风云二号扫描辐射计可见杂散光的像元间差别

对风云二号扫描辐射计中与直射杂散光相关的边框进行球坐标和极坐标的变换，得出了可见光通道的杂散光定量化模板，并采用链表方式进行存储。通过理论计算和分析，确定了杂散光在不同像元间的分布趋势，对辐射计折镜的所有工作角度和各个像元的杂散光总量进行了定量的计算和统计。结论对探测器的布局调整、光机设计改进和图像处理方法消除杂散光提供了可靠的依据。     

高分辨率激光共焦显微成像技术新进展

共焦显微镜因其高分辨率和能三维立体成像的优点被广泛应用在生物、医疗、半导体等方面.文章首先分析了影响共焦显微镜分辨率的因素,主要有光源、探测器孔径和杂散光等;并结合这些因素介绍了双光子共焦显微镜、彩色共焦显微镜、荧光共焦显微镜、光纤共焦显微镜;然后从提高系统成像速度的方面介绍了波分复用共焦显微镜和频分复用共焦显微镜;最后分析了共焦显微镜的发展趋势.     

光学遥感卫星杂散光扫描测试系统

为了实际测量、验证光学遥感卫星的杂散光抑制能力,分析某些特殊卫星的成像轨道和时间特点,研制了一套基于7维大型机器人的光学遥感卫星杂散光扫描测试系统。根据卫星全年太阳照明几何条件,通过建立的光束扫描子系统各机构的控制方程构建照明光束的扫描位置、方位角（-90~+90）和俯仰角（-29~+42.5）,精度分别达到10 mm、0.2和0.1。消光子系统采用反射率低于1.5%（400~1 600 nm）的材料和大消光比结构,极黑目标模拟器消光比可达9.910-7。研制的光学遥感卫星杂散光扫描测试系统能够满足目前大部分光学遥感相机的杂散光测试、分析和验证要求。     

光学系统杂散光分析

杂散光是光学系统中所有非正常传输光的总称，杂散光对光学系统性能的影响因系统不同而变化。因此，在现代光学设计中，杂散光分析成为光学设计工作中的一个重要环节。杂散光产生的原因比较复杂，讨论了漏光和透射面残余反射引起的杂散光，针对漏光杂散光给出了高密度取样的分析方法，对于残余反射的杂散光建立了带能量因子的光线光学模型和光线二叉树的数据结构，在保证计算精度的同时减少了计算时间。对一个卡塞格林光学系统进行了漏光杂散光分析和光学表面残余反射杂散光的近轴与实际光线分析，得到减少杂散光的措施，达到了杂散光分析的目的。     

偏振光调制的扫描近场光学显微镜应用

本文利用电光调制技术结合反射式扫描近场光学显微镜，获得了可以对光的偏振方向进行调制的针尖发光远场接收反射光的近场显微镜。对原有的Topometrix Aurora NSOM系统作了较大的改进。采用音叉(tuning fork)检测光纤探针与样品间的剪切力取代了原有的光学法振动检测，避免了杂散光干扰。观察了(Ba0.5Sr0.5)TiO3薄膜和LiTaO3晶体表面的电畴结构。横向分辨率约为50nm。观察说明，反射式扫描近场光学显微镜适合研究固体表面的电畴结构，可获得光学衬度较好的电畴分布图像。与形貌图像相比电畴与形貌无关。     

基于二维函数PST的离轴四反系统杂散光分析

离轴四反系统是顺应多光合一机载观瞄系统未来发展的光机核心部件。该类型系统容易受到视场外部强杂散光的影响,系统杂散光的点源透射率(PST)一般要求不大于10^-4量级,因此,对系统PST进行全方位扫描计算是分析和抑制其杂散光的关键。针对系统的非对称性,将PST作为随杂散光入射空间水平角和垂直角变化的二维函数,用以评价外部杂散光的影响,同时建立了水平角、垂直角与光机建模所需绕坐标轴旋转的过程量的对应转换关系,编制了仿真控制程序,通过调用LightTools软件实现杂散光的自动追迹和PST的二维扫描计算。对多光合一离轴四反系统,计算了整个入射半球空间内、所有方向的杂散光对应的PST分布情况,从而筛选出对机载观瞄应用影响较大的三路杂散光,寻找到其传输的路径和关键表面。基于此,设计了内部遮光罩和挡光环,优化系统内部的杂散光陷阱结构,使得系统的PST峰值由原来10^-1量级降低至10^-4量级,在规避角范围以外小于10^-7,可满足机载光电观瞄系统的使用要求。为离轴四反系统杂散光分析及抑制提供了依据。     

