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激光与光电子学进展杂志

杂志介绍

激光与光电子学进展杂志是由中国科学院主管,中国科学院上海光精密机械研究所主办的一本北大期刊。

激光与光电子学进展杂志创刊于1964,发行周期为月刊,杂志类别为工业类。

  • 相干脉冲堆积——超越啁啾脉冲放大的新技术

    关键词: 激光光学  相干脉冲堆积  相干光束合并  高功率脉冲  

    无论是在固体还是在光纤放大器中,飞秒的脉冲能量都受到热效应和非线性效应的制约。即使是啁啾脉冲放大(CPA),也难以超越高峰值功率和平均功率的限制。脉冲空间和时间分割放大-合成,有可能打破僵局,产生高重复频率和高脉冲能量;而将高功率光纤放大器中的脉冲进行相干堆积,有可能超越啁啾脉冲放大,得到高于其若干数量级的脉冲能量,同时保持高重...

  • 量子绝热捷径在受激拉曼绝热转移中的应用

    关键词: 量子光学  受激拉曼绝热转移  量子绝热捷径  量子操控  保真度  

    量子绝热过程是制备和操控量子态的常用方法之一,通常其需要较长的操作时间,会引起退相干系统中操作保真度的快速下降。量子绝热捷径技术理论上可以通过抵消演化过程中的非绝热效应来实现对量子绝热过程的加速。当应用于受激拉曼绝热转移中时,量子绝热捷径技术可以实现既快又好的量子操控。概述了量子绝热捷径技术的基本概念及实验进展,重点介绍...

  • 分子印迹光纤传感技术的应用

    关键词: 光纤光学  光纤传感器  分子印迹光纤传感器  分子印迹技术  特异性识别  耦合方法  

    分子印迹聚合物(MIPs)的特异识别功能使其作为传感器的敏感材料具有很大的优势,分子印迹光纤传感器(OFS-MIPs)具有广阔的应用前景,已被广泛运用于环境、化学、医学、食品安全等领域。对OFS-MIPs的研究进展进行了综述,对光纤传感与分子印迹间的耦合方法,OFS-MIPs的应用领域以及其存在的问题进行了探讨,并对OFS-MIPs的前景进行了展望。

  • 移动量子密钥分发技术进展

    关键词: 量子光学  量子密钥分发  移动平台  捕获跟踪瞄准系统  偏振补偿  

    量子信号在大气信道中传输的可行性已经在多个实验中得到了证实。将量子通信终端搭载到移动平台被认为是量子通信实用化的重要发展之一,可满足全球量子保密网络构建和军事通信领域高保密性等需求。综述了量子密钥在地面与移动平台之间的分发所涉及的关键技术,介绍了移动量子密钥分发技术目前的发展状况与难点,并探讨了下一步实用化发展方向。

  • 填充焊丝对激光焊接过程的影响

    关键词: 激光技术  激光焊接  焊丝  熔入行为  工艺参数  

    综述了焊丝成分、焊丝熔入行为以及与焊丝相关的工艺参数对激光填丝焊接过程的影响。在适当的工艺参数下,确保焊丝连续平稳过渡,能够实现稳定的焊接过程,避免焊接缺陷的产生,大幅提高激光焊接质量和焊缝性能。要实现激光填丝智能、高效、高质量的焊接,还需进一步研究相互关联的工艺参数的多目标优化、焊丝成分的精确控制、加热焊丝的能量和焊丝...

  • 基于腔内选模的全固态涡旋激光器及手性控制

    关键词: 激光器  涡旋激光  轨道角动量  固体激光器  手性控制  

    涡旋激光是指中心光强为零且携带轨道角动量的激光光束。近年来,由于其在粒子操控、信息通信以及超分辨成像等领域的独特应用,涡旋激光的产生及其手性控制技术得到广泛关注。对固体激光器腔内直接振荡产生涡旋激光的技术进行归纳总结,并分析其优缺点。对驻波腔内不同手性涡旋激光的光场传输进行理论模拟,给出涡旋激光在固体激光腔内的光场分布。...

