光学学报杂志是由中国科学技术协会主管，中国光学学会;中国科学院上海光学精密机械研究所主办的一本北大期刊。
光学学报杂志创刊于1981，发行周期为半月刊，杂志类别为科学类。
杂志介绍
光学学报杂志
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主管单位：中国科学技术协会
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主办单位：中国光学学会;中国科学院上海光学精密机械研究所
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国际刊号：0253-2239
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国内刊号：31-1252/O4
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发行周期：半月刊
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全年订价：￥3820.00
杂志介绍
光学学报杂志是由中国科学技术协会主管，中国光学学会;中国科学院上海光学精密机械研究所主办的一本北大期刊。
光学学报杂志创刊于1981，发行周期为半月刊，杂志类别为科学类。
主管单位：中国科学技术协会
主办单位：中国光学学会;中国科学院上海光学精密机械研究所
国际刊号：0253-2239
国内刊号：31-1252/O4
发行周期：半月刊
全年订价：￥3820.00
关键词: 光学设计 衍射光学元件 自适应加法算法 参数选择法
随着激光的广泛应用,在许多场合都需要对其进行光束整形,其中最重要的整形元件就是衍射光学元件（DOE）。引用了自适应加法（AA）算法,并且对其进行了改进,一方面克服了AA算法的两个缺陷,另一方面提高了AA算法的精度。在AA算法中加入自动选取参数λ的环节,使得不必采用尝试法确定参数,减小了DOE设计的工作量。此外,还提出了三种克服分母出现零点...
关键词: 海洋光学 散射模型 生物光学 后向散射概率
2008年11月、2009年4月、2009年6月分别对太湖水体56,31个样点、巢湖水体30个样点进行野外实验。对散射系数与总悬浮物浓度之间的关系进行分析,建立不同季节、不同湖泊散射系数与总悬浮物浓度之间的关系模型,得到比散射系数;建立了不同季节和湖泊的散射系数光谱模型;运用生物光学模型,估算出后向散射概率,并讨论其波谱的依赖性。结论为：1）太湖...
关键词: 大气光学 大气能见度 视觉 辐射传输 斜程能见度
表征大气对视觉影响的物理量是大气能见度,该物理量的具体定义在各种应用领域和研究文献中是比较混乱的。在气象领域,水平大气能见度已成为常规观测量。航空应用领域常常涉及到的斜程大气视线路径的能见度问题一直没有统一的标准。以物体与背景亮度的对比度为研究对象,详细探讨了大气中的视觉问题,澄清了水平能见度的概念,从辐射传输方程出发研...
关键词: 光学设计 地震检波器 衍射 双光栅 条纹频率
针对地震勘探中横波检波灵敏度低的问题,提出了一种基于菲涅耳衍射理论的双光栅水平向地震检波器。介绍了系统的工作原理,通过使用新的人工地震动模拟函数,研究检波器力学模型运动微分方程的解和频率特性,证明了系统的可行性。推导了激光束经过双光栅系统衍射后的场分布和光强,仿真分析表明,沿接收屏纵向强度呈波形分布,利于光电信号转换,推出了...
关键词: 衍射 光栅 多频互调 线性驱动 带宽
声光偏转效应可用于信号载频相关信息的测量。但当多个射频信号同时加载到声光偏转器时,在布拉格条件下信号间将发生互调现象,给信号检测带来很大的困难,尤其是三阶互调光束的干扰尤为严重。针对这种声光衍射产生的互调干扰,从声光衍射互作用原理出发,讨论了产生互调现象的条件、衍射分布和信号频谱图。通过理论分析,提出了减小互调现象的方法和...
关键词: 探测器 强度调制型光纤传感器 数学模型 声波探测
利用反射式强度调制型光纤传感器进行间隔固体介质的声波隔体探测,研制了光纤传感声探测装置,重点从光强调制、振动提取和拾振耦合三个方面研究了在声波隔体探测过程中的振动传递机理,对振动传递过程进行了分析研究,从理论上建立了固体介质、探测拾振装置和光纤敏感单元三者的振动传递数学模型。在此基础上设计实现了光纤声传感系统,并给出了声...
关键词: 非线性光学 超连续谱产生 飞秒脉冲 全固态光子带隙光纤
目前产生超连续谱大多采用全内反射光子晶体光纤,光谱宽度达两个倍频程,但无法对其位置和宽度进行主动控制。全固态光子带隙光纤的带隙效应具有光谱滤波功能,通过设计全固态光子带隙光纤的带隙和带隙内色散特性,可产生特定范围内的超连续谱输出,同时色散特性受纤芯直径影响很小,有利于光谱可控的大功率超连续谱产生。根据1.064μm的抽运脉冲激光...
