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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 33 期 24，2025 2025年第33卷第24期

  • 现代应用光学

    “光学相控阵技术在自由空间通信、激光雷达等领域取得新进展，有望实现更广泛应用。”

    白晨旭, 李拓, 朱科建, 严巍

    DOI：10.37188/OPE.20253324.3785
    摘要：光学相控阵技术基于相干合成原理，可实现自由空间光束的高精度指向和快速偏转。其无需机械部件，在自由空间通信、激光测距传感、激光雷达等领域具有广泛应用潜力，尤其在无人驾驶和军事领域优势明显。本文综述了光学相控阵技术的研究现状，探讨了液晶相控阵、光纤相控阵、基于电光材料的光学相控阵以及基于高折射率对比度集成光波导的光学相控阵等四种主要技术路线。文章综合比较了各类光学相控阵技术的优劣，分析了其在不同应用场景中的优势与挑战，并对未来发展方向进行了前瞻性展望。整体而言，光学相控阵技术正朝着高响应速度、低功耗、大扫描角度、小体积和高集成度的方向发展，有望在激光雷达、成像、自由空间通信等领域实现更广泛的应用。  
    关键词：光学相控阵;液晶;光纤;电光材料;集成光波导   
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    更新时间：2026-01-14
    “在辐射监测领域，专家研制出10 mW量级的辐射功率标准，解决了太阳辐射监测仪精度验证难题，为气候变化等研究提供技术支撑。”

    衣小龙, 王哲, 贾瑞栋, 周军, 叶新, 杨东军, 方伟, 徐楠, 刘志伟, 董航, 兰亮, 邢倡基

    DOI：10.37188/OPE.20253324.3814
    摘要：溯源至国家辐射功率基准的传递探测器动态范围小于1 mW，远低于太阳辐射监测仪测量目标功率，无法检验太阳辐射监测仪的绝对精度。为扩展辐射功率标准动态范围，研制动态范围10 mW的比对探测器，研究了传递探测器对比对探测器的高功率定标方法，解决了缺少高功率辐射功率标准的问题。首先，以中国国家计量院低温绝对辐射计为基准，在0.5 mW量级下对传递探测器的功率响应度进行高精度定标。其次，通过构建可溯源至SI的标准传递链路，在小功率量级下用传递探测器测量标准传递链路分束比，测量重复性达到0.009 5%。然后，在大功率量级下，利用标准传递链路和传递探测器，标定比对探测器响应度。最后，进行比对探测器的线性度、面均匀性、角均匀性、真空空气一致性等误差的实验检测及分析，合成得到高功率辐射功率标准的不确定度。实验结果表明：比对探测器在10 mW量级的响应度为0.508 43 A/W，测量重复性达到0.003 1%，在9.7~10.4 mW范围内响应度变化不超过0.01%，合成不确定度为0.031%，从而可通过比对探测器可建立10 mW量级的辐射功率标准，满足太阳辐射监测仪的比对验证需求。本研究不仅解决了太阳辐射监测仪等大动态辐射测量仪器的精度验证及比对定标难题，也为统一辐射标度提供关键技术基础，为气候变化、辐射收支及太阳能高效开发等研究领域提供支撑。  
    关键词：辐射定标;陷阱探测器;太阳总辐照度;绝对辐射测量   
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    更新时间：2026-01-14
    “在低轨卫星光度特性研究领域，专家建立了定量评估框架，为天文观测干扰规避提供理论依据和数据参考。”

    艾宏旭, 纪珍辰, 赵若彤, 韩圆, 姚家琦, 王文杰, 李文, 孙志斌

    DOI：10.37188/OPE.20253324.3823
    摘要：为精确建模低轨卫星星座的光度特性并评估其对地基观测的干扰影响，本文以Starlink卫星为代表，系统研究了其光度模型、观测几何特征及对天文观测的影响规律。首先，基于NEOSSat天基观测数据，建立了昼侧与夜侧光度模型，定量描述了卫星亮度随相位角变化的特征。其次，结合星座轨道参数与光学几何关系，提出了一种融合天基测光与地基仿真的高效评估方法，综合考虑卫星反射亮度、曝光时间和拖尾效应，构建了卫星尾迹数量的预测模型。最后，搭建地基多视场观测实验系统，通过单视场与双视场对比实验，验证了不同探测星等极限和视场条件下的观测能力。结果表明，Starlink卫星的平均视星等约为6.9±0.9等，昼侧与夜侧模型的拟合优度分别为R²=0.54和0.85；卫星尾迹数量与曝光时间呈近线性关系。地基实验显示，双视场系统在相同条件下的可观测目标数约为单视场的两倍，有效提升了空间目标探测范围。该研究建立了多源观测融合的低轨卫星光度定量评估框架，为地基天文台优化观测策略与制定干扰规避方案提供了理论依据和数据参考。  
    关键词：低轨卫星;光度模型;天基观测;地基观测;多视场观测   
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    更新时间：2026-01-14
    “在地下空间三维重建领域，专家提出了融合单线激光雷达与深度相机的空洞补全方法，有效提升了三维重建的完整性与可靠性。”

    杨洪涛, 庞好男, 黄昌九, 范瑞琳, 梁光磊

    DOI：10.37188/OPE.20253324.3835
    摘要：针对地下空间三维重建中因光照不均、强光、弱光、尘雾及遮挡等复杂环境干扰造成的点云空洞问题，本文提出了一种融合单线激光雷达与深度相机的空洞补全方法。首先通过联合标定建立两传感器的时空一致性关系，利用残差回归实现深度相机点云的结构保持型降噪，再基于加权频谱熵（Weighted Spectral Entropy ，WSE）评估切片连续性，动态筛选优势切片并进行自适应融合，以补全因环境干扰产生的空洞区域。为验证方法的有效性，在弱光（5 lux）、强光（10 000 lux）、强光+尘雾及渐变干扰四种干扰条件下，选取五种深度学习补全方法以及多线激光雷达替代方案进行对比实验。结果表明，本文方法在四种工况下的Chamfer Distance （CD）和Earth Mover's Distance（EMD）均优于对比方法，CD分别降低85.82%，82.64%，82.39%和83.33%，EMD分别降低90.68%，86.41%，88.19%和89.08%；且尺寸误差小于20 mm。研究结果表明，该方法在复杂地下工况下保证测量精度的同时具有显著的空洞补全优势，能够有效提升三维重建的完整性与可靠性。  
    关键词：深度相机;单线激光雷达;数据融合;三维重建;点云空洞补全   
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    更新时间：2026-01-14
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