检索结果-内蒙古大学图书馆

光子学报 2025年第2期54卷 134-142页

作者：张健任国瑞邹刚毅祁宁中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学技术研究室西安710119

SVOM卫星中的可见光望远镜(VT)遮光罩根部的热弹形变会拉扯次镜座,次镜座受力形变导致次镜座带动次镜在光轴方向移动,从而出现离焦。有限元仿真确认VT离焦量与遮光罩根部温度变化的关系为0.115 mm/℃。由于实际产品的非理想特性,试验测... 详细信息

SVOM卫星中的可见光望远镜(VT)遮光罩根部的热弹形变会拉扯次镜座,次镜座受力形变导致次镜座带动次镜在光轴方向移动,从而出现离焦。有限元仿真确认VT离焦量与遮光罩根部温度变化的关系为0.115 mm/℃。由于实际产品的非理想特性,试验测试离焦量与遮光罩根部温度变化的关系为0.050 mm/℃。试验数据表明,当遮光罩根部温度在5℃~20℃范围内时,VT离焦量与温度之间表现了较好的线性对应关系,离焦范围达到0.75 mm。同时,±2.0℃的温度控制精度能够满足±0.1 mm的景深要求。

关键词：可见光望远镜温度调焦遮光罩次镜座能量集中度

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小行星探测成像一体化光学设计及杂散光分析

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光子学报 2025年第2期54卷 112-122页

作者：边立国李旭阳陈钦芳许彤裕陆志贤张力中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学技术研究室西安710119 中国科学院大学北京100049

针对小行星探测成像的任务需求,为降低系统复杂性并减小加工装调难度,设计了一种不进行分光路也能对点目标探测、对面目标成像的探测成像一体化折反式光学系统。该系统采用R-C加校正镜的系统构型,工作于可见光波段,焦距为1472 mm,F数5.... 详细信息

针对小行星探测成像的任务需求,为降低系统复杂性并减小加工装调难度,设计了一种不进行分光路也能对点目标探测、对面目标成像的探测成像一体化折反式光学系统。该系统采用R-C加校正镜的系统构型,工作于可见光波段,焦距为1472 mm,F数5.26,全视场角为0.895°,成像质量良好,结构紧凑,公差可以满足加工装配要求。考虑到暗弱目标探测的需求,采用近似计算的方式求解系统后向散射杂散光,并给出各光学表面粗糙度具体要求;此外,根据系统结构形式设计了相应的内外遮光罩来抑制视场外杂散光。分析结果表明,系统在给定面型粗糙度和遮光结构条件下可以满足使用要求。

关键词：探测成像杂散光后向散射小行星遮光罩

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共轴偏光瞳主被动复合无焦光学成像系统设计(特邀)

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光子学报 2025年第2期54卷 58-70页

作者：张力李旭阳袁灏陆志贤许彤裕边立国中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学技术研究室西安710119 中国科学院大学北京100049

为更好满足空间远距离跟踪成像的要求,设计了一种可调焦的主被动复合光学成像系统,实现了高缩束比、高分辨成像的目的。前端光学系统以共轴三反系统为基础,通过离轴优化设计了焦距为2500 mm,视场角0.12°×0.12°,F数为8.3... 详细信息

为更好满足空间远距离跟踪成像的要求,设计了一种可调焦的主被动复合光学成像系统,实现了高缩束比、高分辨成像的目的。前端光学系统以共轴三反系统为基础,通过离轴优化设计了焦距为2500 mm,视场角0.12°×0.12°,F数为8.33的共轴偏光瞳系统。后端光学系统采用共孔径分光结构,由分光镜分为两路。一路为被动可见光成像,工作谱段为450~850 nm,成像端采用5片透镜作为成像镜组,后两片透镜为补偿镜组可实现1 km~无穷远范围的连续调焦。另一路主动成像采用激光外差相干成像,工作波长为1550 nm,通过孔径分光完成收发一体的成像系统设计。设计结果表明,被动成像系统在100 lp/mm时各视场调制传递函数均大于0.34,接近衍射极限,主动成像系统波像差优于1/300λ,满足成像质量要求。