  • 单发脉冲飞行时间激光测距技术

    关键词: 测量  脉冲激光测距  飞行时间测距  前沿定时  共振定时  误差补偿  

    单发脉冲飞行时间测距技术在移动目标跟踪测量、汽车防撞、机器人运动控制等要求快速响应的场合具有重要应用。介绍了单发脉冲飞行时间激光测距技术的研究现状,分析了基于前沿定时和共振定时的单发脉冲测距原理、方法及误差补偿技术,并给出了各种单发脉冲测距范围、单发测距精度等技术指标。

  • 一维最大概率法反演夜光云散射系数廓线的研究

    关键词: 大气光学  夜光云  最大概率法  散射系数  

    介绍了最大概率法的数学原理及迭代方程的使用过程,以卫星遥感观测的夜光云数据为例,阐述了最大概率法在实例中的使用方法,并反演得到了夜光云体散射比廓线及散射系数廓线。与传统洋葱剥皮法的反演结果进行对比,结果表明:最大概率法的结果几乎没有失真现象,但洋葱剥皮法得到的散射比存在严重的失真现象。其根本原因在于传统方法假设夜光云体散...

  • 激光干涉光刻制备976nm分布反馈式激光器光栅

    关键词: 光栅  激光干涉光刻  半导体激光器  干法刻蚀  

    分布反馈式(DFB)半导体激光器具有优良的稳定性和单模性,广泛应用于激光器抽运和光通信等领域。光栅作为DFB激光器的关键部件,对激光器性能有重要的影响。针对976nm波段设计制备了DFB激光器的光栅。基于耦合模理论优化设计光栅的结构参数,采用激光干涉光刻和反应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术制备光栅。通过引入表面镀膜SiO2的方法提高了光栅图...

  • 高双折射双零色散波长的光子晶体光纤

    关键词: 光纤光学  光子晶体光纤  双折射  零色散  易制备  

    提出了一种易研制的高双折射双零色散波长新型光子晶体光纤。其包层由采用2种不同尺寸的圆形空气孔按照类矩形和三角形晶格排列而成。运用全矢量有限元法对其光学特性进行理论模拟分析,结果表明,当d_1=0.80μm,d_2=1.10μm,Λ=1.00μm时,在1.55μm波长处获得2.59×10^(-2)的双折射,且在X、Y偏振方向的非线性系数分别为46km^(-1)·W^(-1)和36km^(...

  • 基于光脉冲位置调制的异步时钟错位采样数据恢复技术

    关键词: 光通信  光脉冲位置调制  错位采样  插值  

    为提高深空光通信中异步时钟采样信号恢复数据的可靠性,提出了基于光脉冲位置调制的异步时钟错位采样数据恢复方案。该方案将光子探测器阵列输出信号分为两组,其中奇数组信号以一定时隙频率进行采样,偶数组信号延迟半个时隙进行采样,最后对两组采样信号分别进行合并和插值以完成数据恢复。仿真结果表明:错位采样数据恢复方案的采样性能优于传统...

  • FBG宏应变传感器的混凝土梁斜裂缝监测

    关键词: 光纤光学  健康监测  平均切应变  交叉拓扑  斜裂缝  长标距  

    以桥梁健康监测为目的,利用自制标距的光纤布拉格光栅(FBG)宏应变传感器测量平均切应变,识别斜裂缝的出现。以长标距光纤布拉格光栅(FBG)传感器为测量元件,设计5组交叉拓扑,利用交叉拓扑理论对混凝土T型梁的不同部位进行了测量,分析了交叉拓扑覆盖范围内结构的平均切应变与荷载比例关系。结果表明,长标距FBG交叉拓扑的测量方法能够有效识别...

  • 基于小波阈值消噪的激光多普勒速度信号处理

    关键词: 信号处理  阈值函数  多普勒频移  小波基函数  阈值消噪  

    针对实际激光多普勒速度信号中混有大量噪声信号、难以找到所需多普勒频移的问题,提出了一种小波阈值消噪方法。根据多普勒信号的特点,通过选取合适的小波分解层数、小波基函数、阈值函数和阈值估计方法,实现小波阈值消噪的最优效果。Matlab仿真和实验结果表明,小波阈值消噪可以快速有效地消除多普勒信号中的噪声信号,提高信噪比,得到有用信号,...

