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空间望远镜的设计仿真和低温波前测试
1
作者 宋俊儒 童卫明 +3 位作者 金忠瑞 何东科 刘志远 马越 《光学精密工程》 北大核心 2025年第6期895-904,共10页
低温空间望远镜在实验室常温常压环境下研制,但是在90 K深低温环境下应用。研制和应用环境的巨大差异,使得光学件几何参数和支撑结构尺寸在实验室环境与低温环境是两套不同的参数,低温下像质良好的望远镜在实验室环境下反而是一个带大... 低温空间望远镜在实验室常温常压环境下研制,但是在90 K深低温环境下应用。研制和应用环境的巨大差异,使得光学件几何参数和支撑结构尺寸在实验室环境与低温环境是两套不同的参数,低温下像质良好的望远镜在实验室环境下反而是一个带大像差的系统。为了定量评价低温望远镜工作状态时的成像质量,对望远镜低温性能进行结构热光学性能仿真,并设计了一种90 K低温环境下望远镜波前误差的测试方法。首先,在真空环境模拟系统内通过液氮热沉辐射和制冷机双重制冷实现望远镜90 K的工作温度,采用平行光管扩束的干涉测量实现望远镜的波前测试。其次,分析了测试系统的误差源并进行了标定,以便对测试结果进行校正。最后,对比分析了望远镜低温波前实测值与模型仿真的符合性,以及波前误差的表现形式和对应的结构设计的映射关系。实验结果表明,望远镜的设计仿真准确,90 K低温波前测试方法合理可行,仿真精度优于20 nm,波前测试精度优于9 nm,测试结果可用于空间望远镜光机系统的设计改进。 展开更多
关键词 空间望远镜 设计仿真 低温波前 干涉测量
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波前像差对单模光纤耦合效率影响的理论研究进展
2
作者 祝战科 任杰 柯熙政 《激光技术》 北大核心 2025年第4期574-582,共9页
在光学系统中,光学元件未对准和大气湍流引起的随机像差是造成波前像差的主要来源。波前像差的存在影响光学系统的成像质量,对耦合效率影响显著,特别是在需要高精度的光学器件和光学通信系统中。基于Zernike多项式,综述了光学系统中具... 在光学系统中,光学元件未对准和大气湍流引起的随机像差是造成波前像差的主要来源。波前像差的存在影响光学系统的成像质量,对耦合效率影响显著,特别是在需要高精度的光学器件和光学通信系统中。基于Zernike多项式,综述了光学系统中具体的单一像差模式(即圆对称类像差、倾斜-慧差类像差、像散类像差)和大气湍流影响下的随机像差对耦合效率的影响,并对其发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 光纤光学 波前像差 数值分析 ZERNIKE多项式 光纤耦合
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改进的蜣螂优化算法及其在无波前自适应系统波前校正中的应用
3
作者 高世杰 王振 +3 位作者 傅星鑫 刘维 毛勇名 曹景太 《光子学报》 北大核心 2025年第3期20-31,共12页
引入一种改进的蜣螂优化算法,通过替换原有蜣螂算法中的全局搜索策略,确保种群粒子间的有效信息交流,将其应用于无波前传感自适应光学系统,用于校正大气湍流引起的光信号波前畸变。仿真比较了该算法与传统蜣螂优化算法、随机并行梯度下... 引入一种改进的蜣螂优化算法,通过替换原有蜣螂算法中的全局搜索策略,确保种群粒子间的有效信息交流,将其应用于无波前传感自适应光学系统,用于校正大气湍流引起的光信号波前畸变。仿真比较了该算法与传统蜣螂优化算法、随机并行梯度下降算法以及模拟退火-随机并行梯度下降算法在无波前传感自适应光学系统中的性能。结果表明,在达到相同校正效果的前提下,基于改进蜣螂优化算法的波前校正系统在各种湍流条件下均表现出显著优势,校正速度最低提高了80%。此外,改进后的算法展现出更强的全局搜索能力,有效抑制了陷入局部最优解的问题,同时表现出更高的收敛稳定性和鲁棒性,进而显著提升了相干自由空间光通信系统的整体通信性能。 展开更多
关键词 自适应光学 自由空间光通信 控制算法 蜣螂优化算法 波前校正
