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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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Vol. 32 期 21，2024 2024年32卷第21期

  • 现代应用光学

    “报道：基于迈克尔逊干涉仪原理，研发出0.8~2.4 μm波段近红外超宽带单频光纤激光的小型化高精度波长快速测量技术，实现全波段近红外光源的高精度快速测量。”

    于晨昊, 延凤平, 杨丹丹, 王鹏飞, 谭中伟, 任文华, 冯亭, 李挺

    DOI：10.37188/OPE.20243221.3127
    摘要：提出一种基于迈克尔逊干涉仪原理的面向0.8~2.4 μm波段近红外超宽带单频光纤激光的小型化高精度波长快速测量技术。该技术所涉及的光学组件均适用于0.8~2.4 μm近红外波段，伺服电机平移台的最大行程为50 mm，基于双折叠光路设计可产生4倍于平移台行程的光程差，由高速采集卡配合LabVIEW上位机程序采集处理信号，实现了该技术的小型化、高精度及快速测量。提出采样数等效分辨率法以简化波长分辨率的设计，确定波长分辨率仅与信号采样数有直接数值对应关系，其余参数均以采样数为基准进行自由调整。选用0.8，1.06，1.55，1.94和2.05 μm 5种典型波段的单频激光器做波长测量实验，并与商用高精度波长计测量结果比较。实验结果表明：采样数等效分辨率法单次测量耗时1.5 s，测量精度分别为±1.4，±1.1，±1.2，±1.2和±1.3 pm，波长分辨率符合理论值0.2×10-6。该小型化波长测量技术能够实现0.8~2.4 μm全波段近红外光源的高精度快速测量。  
    关键词：波长测量;迈克尔逊干涉仪;近红外;超宽光谱范围   
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    更新时间：2024-12-24
  • “在地球同步轨道碎片探测领域，专家提出了邻域恒星匹配的摆扫式融合定位技术，有效修正望远镜定位误差，满足全天时探测系统的定位精度需求。”

    全胜, 姚凯男, 徐志强, 陈宝刚, 王建立, 谷健, 宋力夺, 王显军

    DOI：10.37188/OPE.20243221.3138
    摘要：地球同步轨道碎片白天探测系统中，地基光学望远镜受温度及太阳位置变化的影响，存在轴系定位误差较大且不稳定的问题。此外，受视场较小的限制，望远镜无法采用天文定位技术计算出目标的精确位置，不利于空间碎片的高精度定位。针对上述问题，提出了一种邻域恒星匹配的摆扫式融合定位技术。在空间碎片邻域内增加观测两颗定标恒星，通过定标恒星的望远镜指向以及天文理论位置计算出该范围内的望远镜指向变化系数；最后，利用指向变化系数，通过空间碎片与定标恒星的空间位置匹配实现目标定位数据的修正。以500 mm口径同步轨道空间碎片全天时探测系统为平台，该技术实现了全天区范围内若干恒星的高精度定位，定位误差优于4″；对三颗北斗精密轨道目标开展了测角实验，方位、俯仰定位总误差分别为1.77″和1.63″。实验结果表明，本文提出的定位技术能够有效修正望远镜定位误差，满足全天时探测系统的定位精度需求。  
    关键词：白天探测;地球同步轨道;空间碎片;邻域恒星匹配;高精度定位   
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    更新时间：2024-12-24
  • “最新研究报道，亚波长光栅偏振选择器件在遥感探测等领域应用前景广阔，实现了高消光比和高透过率，为相关技术发展提供新思路。”

    陆天石, 邓富元, 李星辉

    DOI：10.37188/OPE.20243221.3147
    摘要：亚波长光栅作为一种体积小，易于集成，消光比高的偏振选择器件，在遥感探测、材料应力探测和抗散射成像等领域有着丰富的应用前景。本文设计了高消光比，高透过率的一维亚波长光栅偏振选择器件，并实现其高效的加工方式。首先，基于等效介质理论和有限时域差分对光栅进行设计和仿真，设计了一种对全息干涉加工友好的双层金属结构的一维亚波长光栅偏振器件，具有占空比稳定及易于图形转移的优势。之后搭建了全息激光光刻系统，完成800 nm周期的30 mm×30 mm一维光栅的加工，较于传统方法，在加工效率、成本和周期可调节性上具有较大优势。通过刻蚀硅基底和镀金属膜实现了光刻胶图形向金属光栅的转移。制成的光栅对3~15 μm的红外光有着超过45%的平均透过率和30 dB的最大消光比。  
    关键词：全息光刻;双层金属光栅;亚波长光栅;偏振选择   
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    更新时间：2024-12-24
  • “在海洋大气温室气体探测领域，专家研制了1.57微米近红外激光外差辐射探测系统，实现了船载平台稳定太阳跟踪和大气二氧化碳柱浓度连续监测，为海洋大气本底温室气体探测提供技术支撑。”

    吴兰艳, 杨晨光, 邓昊, 李仁仕, 杨清宇, 阚瑞峰

    DOI：10.37188/OPE.20243221.3157
    摘要：针对海洋大气温室气体柱浓度的探测需求，研制了一套适合于船载平台应用的1.57 µm近红外激光外差辐射探测系统。通过低成本监控云台的图像跟踪算法简化图像处理与控制算法，降低算法延时，实现船载动平台的稳定太阳跟踪。提出了本振光温度阶梯调谐的激光外差测量方法减小跟踪误差影响的同时降低非散粒噪声，提高测量信噪比。南海海上实验表明，该系统实测最大跟踪误差为1.98 mrad，满足激光外差探测需求；同时，实现了走航与漂航过程中大气二氧化碳柱浓度的连续监测，测量结果波动小于±1.0×10-6，波动范围仅为传统本振光电流调谐的1/12。该系统为海洋大气本底温室气体柱浓度探测提供了重要的技术支撑。  
    关键词：激光外差;船载探测;二氧化碳柱浓度;本振光温度调谐   
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    更新时间：2024-12-24
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