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30倍轻小型变焦光学系统设计

光学精密工程 2022年第11期30卷 1263-1271页

作者：张坤曲正钟兴李京宸张茜中国科学院光电技术研究所四川成都610207 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 长光卫星技术有限公司吉林长春130102

针对机械补偿式变焦光学系统难以同时实现大变倍比和轻小型设计的难题,提出了一种高倍率轻小型机械补偿式变焦光学系统的设计方法。为了降低高倍率变焦光学系统色差和球差的校正难度,对机械补偿式变焦光学系统的光焦度分配原理进行了理... 详细信息

针对机械补偿式变焦光学系统难以同时实现大变倍比和轻小型设计的难题,提出了一种高倍率轻小型机械补偿式变焦光学系统的设计方法。为了降低高倍率变焦光学系统色差和球差的校正难度,对机械补偿式变焦光学系统的光焦度分配原理进行了理论分析。然后,提出采用平滑换根的“+,-,+,+”光焦度分配方式结合固定光阑口径变F数的方法,来实现大变倍比轻小型设计,并通过参数设定和光学设计软件联合解算的方法,快速有效地解算出较佳的初始结构参数。最后,使用全球面透镜设计了一款大变倍比轻小型的连续变焦光学系统,该系统的最大口径为67 mm,全长为190 mm。该变焦系统具有成像质量好、变焦曲线无拐点等优点。

关键词：光学设计变焦光学系统大变倍比光焦度分配轻小型

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基于张量表示的高光谱图像目标检测

光学精密工程 2019年第2期27卷 488-498页

作者：张小荣胡炳樑潘志斌郑茜中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 西安交通大学电子信息与工程学院陕西西安710049 中国科学院大学北京100049 中国科学院地球环境研究所陕西西安710016

高光谱图像目标检测作为一个研究热点在军事和民用方面的应用越来越广泛。为了能同时利用高光谱图像数据的空谱信息,本文提出一种新的基于张量表示的高光谱图像目标检测算法。算法使用CP(Canonical Polyadic)张量分解技术和张量块分解(B... 详细信息

高光谱图像目标检测作为一个研究热点在军事和民用方面的应用越来越广泛。为了能同时利用高光谱图像数据的空谱信息,本文提出一种新的基于张量表示的高光谱图像目标检测算法。算法使用CP(Canonical Polyadic)张量分解技术和张量块分解(Block Term Decomposition,BTD)分别对高光谱数据进行盲源分析,提取了有效的局部图像块空谱特征,建立了一个基于稀疏表示和协作表示的检测模型,针对多种类型背景复杂的场景数据进行实验,并与当前流行的目标检测算法进行比较。从可视化检测结果来看,本文算法在复杂背景和强噪声环境下,有效提取了空谱特征,对背景具有较好的抑制能力,检测的目标显著。此外,本文从接收机操作曲线(Receiver Operating Characteristic Curve,ROC)和ROC曲线下面积(Area Under Curve,AUC)等定量指标分析算法性能。以较为流行的Sandiego图像为例,在10%的虚警率下,本文算法取得90%的检测精度,AUC大于0.95。本文算法相较几种流行算法而言具有较高的检测精度,更强的鲁棒性。

关键词：目标检测高光谱图像张量表示特征提取协作表示

多面体塔差及其安装偏心对光电编码器精度检测的影响

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光学精密工程 2019年第8期27卷 1704-1709页

作者：陈赟高胜英韩庆阳张晰中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

自准直仪对安放在光电编码器轴系上的多面体进行检测是目前检测光电编码器的测角精度的常用方法之一。为了提高检测效率,根据自准直仪检测原理,对多面体塔差对自准直仪读数的影响进行理论分析;其次,依据偏心产生的原理,分析了多面体安... 详细信息

自准直仪对安放在光电编码器轴系上的多面体进行检测是目前检测光电编码器的测角精度的常用方法之一。为了提高检测效率,根据自准直仪检测原理,对多面体塔差对自准直仪读数的影响进行理论分析;其次,依据偏心产生的原理,分析了多面体安装偏心对检测光电编码器精度的影响,得出了多面体塔差或多面体安装偏心在光电编码器精度检测中,因自准直仪的读数方式不同造成的影响不同。用23面体检测某种型号21位绝对式光电编码器,采用沿自准直仪y轴读数的方式,多面体安装偏心造成的检测误差为V p-p=7.9″,多面体塔差造成的检测误差V p-p=0.8″。实验结果表明,自准直仪读数方式不同,多面体塔差和安装偏心造成的检测误差不同,为提高检测效率提供了一定的理论指导。

关键词：光电编码器精度检测塔差偏心

The Coude Echelle Spectrograph for the Lijiang 1.8 m telescope

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Research in Astronomy and Astrophysics 2020年第3期20卷 76-83页