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望远镜指向抖动与波前畸变耦合的仿真分析(特邀)
4
作者 王鹏 张洪霄 +1 位作者 林旭东 李明 《光子学报》 北大核心 2025年第2期50-57,共8页
现有的模型中耦合噪声的提取方法精度不足,提出采用精度更高且速度较快的差分进化算法提取耦合噪声。基于该方法并结合蒙特卡洛仿真给出了满足噪声指标1 pm/Hz^(1/2)和10 pm/Hz^(1/2)@0.1 mHz~1 Hz时的望远镜出瞳波前质量与指向抖动指标... 现有的模型中耦合噪声的提取方法精度不足,提出采用精度更高且速度较快的差分进化算法提取耦合噪声。基于该方法并结合蒙特卡洛仿真给出了满足噪声指标1 pm/Hz^(1/2)和10 pm/Hz^(1/2)@0.1 mHz~1 Hz时的望远镜出瞳波前质量与指向抖动指标,为后期望远镜的制造与指向操控系统提供了理论基础。 展开更多
关键词 空间引力波探测 星间激光干涉 望远镜 波前畸变 指向抖动
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面向空间引力波探测的激光精密指向机构关键性能测试(特邀)
5
作者 李阳 刘彩云 +7 位作者 傅昌康 张鸿铭 郭弘扬 赵梦阳 高瑞弘 王强 贺东 黄永梅 《光子学报》 北大核心 2025年第2期3-14,共12页
针对超前指向机构的测试需求,采用外差干涉光学系统和差分波前传感技术,以实现角度和距离的高精度一体式测量,并且对系统中的四种主要噪声源进行了分析。实验结果表明在10 mHz~1 Hz的频段内,所研制的超前指向机构指向控制噪声优于10 nra... 针对超前指向机构的测试需求,采用外差干涉光学系统和差分波前传感技术,以实现角度和距离的高精度一体式测量,并且对系统中的四种主要噪声源进行了分析。实验结果表明在10 mHz~1 Hz的频段内,所研制的超前指向机构指向控制噪声优于10 nrad/Hz^(1/2);在20 mHz~1 Hz的频段内,寄生位移噪声优于10 pm/Hz^(1/2)。验证了超前指向机构的性能指标,为推进空间引力波探测的相关技术发展提供了一定的参考依据。 展开更多
关键词 引力波探测 超前指向机构 差分波前传感 寄生位移 精密指向 低频噪声
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基于深度学习的机载遥感通信自适应光学波前校正方法
6
作者 涂芳 周华涛 袁晓桂 《激光杂志》 北大核心 2025年第6期232-237,共6页
为了提升机载遥感通信系统的成像质量,增强遥感通信效能,提出基于深度学习的机载遥感通信自适应光学波前校正方法。首先利用H-S波前传感器实施波前探测,结合Zernike多项式,构建携带Zernike系数的详细遥感波前畸变的信息。然后,利用基于... 为了提升机载遥感通信系统的成像质量,增强遥感通信效能,提出基于深度学习的机载遥感通信自适应光学波前校正方法。首先利用H-S波前传感器实施波前探测,结合Zernike多项式,构建携带Zernike系数的详细遥感波前畸变的信息。然后,利用基于深度学习的卷积神经网络对波前畸变信息实施分析,结合CBAM注意力机制,实现波前畸变的特征识别及分类,并利用网络全连接层的整合逼近能力,实现波前畸变特征的量化。最后,根据波前畸变特征量化构建电压补偿相位,结合SPGD算法自适应生成DM变形镜的控制信号,通过控制信号的迭代生成,达到波前畸变的校正目的。实验表明,所提方法畸变校正效果显著,能够有效改善机载遥感通信系统的成像质量,为可靠遥感数据的生成提供技术支持。 展开更多
关键词 H-S波前传感器 ZERNIKE多项式 Zernike系数 CBAM注意力机制 SPGD算法
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基于波前编码的制冷型红外光学系统焦深拓展研究 被引量：2
7
作者 王馨竹 杨磊 +3 位作者 段文浩 杨童 刘万成 谢洪波 《光子学报》 北大核心 2025年第1期124-135,共12页
