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光学精密工程

光学精密工程 光学精密工程
  • 主编：张学军，曹良才
  • ISSN:1004-924X
  • eISSN:2097-3209
  • CN:22-1198/TH
  • 主管单位：中国科学院
  • 主办单位：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
    • 中国仪器仪表学会
  • 出版周期：半月刊
  • 电话：0431-86176855
  • 邮箱：gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 地址：长春市东南湖大路3888号
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Volume 33 期 7，2025 2025年33卷第7期

  • 现代应用光学

    “在大型高端装备制造领域，专家设计了激光跟踪仪的主动对准式姿态测量靶标，建立了测量模型和误差校正方法，为工业大尺寸姿态参数精密测量提供解决方案。”

    程智, 董登峰, 李洋, 邱启帆, 王建国, 霍汉林, 黄云鹏, 周维虎

    DOI：10.37188/OPE.20253307.1007
    摘要：为满足大型高端装备制造质量检测与装配过程的控制需求，设计了面向激光跟踪仪的主动对准式姿态测量靶标，建立了姿态测量数学模型以及相应的模型参数标定与非线性误差校正方法。首先，介绍了主动对准式姿态测量靶标的结构组成、工作原理、坐标系定义以及测量数据获取和预处理方法，然后基于光束矢量约束和重力矢量约束条件，分别建立了靶标姿态解算模型，并进一步采用神经网络算法对模型解算得到的姿态数据进行非线性误差校正，分析并提出了姿态求解过程涉及的模型参数矩阵标定方法和神经网络训练方法，最后应用主动靶标开展参数标定与姿态测量实验。实验结果表明：在15 m范围内，主动对准式姿态测量靶标与Leica T-MAC传感器的姿态测量均方根偏差为0.030°，可满足工业大尺寸姿态参数精密测量的应用需求。  
    关键词：姿态测量;激光跟踪仪;参数融合;主动对准;惯性传感   
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    更新时间：2025-05-27
    “在全视场外差干涉测量领域，专家提出了基于双棱镜的新型干涉仪构型，有效降低寄生波混频影响，提升测量精度。”

    焦琪璐, 朱聪慧, 吕彤, 伍洲, 张文喜

    DOI：10.37188/OPE.20253307.1019
    摘要：为了提升全视场外差干涉仪的测量适用性，降低寄生波、混频对干涉仪测量结果的影响，实现高精度低噪声的动态干涉测量，提出了基于双棱镜新型干涉仪构型。该系统能够适用于全视场外差动态干涉测量技术，解决混频对测量结果的影响，进一步降低寄生波对测量结果的影响，同时采用光纤出射的理想光代替参考面，能够避免参考面不均匀对测量精度的影响。解释了干涉仪的基本构型，描述了测量原理，对提出的双棱镜结构的寄生波进行建模仿真，对混频误差进行论证，并进行了寄生波、混频情况的实验验证。实验结果表明：发散结构寄生波相对平行光结构寄生波自然对数量级相差最高为3.2，该构型无混频因素的影响，在测量反射率为3%的元件时，引入的面形测量误差相对泰曼构型优于0.015 5λ，与仿真结果一致。基于双棱镜的全视场外差干涉测量技术提升了测量适用性，降低寄生波混频对干涉仪中低频率测量结果的影响，抑制了混频的影响，进一步提升了干涉仪的测量精度。  
    关键词：干涉测量;双棱镜构型;全视场外差;寄生波;混频   
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    更新时间：2025-05-27
    “最新研究显示，波长调制-直接吸收光谱技术在铷同位素丰度测量中具有高信噪比和免标定优势，为地质科学等领域提供快速高灵敏度测量方案。”

    徐积政, 孟远, 卢兴吉, 黄俊, 杨韬, 赵强, 寿欢欢, 黄印博, 曹振松

    DOI：10.37188/OPE.20253307.1031
    摘要：Rb同位素分析可提供待测样品的起源和历史信息，在地质科学、生物医学以及核法证学等领域具有重要意义。波长调制-直接吸收光谱（WM-DAS）具有高信噪比和免标定的优势，对气态分子或原子可实现快速高灵敏度测量，适合用于气态金属原子同位素丰度现场快速测量。采用RbCl固体样品作为实验对象，使用电热还原法获取气态Rb原子，在WM-DAS方法基础上添加阈值去噪，用直接吸收光谱和WM-DAS以及阈值去噪后的WM-DAS分别测量了Rb原子D2跃迁线的吸收率函数，用高斯线型进行拟合，信噪比分别提升了1.40倍和1.84倍。考虑D2线超精细结构后信噪比提升1.48倍，并反演气态Rb原子温度为439 K和饱和蒸气压1.826 Pa。同位素比85Rb∶87Rb为2.613±0.007，测量精度达到0.779%，精度和不确定度均优于DAS方法，85Rb检测限为0.23%，可满足铷矿石探测需求。WM-DAS与电热还原原子化装置相结合，在固体金属检测领域具有探测精度高、抗干扰能力强等优势，更利于现场快速测量，在同位素丰度测量分析方面具有很好的应用前景。  
    关键词：波长调制-直接吸收光谱;Rb同位素;超精细结构;吸收率函数   
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    更新时间：2025-05-27
    “在全斯托克斯探测领域，研究者提出了基于石墨烯-金属纳米天线的偏振探测器，利用石墨烯上矢量光电流及神经网络方法解算，实现全斯托克斯参数时空一致探测，为集成化、小型化探测提供新思路。”

    王守桐, 张然, 褚金奎, 蒙海龙, 蔡德好

    DOI：10.37188/OPE.20253307.1042
    摘要：传统的全斯托克斯探测方法都是基于分时或分空间形式，有着设备体积大、装备困难以及无法时空一致探测等缺点。二维材料以及超材料的最新发展使得基于亚波长尺寸的偏振敏感结构的超紧凑时空一致全斯托克斯探测器实现成为可能。提出了一种基于石墨烯-金属纳米天线的偏振探测器，利用石墨烯上矢量光电流以及神经网络方法解算，可实现全斯托克斯参数时空一致探测。通过FDTD仿真获得不同偏振态入射光下的矢量光电流，然后根据神经网络算法建立全斯托克斯参数S^和记录的矢量光电流I^之间的映射关系S^=f(I^)，成功检测了全斯托克斯参数，在4 μm波段下均方误差为0.007 69，入射光实际值和预测值的斯托克斯参数的最小包围球相对半径差为7.68%。该探测器克服了分时与分空间机制固有的技术限制，为实现集成化、小型化的时空一致全斯托克斯探测提供了新的思路。  
    关键词：偏振光电探测器;全斯托克斯;时空一致;神经网络;石墨烯   
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    更新时间：2025-05-27
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