圆锥扫描中波红外光学系统的参数检测

介绍了圆锥扫描中波红外光学系统的参数检测的方法和基本原理,探讨了测试系统的调校方法,并针对系统装调和测试过程中成像不理想的问题,利用FRED软件进行了杂散光分析。通过分析发现,红外平行光管上的星孔基片上的高反金属膜产生的杂散光是造成弥散斑不清晰的主要原因,通过紧贴星孔外表面安装一个同心云母片抑制了该杂散光。此外,若圆锥扫描中波红外光学系统的校正镜镀膜透过率不够高,则会在红外探测器焦平面的4个角上产生规则形状的杂散光,可以在图像处理时通过软件程序算法来剔除其影响。最后进行了精度测试,测试结果表明:所研制的圆锥扫描中波红外光学系统的参数检测系统满足各项精度指标要求。     

LAMOST高分辨率光谱仪杂散光分析

为了提高LAMOST-HRS（Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopy Telescope-High Resolution Spectrograph）光谱分辨率以及光谱仪效率,并建立一套可在仪器概念设计阶段分析杂散光的方法,开展了在不进行BSDF测量的前提下,对系统杂散光建模、分析的研究。首先根据粗糙度测量数据计算关键参数,构建Harvey散射模型。接着通过显微镜观察光学面,由MATLAB进行图像处理获取最大颗粒直径,构建颗粒污染散射模型。然后导入光谱仪镀膜、光学元件、机械结构。对机械结构进行简化以提高分析效率。最后预估杂散光背景,分析杂散光路径与组成。结果表明,LAMOST-HRS杂散光主要由光学面散射引起,杂散辐射率为2.55%,信噪比为16.01 dB,达到设计指标要求。     

手持式拉曼光谱仪探头系统的杂光抑制新方法

手持式拉曼光谱仪的探头系统为光照明和光收集共光路系统,由此产生了除瑞利散射杂散光之外的由于照明激光多次反射的杂散光,成为此类探头系统必须解决的问题。根据获得的实际样机的结构数据,运用实际光线追迹的方法,通过建立合理的杂散光分析模型和理论计算,获得了杂散光聚焦大小和位置、出射方向、到达狭缝处能量大小等信息。根据对杂散光的分析,提出了在探头系统中采用黑点板遮挡杂散光的新方法,并确定了黑点板的大小和位置。光学仿真分析结果表明,此方法对激光反射杂散光的抑制水平达到10-13数量级,满足手持式拉曼光谱仪系统对杂散光的抑制要求。采用黑点板技术,还可以将到达滤光片上的入射角大于2°的约50%的激光反射光滤除。     

基于激光扫描的杂散光数据传输优化方法

为了避免杂散光降低成像的质量，提出了基于激光扫描的杂散光数据传输优化方法。分析激光扫描过程中杂散光的来源，构建杂散光校正矩阵，通过抑制杂散光，避免杂散光在系统成像过程中产生影响，提高成像质量。度量激光扫描成像数据信息的码元相似性，并提取其特征，通过IIR滤波算法进一步处理，完成成像数据优化传输。实验结果表明，所提方法对杂散光的抑制能力强，数据传输吞吐量高，可将传输时延控制在10 s内，网络利用率为87%。     

Zero-dispersion wavelength mapping in short single-mode optical fibers using parametric amplification

We demonstrate a novel convenient nondestructive method based on optical parametric amplification that allows retrieval of the zero-dispersion wavelength map along a short optical fiber span with a high-spatial resolution. The improved resolution relies on the high sensitivity to the local longitudinal dispersion fluctuations of the parametric high-gain spectrum.     

Characteristics of a waveguide method for measuring the surface-roughness parameters of smooth dielectrics

The main characteristics of a new method for measuring the surface-roughness parameters are analyzed. The method is based on scattering of light in integrated optical waveguides. It is shown that, with the use of standard instruments, the new method provides for sensitivity and resolution unprecedented in optical methods.     