设计二次成像方式,解决了相位板放置位置和探测器冷阑结构之间的位置冲突,完成了制冷型红外光学系统的结构设计。引入波前编码技术,结合截止频率处调制传递函数的变化趋势和对调制传递函数曲线一致性的客观评价,分析相位板参数取值对系... 设计二次成像方式,解决了相位板放置位置和探测器冷阑结构之间的位置冲突,完成了制冷型红外光学系统的结构设计。引入波前编码技术,结合截止频率处调制传递函数的变化趋势和对调制传递函数曲线一致性的客观评价,分析相位板参数取值对系统的不同影响,直接得到合适的相位板参数。利用光学软件对波前编码系统进行仿真,并采用Lucy-Richardson迭代算法恢复编码模糊图像。基于像素及人眼视觉感受对复原图像进行综合评价,证明波前编码技术有效拓展了普通红外光学系统的焦深,可拓展至原焦深范围的20倍。 展开更多
关键词 光学设计 红外光学系统 波前编码 焦深拓展 相位板
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面向自由空间光通信波前校正的改进模拟退火算法
8
作者 李洪利 刘欣悦 +2 位作者 杜博军 曹景太 张恒 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第4期784-793,共10页
为了补偿大气湍流对相干自由空间光通信的影响,本文研发了一种基于改进模拟退火算法的自适应光学系统,旨在优化系统的混频效率和降低误码率,从而提升整体系统性能。首先,介绍了含有无波前自适应光学部分的相干光通信系统的组成,并重点... 为了补偿大气湍流对相干自由空间光通信的影响,本文研发了一种基于改进模拟退火算法的自适应光学系统,旨在优化系统的混频效率和降低误码率,从而提升整体系统性能。首先,介绍了含有无波前自适应光学部分的相干光通信系统的组成,并重点分析了混频效率和误码率等关键参数。随后,详细阐述了改进模拟退火算法的工作原理及其在自适应光学系统中的应用。为了验证算法的有效性,进行了数值模拟分析,并与传统算法进行了对比分析。最后,在实验平台上收集实际数据以进一步评估算法性能。实验结果表明:改进模拟退火算法相比于普通模拟退火算法,迭代次数减少50%的情况下,误码率降低到10^(-9),混频效率提高到0.9。改进模拟退火算法可以减少传统自适应光学系统的迭代次数,提高波前校正精度,满足通信系统的需求。 展开更多
关键词 波前校正 自适应光学 无波前传感 混频效率 误码率
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超表面在太赫兹超分辨率成像中的应用研究进展
9
作者 李广明 葛宏义 +4 位作者 蒋玉英 张元 孙庆成 郑慧芳 李兴 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第8期2101-2109,共9页
太赫兹(Terahertz,THz)辐射具有高穿透性、低能量特性以及独特的指纹谱特性,在无损检测、生物医学成像、安全检查和通信等领域具有广泛应用前景。传统THz成像系统受限于较长的波长及波段内缺乏高透射率天然材料的限制,其在分辨率和灵敏... 太赫兹(Terahertz,THz)辐射具有高穿透性、低能量特性以及独特的指纹谱特性,在无损检测、生物医学成像、安全检查和通信等领域具有广泛应用前景。传统THz成像系统受限于较长的波长及波段内缺乏高透射率天然材料的限制,其在分辨率和灵敏度方面存在显著不足,难以满足高精度与痕量检测的技术需求。超表面由亚波长尺度的结构单元构成,可通过对电磁波相位、振幅及偏振的调控,实现对THz波传播的精确控制,突破传统光学系统的衍射极限,为THz超分辨率成像提供了解决思路。本文综述了超表面在THz超分辨率成像中的最新研究进展,重点阐述了多种超表面结构类型的设计原理及应用表现。共振结构通过在特定频率下的局域场增强实现高对比度成像;梯度相位结构通过相位渐变实现THz波的精确引导;多层超表面则依托叠层设计实现对相位与振幅的复杂调控;亚波长光栅凭借精细的波前控制能力在超分辨率成像中表现出优越性能;而超材料反射阵列则在无需透镜的条件下实现高分辨率的波前调制。