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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 10，2026 2026年第34卷第10期

  • 现代应用光学

    汪雨辰, 童家欢, 汪贝宁, 王兴运, 吕立冬

    DOI：10.37188/OPE.20263410.1507
    摘要：分布式光纤振动传感系统长时间运行，其核心器件性能可能不稳定，比如光源功率波动以及探测器增益变化等，从而导致系统出现误报和漏报。传统的振动事件定位算法采用静态阈值，振动事件判别的灵敏度较低，此外由于缺乏对系统硬件性能变化的考虑，难以满足系统对长时间运行可靠性的要求。针对此问题，本文提出基于标定参考阈值的分布式光纤振动传感系统方案，通过设置标定单元对信号进行功率校正，同时利用标定单元获取阈值浮动系数，构建逐差阈值曲线，最后通过归一化处理进行振动事件定位。实验搭建了分布式光纤振动传感系统，采用脉宽为30 ns、峰值功率约为33 dBm的光脉冲，选用长约25 km的传感光纤在约10 km，20 km，25 km位置处施加振动事件，实验结果显示系统能准确识别和定位传感光纤沿线的振动事件。本文搭建的系统能克服因器件不稳定导致的信号波动问题，阈值定位算法灵敏度高、通用性好，且能保证较高的系统动态范围。  
    关键词：分布式光纤传感;标定单元;功率校正;阈值定位   
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    更新时间：2026-06-17

    梁宇环, 吴中怀, 汝洪武, 王允, 邱丽荣, 赵维谦

    DOI：10.37188/OPE.20263410.1516
    摘要：高精度瞄准是测角的基准，决定了测角的精度，在精密测量领域中具有重要作用，针对瞄准过程中由于光斑畸变造成峰值光强点与能量质心分离影响瞄准精度的问题，提出一种高精度差动对准动态测角瞄准误差抑制技术。通过在探测器前加入双狭缝光阑对光斑进行整形滤波并获取双路光强信号，两路信号进行差分运算实现误差分离与信号补偿，根据差动对准光强响应曲线过零点的高灵敏性得到精确的光斑定位，消除光斑畸变对瞄准精度的影响。理论分析与初步实验结果表明：该技术可以有效抑制由于光斑畸变引起的瞄准误差，瞄准重复性可达0.03″，测角精度达到0.1″。与现有质心定位技术相比，该技术的瞄准重复性好、测角精度高，为高精度的动态激光测角系统提供了一种实用的技术方案。  
    关键词：角度测量;四象限探测器;瞄准误差;差动对准;动态测角   
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    更新时间：2026-06-17

    尚智金, 刘辰华, 杨子珍, 邱选兵, 李传亮

    DOI：10.37188/OPE.20263410.1526
    摘要：光致热弹光谱（LITES）技术得益于其高灵敏度和高选择性等优势在痕量气体检测领域得到了广泛的应用，该技术使用小体积低成本的石英音叉替代了价格高昂的光电探测器作为检测元件，通过检测激光与待测气体相互作用后光强的变化量来反演气体浓度信息。为了提高LITES传感系统的检测灵敏度，本文设计了一款有效光程长度为17 m的Herriot型多通池，并且提出了拍频（BF）调制解调方案来缩短传感系统的响应时间。研发的BF-LITES传感系统能够在800 ms的测量周期内完成整个信号的测量，与传统LITES系统20 s的测量周期相比，其信号测量周期缩短了25倍。实验搭建了BF-LITES传感系统，通过对调制频率、调制深度和扫描速率等参数的优化，最终测得对甲烷气体的检测灵敏度为256.74 ppb。经过Allan方差分析后可知，当平均时间增加至81 s时检测灵敏度可以提升至6.71 ppb。与传统LITES传感系统相比，设计的BF-LITES传感系统具有更高的检测灵敏度和更快的响应时间，在环境监测、工业过程控制和医疗诊断等领域有着较高的应用潜力。  
    关键词：光致热弹光谱;拍频调制解调技术;Herriot型多通池;石英音叉   
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    更新时间：2026-06-17

  • 微纳技术与精密机械

    堵方辉, 张森, 姚铭禹, 王建新, 林宜昌, 亓东锋, 魏娟, 夏维龙

    DOI：10.37188/OPE.20263410.1535
    摘要：针对传统血栓弹力图 （Thromboelastography， TEG） 检测样本消耗量大、操作复杂、成本高及通量低的问题，设计并制作了一种基于光学检测原理、集成气动序控微阀与液滴生成器的高通量微流控芯片，以实现低成本、便携式和自动化的血液黏弹性检测。首先，依据血栓弹力图检测流程，设计了集成进样单元、反应单元、液滴生成单元与废液单元的三层芯片，从上至下依次为气控层、弹性薄膜层和流道层。然后，利用有限元仿真软件中的流固耦合模块对气动微阀压力进行优化，以实现流动的精准控制。其次，采用精密铣削、激光切割及PSA压敏胶键合工艺依次完成三层芯片的加工与封合，采用喷涂氟化二氧化硅方法对液滴生成器下表面进行疏水化处理。最后，对芯片内流体流动、微阀序控与悬垂液滴生成进行测试。结果表明，在进样单元加载340 μL样本，通过气动控制系统对17个微阀进行序控，该芯片能同时实现4条通道的流体并行控制；通过正压与负压的协同输出，实现了反应流体控制与废液收集；通过构建接触角为78.50°的亲水通孔内壁与153.99°的疏水下表面液滴发生器，实现了4通道20 μL悬垂液滴的同时生成，无掉落或异常铺展现象。该研究为国产化便携式高通量TEG检测仪的开发提供了技术平台。  
    关键词：微流控芯片;高通量;悬垂液滴;气动微阀   
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    更新时间：2026-06-17
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