关键词: 光纤光学 结构优化 模拟退火优化法 反共振反射 蜘蛛网结构包层
分析了具有反共振反射的蜘蛛网包层塑料空芯光纤在1.3μm波段的损耗特性及其与结构参数的关系。将光纤包层等效为周期性多层膜,用渐近转移矩阵法进行数值模拟。为优化光纤结构参数,分析了包层层数N,高折射率层厚度d2和高、低折射率比值n2∶n1对损耗的影响。计算结果表明,随着N的增加,损耗首先快速下降最后达到一个固定值;模式损耗随d2的增加呈线...
关键词: 光纤通信 四波混频 光逻辑门
设计并演示了一种新型的光信号全光提取与擦除方案。将两个时域上同步,强度反相的矩形光脉冲作为控制信号,通过光纤中四波混频效应所形成的逻辑门（与门和非门）,可以对一段时隙上的光数据进行同步的提取和擦除。对10Gb/s非归零信号的仿真和实验验证了方案的可行性。方案可在更高速率的系统下工作,并对波长和码型透明。
关键词: 光纤光学 双芯光纤 光纤耦合 光纤熔接 高斯近似
单芯光纤和双芯光纤的耦合问题是限制双芯光纤研究和应用深度的关键问题之一。利用突变光波导的分析方法,在高斯近似的模场分布下,推导了单芯单模光纤和双芯单模光纤对接和熔接的耦合能量、总体耦合效率和两纤芯耦合能量比的数学表达式。利用这组关系定量地详细分析了单芯光纤和双芯光纤耦合中的模场匹配、双芯光纤的纤芯距和纤芯位置对耦合效果...
关键词: 室内可见光通信 白光led 通用数学发光模型 非线性回归估计
白光LED发光模型是室内可见光通信系统设计与分析的重要基础。在对白光LED的光子出射机理进行分析和分类的基础上,提出了一种通用白光LED的数学发光模型。该模型以朗伯模式为基础,叠加不同分量的高斯模式,白光LED的结构和材质参数决定了模式的数量、权重和方向性。通过基于高斯-牛顿迭代的非线性回归估计算法,估算出各种类型白光LED发光模型的具...
关键词: 非线性光学 超连续谱 光子晶体光纤 全光纤
采用自行搭建的被动锁模皮秒脉冲掺镱光纤激光器作为抽运源,将其输出尾纤与国产光子晶体光纤（PCF）进行低损耗熔接,构成全光纤结构的高功率超连续谱（SC）光源。全光纤结构提高了超连续谱产生系统的稳定性和转换效率。实验观察了皮秒脉冲在正常色散区抽运光子晶体光纤产生超连续谱过程,并对超连续谱的产生机理进行了理论解释。该光源输出平均功...
关键词: 傅里叶光学 模拟退火 光束整形 并行处理
模拟退火（SA）是解决复杂非线性优化问题的好工具,开发其并行性也成为近些年的研究热点和方向。针对衍射光学元件（DOE）的束匀滑应用,结合消息传递接口（MPI）并行编程方法,开发并实现了具有良好收敛效果和并行效率的SA算法。在8个中央处理器（CPU）的小型并行计算平台上进行了入射口径310mm、出射20阶超高斯0.4mm×0.8mm聚焦光斑的优化设计,使...
关键词: 几何光学 环形光束 锥透镜 局域空心光 贝塞尔光束
提出一种用环形光束产生局域空心光的新方法,即用环形光束垂直入射锥透镜底面,沿光轴方向就会产生局域空心光。用几何光学分析模拟了环形光束产生的局域空心光的过程和传输方向上不同位置的截面光强分布,推导了局域空心光暗域的横向和径向大小的计算式,分析了影响局域空心光暗域的大小的因素,并给出相关的实验结果,实验与理论基本吻合。与双锥透...
关键词: 多目标跟踪 自适应混合滤波 数据关联 粒子滤波 均值漂移算法
针对多目标视频跟踪中需要主要解决的目标冲突、合并以及分离等问题,提出了基于自适应混合滤波的多目标跟踪算法。采用混合高斯背景建模法获得前景图,并对图中阴影采用一种简化去除算法,即判断前景像素时,将HSV分量用加权的形式描述,而不必对各个分量依次判断。对前景图提取观测值时,引入了合并处理算法,将分裂的多个矩形检测框进行合并。然后,...