探讨了实现高效THz超表面的关键设计要素,包括结构设计策略、材料选取及相位与振幅的精确调控方法,并分析了优化设计与新型材料在提升THz成像性能及拓展其应用范围方面的潜力。此外,针对当前THz成像中超表面技术面临的制造工艺复杂性、系统兼容性不足及材料响应限制等挑战,提出了未来的研究方向,主要包括:一是开发新型低损耗材料,以提升THz波的传输效率和相位控制能力;二是结合人工智能,优化超表面的设计和性能;三是推动系统集成与微型化,开发便携式THz成像设备,拓展其在高精度成像、医疗诊断和安全检查等领域的应用。随着新材料、智能设计和微型化技术的不断进步,THz超表面技术有望在未来实现更广泛的应用,推动高精度成像和便携式设备的普及,为科学探索和工业创新开辟新的可能性。 展开更多
关键词 太赫兹成像 超材料 超表面 超分辨率成像 波前调控
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哈特曼传感器检测微透镜波前方法
10
作者 杨伟斌 王春艳 +4 位作者 张为国 王金玉 夏良平 杜春雷 孙昊 《应用光学》 北大核心 2025年第2期380-387,共8页
随着微透镜的广泛应用,微透镜光学性能的快速检测是使用者和加工人员亟待解决的关键问题。提出利用哈特曼波前传感器来检测微透镜波前,从而快速表征其光学性能。为了验证该方法的可行性,设计了利用哈特曼传感器测量微透镜波前的总体方案... 随着微透镜的广泛应用,微透镜光学性能的快速检测是使用者和加工人员亟待解决的关键问题。提出利用哈特曼波前传感器来检测微透镜波前,从而快速表征其光学性能。为了验证该方法的可行性,设计了利用哈特曼传感器测量微透镜波前的总体方案,搭建了测量实验系统,并对测量的误差源进行了分析。结合实验方案,研究质心提取算法、Zernike多项式波前重构算法,保证光斑质心提取精度及波前重构精度,并分析了待测透镜孔径衍射对波前检测精度的影响。结合200μm的凸透镜进行波前检测实验,得到了其波前误差和初级像差信息,为微透镜光学性能的快速检测提供了一种全新的思路。 展开更多
关键词 微透镜 哈特曼传感器 质心提取 波前重构 光学性能
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Zernike多项式波前畸变校正研究进展
11
作者 梁静远 张馨文 +1 位作者 柯程虎 柯熙政 《光通信技术》 北大核心 2025年第2期49-56,共8页
光波在大气中传输时,受湍流影响,会产生不同程度的波前畸变。自适应光学系统通过相位共轭原理将畸变波前恢复成接近理想光的状态,从而实现波前畸变校正。Zernike多项式在圆域展开的低阶模式与Seidel像差一致,通过特定的算法产生共轭相位... 光波在大气中传输时,受湍流影响,会产生不同程度的波前畸变。自适应光学系统通过相位共轭原理将畸变波前恢复成接近理想光的状态,从而实现波前畸变校正。Zernike多项式在圆域展开的低阶模式与Seidel像差一致,通过特定的算法产生共轭相位,可实现波前畸变的有效校正。系统阐述了Zernike多项式理论及波前探测/无波前探测两类自适应光学系统,详细分析了基于Zernike多项式的8种波前畸变校正算法工作原理,并指出了各种算法的校正效果和优缺点。 展开更多
关键词 波前校正 波前畸变 ZERNIKE多项式 自适应光学系统
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扩展Nijboer-Zernike衍射模型约束的非监督神经网络的波前检测方法
12
作者 李金婷 王斌 +1 位作者 董磊 李硕 《液晶与显示》 北大核心 2025年第7期1036-1045,共10页