作者： xiao-Li Wang Liang Chang Lei Wang Hang-xin Ji Hao xian Zhen Tang Yu-xin xin Chuan-Jun Wang Shou-Sheng He Ju-Jia Zhang Bao-Li Lun Kai Wei xi-Qi Li xiao-Jun Jiang Hui-Juan Wang Hong-Bin Li Ji-Rong Mao Yunnan Observatories Chinese Academy of SciencesKunming 650216China Key Laboratory for the Structure and Evolution of Celestial Objects Chinese Academy of SciencesKunming 650216China Nanjing institute of Astronomical optics&Technology National Astronomical ObservatoriesChinese Academy of SciencesNanjing 210042China The institute of optics and Electronics Chinese Academy of SciencesChengdu 610209China Key Laboratory of Optical Astronomy National Astronomical ObservatoriesChinese Academy of ScienccsBeijing 100101China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

The Coude Echelle Spectrograph(CES)was originally mounted on xinglong 2.16 m telescope in *** the High Resolution Fiber-fed Spectrograph(HRS)was commissioned at xinglong 2.16 m telescope,the red path of CES was moved to Lijiang 1.8 m telescope,following some redesign and *** CES of Lijiang 1.8 m telescope has the spectral resolution(R=λ/?λ)ranging from 20000 to 50000 corresponding to different slit *** a 2 k×2 k PI CCD,CES has a wavelength coverage between 570 nm to 1030 *** particular,the resolution of 37000 at 0.5 mm slit corresponds to 1.3′′on the *** limiting magnitude is V=11.5 with the use of the tip-tilt feedback system,and the S/N is about 40 for 1 hour exposure at 600 nm(R=37000).During the installation of CES,the tip-tilt mirror technology had successfully fulfilled high precision guiding and tracking for high resolution spectral observation and significantly improved the observation efficiency.

关键词： Instrumentation:spectrographs methods:observational techniques:spectroscopic

基于N-Range的新型可穿戴疲劳监测眼镜

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光学精密工程 2019年第7期27卷 1661-1672页

作者：姚康管凯捷张熙付威威中国科学技术大学安徽合肥230000 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215000 中国人民解放军总医院第二医学中心神经内科北京100000

现行的疲劳监测设备造价昂贵,便携性差且有效性不高,正面疲劳监测方案极大地影响了使用者的工作效率,因此进行实用且准确的疲劳监测方案研究十分有意义。提出了新型的侧眼眼动疲劳监测眼镜并结合N-Range图像处理算法提高眼部定位的鲁棒... 详细信息

现行的疲劳监测设备造价昂贵,便携性差且有效性不高,正面疲劳监测方案极大地影响了使用者的工作效率,因此进行实用且准确的疲劳监测方案研究十分有意义。提出了新型的侧眼眼动疲劳监测眼镜并结合N-Range图像处理算法提高眼部定位的鲁棒性与疲劳监测的准确率。在侧眼图像处理过程中,用NN的卷积核及Sigmoid函数计算激活图,采用OTSU阈值分割法对激活图进行阈值分割,将小于阈值的像素点激活值置于0。据此计算水平方向与垂直方向的标准差投影,从投影图中通过平均阈值法定位出人眼区域,随后通过计算人眼高宽比表征眼部闭合度,采用基于PERCLOS的P80疲劳评测方法为设备的使用者进行实时的疲劳分析。实验结果表明现行设备所存在的问题,通过我们的方案得到了很好的解决,即使在复杂的环境中,本文的方法仍然表现出色,疲劳判决准确度达到了94%。疲劳监测眼镜与N-Range算法可以实现在不影响使用者作业效率的前提下,仍然保持着较高的疲劳监测精度,具有较高的实用价值。

关键词：疲劳监测 PERCLOS N-Range 眼部分割便携穿戴设备

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模拟红外星体角位置的高精度测量方法

激光与红外 2018年第5期48卷 573-578页

作者：何大华段溪川华中光电技术研究所武汉光电国家实验室湖北武汉430223

天文导航以其高精度、自主式、全天候的特点成为卫星导航、惯性导航和无线电导航之外的另一种重要的导航手段。由于受天气状况或环境因素的影响,实际星空的可见性不能得到保障,使得天文导航产品的研发测试受到严重制约,因此有必要利用... 详细信息

天文导航以其高精度、自主式、全天候的特点成为卫星导航、惯性导航和无线电导航之外的另一种重要的导航手段。由于受天气状况或环境因素的影响,实际星空的可见性不能得到保障,使得天文导航产品的研发测试受到严重制约,因此有必要利用高精度星模拟器开展相关研究。建立了一套基于平行光管的红外星模拟器,提出了以Leica TM6100A经纬仪为主要测量工具的高精度红外星体角位置测量方法,该方法的测量重复性优于5″。

