效波段选择残差分析加权平均自适应多波段联合浓度反演

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    激光暗荧光光谱电场测量微扰计算与实验

    王桢吕日毅李超陈俊锋...
    1351-1358页
    查看更多>>摘要：为了实现强流脉冲电子束对材料表面改性的工业化应用,需要对电子束的作用过程进行实时微扰监测.电场强度是反映电子束特性的关键参数之一,基于Stark效应的激光暗荧光光谱可实现对环境电场的微扰测量.因此,开展激光功率密度对环境电场的影响研究,对此类电场测量方法的参数设置和结果判断具有重要的理论和应用价值.通过理论分析和计算得出电场测量微扰状态下的激光功率密度与试验环境的关系模型.基于上述关系模型,搭建测试平台,验证激光功率密度对电场测量微扰的情况.实验结果表明:在示踪气体氙气压强为1.0×10-4 mbar、电场强度不大于2 kV/cm的条件下,对电场测量微扰的激光功率密度值为5 MW/cm2,与理论计算值基本一致.研究结果填补了激光暗荧光光谱诊断方法中激光功率密度对电场影响定量分析的空白,可应用于同类电场测量方法中,为激光功率密度与实验参数的设置提供依据和参照,有效支撑电场测量实验的开展,有效提升电场测量的准确性.

    激光暗荧光光谱微扰测量激光功率密度光电离效应场电离效应

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