最新刊期
2026年第34卷第16期
- 摘要：针对无干涉编码孔径相关全息（Interferenceless Coded Aperture Correlation Holography， I-COACH）部分孔径成像系统（Partial Aperture Imaging System， PAIS）中，传统环形孔径阵列调制传递函数（Modulation Transfer Function， MTF）分布不均、中频信息丢失、成像质量受限等工程问题，构建Golay-6孔径阵列与无干涉编码孔径相关全息融合的部分孔径成像系统。采用理论分析、数值仿真与实验验证相结合的方法，对比八子孔径环形阵列、六子孔径环形阵列与Golay-6孔径阵列的频率响应特性，选取编码相位掩模（Coded Phase Mask， CPM）生成条件与非线性重建（Nonlinear Reconstruction， NLR）参数。实验结果表明：Golay-6孔径阵列可将系统孔径面积缩减25%，调制传递函数波动系数降至0.137、中频最大波动幅度降至0.024，系统信噪比（Signal-to-Noise Ratio， SNR）达14.82 dB；对蜻蜓翅膀复杂样品成像时，结构相似性（Structural Similarity， SSIM）为0.975，SNR为13.5 dB，可清晰再现细微结构。该系统在保持较高分辨率的同时提升了中频调制能力与图像均匀性，可为天文部分孔径成像和高性能计算光学成像提供实验参考和方法支撑。关键词：无干涉编码孔径相关全息术;部分孔径成像;Golay-6孔径;调制传递函数;非线性重建1|0|0更新时间：2026-08-26
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反射型超表面彩色滤光结构 AI导读
摘要：为解决传统反射滤光技术色域窄、能量利用率低、制备效率低等瓶颈问题，开展微纳结构反射滤光的性能调控与高效制备研究。方法上，设计一维介质光栅‑金属‑介质（光刻胶-Ag-TiO2）反射型超表面彩色滤光结构，采用时域有限差分法系统分析了光栅槽深、介质层厚度、占空比及光栅周期等关键参数对反射光谱的影响，并进行了结构优化。结果表明，优化结构在280~480 nm光栅周期内实现可见光连续变色，反射光谱半高全宽均小于100 nm；满足导模共振时电场集中于TiO₂层，能量利用率高。实验测得红绿蓝（Red-Green-Blue， RGB）三原色反射峰中心波长分别为613 nm，562 nm，491 nm，峰值反射率达54%~57%；利用分时复用多干涉光场实现微缩九宫格像素结构制备，大幅提升微纳结构制备效率。该结构光谱选择性优异、色纯度高、兼容微纳加工，可为显示成像、红外探测、生物传感等领域提供技术支撑。关键词：反射滤光;一维超表面;彩色滤光;微纳结构;分时复用多干涉光场1|0|0更新时间：2026-08-26 -
涡旋光束激光器研究进展及中红外波段实现 AI导读
摘要：涡旋光束可由自旋角动量（Spin Angular Momentum，SAM）和轨道角动量（Orbital Angular Momentum，OAM）的叠加态表征，具有螺旋相位波前和复杂的空间偏振分布，在显微成像、材料处理、光通信、量子信息等领域应用前景广阔。近年来，涡旋光束腔内集成化产生技术不断发展，并在提高模式纯度、输出功率和系统稳定性等方面展现出一定优势。本文系统综述涡旋光束激光器的研究进展，阐述标量与矢量涡旋光束的产生原理、实现方法与技术特点，对腔内增益调制、损耗调制、腔外器件调控等方案进行性能对比。针对中红外涡旋光束激光器，梳理非线性光学上转换与下转换技术路线，归纳其主要实现路线和代表性研究进展，并从波长拓展、OAM 模式调控和脉冲特性等方面比较不同方案的性能特点。最后对中红外涡旋激光器的发展趋势进行展望，以期为相关领域研究提供参考。关键词：涡旋光束激光器;标量涡旋;矢量涡旋;中红外激光;轨道角动量1|0|0更新时间：2026-08-26
现代应用光学
- 摘要：为了提高压电快速反射镜（Fast Steering Mirror， FSM）的跟踪性能与抗扰性能，本文提出了一种基于μ综合优化的高增益回路整形（μ-synthesis-Optimized High-Gain Loop Shaping， Oμ-HGLS）方法。首先，在迟滞逆补偿基础上辨识压电快速反射镜的动态特性，并将建模误差视作模型不确定性。然后，利用μ综合方法对滤波器Q进行鲁棒性能优化，在考虑模型不确定性的基础上提高回路增益，从而在保证系统鲁棒稳定性的同时提升跟踪及抗干扰性能。最后，在压电快速反射镜上进行对比实验，验证了所提Oμ-HGLS方法的有效性。实验结果表明，在跟踪100 Hz正弦轨迹时，Oμ-HGLS方法的均方根误差相较于传统的HGLS方法降低了约53.4%，相较于H∞优化的高增益回路整形（H∞-Optimized High-Gain Loop Shaping， Oh-HGLS）方法降低了约18.7%。在单频率扰动下，Oμ-HGLS方法的均方根误差相较于HGLS方法下降了约54.8%，相较于Oh-HGLS方法下降了约17.6%。上述结果表明提出的方法在提升压电快速反射镜控制性能方面具有显著优势，为高精度运动控制提供了一种有效的控制策略。关键词：压电快速反射镜;高增益回路整形;μ综合优化;高精度运动控制1|0|0更新时间：2026-08-26