光学系统的在位像差检测对于光学系统的加工装调、光刻机的研制、空间相机的在轨调整等方面都有着重要的意义。传统的光学系统在位检测方法,如相位恢复(Phase Retrieval,PR)、相位差异(Phase Diversity,PD)在特定条件下表现出色,但面对... 光学系统的在位像差检测对于光学系统的加工装调、光刻机的研制、空间相机的在轨调整等方面都有着重要的意义。传统的光学系统在位检测方法,如相位恢复(Phase Retrieval,PR)、相位差异(Phase Diversity,PD)在特定条件下表现出色,但面对大数值孔径或者不满足光学系统奈奎斯特频率下界等复杂条件时存在局限性。因此,本文提出了一种使用扩展Nijboer-Zernike衍射物理模型与深度神经网络相结合的方法。首先,构建具有SE(Squeeze-and-Excitation)注意力机制的深度残差网络。其次,建立从强度图像点扩散函数(Point Spread Function,PSF)到相位分布的映射关系,实现对衍射光强的特征提取和相位描述的系数预测。最后,将预测的系数与扩展泽尼克法(Extended Nijboer-Zernike,ENZ)衍射模型结合起来得到预测的PSF图像,以实现对光学系统的波前检测。实验结果表明,所提方法在光学系统数值孔径(Numerical Aperture,NA)较大且不满足奈奎斯特采样的情况下,真实波前图像与重构波前图像之间的残差波前均方根值(Root Mean Square,RMS)为0.02λ左右,优于其他方法。该方法是一种非监督方法,不仅减少了对大量训练数据的依赖,还提高了波前检测的准确性。 展开更多
关键词 波前检测 扩展泽尼克法(ENZ) 深度学习
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基于哈特曼波前探测的显微物镜像差检测方法研究
13
作者 布一帆 邹有云 +3 位作者 杜文杰 邓杰 葛鑫磊 马剑强 《光电工程》 北大核心 2025年第7期123-132,共10页
显微物镜的光学性能决定显微成像质量,这对波前像差检测具有重要意义。因此,提出一种基于哈特曼波前传感器的显微物镜像差检测方法。该方法可利用双球面法标定系统误差,实现显微物镜像差的检测。建立仿真模型并模拟分析,结果表明,该方... 显微物镜的光学性能决定显微成像质量,这对波前像差检测具有重要意义。因此,提出一种基于哈特曼波前传感器的显微物镜像差检测方法。该方法可利用双球面法标定系统误差,实现显微物镜像差的检测。建立仿真模型并模拟分析,结果表明,该方法测量的显微物镜像差与实际像差近似相等,验证了该方法的有效性。搭建实验装置并对显微物镜进行像差检测,结果表明,物镜的均方根值(RMS)检测精度≤10 nm,重复性精度<0.3 nm,验证了该方法的可行性,为中低倍数显微物镜波前像差检测提供了一种检测方法。 展开更多
关键词 波前像差检测 哈特曼波前传感器 绝对检测技术 显微物镜
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VLSI计算模型上二维DFT的Wavefront阵列
14
作者 田泽荣 成礼智 《湖南师范大学自然科学学报》 EI CAS 北大核心 2002年第1期28-30,共3页
给出了基于VLSI计算模型的二维DFT(离散富里叶变换 )的阵列算法及其处理流程图 ,在此基础上 ,利用矩阵乘的Wavefront阵列 ,提出了二维DFT的Wavefront阵列计算结构 ,并与其Systolic阵列进行了比较 ,得出了二维DFT的Wavefront阵列优于其Sy... 给出了基于VLSI计算模型的二维DFT(离散富里叶变换 )的阵列算法及其处理流程图 ,在此基础上 ,利用矩阵乘的Wavefront阵列 ,提出了二维DFT的Wavefront阵列计算结构 ,并与其Systolic阵列进行了比较 ,得出了二维DFT的Wavefront阵列优于其Systolic阵列的结论 . 展开更多
关键词 二维DFT VLSI计算模型 wavefront阵列 Systolic阵列 离散富里叶变换 矩阵乘 阵列结构
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用于超分辨成像的低波前畸变二向色镜的研制
15
作者 黄宏宇 王瑞生 +3 位作者 林晓敏 梁显鹏 董明 袁泉 《光子学报》 北大核心 2025年第1期136-143,共8页
