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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 8，2026 2026年第34卷第8期

  • 现代应用光学

    毕寻, 王伟国, 陈强, 张振东, 董全睿, 刘阳, 刘廷霞

    DOI：10.37188/OPE.20263408.1189
    摘要：地基光学望远镜在空间目标态势感知中发挥了重要作用。本文针对地基光学望远镜探测能力受天空背景辐射和大气湍流影响的问题提出了一种基于大气湍流特征的散斑滤波方法。首先，该方法对顺序存储的多帧图像进行累加计算，通过长积分时间获得较高信噪比的观测图像。然后，通过设置合适的提取阈值，配合连通域检测和连通域尺寸筛选，提取累加图像中的目标散斑。之后，根据累加图像中截取的散斑图案构造尺寸匹配且具备方向无关性的散斑滤波器。最后，利用散斑滤波器对最新获取的单帧观测图像进行空域滤波，并完成目标提取。实验结果表明：对于较强大气湍流和天空背景辐射条件下的暗弱空间目标观测，散斑滤波方法能够将地基望远镜探测能力提升0.93星等以上。散斑滤波方法具有构造简单、处理快速、鲁棒性强的特点，能够使地基光学望远镜在空间目标探测中发挥更好的作用。  
    关键词：地基光学望远镜;白天探测;大气湍流;散斑滤波;信噪比   
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    更新时间：2026-04-28

    赵宇博, 占杰, 吕昊, 刘晓煌, 于涛, 胡炳樑

    DOI：10.37188/OPE.20263408.1203
    摘要：面向机载遥感多模态协同探测需求，设计并实现了一种集成快照多光谱与热红外成像能力的多维光学吊舱系统。系统采用像元级马赛克滤光快照多光谱成像体制，通过双相机协同设计构建18个可见—近红外离散光谱通道，光谱范围覆盖480~600 nm与650~800 nm两个区间；采用3×3像元级马赛克采样结构，在2×2像元合并条件下，单通道有效分辨率可达680×510，等效像元尺寸为6.8 μm，可实现多光谱视频级获取。同时集成热红外成像载荷，实现多源数据的同步采集。针对多源异构数据，构建了几何配准、光谱特征扩增、主成分分析降维与无监督K-means聚类相结合的数据处理流程，并将热红外信息引入主成分特征空间以增强地物可分性。实验结果表明，多光谱通道中心波长与设计值一致性良好，光谱带宽约为中心波长的2%，辐射定标线性拟合相关系数均接近1，系统响应稳定可靠。在典型应用中，融合热红外信息后可有效提升水体边界完整性、植株检测统计有效性及地物分类精度，两类代表性场景的交并比分别提升2.7%和6.6%，Dice系数分别提升1.7%和4.5%。结果表明，该多模态光学吊舱在自然资源调查与生态环境监测中具有良好的应用潜力。  
    关键词：机载遥感;多模态协同探测;光学吊舱;快照多光谱;像元级马赛克;热成像;地物分类   
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    更新时间：2026-04-28

    殷贤华, 李康, 孙傲, 张富强, 张活

    DOI：10.37188/OPE.20263408.1219
    摘要：为实现橡胶制品中硫化促进剂含量的快速、无损、精准检测，本研究采用太赫兹时域光谱技术，结合数据扩充与化学计量学方法，对多组分橡胶混合物中硫化促进剂进行定量分析。针对橡胶混合物光谱重叠严重、样本量偏小易导致模型过拟合、泛化能力差等问题，提出基于数据融合与最小二乘高斯拟合法（LSGF）的数据扩充策略，并构建遗传算法优化支持向量回归（GA‑SVR）定量模型。为降低数据维度、提升建模效率，采用变量空间迭代收缩算法（VISSA）对原始及扩充后光谱进行特征提取。结果表明：数据扩充可显著提升模型预测性能，其中LSGF方法效果最优；经VISSA特征提取后，模型精度进一步提升，LSGF扩充数据在预测集上的相关系数Rp高达0.982 6，RMSEP低至0.002 3。该方法可为橡胶配方优化与行业绿色可持续发展提供技术参考。  
    关键词：太赫兹光谱;数据扩充;最小二乘高斯拟合;数据融合;定量分析   
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    更新时间：2026-04-28

  • 微纳技术与精密机械

    刘昊天, 曾雪锋, 李雯研, 王灵杰, 张学军

    DOI：10.37188/OPE.20263408.1232
    摘要：针对光刻机、精密装配及空间光学系统等领域中对光学元件位姿进行纳米级位移与微弧度级角度高精度测量的需求，以及现有方法在实现多自由度同步、集成化测量方面的不足，本文提出并验证了一种基于多通道差分激光干涉的测量系统。通过构建七路干涉仪布局与统一数学模型，实现了光学元件六自由度位姿包括位移与转角信息的同步解算。仿真表明，在理想条件下，系统在X，Y，Z方向的平移测量均方根误差优于3.384 nm，转角测量误差优于4.616 μrad。实验验证中，静态环境下位移与角度稳定性RMS分别达7 nm与16.4 μrad；为考查系统对微小位移变化的响应特性，在位移台驱动下施加亚微米级阶跃位移输入，对系统输出进行统计分析表明，在阶跃前后稳定区间内，系统位移输出具有良好的重复性与稳定性，其RMS波动维持在纳米量级。此外，在角度变化为-300 μrad与-500 μrad阶跃输入下，系统输出与自准直仪参考值之间的线性相关系数分别为0.984与0.937，残差RMS控制在44 μrad以内。该系统结构紧凑、抗干扰强、线性度高，适用于上述高精度场景中的实时位姿监测。未来将开展多自由度耦合误差标定与动态环境适应性研究，以进一步提升系统的实用性与可靠性。  
    关键词：精密装调;高精度测量;六自由度位姿测量;多通道差分激光干涉   
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    更新时间：2026-04-28
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