关键词：光学设计偏光瞳主被动复合连续调焦无焦系统

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一种基于差分进化算法的激光雷达波形分解算法

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光子学报 2025年第3期54卷 87-100页

作者：黄泽东朱少岚赵意意陶金有杨建峰中国科学院西安光学精密机械研究所月球与深空探测技术研究室中国科学院大学

全波形激光雷达的探测精度一定程度上依赖于波形分解精度，而目前常用的波形分解方法存在对初值敏感，分解稳定性不足等问题。针对这一现象，提出了差分进化Levenberg-Marquardt波形分解优化算法：以高斯函数为分解模型，经预处理获取... 详细信息

全波形激光雷达的探测精度一定程度上依赖于波形分解精度，而目前常用的波形分解方法存在对初值敏感，分解稳定性不足等问题。针对这一现象，提出了差分进化Levenberg-Marquardt波形分解优化算法：以高斯函数为分解模型，经预处理获取参数初值后，首先使用差分进化算法进行初步优化，其次使用Levenberg-Marquardt优化算法对优化结果进行改善。通过理论分析验证其分解精度高的特点，并采集实际激光雷达数据进行处理，结果证明，所提方法能在一定程度上改善波形分解对于初值敏感、分解精度不稳定等问题，有效提高激光雷达波形分解的精度和稳定性。

关键词：全波形激光雷达波形分解差分进化 Levenberg-Marquardt算法参数优化

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基于铌酸锂晶体的光束精密指向控制技术研究(特邀)

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光子学报 2025年第2期54卷 39-49页

作者：赵卫岗呼新荣葛锦蔓刁文婷冯野西安空间无线电技术研究所空间微波通信全国重点实验室西安710100 西安空间无线电技术研究所西安710100 中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119

系统对比分析现有光束指向控制技术,提出了一种基于铌酸锂晶体的高精度电光光束指向控制方法。采用光轴对称结构,有效降低了电光晶体系统的有效热光系数,显著提升了器件的环境适应性能。数值计算和物理仿真证明了光束偏转的可行性。器... 详细信息

系统对比分析现有光束指向控制技术,提出了一种基于铌酸锂晶体的高精度电光光束指向控制方法。采用光轴对称结构,有效降低了电光晶体系统的有效热光系数,显著提升了器件的环境适应性能。数值计算和物理仿真证明了光束偏转的可行性。器件完成封装后,利用Zygo干涉仪测得器件中心通光区域的透射波像差RMS为0.2λ(λ=632.8 nm),红外电荷耦合器件图像传感器角度测量法,测得系统在15 kV电压下的最大光束偏转角度为1.88 mrad。实验结果证明了该器件设计的有效性和可行性,为基于铌酸锂晶体的高精度光束偏转器件的研发奠定了基础,同时为星间激光干涉系统的半物理地面验证实验提供了关键技术储备。

关键词：空间引力波探测激光干涉测量光束指向控制电光晶体半物理地面验证

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用于火星沙尘暴探测的广角多光谱成像光学系统设计

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光子学报 2025年第4期54卷 56-70页

作者：郭浩杨建峰马小龙吕娟中国科学院西安光学精密机械研究所月球与深空探测技术研究室西安710119 中国科学院大学北京100049

为实现火星沙尘暴全球监测,解决目前国内外火星沙尘暴探测系统存在谱段分离、结构复杂、视场小、谱段窄等问题,设计了一个广角多光谱成像系统。该系统采用反远摄结构实现广角成像,利用具备偏振滤光和光谱滤光的复合偏振滤光片实现多光... 详细信息

为实现火星沙尘暴全球监测,解决目前国内外火星沙尘暴探测系统存在谱段分离、结构复杂、视场小、谱段窄等问题,设计了一个广角多光谱成像系统。该系统采用反远摄结构实现广角成像,利用具备偏振滤光和光谱滤光的复合偏振滤光片实现多光谱成像。选用像元数为2048×2048,像元尺寸为11μm的CMOS图像传感器,实现了F数为11,探测视场为130°×30°,探测谱段为260 nm~750 nm内6谱段的广角多光谱成像。系统最大口径68 mm、总长185 mm。该成像系统在全谱段全视场范围内,在截止频率46 lp/mm处MTF值大于0.46,最大点列图RMS半径小于10.3μm,像面相对照度大于0.74,在工作温度-40℃~+50℃内系统温度适应性良好。该设计基本可以满足火星沙尘暴探测要求,为后续火星沙尘暴探测光学系统的研制提供了有效参考。