  • 散斑干涉条纹的窗口傅里叶变换滤波阈值研究

    关键词: 傅里叶光学  滤波  散斑干涉条纹  窗口傅里叶变换  阈值选择  

    为了改善滤波效果,提出了一种新的阈值选择方法。基于相位频谱系数的理论分析,综合考虑条纹自身振幅对频谱幅度的放缩影响,利用频谱系数最大值得到条纹振幅,进而计算得到适用于散斑干涉条纹图的窗口傅里叶变换滤波阈值。经过模拟散斑干涉条纹图和实验所得真实条纹图验证可知,该阈值选择方法能有效滤除高频噪声,滤波效果较好。

  • 基于双快速反应码双随机相位加密系统的多重水印方法

    关键词: 全息  快速反应码  双随机相位加密  多重水印  拉普拉斯分解  

    提出了一种快速反应(QR)码结合双随机相位加密系统及频分复用的多重水印方法。为了扩大水印容量,首先将QR码的有效编码区域组合为新图像,再将两幅组合后的图像分别作为实部与虚部,构成双QR码复信号。在空间域和空间频率域用随机相位模板将复信号编码为复噪声形式的加密水印信号。对各组双QR码加密水印信号进行预处理及频分复用,以产生多重水印...

  • 非相干同轴数字全息望远系统的研究

    关键词: 全息  非相干同轴数字全息  望远系统  菲涅耳非相干相关全息  

    基于菲涅耳非相干相关全息光路的望远系统,可以在较远距离下,得到目标物体的数字全息图。基于菲涅耳衍射理论,计算了成像过程的点扩展函数(PSF),理论上分析了菲涅耳非相干数字全息望远系统的成像原理、系统的横向放大率以及再现过程中的重建距离;搭建了基于菲涅耳非相干相关同轴光路的数字全息望远系统,在白光照明的条件下,利用探测器(CCD)...

  • 一种自适应中值梯度倒数加权的图像滤波算法

    关键词: 图像处理  自适应中值  梯度倒数加权  混合噪声  

    针对单独的线性滤波和非线性滤波方法难以解决混合噪声滤除的问题,基于现有的标准自适应中值算法和梯度倒数加权平滑算法,提出一种自适应中值梯度倒数加权的图像滤波算法。该算法自适应调节窗口大小检测出椒盐噪声并进行中值滤波处理,同时通过设定的阈值对高斯噪声进行梯度倒数加权平滑,以达到滤除混合噪声的目的。实验表明,该算法与标准自适应...

  • 一种基于关键点选择的快速点云配准算法

    关键词: 图像处理  点云配准  关键点  快速点特征直方图  迭代最近点算法  

    为了提高三维点云数据配准的效率,提出一种基于法向量分布特征的关键点初始匹配与迭代最近点(ICP)的精确配准的两步点云配准算法。首先,定义点云的邻接区域和法向量分布特征计算模型,提出基于该模型的关键点选择算法;其次,为每个关键点建立局部坐标系,计算关键点的快速点特征直方图,使用采样一致性配准算法匹配关键点的特征,去除错误匹配点,求...

  • 基于红外与雷达的夜间无人车场景深度估计

    关键词: 图像处理  红外图像  深度估计  卷积神经网络  反卷积  

    单目红外图像的深度估计是夜间无人车场景理解的关键,针对夜间无人车场景的深度估计,提出一种基于深度卷积-反卷积神经网络的深度估计方法。将红外图像和雷达距离数据作为深度卷积-反卷积神经网络的输入,并将深度估计问题转化为像素级分类任务进行深度估计模型的训练。将雷达的距离数据根据深度值的范围量化为与红外图像像素一一对应的离散值并...