关键词: 衍射 二维周期物体 自成像 泰伯效应
基于标量衍射理论研究了二维周期物体自成像现象,进一步地扩展了二维周期物体的自成像条件。研究表明,只要两个方向周期长度的平方满足整数比,就存在相应的周期夹角满足自成像要求;另一方面,只要两个方向周期夹角的余弦值的平方是有理数,理论上也就能找到比例合适的周期长度实现自成像。分析了同一个二维周期物体用不同的周期长度及夹角组合来表...
关键词: 成像系统 超分辨 光瞳 滤波器 超高斯
研究了超高斯相位型光瞳滤波器的轴向超分辨性能。通过数值模拟,使用新的参数T,w讨论确定了三区二元相位型光瞳滤波器的超分辨区域。将超高斯相位型与二元相位型滤波器对比,分析相同参数下两种光瞳滤波器的轴向超分辨能力,进而讨论超高斯相位型滤波器的轴向超分辨性能随其阶数的变化关系。超高斯型滤波器与相位型相比,超分辨能力略有降低,但其旁...
关键词: 信息光学 在线三维测量 调制度 像素匹配 相位展开 stoilov相移算法
调制度反映相位展开可靠性的程度,与物体本身灰度和形状有着紧密的关系,因此可作为测量的特征标记。提出了一种采用调制度层析实现在线三维测量的方法。通过投影一固定的正弦条纹到待测运动物体上,借助物体运动可产生等效的相移变形条纹。利用基于傅里叶变换轮廓术调制度模型计算各帧等效的相移变形条纹的调制度,并采用层析方法从各帧调制度分离...
关键词: 光学测量 表面粗糙度测量 多波长散斑自相关 散斑延长效应
粗糙表面产生的多波长远场散斑图案的散斑延长现象可以用来进行表面粗糙度测量。以抛喷丸表面为研究对象,具体介绍了多波长散斑自相关表面粗糙度测量方法。根据多波长散斑图案的各向同性径向辐射的特征,提出了适用的数字图像处理方法。探讨了局部自相关函数特征长度的选取、数字图像处理过程中的局部窗口尺寸和散斑图像的饱和曝光比等因素对散斑...
关键词: 光学测量 误差校正 椭圆匹配 偏振干涉仪 非线性误差
提出一种偏振激光干涉仪的误差校正方法,可实时地对干涉信号的非线性误差进行校正。由于单频激光干涉仪中的光电元件存在的参数误差和位置误差以及外界环境因素的影响,使得输出的4路干涉信号的正交性受到破坏,产生了非线性误差。基于椭圆匹配原理,给出了非线性误差的校正算法和判据。对干涉信号的参数特征进行实时地统计与估值,并借助于对干涉条...
关键词: 光学测量 塔尔博特效应 叠栅条纹 子波面斜率 泽尼克多项式 奇异值分解法
大口径长焦距透镜的波面检测目前仍没有一种行之有效的方法。为解决此问题,结合塔尔博特效应、叠栅条纹检测等现有技术手段,提出一种通过子孔径波面二维扫描对长焦距大口径透镜进行波面检测的新方案,并改进传统测量光路,兼顾测量精度和工程化,完成测量样机的研制。该方案通过子孔径波面二维扫描的方法获取子波面斜率,再通过以泽尼克多项式为基底...
关键词: 工程光学新型多次反射池 可调谐二极管激光吸收光谱 一氧化碳高灵敏气体监测 小波变换
在吸收光谱检测技术中,常利用多次反射池技术增加吸收气体的光程长度,以提高灵敏度,降低检测极限。通过综合传统的多次反射Herriott池和White池的优点,利用White池的三镜光学结构和Herriott池的光路传输原理,设计出了一种新型的长光程多次反射池,其结构简单、外形紧凑、光程可调、性能稳定并且小型化。将研制出的基长20cm、光程范围10～100m可调...
关键词: 光谱学 高光谱成像 检测 嫩度
提出了基于高光谱成像技术的猪肉嫩度检测方法。利用高光谱成像系统获取78个猪肉样本在400～1100nm范围的高光谱图像数据;通过主成分分析高光谱数据进行降维,从中优选出3幅特征图像,并从每幅特征图像中分别提取对比度、相关性、角二阶矩和一致性等4个基于灰度共生矩阵的纹理特征变量,这样每个样本共有12个特征变量,再通过主成分分析提取6个主成...