关键词：火星沙尘暴探测光学设计多光谱成像鱼眼镜头广角成像紫外成像消色差

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基于色彩校正与注意力机制的水下图像增强

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激光与光电子学进展 2025年

作者：彭子芊程志远胡佳豪中国科学院西安光学精密机械研究所光电跟踪与测量技术研究室中国科学院大学中国科学院西安空间精密测量重点实验室

针对水下图像由于水体散射和吸收等现象而存在的低信噪比图像退化和色彩偏移等问题，提出了一种基于色彩校正预处理和注意力机制的生成对抗网络模型用于实现水下图像增强。首先在图像预处理方面，为实现水下图像的色彩校正，引入了无监... 详细信息

针对水下图像由于水体散射和吸收等现象而存在的低信噪比图像退化和色彩偏移等问题，提出了一种基于色彩校正预处理和注意力机制的生成对抗网络模型用于实现水下图像增强。首先在图像预处理方面，为实现水下图像的色彩校正，引入了无监督图像色彩增强模块（UCM），对水下数据水下图像增强基准数据集（UIEB）进行预处理增强，以解决色彩偏移问题。其次，在生成对抗网络结构方面，基于通道、空间双注意力模块提取图像特征，提升网络的特征关注度，进而增强图像生成网络对水下图像特征的学习能力。然后在生成对抗网络中使用设计的复合损失函数以提高生成器和判别器的性能。最终通过对水下数据集的训练和测试得到增强图像。与其他常用的水下图像增强算法相比，本方法的模型在主观评价中取得了更优的视觉效果，并且在数据集UIEB的测试集中，在峰值信噪比（PSNR）、结构相似度（SSIM）和水下图像质量指标（UIQM）三种客观指标上对比引用的其他方法中的最优值分别提升了12%,44%和12%。实验结果表明，该模型能够有效校正水下图像的色彩偏差，提升图像质量。

关键词：水下图像增强生成对抗网络卷积神经网络颜色校正损失函数注意力机制

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自由曲面非制冷红外离轴三反光学系统设计

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红外与激光工程 2025年第2期54卷 101-109页

作者：栗星王斌李锦鹏高荣毛祥龙中国科学院西安光学精密机械研究所超快光科学与技术全国重点实验室陕西西安710119 中国科学院大学北京101408 中国兵器工业试验测试研究院陕西西安710086 中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术研究室陕西西安710119

基于非制冷型800×600分辨率长波红外探测器,采用自由曲面形式设计了一种自由曲面非制冷红外离轴三反光学系统。该系统的焦距为103 mm,F数为1.47,视场角为7.5°×5.6°,工作波段范围为8~12μm。采用XY多项式自由曲面设... 详细信息

基于非制冷型800×600分辨率长波红外探测器,采用自由曲面形式设计了一种自由曲面非制冷红外离轴三反光学系统。该系统的焦距为103 mm,F数为1.47,视场角为7.5°×5.6°,工作波段范围为8~12μm。采用XY多项式自由曲面设计的三片镜子进一步扩大了成像视场,解决了传统透射式红外光学系统视场角较小的问题。通过仿真计算确定了三片镜子的XY自由曲面面型,设计结果显示,在全视场范围内,该系统的光学传递函数在30 lp/mm处优于0.45,弥散斑直径小于一个像元尺寸,最大相对畸变小于3%,成像质量接近衍射极限。结果表明,该设计方案在提升红外光学系统的成像视场和成像质量方面具有明显的优势,对于无人机等空中目标的跟踪监视具有重要的意义。

关键词：光学设计自由曲面离轴三反非制冷红外成像光学系统

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基于面阵单光子计数成像探测器的原子荧光色散检测技术

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分析化学 2025年第2期53卷 187-194页

作者：陶琛张宏吉李春生何玲平马振予陈波张然中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间光学研究一部吉林大学仪器科学与电气工程学院中国科学院苏州生物医学工程技术研究所工程装备集成研究室吉林大学白求恩第一医院手足外科

基于微通道板（Microchannel plate, MCP）的面阵单光子计数成像探测器具有灵敏度高和暗计数率低等特点，已被应用于空间微弱紫外光谱信号的光学遥感探测领域。本研究采用面阵单光子计数成像探测器作为检测器、平场凹面光栅作为分光器... 详细信息