  • 提高每英寸像素数的三基色多子像素着色算法

    关键词: 成像系统  每英寸像素数  子像素着色算法  三基色  rgb  rgbg  

    提出了两种基于三基色的多子像素着色算法,在传统RGB结构上加入更多绿色子像素,将原图像的RGB数据转换得到RGBG数据,并对数据进行着色。该算法既保证了图像与传统RGB传统排列图像有一样的分辨率,又显著提高了每英寸像素数(PPI)。仿真结果表明,本文两种算法可在保持原图像清晰度和饱和度的同时,提高50%的PPI,使得图像显示更细腻平滑。

  • 基于改进神经网络算法的植物叶片图像识别研究

    关键词: 成像系统  信息处理  图像识别  神经网络  多环量子  植物叶片  

    为了提高植物叶片图像的识别率,采用改进神经网络算法,通过径向基函数神经网络建立模型;采用多环量子算法确定各环量子个体选择概率,量子旋转门在一定范围内动态调整,不同环上节点信息共享概率非线性动态变化;对植物叶片图像进行识别,包括形状特征、纹理特征;通过多环量子算法实现径向基函数神经网络参数寻优。实验结果表明,本文算法对植物叶片...

  • 散斑噪声对基于特征点匹配的图像配准的影响

    关键词: 图像处理  图像配准  散斑噪声  特征点匹配  尺度不变特征变换算法  快速稳健特征算法  

    针对综合孔径数字全息,研究了散斑噪声对基于特征点匹配的图像配准精度的影响。建立了数字离轴全息实验装置,利用尺度不变特征变换(SIFT)算法和快速稳健特征(SURF)算法提取待配准图像和参考图像的特征点,采用欧氏距离最邻近法进行特征点匹配;在此基础上采用抽样一致性最大似然估计算法估计图像变换模型参数。实验结果表明,SIFT算法的抗噪性...

  • 三棱镜折射率的精确测量

    关键词: 测量  折射率  分光计  棱镜  不确定度  

    基于三棱镜折射率的测量原理,采用最小偏向角法、掠入射法和垂直底边入射法对折射率相对不确定度进行理论研究。结果表明,折射率相对不确定度随三棱镜顶角的增大而减小,不同波长的光对折射率相对不确定度的影响较小,折射率的相对不确定度随角度测量不确定度的增加而变大。而且在使用最小偏向角法时,最小偏向角位置附近偏向角随入射角的改变变化...

  • 残余应力对激光激发超声表面波技术检测二氧化硅体材料杨氏模量的影响

    关键词: 测量  无损检测  残余应力  激光激发超声表面波技术  杨氏模量  二氧化硅体材料  

    在理想理论模型中引入了包含残余应力的等效弹性常数,建立了二氧化硅的半无限大残余应力理论计算模型。研究了残余应力对激光激发超声表面波检测二氧化硅体材料杨氏模量的影响,并提出了误差判断依据。结果表明,当二氧化硅体材料的残余压应力小于900 MPa时,相对误差小于5%,残余应力的影响可以忽略;当残余压应力大于900 MPa时,相对误差大于5%,此时...

  • 基于统一场追迹理论的激光扫描系统公差分析

    关键词: 测量  激光扫描系统  公差分析  统一场追迹理论  光学性能  

    激光扫描系统广泛应用于激光加工和激光成像等高精度系统中,其光学质量是制造过程最终的评价指标。在批量生产中,需要对光学系统进行公差分析,以满足使用需求,同时降低加工成本。以激光扫描系统为例,采用统一场光学分析对该光学系统进行仿真,结合激光扫描系统的光学性能,对系统各个元件间的位置误差和旋转误差进行公差分析。通过对每个元件进行...

  • 基于热光学分析的真空相机光学镜设计

    关键词: 测量  改正镜  热光学分析  真空相机  热力耦合  

    以热光学分析为基础,对复杂环境下改正镜作为光学窗口的玻璃厚度进行了优化设计。对改正镜的强度及其所处的热环境进行了分析,将温度场映射到结构模型中,利用有限元计算改正镜在热-力耦合情况下的改正镜的变形量和面形数据,对正镜面形数据进行拟合和处理,最后将处理后的改正镜面形数据导入光学设计方案中,分析改正镜厚度对光谱仪性能影响。结果...

  • 基于LabVIEW的光时域反射仪及反射事件检测分析

    关键词: 测量  光时域反射仪  加权滑动平均  反射事件检测  

    设计了一款基于LabVIEW的光时域反射仪(OTDR),选用1625nm波长的脉冲激光模块作为光源,采用高灵敏度雪崩二极管光电探测器和高速数据采集卡,在LabVIEW集成化虚拟仪器开发环境控制下,对光信号进行采集、处理和数据存储,实现光纤在线实时监控。采用数字平均与加权滑动平均相结合的算法,对返回的背向散射信号进行降噪,并定量分析了数字平均次数、...

