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自动多波段红外海洋表面温度辐射系统研究

光学学报 2012年第4期32卷 11-17页

作者：张建屈恩世曹剑中范哲源焦国华中国科学院西安光学精密机械研究所飞行器光学成像与测量技术研究室陕西西安710119

针对我国海洋遥感定标检验技术的研究,设计了一种能够自动测量海水表面温度的多波段红外辐射系统,其分辨率优于0.1℃,精度优于±0.5℃。系统采用了4个波段,即3.5～4.0μm,8～13μm,10.3～11.3μm和11.5～12.3μm。内部光学系统通过两个... 详细信息

针对我国海洋遥感定标检验技术的研究,设计了一种能够自动测量海水表面温度的多波段红外辐射系统,其分辨率优于0.1℃,精度优于±0.5℃。系统采用了4个波段,即3.5～4.0μm,8～13μm,10.3～11.3μm和11.5～12.3μm。内部光学系统通过两个不同温度的参考黑体进行实时校正,保证光学系统被盐雾沉积后也不影响整个系统的精度。另外,为了防止恶劣天气对系统的影响,还设计了一个由雨量传感器触发的自动保护罩。通过实验室标定和岸边实验对系统精度和稳定性进行了实验验证。

关键词：海洋光学多波段红外辐射计海洋表面温度光谱辐射

利用二元光学和消色差复合透镜组合校正二级光谱色差

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光子学报 2008年第11期37卷 2274-2278页

作者：屈恩世杨正汪岗曹剑中中国科学院西安光学精密机械研究机所西安710119 中国科学院研究生院北京100049 西安北方光电有限公司西安710043

从像差理论出发,导出了消二级光谱的理论公式;根据公式对传统的两种用CaF2(萤石)与利用FK玻璃和TK玻璃组合消二级光谱色差方法和二元光学消二级光谱色差方法进行了实例计算,并用ZEMAX软件对它们验证、优化.两种方法都能在校正色差的基... 详细信息

从像差理论出发,导出了消二级光谱的理论公式;根据公式对传统的两种用CaF2(萤石)与利用FK玻璃和TK玻璃组合消二级光谱色差方法和二元光学消二级光谱色差方法进行了实例计算,并用ZEMAX软件对它们验证、优化.两种方法都能在校正色差的基础上一定程度地减小二级光谱.对两者的结果进行对比分析发现,其二级光谱相异号,利用这一特点把两者结合在一起,能够更好地减小长焦系统中的二级光谱色差.

关键词：二元光学二级光谱色差阿贝系数相对部分色散

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对光学设计中照度计算公式的讨论

光学学报 2008年第7期28卷 1364-1368页

作者：屈恩世张恒金曹剑中杨正中国科学院西安光学精密机械研究所所陕西西安710068

分析并指出了教科书及光学软件中光学系统照度公式的不恰当地方,推导出了更符合实际的光学系统照度公式。假设透镜系统为无源传输模式,通过对教课书中以及光学设计软件中的照度分布计算公式进行了推导分析,得出轴外视场相对轴上视场照度... 详细信息

分析并指出了教科书及光学软件中光学系统照度公式的不恰当地方,推导出了更符合实际的光学系统照度公式。假设透镜系统为无源传输模式,通过对教课书中以及光学设计软件中的照度分布计算公式进行了推导分析,得出轴外视场相对轴上视场照度为cos4ω′关系。当像方视场角减小时,通过模拟得到了与实际相背的无源传输系统能量放大的结论。建立了以入瞳模式为参考的计算模型,对照度公式重新进行推算得到新的与实际相符的照度公式,得出像面照度分布取决的是物方视场角。通过仿真模拟,验证了像面上轴外视场的照度与对应物方视场角的cos4ω成正比。