基于微通道板（Microchannel plate, MCP）的面阵单光子计数成像探测器具有灵敏度高和暗计数率低等特点，已被应用于空间微弱紫外光谱信号的光学遥感探测领域。本研究采用面阵单光子计数成像探测器作为检测器、平场凹面光栅作为分光器、无极放电灯（Electrodeless discharge lamp, EDL）作为激发光源，搭建了一种适用于氢化物发生-原子荧光光谱法（Hydride generation-atomic fluorescence spectrometry, HG-AFS）的色散检测系统。对此系统进行了波长标定，并对面阵单光子计数成像探测器负高压和EDL稳定时间等参数进行了分析和优化。针对As元素和Bi元素在180～320 nm波长范围内的激发荧光特征谱线进行了分析，对257.3～306.7 nm范围内的散射干扰进行了讨论。结果表明，基于面阵单光子计数成像探测器的AFS色散检测系统初步实现了对HG-AFS荧光信号的检测和分析，有效避免了散射干扰对检测结果的影响。本系统具有结构简单、无需制冷控温、不含移动部件和可实现多波段同时测定等特点。

关键词：原子荧光光谱法面阵单光子计数成像探测器色散检测紫外高灵敏度成像探测技术

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基于高光谱图像处理的陕西西安白杨寨晚唐墓M1373壁画颜料层研究

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光谱学与光谱分析 2025年第4期45卷 1036-1044页

作者：严静唐兴佳贺章王曾陈爱东张朋昌董文强高婧威陕西省考古研究院陕西西安710109 考古发掘现场文物保护国家文物局重点科研基地陕西西安710109 西北工业大学文化遗产研究院陕西西安710072 考古探测与文物保护技术教育部重点实验室(西北工业大学) 陕西西安710072 中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术研究室陕西西安710119

2022年11月出土于陕西西安白杨寨晚唐墓M1373是一项保存较好的晚唐墓葬遗产,其多彩多姿的墓葬壁画对于研究晚唐时期的祭祀、礼仪、音乐、服饰、艺术等具有重要意义,特别是为研究唐宋之际的壁画风格题材转变提供了直接材料。然而,由于年... 详细信息

2022年11月出土于陕西西安白杨寨晚唐墓M1373是一项保存较好的晚唐墓葬遗产,其多彩多姿的墓葬壁画对于研究晚唐时期的祭祀、礼仪、音乐、服饰、艺术等具有重要意义,特别是为研究唐宋之际的壁画风格题材转变提供了直接材料。然而,由于年代久远,该壁画颜料层依旧出现了许多典型病害,如颜料脱落、起甲、泥水污染等,加之后续揭取会给壁画颜料层带来人为干预,这会使得壁画信息受到一定影响。为此,利用高光谱成像技术在壁画揭取之前进行一体化图谱信息获取,而后采用光谱分析与高光谱图像处理技术对壁画表面颜料层进行分析,并以乐舞图为例,研究该壁画绘制的颜料与工艺。实验结果表明:该壁画红色、黄色、绿色等颜料采用了传统的赭石、土黄/石黄、石绿等矿物颜料,且在绘制地毯花卉时,红色颜料和绿色颜料被大量稀释使用,而黄色颜料使用并不明显;壁画绘制时用墨色或硬笔起底稿,用红线勾勒,底稿线与表层勾勒线大多存在偏移,且有些区域勾勒线与底稿线偏移较严重,说明起稿和定稿之间有一定的改动;同时,部分区域底稿线较为明显,部分区域则不太清晰,通过高光谱图像处理方法,发现了隐藏于颜料层表面或勾线之下的起稿线;该壁画主要采用了分布式非重叠二维直视的画面布局方式,空间立体感稍差,但对于乐手手指和乐笛交汇的多个位置,有的出现了前景与背景图案非重叠的二维直视绘制方式,有的出现了少量前景与背景图案重叠的二维透视绘制方式,说明该壁画在绘制前和绘制时进行较好的布局设计,且未出现明显的涂改。此外,还发现该壁画存在一些隐藏的污水污染病害。上述研究为该壁画的现场保护方案制定和后续研究与保护修复等提供了数据资料、研究方法和初步结论支撑。

关键词：唐墓壁画光谱分析高光谱图像处理壁画颜料层壁画绘制工艺

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