关键词: 机器视觉 圆检测 证据积累 全局搜索
针对传统圆检测算法检测速度慢、不适于多圆检测的问题,提出一种基于全局搜索的圆检测方法。将证据积累和加权平均的思想结合,对证据积累过程中产生的伪圆心进行归类、分析,并对三类伪圆心进行逐类剔除,最后计算其它圆参数。实验结果表明,该算法效率高,对局部信息缺损不敏感,检测时间不会随着圆个数的增加而线性增加,检测效果明显优于传统的随机...
关键词: 激光光学 激光冲击处理 表面波纹 冲击波波阵面 等离子体
为了研究激光辐照材料引起表面波纹现象及原因,采用钕玻璃激光器产生的脉冲激光来冲击黑漆作为吸收层的AZ91镁合金试样。激光冲击后采用表面三维轮廓仪对试样冲击区域表面进行测量,结果得到在冲击区域存在波纹分布现象;观测并描绘了表面形貌及表面波纹的分布情况,并分析了材料表面波纹特性与激光能量的关系;得出波纹特性受激光能量影响。最后从...
关键词: 液体激光器 流动出光 激光脉冲 单脉冲能量
热效应是限制高能激光输出性能的重要因素之一,液体激光体系在此方面具有特殊的优势。开展了二极管抽运无机液体激光器的流动出光实验,实现了流动状态下较长时间高重复频率的激光脉冲输出。测量了激光光谱、激光脉冲波形和单脉冲激光能量等参数,其中激光中心波长为1052.7nm,脉宽约为170μs,最大单脉冲能量约为5mJ。在抽运频率400Hz时可连续工作10...
关键词: 激光器 可调谐激光器 光参变振荡器 周期极化掺杂氧化镁的铌酸锂晶体 准相位匹配
报道了采用1064nm激光抽运周期极化掺杂氧化镁的铌酸锂（PPMgO：CLN）晶体光参变振荡器（OPO）实现高效率2.7μm可调谐激光输出的实验结果,理论计算了PPMgO：CLN晶体准相位匹配（QPM）温度调谐曲线。在1064nm激光抽运功率为182W,声光Q开关工作频率为10kHz和PPMgO：CLN晶体工作温度为150℃条件下,获得了平均功率为36.7W、波长为2.73μm中红外激光输...
关键词: 材料 谐振波长 米氏理论 形状参数 宽高比
推导了任意形状金属纳米结构的局域表面等离子体共振波长的解析解,分析了金属纳米结构的形状对其消光特性的影响。计算与分析结果表明,在空气中（折射率n=1.0）,某种金属的纳米结构的消光光谱谐振波长仅与形状有关,形状参数L可以拟合为宽高比的二次函数,且二次项的系数代表了金属纳米结构的尖锐程度,形状越尖锐,谐振波长便越长。共振波长的研究...
关键词: 非线性光学 倍频 折射率调制 转换效率
从麦克斯韦方程出发,推导了折射率线性调制介质内的平面波倍频耦合波方程,并给出了稳态耦合波方程的小信号解。由菲涅耳函数所描述的小信号解给出了不同于典型sinc函数的失谐函数结构。分析结果表明,折射率线性调制晶体相对于普通非线性晶体具有更大的匹配带宽,从而拥有更大的可接受温度和匹配角以及光谱带宽;然而这种带宽的增加是以牺牲整体的...
关键词: 非线性光学 超快光脉冲 自聚焦 等离子体
基于超快光脉冲的非线性传输模型,数值模拟了不同偏振态下的飞秒光脉冲在石英介质中的传输过程,分析了不同偏振度和数值孔径对光脉冲传输特性和脉冲压缩的影响,获得光脉冲出现再聚焦效应的临界椭圆度和临界数值孔径。研究结果表明在松聚焦条件下,自聚焦效应造成了不同偏振光脉冲在传输中表现出明显不同的光强分布和等离子体细丝结构。在光脉冲的...
关键词: 光学设计 评价函数 像差 优化设计
将平面对称光学系统的像差理论应用于极紫外（XUV）光栅仪器的评价函数,可以得到评价函数关于光学参量的解析表达式。应用合作型协同进化遗传算法来解决多参量评价函数的优化问题,建立了优化程序。应用该程序对XUV摄谱仪系统进行优化设计,并运用光线追迹程序Shadow对该光学系统进行数值成像计算和比较,研究结果表明发展的评价函数在XUV多元件光...
