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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 17，2025 2025年33卷第17期

  • 现代应用光学

    “聚焦光学元件超精密制造，分析了表面误差形成机理和检测技术挑战，为高性能光学元件国产化提供技术参考。”

    李佳慧, 匡翠方, 徐月暑, 卞殷旭, 梁佳栋, 崔玉栋, 刘旭

    DOI：10.37188/OPE.20253317.2661
    摘要：极紫外光刻作为半导体制造领域的核心技术，对光学元件表面质量提出了原子级精度的严苛要求，并要求光学元件近乎为零的表面/亚表面损伤。本文聚焦光学元件超精密制造，介绍了光学元件材料特性与制造工艺引起的表面误差形成机理，剖析了不同空间尺度误差检测的技术挑战与研究进展。针对低频面形误差检测，重点分析了绝对检测技术与子孔径拼接检测技术。对于粗糙度检测，分析了白光干涉显微技术、原子力显微技术，超分辨白光干涉技术的研究进展。针对光学元件表面/亚表面缺陷的多模态表征需求，对比了各类电镜、干涉、探针、散射等检测方式的优缺点。最后，基于当前技术瓶颈与高性能光学元件需求，展望了光学元件检测技术向智能化、多物理场耦合表征及原位监测等方向的发展趋势，为关键装备部件国产化提供技术参考。  
    关键词：先进光学制造;光学测量;面形检测;粗糙度检测;缺陷检测   
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    更新时间：2025-09-30
    “在合作靶标特征点成像领域，提出了自适应光斑质心提取方法，有效提升了测量精度和实时性。”

    高豆豆, 韩奕璇, 董登峰, 王博, 邱启帆, 崔成君

    DOI：10.37188/OPE.20253317.2691
    摘要：针对合作靶标特征点成像在大跨度动态测量中的特征提取精度下降、实时性不足问题，提出了一种融合帧间运动预测与改进亚像素边缘检测的自适应光斑质心提取方法。基于合作靶标测量运动连贯性特性，构建了动态感兴趣区域（Region of Interest， ROI）特征参数模型，以帧间运动预测实现ROI的快速定位，结合大律法阈值优化策略实现自适应Canny边缘检测，在提升计算效率的同时有效解决了不同测量距离下的降噪问题。然后，采用多方向Sobel算子与强度斜坡改进的Zernike矩相结合改进了边缘点定位算法，并基于高斯牛顿迭代改进鲁棒最小二乘圆拟合法，实现质心坐标计算。实验结果表明：在仿真测试中，本方法在不同噪声水平下的质心定位误差为0.001~0.025像素；实际测试中，ROI预测算法可满足加速度8.75 m/s2以内的测量场景需求，10~30 m测量距离内的光斑重复性定位误差稳定在0.016~0.040像素，优于传统方法；光斑提取速度提升约75.5%，显著增强了系统的实时处理能力。本研究可为合作靶标的测量应用提供有效技术保障。  
    关键词：合作靶标检测;自适应光斑质心提取;帧间运动预测;改进的Sobel-Zernike矩   
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    更新时间：2025-09-30
    “在高端装备制造和大科学装置领域，专家完善了长角融合空间坐标测量系统，提出了高精度控制场标定方法，有效满足了实时天文观测对主动面面形精度控制的需求。”

    曲灏辰, 王娜, 李东伟, 许谦, 邓皎鹏, 古丽加依娜·哈再孜汗, 张新盼, 吴腾飞, 史慎东, 邾继贵

    DOI：10.37188/OPE.20253317.2704
    摘要：面向航空、航天等高端装备制造和大型射电望远镜等大科学装置建造、运行过程中多目标、自主并行测量需求，针对前期研究所提出的长角融合空间坐标测量系统，完善了几何结构误差模型，提出了一种基于自适应加权优化算法的高精度控制场标定方法，实现了长角融合空间坐标测量系统误差参数精准标定。室内标定实验24个标定点的点位坐标平均偏差为0.098 1 mm，接近单次测量仿真的理论平均偏差值。室外天文观测环境下10个观测点的点位坐标测量标准差优于0.021 mm，反射面切向位移最大比对偏差为0.022 mm，重力方向位移最大比对偏差为0.040 mm。实验结果表明，本文方法有效标定了长角融合坐标测量系统的误差参数，满足实时天文观测对主动面面形精度控制的需求。  
    关键词：坐标测量;误差建模;误差标定;多目标   
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    更新时间：2025-09-30
    “在光学设计领域，反射/折反射变焦光学系统的研究进展为高分辨率成像提供新方向。”

    孟庆宇, 戚允升, 陈琪

    DOI：10.37188/OPE.20253317.2718
    摘要：变焦光学系统通过对光学元件的主动可控调节，可以在单一光学系统内实现多个焦距数值，具有光学成像模式灵活的特点。反射/折反射变焦光学系统具有可实现大口径、长焦距的优势，在高分辨率成像场景中具有重要的应用潜力。本文系统地梳理了反射/折反射式变焦光学系统的发展历程，总结了各阶段的演进特征，并对典型系统的构型特征进行了梳理归纳，分析了其技术特点与指标数据。最后，对反射/折反射变焦光学系统的发展前景进行了展望，供光学设计领域研究人员共同探讨。  
    关键词：变焦光学系统;反射式变焦;折反射式变焦;光学系统设计   
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    更新时间：2025-09-30
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