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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 5，2025 2025年33卷第5期

  • 现代应用光学

    “在光谱检测领域，专家提出了基于NICE-OHMS的多气体光谱检测方法，有效消除杂质气体干扰，保证高灵敏度和选择性。”

    李岩柯, 章博, 赵刚, 周晓彬, 杨家琪, 闫晓娟, 马维光

    DOI：10.37188/OPE.20253305.0665
    摘要：为了抑制叠加光谱对光谱信息提取准确性的影响，提出一种基于亚多普勒噪声免疫腔增强光外差分子光谱技术（NICE-OHMS）的多气体光谱检测方法，利用高精细度光学腔内建立起的高激光功率激发饱和吸收，显著提升光谱分辨率，抑制杂质气体的光谱干扰，并结合波长调制技术，消除亚多普勒上残余多普勒背景的影响。建立了波长调制亚多普勒NICE-OHMS模型，以1 531 nm处C2H2和NH3跃迁线为例进行实验。实验结果表明：在波长调制频率为150 Hz，调制幅度为2.68 MHz的条件下，光学腔内可以激发饱和度为12.10的C2H2亚多普勒吸收信号，并且C2H2的亚多普勒不会受到相邻NH3光谱以及多普勒背景的干扰，通过阿伦方差分析系统探测灵敏度达到1.163×10-12 cm-1。上述分析表明，利用该技术可以有效消除杂质气体的光谱干扰，同时保证光谱系统的高灵敏度和高选择性。  
    关键词：激光吸收光谱;噪声免疫腔增强光外差分子光谱技术;亚多普勒;叠加光谱   
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    更新时间：2025-04-17
    “在精密测量领域，偏折术凭借其独特优势备受关注。本文介绍了偏折术的工作原理和发展脉络，分析了影响测量精度的关键因素，并展望了其应用前景。”

    张祥朝, 牛兴漫, 郝思远, 郎威, 李坪峰, 刘瑞阳, 张宗华

    DOI：10.37188/OPE.20253305.0677
    摘要：偏折术由于其测量系统简单、动态范围大、抗干扰能力强，在复杂光学曲面的面形与缺陷检测方面具有独特优势。但是偏折测量的操作复杂、影响因素多、数据传递链条长，严重限制了其在工程实践中的应用。为此， 本文介绍了偏折术的工作原理和发展脉络，列举了主要测量步骤，包括结构设计、系统标定、编码与物像匹配以及积分重构。分析了影响测量精度的几个关键因素，包括相机的模型简化、高度-斜率歧义性、位置-角度测不准以及积分重构的欠定性。随后给出了偏折术的主要应用场景及未来发展趋势，帮助精密测量领域的科研人员及研究生掌握偏折测量方法，明确提高偏折测量精度的主要途径，推动我国精密工程及先进制造领域的技术进步和产业发展。  
    关键词：精密测量;偏折术;光学曲面;误差分析;缺陷检测   
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    更新时间：2025-04-17
    “在旋转扫描偏振成像领域，专家深入研究定子绕组热积累对成像质量的影响，并提出优化方案，为提升成像性能提供解决方案。”

    毛玮韵, 肖嵘, 司文荣, 王劭菁, 裘晔, 周俊焯, 郝佳, 虞益挺

    DOI：10.37188/OPE.20253305.0702
    摘要：深入研究旋转扫描偏振成像系统中定子绕组热积累对红外偏振成像质量的影响，并提出了优化方案。针对自主研制的分时型红外偏振成像系统，分析了定子绕组热积累导致红外热噪声增加进而影响成像质量的机理；通过解析系统的结构设计，探讨了定子绕组发热的产生原因，理论上阐述了热噪声对系统成像的影响。从室温至正常工作以后绕组的稳态温度区间开展对比实验，并对目标场景的偏振特征图像进行了分析。实验结果表明：绕组发热导致的红外热噪声显著影响了红外偏振成像系统的成像性能，在模拟沙地的目标场景中，其结构相似度和峰值信噪比分别下降了32.98%和51.87%，均方误差增加了19.49倍。最后，通过对定子绕组的改进设计，将自主研制的红外偏振成像系统旋转机构的稳态温度降低34.3%。  
    关键词：红外偏振成像;热噪声分析;旋转扫描机构;图像质量   
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    更新时间：2025-04-17
    “在光学成像领域，专家提出了近远场结合的像差仿真方法，有效提高了仿真计算效率，为高深宽比微结构测量提供解决方案。”

    鲍帅, 高志山, 霍霄, 刘秋言, 乔文佑, 杨文卓, 袁群, 郭珍艳

    DOI：10.37188/OPE.20253305.0716
    摘要：基于光学成像原理的低相干显微干涉能够有效重建微结构表面的三维形貌，然而在测量高深宽比结构底部形貌的过程中探测光会受到结构调制产生波前畸变，导致测量失败。通过仿真计算能够得到微结构的像差调制规律，为其像差校正和补偿提供先验值。基于矢量衍射的电磁仿真方法能够准确地描述高深宽比微结构带来的复杂非线性调制，但此类方法数据量大、计算效率低，难以建立有效的三维仿真模型。针对该问题，提出一种近远场结合的像差仿真方法，以提高仿真的计算效率。采用基于全波模拟的时域有限差分法计算三维仿真中高深宽比微结构对探测光场的调制过程，得到经微结构调制后的探测光的近场分布，再通过带限缩放角谱法将探测光的近场分布传递至远场，实现调制像差的计算。通过实验装置测量了不同样品的调制像差验证了本文方法的准确性，同时仿真结果表明，在同等仿真精度下本文所提方法使计算速度提高了1倍以上。  
    关键词：低相干显微干涉;样品调制像差;时域有限差分;带限缩放角谱;高深宽比微结构   
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    更新时间：2025-04-17
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