为满足超分辨荧光检测系统中高精度成像及快速检测的需求,研制了双波段低波前畸变二向色镜。通过研究退火温度对Ta_(2)O_(5)与SiO_(2)材料膜层应力的影响规律,反演拟合出两种材料膜层应力抵消时的膜层厚度比与退火温度关系式;基于拟合... 为满足超分辨荧光检测系统中高精度成像及快速检测的需求,研制了双波段低波前畸变二向色镜。通过研究退火温度对Ta_(2)O_(5)与SiO_(2)材料膜层应力的影响规律,反演拟合出两种材料膜层应力抵消时的膜层厚度比与退火温度关系式;基于拟合结果设计了一种双波段低波前畸变的膜系结构,通过退火法实现双波段低波前畸变二向色镜的制备。经测试,采用2 mm厚度的石英基底,光谱测试结果为T_(avg)>97%@504~544 nm、T_(avg)>97%@588~800 nm,T_(abs)<2%@450~491 nm、T_(abs)<2%@556~566 nm,波前畸变(反射PV值)测试结果为0.087λ。 展开更多
关键词 光学薄膜 二向色镜 波前畸变 退火 超分辨成像
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近红外电介质聚焦超表面透镜的设计与研究
16
作者 李耀东 白晶 +4 位作者 王进 孟腾飞 李江丹 司珂军 王莉 《激光杂志》 北大核心 2025年第6期36-43,共8页
超表面是一种通过设计单元散射体结构,可以实现灵活操控波前的人工设计超材料。本研究设计了基于几何相位的Si椭圆纳米柱六边形阵列超表面透镜,通过时域有限差分法计算了纳米柱结构产生的相移并优化了其结构单元参数,选用L=600 nm、W=24... 超表面是一种通过设计单元散射体结构,可以实现灵活操控波前的人工设计超材料。本研究设计了基于几何相位的Si椭圆纳米柱六边形阵列超表面透镜,通过时域有限差分法计算了纳米柱结构产生的相移并优化了其结构单元参数,选用L=600 nm、W=240 nm和H=955 nm结构单元构成的超表面透镜实现了近红外波段1 350 nm波长处圆偏振光的聚焦。该透镜数值孔径为0.9,聚焦光斑对称分布。聚焦光场强度曲线的半峰全宽(FWHM)值为802 nm,接近理论衍射极限。最后详细讨论了不同纳米柱高度H、设计焦距f和入射光波长λ对超表面透镜聚焦光场特性的影响。以超表面透镜为代表的超表面光学元件将极大拓宽微光学和集成光学的应用领域,推动光学系统在小型化和性能优化方面的发展。 展开更多
关键词 超表面 Pancharatnam-Berry相位 波前操作 圆偏振光聚焦
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基于波前传感器的振动信号面阵遥感探测研究
17
作者 罗鸿声 罗权 +2 位作者 袁靖 苏金善 江伟 《激光杂志》 北大核心 2025年第6期60-70,共11页
振动信号的遥感探测在地质勘探和地震监测中具有重要应用。基于此,本研究发展了一种基于波前传感器的激光遥感系统,可在目标区域内实现地震波的面阵探测。为优化探测效果,建立了激光衰减模型、面阵推扫探测模型及激光功率反射模型。为... 振动信号的遥感探测在地质勘探和地震监测中具有重要应用。基于此,本研究发展了一种基于波前传感器的激光遥感系统,可在目标区域内实现地震波的面阵探测。为优化探测效果,建立了激光衰减模型、面阵推扫探测模型及激光功率反射模型。为验证系统的空中动态探测能力,在200 m飞行高度上使用70 mW的连续635 nm波长的激光器照射目标区域。实验结果表明,地面不同位置的振动信号与波前传感器中的微透镜阵列之间存在一对一对应关系。与传统方法相比,该系统具备实时处理地面振动数据的优势,可快速分析并提取地震波关键特征。采用11×11微透镜阵列配置时,探测覆盖面积达1.2 m^(2),实现了对较大区域的有效面阵探测。 展开更多
关键词 激光遥感 振动信号 波前传感器 面阵探测
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基于哈特曼探测器的光学传递函数测量方法研究
18
作者 张黄轲 李子凡 +4 位作者 施文恺 毛红敏 陆焕钧 樊丽娜 曹召良 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第4期819-829,共11页
