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  • Vol. 32  期 15， 2024 2024年 32卷 第15期

    • 现代应用光学

      “在光学定量相干干涉测量领域，研究人员提出了一种偏振式单帧波前重构方法，有效简化实验结构，提高检测效率，为宏微观样本三维形貌检测提供新方案。”

      卞点,骆雅婷,侯登峰,罗哉

      DOI：10.37188/OPE.20243215.2325
      摘要：为了实现对大畸变波前的实时测量，基于紧凑稳定的剪切干涉结构，提出一种偏振式单帧波前重构方法，有效克服传统横向剪切需要两幅或以上的图像梯度整合缺陷，实时重构大畸变待测样本波前的形貌。以无限共轭模型为理论基础进行仿真分析，对生成的大畸变波前样本进行计算重构，验证该优化算法的可行性。在此基础上，搭建双平面镜可调谐剪切干涉共轭结构，结合偏振器件，以分辨率目标靶作为待测对象，对所提算法进行实验验证，实现入射光场波前的实时条纹分离和波前重构。实验结果表明，所提单帧波前法重构样本波面的均方根误差为60 nm，算法运行时间有效提升至0.11 s。所提偏振剪切式光学设计以及单帧波前重构算法，作为一种自干涉剪切方法，无需多幅图像的重建程序，简化横向剪切干涉的实验结构，提高宏微观样本三维形貌的检测效率，在光学定量相干干涉测量领域具有一定的应用潜力。  
      关键词：剪切干涉;波前检测;大畸变;实时重构;偏振调控   
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      更新时间：2024-09-04
    • “在热辐射领域，科学家们利用飞秒激光和倒模技术，成功制备出宽光谱高吸收的超黑表面，简化了制备流程并降低了成本。实验表明，该超黑表面在太阳光谱波段的吸收率高达98.3%，即使在70°大角度入射时，吸收率仍超过90%。结合ITO透明玻璃的太阳能吸收器设计，可显著提升器件温度，展现了其在太阳能利用方面的潜力。”

      吴家政,安阳,李炜

      DOI：10.37188/OPE.20243215.2334
      摘要：超黑表面在热辐射等领域发挥着重要作用，为了制备具有宽光谱高吸收特性的超黑表面，并且简化制备流程、降低成本，提出一种基于飞秒激光和倒模技术的制造方法。实验以激光加工的铜片为母版，探究激光参数对微结构形貌尺寸的影响，选取合适参数进行周期性微结构的加工。利用二次模具将周期性微结构与黑漆基底进行结合，获得一种在太阳光谱宽波段具有全向高吸收性能的柔性超黑表面。最后，利用超黑表面联合氧化铟锡（IndiumTin Oxide， ITO）透明玻璃提出一种太阳能吸收器设计方法，并进行户外实验验证。实验结果表明：超黑表面在太阳光谱波段具有高达98.3%的正入射吸收率，入射角为70°大角度时，超黑表面仍具有90%以上的吸收率。覆盖有ITO透明玻璃的太阳能吸收器最高可提升4 ℃的器件温度。整体工艺制备流程简单，成本低廉，超黑表面具有柔性基底且可大面积扩展。  
      关键词：飞秒激光加工;倒模;超黑表面;吸收率;微结构阵列   
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      更新时间：2024-09-04
    • “在光纤传感技术领域，研究者开发了一种新型温度传感器，通过增强型谐波游标效应显著提升了灵敏度，为高精度温度监测提供了新方案。”

      林子曦,李雨婷,杨玉强,李依潼,张钰颖

      DOI：10.37188/OPE.20243215.2344
      摘要：提出一种基于增强型谐波游标效应增敏的光纤温度传感器，该传感器由光纤萨格奈克干涉计（Sagnac Interferometer， SI）和法布里-珀罗干涉计（Fabry-Perot Interferometer， FPI）级联构成。通过控制FPI的自由光谱范围为SI的自由光谱范围的整数倍且两者具有相反的温度响应，实现增强型谐波游标效应。实验结果表明，增强型谐波游标效应和增强型普通游标效应具有几乎相同的温度灵敏度，分别为单个FPI和SI灵敏度的28.7倍和16.9倍，增强型谐波游标放大倍率分别为普通谐波游标放大倍率的3.4倍和1.8倍，但增强型谐波游标效应对应的熊猫光纤长度失谐量明显大于增强型普通游标效应，且阶数越高对应的失谐量越大，因此，增强型谐波游标放大倍率更容易控制和实现。该传感器在获取高灵敏度的同时，稳定性能好、制备成本低，具有非常好的应用前景。  
      关键词：光纤传感器;法布里-珀罗干涉计;萨格奈克干涉计;增强型游标效应;谐波游标效应;温度传感器   
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      更新时间：2024-09-04
    • “聚焦纹影技术在爆炸冲击波研究中取得新进展，专家建立了高时空分辨测试系统，为武器装备状态评估提供直观图像数据。”

      郑星,黄海莹,毛勇建,张军,周东

      DOI：10.37188/OPE.20243215.2355
      摘要：为了获取大视场下爆炸冲击波的纹影图像以及冲击波与被测模型相互作用后的流场演化特征，开展了基于聚焦纹影的反射式高速纹影测试。利用激光光源和高反射膜建立了系统所需的光源输入，并通过简化刀口栅设计，实现了远距离大口径爆炸激波管出口冲击波流场图像演化特征以及与固体模型相互作用的高时空分辨特征。研究结果表明，设计的聚焦式反射纹影系统在80 m以上距离处获取了大口径大当量爆炸激波管出口处6 m×3 m视场的冲击波特征，以及与固体相互作用的高时空分辨图像和状态数据；相比传统聚焦纹影系统，该系统具有结构简单、可实现性强、测试距离远，覆盖视场大等特点；通过设计不同光源输入，探讨了激光光源在远距离拍摄中的优势；通过冲击波阵面与固体模型的相互作用特征，揭示了冲击波作用于被测固体模型后的形成、演化和绕流状态。该测量结果能够为武器装备在受到冲击波作用后的状态评估和响应特性分析提供直观的图像数据支撑。  
      关键词：聚焦纹影;大视场;冲击波图像;爆炸激波管   
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      更新时间：2024-09-04
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