关键词：光学设计相对照度入瞳出瞳

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基于数字水印和迭代算法的信息加密技术

光学学报 2016年第6期36卷 76-83页

作者：解青坤姜艳茹张文飞王静屈恩世西安光学精密机械研究所信息光子学研究室陕西西安710119 中国科学院大学北京100049

数字水印技术是一种新型的光信息加密技术,具有很强的伪装能力,但受到相位探测误差问题的限制,在信号还原过程中,传统的通过先求解相位后逆光路计算明文信息的方法并不具有实用性。迭代算法通过在频谱域和空间域施加有关约束,可有效实... 详细信息

数字水印技术是一种新型的光信息加密技术,具有很强的伪装能力,但受到相位探测误差问题的限制,在信号还原过程中,传统的通过先求解相位后逆光路计算明文信息的方法并不具有实用性。迭代算法通过在频谱域和空间域施加有关约束,可有效实现对微弱信号的还原。结合数字水印技术和迭代算法的有关理论,提出了一种新的信息加密和还原技术,可以突破相位探测误差问题的限制。此外,该技术可以有效地隐藏和还原目标信息,对相位板的准确性要求高,使得信息难以被破解。理论分析和仿真结果表明,平均均方误差在经过若干次迭代计算后,成功收敛,其还原系统具有高稳健性。该技术具有伪装能力强、恢复算法收敛快的优点,可广泛应用于个人身份伪装和信息识别等领域。

关键词：傅里叶光学图像加密数字水印迭代法

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海洋四波段红外辐射计光学系统

红外与激光工程 2013年第S2期42卷 368-373页

作者：王峰张建范哲源闫阿奇屈恩世曹剑中中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院大学北京100049

针对我国海洋遥感定标检验技术的研究,设计了一种能够自动测量海水表面温度的四波段红外辐射系统,给出了系统的测温原理,并对系统的光学部分进行了设计。系统通过分光镜将入射红外光束分为长波红外光路和中波红外光路,其中长波红外光路... 详细信息

针对我国海洋遥感定标检验技术的研究,设计了一种能够自动测量海水表面温度的四波段红外辐射系统,给出了系统的测温原理,并对系统的光学部分进行了设计。系统通过分光镜将入射红外光束分为长波红外光路和中波红外光路,其中长波红外光路通过长波红外滤光片获取三个波段,即8～13μm,10.3～11.3μm和11.5～12.5μm,中波红外光路通过中波红外滤光片获取一个波段,即3.5～4.0μm。给出了各波段对应干涉滤光片的透过率曲线,通过曲线可以看出,长波和中波红外干涉滤光片达到了窄带滤光的预期效果,并对两个光路中载有干涉滤光片用于调制目标红外辐射的长波和中波红外调制盘进行了设计,系统最终的测温精确度可达0.5 K。

关键词：海洋光学自动多波段红外辐射计海洋表面温度红外滤光片调制盘

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偏振光学成像去雾技术综述

光学学报 2017年第4期37卷 1-13页

作者：梁健巨海娟张文飞任立勇屈恩世中国科学院西安光学精密机械研究所信息光子学研究室陕西西安710119 中国科学院大学北京100049

偏振光学成像技术是一种新型的光学成像技术。通过对光波偏振特性的探测,可以获得其他成像技术难以获得的独特信息,有效地增加信息探测维度。近年来,偏振光学成像技术被证明了可应用于雾霾或其他散射介质中的去雾清晰成像中。随后,偏振... 详细信息

偏振光学成像技术是一种新型的光学成像技术。通过对光波偏振特性的探测,可以获得其他成像技术难以获得的独特信息,有效地增加信息探测维度。近年来,偏振光学成像技术被证明了可应用于雾霾或其他散射介质中的去雾清晰成像中。随后,偏振光学成像去雾技术作为一个独立的研究分支发展起来,并取得了很多优秀的研究成果。主要介绍了偏振光学成像去雾技术的基本原理、实现途径与算法、国内外研究进展和发展现状。