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伺服频率对超精密机床性能影响 AI导读
摘要：为了分析多轴联动超精密机床控制系统的伺服频率对超精密机床动态性能的影响，本研究建立了基于仿真与实验相结合的伺服频率匹配与性能评估方法。搭建超精密机床伺服控制系统仿真模型，采用单一控制变量法调整伺服频率，研究其与导轨直线电机输出精度之间的关系。仿真结果表明，较高的伺服频率有助于抑制外部扰动对电机驱动力的影响。本研究以跟随误差和重复定位精度作为超精密机床设备性能的验证指标，搭建位置控制实验平台，实验结果显示，伺服频率越高，设备的跟随误差越小，响应速度越快，定位精度越高。由于设备硬件性能的限制，伺服频率超过8 kHz后，较高的伺服频率导致死区时间的占比过大，从而削弱闭环稳定裕度，因此伺服频率不应超过8 kHz。针对无法将伺服频率与设备性能直接关联的难点，本研究采用线性相关度分析，将位置实验结果与仿真实验结果相关联，得出特性参数与设备性能之间的直接关系，从而选择出最优伺服频率为8 kHz。在单晶镍车削实验中，采用不同伺服频率，最优伺服频率控制下的超精密机床加工工件的Sa与P-V相较于非最优伺服频率提升23%与13%。最终得到最优伺服频率可有效改善表面质量，提升超精密机床加工性能，为超精密机床控制系统的硬件设计以及设备的性能优化提供理论依据。关键词：超精密机床;伺服频率;线性相关度;重复定位精度;跟随误差1|0|0更新时间：2026-08-26 -
电场聚焦电纺射流动力学调控与喷印工艺研究 AI导读
摘要：电纺直写技术能够实现微纳结构一步高效成型，在微纳传感、柔性电子等领域广泛应用。但电纺直写带电射流易受电荷干扰，限制了喷印微纳结构稳定性、均匀性和定位精度的提高，是其在微精系统集成制造的主要挑战。本文引入辅助针尖构建聚焦电场提升了带电射流的抗干扰能力，探究了聚焦电场作用下的沉积喷印行为。实验结果表明，聚焦电场电纺直写有助于纳米纤维的均匀沉积，在收集板运动速度20 mm/s条件下可获得无螺旋状的直写微纳结构，引入辅助针尖直写微纳结构的平均直径由4.84 μm降低至2.85 μm，直径标准差由2.03 μm降低至1.17 μm。配合精密运动平台可成功喷印得到交叉网格图案，网格平均尺寸与预设尺寸误差仅0.4%；完成了复杂徽章图案及凤凰花图案制备，沉积形态完整，纤维平滑连续。聚焦电场可显著提升带电射流喷印的可控性，对电纺直写技术的推广应用具有重要意义。关键词：电纺直写;电场聚焦;辅助针尖;图案化喷印1|0|0更新时间：2026-08-26
微纳技术与精密机械
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基于零样本学习的核电站水下视频去噪方法 AI导读
摘要：针对真实核电站水下环境中高能粒子辐射噪声引起的视频图像严重退化问题，提出一种基于零样本学习的水下视频去噪方法，以降低对成对清晰样本和专门训练数据的依赖，并提升水下检修视觉信息的可用性。以预训练图像复原扩散模型为基础，对低质量噪声视频进行分批处理，并选取关键帧作为参考输入；在去噪早期，通过层次化潜在变形与光流对齐建立全局结构约束和局部运动约束；在去噪中后期，引入混合流引导的空间感知标记合并策略，在下采样阶段利用光流匹配保持运动一致性，在上采样阶段结合空间约束相似度保留结构细节，并采用合并比例退火机制动态平衡时间一致性与细节保真。在采集的真实核电站水下噪声视频数据集上，所提方法的MaxVQA，CLIPVQA和Ewarp分别达到34.2，0.97和1.2，优于对比视频复原与去噪方法。该方法可在缺乏标注训练数据和清晰参考视频的核电站水下场景中实现有效视频去噪，为水下光学成像质量提升、图像智能分析和设备缺陷检测提供技术支撑。关键词：核辐射;零样本学习;水下视频去噪;扩散模型;标记合并2|0|0更新时间：2026-08-26 - 摘要：针对动态地物目标与背景特征类间相似以及弱边缘感知不足导致分割精度低的问题，构建边缘先验显式选择、空间-通道动态互补聚合，双域下采样高频补偿的特征建模链路，提出了边缘引导选择与特征聚合的巡飞器航拍动态目标实例分割方法。首先，设计多尺度边缘引导选择感知模块，将多尺度特征与局部均值之间的残差响应作为边缘先验并生成边缘响应图，再通过双域选择机制强化模型对动态目标弱边缘信息的感知能力。