  • 基于深度传感器骨骼追踪的快速人体测量方法

    关键词: 测量  人体测量  深度传感器  骨骼追踪  特征尺寸  围度估计  

    基于深度传感器骨骼追踪提出了一种新的快速人体测量方法。通过深度传感器获取骨骼关节信息和人体深度数据,完成了人体特征尺寸中部分长度和围度的测量。实验结果表明,该方法能在短时间内获得较准确的结果,能用低成本设备在狭小场地完成部分人体特征尺寸的获取。

  • 基于两路激光实时跟踪的机床刀具位姿误差测量

    关键词: 测量  位姿误差  循圆辨识  齐次坐标变换矩阵  激光跟踪仪  

    在动态状况下,实时获取机床刀具的位姿误差是提高机床精度的关键因素之一。机床多轴联动时,利用两路激光实时跟踪测量主轴测量杆上两测点的空间运动轨迹,得到两测点三维数据,并拟合出两个空间圆,用两圆的圆心连线来计算刀具的方向和位置误差。机床加工时,变化的工艺参数引起的动态运动误差和热误差变化会造成沿Z轴方向运动的滑枕误差实时...

  • 激光喷丸对TC17钛合金恒温抗氧化性能的影响

    关键词: 激光技术  激光材料加工  激光喷丸  tc17钛合金  恒温氧化增重  微观组织  

    利用高功率、短脉冲Nd:YAG激光对TC17钛合金进行了激光喷丸(LP)处理,并在400℃温度下进行了恒温氧化增重试验,分析了LP对钛合金恒温氧化性能的影响。研究结果表明,相较于LP前,LP后TC17钛合金在400℃下的恒温氧化增重减小了64.9%;材料表面的氧化膜更加致密,能更有效阻挡氧的扩散。表面能谱分析结果显示,LP后氧化试样表面的Cr比未喷丸...

  • 激光填粉焊接不锈钢板的性能

    关键词: 激光技术  激光填粉焊接  工艺参数  焊缝形貌  抗拉强度  

    对304不锈钢板进行了激光填粉焊接试验,研究了不同焊接工艺参数对焊缝横截面形貌、抗拉强度、断口形貌的影响规律,并获得了最优工艺参数组合。结果表明,在试验范围内,焊缝宽度与激光能量密度正相关。从零离焦量向正、负离焦量变化时,上焊缝宽度增加,下焊缝宽度减小;低功率和零离焦量会降低试样的抗拉强度。焊接件抗拉强度随着焊接速度的...

  • LD端面抽运Nd:YAG微片热容激光器温度场

    关键词: 激光器  微片激光器  端面抽运  温度场  

    摘要对微片激光晶体的实际工作特点进行分析,根据热容激光器的管理模式,建立抽运和冷却阶段的晶体热模型。然后引入变热传导系数对方程进行求解,分别得到激光二极管(LD)单端抽运和冷却时热容激光器温度场的表达式。并对光斑半径和抽运时间这两个影响晶体温度场的因素进行了分析,计算结果表明:当Nd:YAG晶体热导率分别为常量和变量时,其...

  • 基于多模激光抽运的1.70μm波段拉曼增益谱实验研究

    关键词: 激光器  增益谱  多模激光  受激拉曼散射  受激布里渊散射  

    1.70μm波段光源在生物医疗、红外光源产生等方面具有巨大的应用前景,1.70μm波段增益谱研究是近年来的热点。为避免受激布里渊散射,采用自制多模光纤激光器作为拉曼抽运源,经1550nm/1650nm波分复用器抽运高非线性光纤和色散位移光纤产生拉曼增益谱。首先分析了多模激光抽运产生增益谱的原理,然后通过实验分析不同功率下各种长度高非线性光...