关键词：成像系统偏振成像图像增强散射介质成像

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谐衍射光学元件光谱随入射角漂移的现象研究

光子学报 2013年第10期42卷 1208-1211页

作者：于登群曹剑中闫阿奇张建屈恩世王峰中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119 中国科学院大学北京100049

基于二元光学元件的相位延迟表达式,推导出谐衍射光学元件在光束斜入射时的相位延迟表达式以及衍射效率表达式,定性分析了谐衍射光学元件衍射效率与光束入射角度的关系.分析表明:在可见光范围内,谐衍射光学元件的谐波长随入射角增大而... 详细信息

基于二元光学元件的相位延迟表达式,推导出谐衍射光学元件在光束斜入射时的相位延迟表达式以及衍射效率表达式,定性分析了谐衍射光学元件衍射效率与光束入射角度的关系.分析表明:在可见光范围内,谐衍射光学元件的谐波长随入射角增大而向长波方向漂移,并且短波部分变化较长波部分更为明显;对于单色光,随着入射角变化,出现不同衍射级次更替现象;对于普通衍射元件,随入射角增大波峰漂移速度远大于谐衍射元件衍射波峰速度;入射角对短波段的衍射效率影响更大.

关键词：谐衍射光学元件入射角衍射效率波峰漂移

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全偏振态同时探测实时彩色偏振成像技术

红外与毫米波学报 2017年第6期36卷 744-748页

作者：巨海娟梁健张文飞白兆峰任立勇屈恩世中国科学院西安光学精密机械研究所信息光子学研究室陕西西安710119 中国科学院大学北京100049

偏振光学成像技术作为一种新型的光学成像技术,通过对光波偏振特性的探测,增加了信息的探测维度,有利于全面、准确地获取目标的信息.文中阐述了偏振成像的探测方法,典型偏振成像系统的分类;详细介绍了一种基于Stokes矢量方法的分孔径全... 详细信息

偏振光学成像技术作为一种新型的光学成像技术,通过对光波偏振特性的探测,增加了信息的探测维度,有利于全面、准确地获取目标的信息.文中阐述了偏振成像的探测方法,典型偏振成像系统的分类;详细介绍了一种基于Stokes矢量方法的分孔径全偏振态同时探测的实时彩色偏振成像相机;利用该相机进行了全偏振度成像实验和偏振去雾成像实验.实验表明全偏振态同时探测偏振成像技术在提高成像探测距离、目标细节获取及恢复等方面具有一定优势,能够为现代光学成像探测系统提供重要的技术补充.

关键词：偏振成像全偏振态同时探测分孔径

基于非偏振光照明的水下偏振成像目标增强技术

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光学学报 2018年第6期38卷 154-159页

作者：杨力铭梁健张文飞巨海娟任立勇韩军屈恩世西安工业大学光电工程学院陕西西安710021 中国科学院西安光学精密机械研究所信息光子学研究室陕西西安710119

分析水中粒子对光的吸收及后向散射造成的图像退化的物理模型,提出一种基于非偏振光照明的水下偏振成像目标增强技术。该技术的优势在于非偏振光照明确保了目标反射光与杂散光始终存在偏振态差异;采用偏振角特征参量确保了杂散光光强估... 详细信息

分析水中粒子对光的吸收及后向散射造成的图像退化的物理模型,提出一种基于非偏振光照明的水下偏振成像目标增强技术。该技术的优势在于非偏振光照明确保了目标反射光与杂散光始终存在偏振态差异;采用偏振角特征参量确保了杂散光光强估算的精确性。与基于线偏振光照明的水下偏振成像技术相比,其适用范围更广,图像恢复精度更高。实验结果表明,该方法能够提高水下图像的能见度与对比度,对比度至少提升100%,适用于不同材质目标、不同成像距离以及不同杂质、不同浑浊程度的水体环境,在水下成像领域具有潜在应用价值。

关键词：图像处理偏振成像图像增强散射介质成像