关键词：天文导航星模拟器经纬仪平行光管角位置

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共口径宽光谱复眼光学系统设计

光子学报 2020年第3期49卷 72-84页

作者：陈阳高明胡雪蕾张玺斌焦旸西安工业大学光电工程学院西安710021 中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119 西北机电工程研究所陕西咸阳712099

为了扩大复眼光学系统的接收光谱,研究了一种可见光、长波红外复眼光学系统.推导了双波段共焦面方程,建立了子眼系统与接收系统的匹配要求.子眼光学系统的工作波段为0.38~0.78μm和8~12μm,焦距为5mm,相对孔径为1∶3,视场为10°.两个波... 详细信息

为了扩大复眼光学系统的接收光谱,研究了一种可见光、长波红外复眼光学系统.推导了双波段共焦面方程,建立了子眼系统与接收系统的匹配要求.子眼光学系统的工作波段为0.38~0.78μm和8~12μm,焦距为5mm,相对孔径为1∶3,视场为10°.两个波段的子眼系统成像位置均为2.92mm,相邻的两个中心光轴夹角为4.016°,共650个子眼,合并后的视场为90°.接收系统的焦距为4mm,视场为80°,相对孔径为1∶3.子眼系统和接收系统的图像质量良好,在-40~60℃的温度范围内无热差影响.

关键词：复眼宽光谱共像面光学设计透镜阵列

371~385 nm可调谐翠绿宝石连续激光器

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红外与激光工程 2023年第11期52卷 24-29页

作者：李奇王金艳季鑫王斌陈曦郑权长春新产业光电技术有限公司吉林长春130103 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

371~385 nm波段的紫外激光器可以应用在超精密材料加工、激光多普勒冷却、光子纠缠和量子通讯等诸多领域。为实现这一波段激光输出,报道了一台可调谐翠绿宝石连续紫外激光器。首先,采用了水平偏振的635 nm红光半导体激光二极管阵列作为... 详细信息

371~385 nm波段的紫外激光器可以应用在超精密材料加工、激光多普勒冷却、光子纠缠和量子通讯等诸多领域。为实现这一波段激光输出,报道了一台可调谐翠绿宝石连续紫外激光器。首先,采用了水平偏振的635 nm红光半导体激光二极管阵列作为抽运源。其次,选用V型折叠腔结构,端面泵浦了长度为10 mm、Cr^(3+)掺杂浓度为0.2at.%的国产翠绿宝石晶体,再利用长度为7 mm的Ⅰ类位相匹配偏硼酸钡晶体进行腔内倍频。最后,微调节BBO晶体角度,实现了波长可连续调谐的371~385 nm连续运转的紫外激光输出。当泵浦光功率为17 W时,在波长为378 nm处得到最大稳定输出功率为1.25 W,泵浦光到紫外光的最大转换效率约为7.3%,波长为378 nm紫外激光光束质量因子沿着x和y方向分别为1.13和1.12。

关键词：紫外连续激光器 371~385 nm可调谐激光腔内倍频翠绿宝石晶体

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弹性发射光学制造技术研究进展

中国光学 2021年第5期14卷 1089-1103页

作者：李佳慧侯溪张云王佳钟显云中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院大学北京100049

深紫外光刻、极紫外光刻和先进光源等现代光学工程需求牵引先进光学制造技术持续发展,要求超光滑光学元件表面粗糙度达到原子级水平以及表面全频段面形误差达到RMS(Root Mean Square)亚纳米量级甚至几十皮米,推动超光滑光学元件制造要... 详细信息

深紫外光刻、极紫外光刻和先进光源等现代光学工程需求牵引先进光学制造技术持续发展,要求超光滑光学元件表面粗糙度达到原子级水平以及表面全频段面形误差达到RMS(Root Mean Square)亚纳米量级甚至几十皮米,推动超光滑光学元件制造要求不断逼近物理极限。目前,对于如何实现上述超高精度要求的超光滑加工技术及装备仍然存在技术挑战。尤其对如何实现柱面,椭球面,超环面等复杂曲面的原子量级超光滑加工仍是国内外前沿研究方向。弹性发射加工技术是一种去除函数稳定,超低亚表面缺陷,面向原子级的超光滑加工方法,可以作为加工上述精度要求光学元件的手段。本文总结了弹性发射加工技术的国内外研究现状及最新进展,归纳了弹性发射加工技术的原理,包含流体特性、抛光颗粒运动特性和化学特性,弹性发射加工装备,影响弹性发射加工技术表面粗糙度提升和材料去除效率的因素,分析了弹性发射加工技术面临的问题,展望了未来的发展方向,期望为弹性发射加工技术进一步发展和应用提供一定的参考。

关键词：先进光学制造超精密光学超光滑加工技术弹性发射加工技术