为实现光学传递函数的低成本、实时测量,本文提出基于哈特曼探测器的光学传递函数测量方法。首先,基于哈特曼探测器的测量波面,给出光学传递函数的测量方法。然后,设计传函测量光路,并给出焦深、像差和焦距的测量方法。同时,设计了物镜... 为实现光学传递函数的低成本、实时测量,本文提出基于哈特曼探测器的光学传递函数测量方法。首先,基于哈特曼探测器的测量波面,给出光学传递函数的测量方法。然后,设计传函测量光路,并给出焦深、像差和焦距的测量方法。同时,设计了物镜像差的标定光路,并给出标定方法。最后,搭建实验光路,实现了单透镜的调制传递函数(MTF)、像差、焦距、焦深及色差的测量。结果显示,该方法实现了0~1°视场透镜的MTF测量;透镜的像散、慧差及球差分别为0.114λ、0.128λ和0.02λ;0°视场下透镜的色差在红、绿、蓝三个波长下分别为0.047λ、0.055λ、0.048λ,1°视场下增长到0.117λ、0.176λ和0.154λ;焦深为0.454 mm,误差2%,焦距为74.6 mm,误差0.8%。结果表明该测量方法能够实现透镜的传函测量,为光学系统传函的低成本、实时测量提供技术途径。 展开更多
关键词 哈特曼探测器 光学传递函数 像差 焦距测量 色差
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Zernike多项式拟合人眼波前像差研究进展
19
作者 舒衍 柯程虎 柯熙政 《激光技术》 北大核心 2025年第5期769-776,共8页
随着眼科手术和视觉矫正技术的发展,对人眼波前像差的准确描述和分析变得尤为重要。从人眼波前像差的形成机理及其Zernike多项式的数学表达人手,综述了Zernike多项式在拟合人眼波前像差方面的国内外研究进展,介绍了波前像差的测量方法、... 随着眼科手术和视觉矫正技术的发展,对人眼波前像差的准确描述和分析变得尤为重要。从人眼波前像差的形成机理及其Zernike多项式的数学表达人手,综述了Zernike多项式在拟合人眼波前像差方面的国内外研究进展,介绍了波前像差的测量方法、Zernike多项式系数的计算方法以及不同瞳孔直径下系数的统计特性,总结了不同项Zernike像差对人眼成像质量的影响,最后展望了该领域的未来发展方向。 展开更多
关键词 测量与计量 ZERNIKE多项式 人眼波前像差 人眼成像质量
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基于波前相位方向横向各向同性介质的快速纵横波场分解
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作者 方鑫宇 姚刚 +3 位作者 郑青青 张平民 吴迪 钮凤林 《地球物理学报》 北大核心 2025年第4期1472-1486,共15页
各向异性波场分离不仅可以识别复杂介质中的纵横波,还可以提高逆时偏移成像的质量和全波形反演的精度.因此,研究各向异性波场分离很有意义.基于伪亥姆霍兹分解算子可以很好的实现各向异性波场的纵横波分离,然而,这类方法普遍需要在空间... 各向异性波场分离不仅可以识别复杂介质中的纵横波,还可以提高逆时偏移成像的质量和全波形反演的精度.因此,研究各向异性波场分离很有意义.基于伪亥姆霍兹分解算子可以很好的实现各向异性波场的纵横波分离,然而,这类方法普遍需要在空间域对矢量各向异性泊松方程进行求解,因此,计算量较大.为了提高计算效率,本文提出了基于波前相位方向的垂直横向各向同性(Vertical Transverse Isotropy,VTI)介质纵横波场高效分解方法.该方法在波数域对各向异性泊松算子的倒数进行一阶泰勒近似从而构建新的辅助波场.在空间-波数域使用快速傅里叶变换对辅助波场进行求解,显著提高了纵横波解耦的计算效率.同时,为了保证波场分离的精度,本文采用基于波前相位方向的一阶伪亥姆霍兹分解算子实现纵横波分离.数值算例和理论分析表明本文方法与大多数波场分离方法相比,很好的平衡了波场分离精度和计算效率的问题,既能保证波场分离的精度,又能大幅提高计算效率. 展开更多
关键词 横向各向同性介质 伪亥姆霍兹分解 波前相位方向 空间-波数域 辅助波场
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