  • 双金属锯带用钢的固体激光焊接

    关键词: 激光技术  双金属锯带  激光焊接  弹簧钢  高速钢  

    利用Nd:YAG固体激光器对50CrNiMoVA弹簧钢进行了扫描实验,并与W2M09Cr4VCo8高速钢进行了对接焊。分析讨论了激光工艺参数对焊缝成形的影响,观察了焊接接头显微组织,进行了焊接接头性能实验,并讨论了焊后热处理对焊接接头组织和性能的影响。实验结果表明,在功率为1000-1100W、焊接速度为3m/min、氩气保护气体流速为15L/min的条件下,得到...

  • Nd:YAG透明陶瓷尺寸对激光性能的影响

    关键词: 激光技术  激光性能  透明陶瓷  尺寸  

    以Nd;YAG透明陶瓷为增益介质,搭建了一套激光性能评估系统,研究了Nd:YAG透明陶瓷的尺寸对激光性能的影响。实验结果表明,当Nd:YAG透明陶瓷的尺寸较小时,在相同抽运功率下,激光输出功率随着尺寸的增加而增大,但增幅有所下降;当Nd:YAG透明陶瓷的尺寸为3mm×3mm×9mm时,获得了功率为4.94W的连续激光输出,相应的斜率效率为37.7%;当抽...

  • 超硬刀具激光表面织构化及织构形貌控制

    关键词: 激光技术  光纤激光器  超硬刀具  微沟槽  优化  形貌控制  

    利用光纤激光器在超硬刀具表面开展了微沟槽加工试验,研究了激光工艺参数对微沟槽表面形貌的影响。研究结果表明,通过激光工艺参数的优化,能够获得尺寸均匀、形貌良好的微沟槽阵列,实现了对超硬刀具表面微沟槽形貌的有效控制。

  • 基于夜视车载平显的亮度感知模型研究

    关键词: 机器视觉  车载平显  亮度曲线  感知模型  人机工效  

    研究了在夜间暗环境下驾驶员读取夜视车载平显(HUD)信息的亮度感知特点,建立了不同照度环境下驾驶员使用夜视车载HUD的亮度调节模型。在环境光仿真系统中,实验设备采用显示亮度可手动调节的夜视车载HUD,实验对象为100名驾驶员,设置多档实验照度,在各档照度条件下研究驾驶员认读夜视车载HUD信息的最低亮度、适宜亮度和最高亮度。对实验数...

  • 基于Fourier-Mellin变换的液晶显示屏显示缺陷检测

    关键词: 机器视觉  液晶显示屏显示缺陷检测  加权平均融合  局部自适应阈值分割  差影法  

    针对液晶显示屏(LCD)显示缺陷检测中待测图像出现的平移和旋转导致误检率过高,传统人工检测效率低、漏检率高,以及图像配准精度对缺陷检测准确率的影响等问题,提出一种基于Fourier-Mellin变换的LCD显示缺陷检测方法。基本原理是利用Fourier-Mellin变换对标准图像和待测图像进行粗配准,通过加速稳健特征/尺度不变特征变换(SURF/SIFT)算...

  • 基于改进欧氏聚类的散乱工件点云分割

    关键词: 机器视觉  欧氏聚类  点云分割  自适应聚类  随机箱体抓取  聚类分割  

    针对机器人随机箱体抓取过程中场景分割困难的问题,提出一种基于改进欧氏聚类的散乱工件点云分割方法。采用直通滤波法和迭代半径滤波法进行预处理,得到去除干扰点后的散乱工件点云;通过基于法线夹角的边缘检测去除点云中的边缘点,并使相互碰撞的工件在空间上产生分离;采用改进的搜索半径自适应欧氏聚类进行点云分割,得到多个工件点云子集...

  • 基于改进贝叶斯程序学习的物体形状分类

    关键词: 机器视觉  形状分类  贝叶斯程序学习  高斯混合模型  轮廓片段库  形状描述符  

    为解决传统物体形状分类方法存在训练时间长以及形状描述不准确的问题,提出一种基于改进贝叶斯程序学习的图像分类方法。先将物体轮廓进行预处理并分割为长度固定的轮廓片段,使用形状描述符记录其形状信息,然后采用高斯混合模型对同一类物体的轮廓片段集训练出轮廓片段库,最后从测试图像的轮廓上均匀提取10个轮廓片段作为测试样本的解析,使...

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