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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 10，2025 2025年33卷第10期

  • 现代应用光学

    “在平板玻璃平行度测量领域，提出了一种基于区域生长算法的干涉测量新方法，提高了检测效率和测量精度。”

    王明军, 黄一凡, 刘世杰, 李梁玮, 李蓬勃, 李俊达, 吴福林, 徐学科, 邵竹锋

    DOI：10.37188/OPE.20253310.1515
    摘要：为了实现平板玻璃平行度高精度、快速测量，提出了一种利用区域生长算法对干涉条纹图进行分割处理的测量新方法。采用菲索干涉仪采集平板玻璃前后表面反射产生的自干涉条纹，利用区域生长算法对采集的自干涉条纹进行区域分割，提取出自干涉条纹，统计出测量口径内的干涉条纹明条纹数目，从而实现平行度的测量。将区域生长算法与Sobel算法对比后发现，区域生长算法在干涉条纹提取方面表现更优。利用该算法对不同类型的干涉条纹进行测量，并将测量结果与ZYGO的测量结果对比，结果显示，基于区域生长算法的平行度测量误差小于1″。利用该图像处理的干涉测量方法，可以方便快速地对平板玻璃的平行度进行测量，提高了平板玻璃的检测效率，同时具有较高的测量精度。  
    关键词：平板玻璃;平行度;区域生长;干涉测量   
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    更新时间：2025-07-08
    “Bessel光束研究取得新进展，成功生成均匀和非均匀偏振态Bessel光束，为光学成像等领域技术进步提供新方案。”

    殷亮, 姚凯玲, 孙逊, 张婧千, 朱乐文, 杨浩杰, 高秀敏, 庄松林

    DOI：10.37188/OPE.20253310.1524
    摘要：Bessel光束因其独特的性质，在众多领域中具有广泛的应用。当前，研究者们正致力于开发能够动态控制偏振态的方法。然而，从单一入射光束中提取并控制任意阶偏振态模式一直是一个挑战。本文提出了一种基于光学笔模式提取原理的新方法，成功生成了均匀和非均匀偏振态的Bessel光束，从而克服了这一难题。该方法无需改变入射矢量光束的偏振态，而是直接从高阶矢量涡旋光束中提取出任意偏振模态的Bessel光束。利用光学笔技术，能够灵活地排列矢量Bessel光束的数量、位置、振幅和相位。实验结果与理论预测高度一致。这项研究不仅对深入理解 Bessel 光束的偏振特性具有重要意义，而且有望推动光学成像、光通信、粒子操纵等领域的技术进步。  
    关键词：模式提取;Bessel光;光学笔;均匀偏振;非均匀偏振   
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    更新时间：2025-07-08
    “最新研究发现，铝涂覆层光纤可实现血液温度和声阻抗的同步测量，为疾病早期诊断提供新方法。”

    侯尚林, 山航, 董洁, 武刚, 晏祖勇

    DOI：10.37188/OPE.20253310.1534
    摘要：本文基于铝涂覆层光纤中前向受激布里渊散射（Forward Stimulated Brillouin Scattering，FSBS）的温度和声阻抗的传感理论，探讨了涂层厚度对声学模式频率和线宽的影响，实现了温度和声阻抗的同步测量，提出了一种创新性、高灵敏度的血液中疾病检测方法。研究结果表明径向声模R0，m的频率和线宽变化与温度、声阻抗呈线性关系；不同涂层厚度的光纤对温度和声阻抗的灵敏度各异，光纤涂层厚度为3 µm和5 µm时分别具有最高的线宽声阻抗灵敏度3.90 MHz/（kg·mm²·s）和最高的频率温度灵敏度51.44 kHz/℃ ，温度和声阻抗的测量误差可低至0.015 ℃，0.033 kg/（mm2·s）和0.008 ℃，0.027 kg/（mm2·s）；涂层厚度偏差在±0.5 μm内，两种厚度涂层光纤的温度和声阻抗误差的变化范围分别是0.003~0.020 ℃，0.021~0.032 kg/（mm2·s）和0.003~0.009 ℃，0.004~0.058 kg/（mm²·s）。该传感系统可实现血液温度和声阻抗的实时监测，在检测区分血液的正常生理状态和多种病理状态（如高蛋白血症、贫血等）有着潜在应用价值，可为疾病早期诊断和精准医疗提供新的检测方法。  
    关键词：前向受激布里渊散射;铝涂覆层光纤;温度和声阻抗传感;血液监测;疾病诊断   
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    更新时间：2025-07-08
    “在深海探测领域，研究人员设计了基于推挽式结构的光纤水听器基元，实现了深海3000米处10Hz至2kHz水声信号的有效探测，为深海声波高灵敏可靠探测提供解决方案。”

    孙晓园, 光东, 邓草原, 俞本立

    DOI：10.37188/OPE.20253310.1550
    摘要：为了提高光纤水听器在深海环境中检测声波的灵敏度，设计了一种基于推挽式结构的深海光纤水听器基元，可以实现深海3 000 m处10 Hz~2 kHz目标水声信号的有效探测。首先，基于Michelson干涉仪介绍推挽式深海光纤水听器的构成与声压灵敏度理论，接着利用弹性力学理论分析声压转换机理，通过有限元方法模拟仿真水听器探头的弹性筒结构尺寸参数对声压灵敏度的影响，并针对水听器在深水环境下工作的稳定性进行了探究。根据计算结果分别制作了5组不同结构和制作工艺的光纤水听器基元。最后，通过高静水压灵敏度系统测试，模拟5组光纤水听器在深海3 000 m处的工作性能，验证水听器弹性筒的结构参数和制作工艺对其在深海环境中声压灵敏度的影响。实验结果显示，光纤水听器基元的结构和制作工艺可以显著地影响其在深海环境中工作性能和稳定性，经过结构参数和制作工艺优化后的光纤水听器在深海3 000 m处10 Hz~2 kHz频带范围下的水声信号的响应，其平均声压灵敏度可达到-127 dB re rad/µPa，相比优化前提高了7 dB re rad/µPa。综上所述，优化后的水听器基本满足深海高静水压下声波的高灵敏可靠探测要求。  
    关键词：光纤水听器;推挽式结构;声波灵敏度;深水耐压测试   
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    更新时间：2025-07-08
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