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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 34 期 1，2026 2026年第34卷第1期

  • 现代应用光学

    “计算光谱成像技术在智能手机、无人机等领域应用广泛，专家系统阐述了其理论框架与方法体系，为多领域发展提供重要支撑。”

    刘新宇, 陈雅婷, 吴佳琛, 马玉辰, 李玉梅, 张书赫, 郑臻荣, 曹良才

    DOI：10.37188/OPE.20263401.0001
    摘要：计算光谱成像技术基于压缩感知理论，在光学系统中引入编码器件，将高维光谱数据压缩映射为低维观测值后进行测量，并结合先进的光谱重建算法解码出原始光谱图像，在结构紧凑性、采集速度和制造成本等方面展现出显著优势，其消费级应用已逐步扩展至智能手机、无人机和遥感卫星等平台，服务于颜色成像、环境监测、医学诊断等多类场景。本文系统阐述了计算光谱成像的理论框架与方法体系，重点解析其典型的光学编码策略，包括振幅编码、波长编码、波前编码和多孔径编码，并综述主流重建方法，涵盖基于先验约束的迭代算法与基于深度学习的端到端模型。最后，本文还讨论了该领域的发展趋势及亟待解决的关键挑战。计算光谱成像技术与智能制造、人工智能、低空经济和智慧农业等战略性新兴产业的发展高度契合，未来有望在更多的领域中发挥重要作用。  
    关键词：计算成像;光谱成像;压缩感知;深度学习   
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    更新时间：2026-01-21
    “在光学系统领域，专家提出一种轻量化设计方法，融合多参数优化与碳化硅增材制造技术，实现双面共体反射镜轻量化、高刚度目标。”

    王成彬, 孙胜利, 孙小进, 马孝浩, 胡凯

    DOI：10.37188/OPE.20263401.0026
    摘要：为实现同轴四反光学系统中主镜和四镜所构成的Φ516 mm双面共体反射镜轻量化、高刚度的设计目标，提出一种在传统轻量化设计基础上，融合多参数优化与碳化硅增材制造技术的方法。基于工程经验建立反射镜初始模型，选择主要结构尺寸建立多参数优化模型，并基于多目标遗传算法进行结构参数优化，优化后的反射镜质量为6.8 kg，相对初始方案降低32.6%。最后，完成碳化硅双面反射镜3D打印及结构模态测试，所得一阶频率为1 964 Hz。对两个镜面光学加工后，开展了重力影响试验、真空高低温试验和振动试验。结果表明，试验前后反射镜面形精度最大变化为0.001λ(λ=632 nm)。碳化硅双面反射镜结构设计和增材制造工艺具有良好的可靠性和稳定性。  
    关键词：增材制造;碳化硅;双面反射镜;轻量化;可靠性验证   
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    更新时间：2026-01-21
    “在增强现实领域，研究人员设计了一种轻薄型透射式头戴显示器光学系统，实现了大视场角、轻薄化及高沉浸感，突破了量产化关键技术难点。”

    许恒深, 姜玉婷, 胡跃强

    DOI：10.37188/OPE.20263401.0035
    摘要：为满足增强现实对光波导在大视场角、轻薄化及高沉浸感方面的需求，设计了一种基于阵列式几何薄膜光波导结构的可量产化轻薄型透射式头戴显示器光学系统。该系统由目镜系统、阵列波导系统和照明系统组成。阵列波导结构采用具有定制化角度选择膜系的半透半反薄膜阵列作为光学组合器，实现了出瞳扩展。通过“双半波片”偏振混合设计，将显示均匀性从单一偏振光的59.66%~61.12%提升至76.61%（实际测试）。采用系统的光学仿真与设计方法，依托国内成熟的光学加工链（包括精密切割、研磨抛光、复杂膜系真空镀膜及精密胶合工艺），同时新增半波片贴膜工序，成功突破了阵列光波导量产化关键技术难点，制备出样机并实现量产。该设计解决了 AR 头戴显示器性能与量产难兼顾的问题，满足消费级与工业级应用需求。  
    关键词：光波导;近眼显示技术;光学设计;增强现实;头戴显示器   
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    更新时间：2026-01-21
    “在空间天气监测等领域，我国研制出高灵敏度单光子计数紫外成像探测系统，为紫外波段高灵敏度成像探测提供关键技术支撑。”

    郭乃菲, 孙亮, 何玲平, 马天奇, 陶琛, 王玮, 闫万红

    DOI：10.37188/OPE.20263401.0044
    摘要：针对空间天气监测、紫外预警侦查及高端分析仪器等领域对探测器的高灵敏度和大动态范围探测能力的需求，结合面阵单光子计数器在紫外波段高灵敏度、低噪声的优势和紫外增强数字微镜器件小像元尺寸、高空间光调制速率的特点，研制了一种单光子计数紫外成像探测系统。该系统可以实现对每个像元接收光谱时序的动态调节，对到达面阵单光子计数器的光子进行像素级调制。当识别到目标光谱信号较弱时，可以通过编码调制方法实现对探测目标成像区域信噪比的提高；当识别区域和空间域的相关算法控制，实现对应的图像传感器像素点不同层次的光强控制，使饱和区域处的光强快速调节至图像传感器最佳区域。设计了该系统内部的耦合光学结构，对其波长范围、暗计数率和动态范围等指标进行了测试。结果表明，其响应波段为180~320 nm，动态范围为163.9 dB，暗计数率为0.481 cps/cm2，系统传递函数>0.6，符合设计要求。该系统可以实现对于紫外光谱信号的高灵敏度、低暗计数率、小像元尺寸和高空间光调制速率的成像探测，为我国紫外波段高灵敏度成像探测等领域提供关键技术支撑。  
    关键词：短波光学;紫外成像;单光子计数成像;空间光调制;耦合成像;高灵敏度探测   
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    更新时间：2026-01-21
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