其次，构建自适应特征聚合模块利用通道混洗机制实现通道级交互以激活跨组语义信息，并聚合动态卷积与深度动态卷积自适应提取的空间语义信息与通道互补细节特征，以提高特征响应度从而解决目标类间特征相似的问题。最后，为克服普通卷积提取多尺度空间信息的局限性，设计双域下采样自适应模块融合双路径提取到的层级特征信息，实现多尺度信息的自适应聚合与特征强化。实验结果表明，本文提出的边缘引导选择与特征聚合的巡飞器航拍动态目标实例分割模型mAP50-95和mAP50分割精度分别达到51.8%和84.3%，相较于基准模型提高5.1%和4.6%，将模型部署在Jetson Nano B01移动开发平台，能够实现动态地物目标的分割。关键词：实例分割;动态目标;边缘引导选择;自适应特征聚合;模型部署1|0|0更新时间：2026-08-26
- 摘要：在医学图像计算机辅助诊断（CAD）中，深度学习模型利用病灶区域与背景区域的虚假相关性进行预测，从而导致模型泛化能力与鲁棒性下降。为了解决这个问题，本文提出一种面向计算机辅助诊断的四叉树token分裂-合并去偏方法QSMFormer。其主要贡献如下：首先，设计空间与语义耦合的异质性评估模块。通过联合建模区域显著性分布差异与语义一致性，自适应评估区域复杂性。其次，构建基于区域异质性的四叉树递归token分裂方法，对结构复杂区域进行细粒度划分，以保留关键病灶特征。最后，搭建语义与显著性感知的区域token合并模块，通过token间相似性与显著性动态合并相邻区域，采用Top-K策略筛选关键token，从而减少冗余背景信息并增强区域语义表达的一致性。该方法在Kaggle胸部X光数据集与Sharmin 9+1数据集（一个十分类眼科数据集）上进行了验证。其中在Kaggle胸部X光数据集上取得98.51%的准确率和97.02%的F1分数；在Sharmin 9+1数据集上的准确率和F1分数分别达到98.26%和92.60%。实验结果表明，QSMFormer能够在提升分类性能的同时增强模型对背景扰动的稳定性，并在一定程度上缓解由非主体背景信息引起的潜在虚假关联影响。关键词：医学图像分类;潜在伪相关缓解;Vision Transformer;四叉树token分裂;区域token合并1|0|0更新时间：2026-08-26
- 摘要：现有指代表达分割方法在跨模态细粒度理解对齐和文本信息高效利用方面存在显著不足，主要表现为视觉特征的空间冗余与语义模糊；语言描述的指代歧义与词汇级语义忽略；融合模块未能充分利用文本信息。针对上述问题，本文提出双向特征调制与文本引导渐进融合的细粒度指代表达分割方法。采用预训练BEIT3作为图文编码器，设计双向特征调制模块，通过文本引导视觉调制过滤视觉空间冗余特征、视觉引导文本调制降低无关词汇权重。在此基础上，设计文本引导渐进融合模块，利用多层跨模态注意力逐步融合文本特征和图像的高层语义特征，通过多层感知机得到分割掩码。实验表明，本文方法在三个经典指代表达分割数据集上均取得了显著精度提升。其中，在RefCOCO的三个子集上准确率达到77.12%，79.46%，73.45%、在RefCOCO+的三个子集上面达到69.72%，72.86%，62.42%、在RefCOCOg的两个子集上面达到69.12%，69.58%。本文方法具有良好的泛化能力和细粒度跨模态理解对齐能力，能够实现稳定的指代表达分割任务。关键词：指代表达分割;跨模态对齐;双向特征调制;文本引导渐进融合;细粒度理解2|0|0更新时间：2026-08-26
- 摘要：针对复杂背景与弱纹理条件下6D物体位姿估计精度受限的问题，本文提出了一种不确定性感知的位姿估计框架。首先，在特征提取阶段于编码器-解码器结构中引入多尺度感受野增强模块，通过融合不同卷积尺度与空洞率的上下文信息，提升网络对弱纹理目标的多尺度表征能力。其次，设计像素级置信度感知投票机制，对关键点密集单位向量场预测结果进行置信度建模，并在关键点投票过程中对像素贡献进行自适应加权，以提高关键点定位的鲁棒性。最后，将关键点定位结果的不确定性显式引入姿态求解过程，构建不确定性感知的PnP位姿估计框架，以减弱噪声关键点对姿态估计的影响。在LineMOD，Occlusion LineMOD及YCB-Video数据集上的实验结果表明，与BB8，DenseFusion，PoseCNN等多种方法相比，所提方法在位姿估计精度方面取得显著提升，平均距离（ADD）指标平均提高约7%，并在复杂背景与弱纹理场景下表现出良好的鲁棒性。实验结果充分验证了该方法的有效性与复杂场景适应能力。关键词：物体位姿估计;关键点定位;像素级置信度投票;不确定性感知;PnP位姿求解1|0|0更新时间：2026-08-26
信息科学
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