关键词: 非成像光学设计 定日镜场光学效率 光线追迹法 塔式太阳能电站
为了提高塔式太阳能电站镜场的集光效率,需要对镜场的布置进行优化设计。基于非成像光学设计理论,提出了利用腔式吸热器的几何特性与定日镜年均效率因子相结合的镜场边界限制方法,提高了定日镜的光学效率。镜场采用规则化布置,易于进行优化,从而提高了镜场优化设计的响应速度。采用蒙特卡罗光线追迹法建立了镜场聚光的数学模型,采用参数搜寻算法...
关键词: 光学设计 空间相机 三反消像差光学系统 长焦距 消畸变
随着空间光学技术的不断发展,时间延时积分电荷耦合器件（TDI-CCD）相机得到了广泛的应用,TDI-CCD图像传感器的应用不仅提高了相机系统的信噪比而且使相机的光机结构更加紧凑,但光学系统的畸变在推扫过程中会造成像移,并最终导致图像模糊,因此对光学系统的设计提出了新的要求。分析了光学系统畸变对TDI-CCD推扫成像时的影响,研究了空间相机光学...
关键词: 影响因子 sci 期刊 光学 亚洲 科学信息 研究所
根据美国科学信息研究所（ISI）2010年6月18日公布的期刊引证报告（JCR），Chinese Optics Letters（COL）2009年的SCI影响因子为0．804。
关键词: 光学设计 头盔显示器 自由曲面 离轴像差分析
论述了双通道头盔显示器光学系统的结构特点。根据对双通道头盔显示器应用要求的讨论,确定了它的技术指标。分析了离轴像差的特性,并在光学系统合适的位置处使用合理的自由曲面面型,有效地校正了离轴像差。设计的离轴双通道头盔显示器光学系统的技术指标为视场40°×30°,出瞳直径15mm,焦距26.4mm,眼点距25mm,波长540～560nm,后截距大于3mm,眼分辨...
关键词: 液晶显示 导光板 直下式照明 发光二极管
为了进一步提高大尺寸液晶照明系统的综合性能,并符合动态显示的技术要求,提出了一种直下式导光板模块化设计方法,并以其作为指导,设计了一种采用导光板的直下式照明结构模块。对模块进行了照明仿真计算,其均匀性大于80%,满足大尺寸液晶面板的照明需求。在该模块拼接的基础上进行了动态显示的模拟,并对单个导光板模块进行了实验的验证。
关键词: 光学设计 变焦距光学系统 初始结构确定 二级光谱 像方远心 超光谱成像仪
根据所研制超光谱成像仪的性能指标和应用要求,设计可用作超光谱成像仪前置系统的连续变焦光学系统,具有相对孔径大、工作于可见光波段、中等焦长、光能利用率高和像方远心等特点。详细介绍变焦距光学系统的结构选型及其初始结构计算方法。设计的变焦距光学系统采用机械补偿法,变倍比为4×,相对孔径为1∶2,在宽视场（8°）和窄视场（2°）端的焦距...
关键词: 光学设计 反射系统 三反射系统 离轴三反射系统
从共轴三反射系统的基本理论出发,通过偏瞳和偏视场相结合的方式设计了一个圆视场离轴三反射光学系统,全视场为5°,焦距f=5000mm。从像质评价结果可以看出,系统成像质量接近衍射极限,满足指标要求。在设计中考虑到了实际工程应用中的部分问题,可以为长焦距大视场航天相机系统设计提供参考。
关键词: 光学测量 激光二极管 光子态密度 自混合干涉 量子效率 斜率效率
研究了外腔反馈对内腔有效长度和内腔中光子态密度的影响,并对自混合干涉可能产生的作用进行了分析讨论。研究表明,外腔反馈光不仅改变法布里-珀罗腔前端面反射率,也会引起等效腔长不连续变化,导致腔内光子态密度不连续变化。因此,外腔反馈光使量子效率发生连续及不连续改变,导致介质增益系数和饱和光强也出现连续及不连续改变。而且强外腔反馈...
关键词: 光栅 偏振分束器 散射矩阵方法 亚波长光栅 泄漏模共振效应 类布儒斯特效应
利用单层亚波长硅光栅结构设计出工作在近红外波段的偏振分束器。该偏振分束器在45°入射角附近对TE偏振光具有很高的反射率同时对TM偏振光具有很高的透射率,其设计原理是基于亚波长光栅的泄漏模共振效应以及类布儒斯特效应。利用散射矩阵方法和时域有限差分方法对偏振分束器进行设计和分析。模拟结果显示,该偏振分束器在1390～1600nm的波长范围...
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