测量大数值孔径光学系统小光斑的方法

介绍了一种小孔扫描测量大数值孔径光学系统小光斑的方法。利用近场光学显微镜的光纤探针采样技术和压电陶瓷扫描技术 ,可对光学系统小光斑的光强分布进行高空间分辨的测量。由于光纤探针采样点的大小为几十纳米或更小 ,压电陶瓷扫描间距为几纳米或更小 ,因此该方法特别适合大数值孔径光学系统小光斑的测量。实验证明 ,采用该方法 ,测量的空间分辨率可达 5 0～ 10 0nm左右。     

基于BOTDA传感技术的空间分辨率研究

空间分辨率是BOTDA传感系统的一个重要参数,其主要取决于泵浦脉冲光的宽度。为了提高BOTDA系统的空间分辨率,在不改变泵浦脉冲光宽度的情况下,采用螺旋式盘绕传感光纤的方法,分析了布里渊散射传感原理,理论上分析采用螺旋式盘绕光纤对提高实际测量空间分辨率的影响。实验中泵浦脉冲光宽度为10 ns,BOTDA系统采样间隔为0.4 m。采用1 m长螺旋式盘绕传感光纤监测0.5 m管线轴向温度分布,监测空间分辨率为0.5 m。分析结果表明,采用螺旋式盘绕光纤更有利于提高监测管线温度场的空间分辨率。     

New approach to resolution limit and advanced image formationtechniques in optical lithography

Practical resolution, the minimum feature size with a depth of focus (DOF) required for LSI fabrication process, is analyzed. Dependence of practical resolution on various factors, such as optical system parameters (exposure wavelength λ, and numerical aperture NA), resist processes, and required DOF, is investigated. It is shown that practical resolution in the sub-halfmicrometer region is not improved, and may even be degraded, with increasing NA. Furthermore, resolution improvement by increasing NA becomes less effective as λ becomes shorter. This means that the high-resolution capability of high-NA/short-wavelength optics cannot be utilized to create fine-pattern LSIs. In order to overcome this limitation, the effectiveness of advanced image formation techniques, the phase-shifting method and the FLEX method, in practical resolution enhancement is investigated. It is experimentally verified, using a phase-shifting mask and the excimer laser stepper, that a pattern feature size less than 0.2 μm can be clearly delineated with sufficient focus latitude. These advanced techniques make it possible to overcome the resolution limitation of conventional optical lithography     

高密度光存储实现途径分析

随着光存储技术的发展,如何提高光盘存储密度备受关注.应用信道分析的方法,讨论了影响存储密度的因素和参量,提出光学系统分辨本领及光存储机理是其中最重要的因素.分别从缩短波长、增大数值孔径、超分辨以及缩小记录点、复用记录点及增加存储维度等角度总结了提高系统分辨能力、改变存储机理以提高光盘存储密度的途径.     

非线性波数域的高分辨扫频干涉层析成像

提出一种用于波数扫频干涉技术的超分辨层析重构方法,该方法适用于波数非线性采样情形。通过在非线性波数域中构造干涉频谱稀疏优化模型,在此基础上采用干涉频谱矩阵优化方法分离混叠层析干涉信号的相位场,解决因光源扫频带宽有限而导致的层析分辨能力不足问题。数值仿真计算出本文方法的层析分辨率为3.8μm,在光源同等带宽前提下,比传统变换域方法提升了87%。双层结构材料轮廓重构实验验证了本文方法的有效性。     

计算光学成像在散射中的应用

自然界中普遍存在光散射现象。如何通过散射介质实现高分辨率成像是光学成像领域亟待解决的重要问题。在早期研究中,多重光散射被认为是雾霾、云层、生物组织等复杂介质成像中的障碍。然而,最近研究表明,散射并不是成像的基本限制:光子在经过多次散射后仍然包含了大量信息。为了深入了解新兴的计算光学成像是如何解决多重光散射问题的,文中主要介绍了波前整形、散斑相关及深度学习等方法在散射成像领域中的研究进展。最新的研究成果表明:波前整形可以实现动态散射介质内部的高分辨率快速聚焦;散斑相关能够利用单帧散斑实现非侵入式成像;基于深度学习的成像技术能恢复出隐藏在光学厚度为13.4的白色聚苯乙烯平板背后的物体。     

Coherent optical beam forming with passive millimeter-wave arrays

Passive millimeter-wave imaging requires large apertures to achieve an angular resolution comparable to that of typical infrared imagers. Aperture synthesis offers a route to achieving high resolution without using a single large aperture, by interferometrically combining the signals from a number of smaller distributed apertures. In such a system the individual millimeter-wave signals must be transported to a common location with good phase fidelity and combined to form the image. This paper discusses a technique called coherent optical beam forming which performs optical transport of the up-converted millimeter-wave signal and direct image formation at the optical frequency. Proof of principle experiments are described that demonstrate coherent optical beam forming with a point source and a method of self-calibrating the array to remove phase errors