作者单位
摘要
西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室,西安 710024
对高密度差多层球壳结构件进行双能CT检测,需要研究同时基于高低能射线两套投影数据的图像重建方法。先分别重建再进行图像融合的方法,不能充分利用两种能量射线投影的互补信息,重建图像质量不高。针对高密度差多层球壳结构特征,通过设计限定投影扫描方式获取区域分布明确的高、低能射线投影正弦图,基于正弦图区域分割重组和交集数据等值化一致性处理实现双能投影数据融合,在此基础上完成图像重建。根据以上设计归纳出基于投影融合的多层球壳双能CT重建算法,仿真结果表明算法可行,且重建结果明显好于基于图像融合的方法。
双能CT检测 图像重建算法 多层球壳 仿真研究 dual energy CT image reconstruction algorithm multilayer shells simulation research 
强激光与粒子束
2023, 35(10): 104006
作者单位
摘要
1 中国科学院 西安光学精密机械研究所,西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
3 西北核技术研究所,西安 710024
为提高X射线探测器的标定精度,在荧光X射线源的基础上,提出在荧光X射线出射通道设置滤光片的方法提高X射线纯度。通过蒙特卡罗建立仿真模型,分析了辐射体发生K层光电效应的概率与原子序数的关系,并得到荧光强度和纯度随滤光片厚度的变化曲线。在大气环境下,采用硅漂移半导体探测器测试了荧光X射线源的能谱分布和光子流量,分析X射线管管电压对光子流量和荧光纯度的影响。在辐射体材料为铜,滤光片(镍)厚度为0 μm、10 μm和30 μm时,测得的荧光X射线纯度分别为75.61%、85.38%和84.25%,光子流量分别为3425 phs/s、2023 phs/s和1192 phs/s,确认了滤光片厚度对荧光X射线纯度和强度的影响,为解决荧光X射线光源单色性不足难以对X射线探测器进行高精度标定的问题提供了方向。
荧光X射线源 滤光片 探测器标定 fluorescent X-ray source filter calibration of detector 
强激光与粒子束
2023, 35(9): 091007
Author Affiliations
Abstract
1 Zhejiang University, College of Information Science and Electronic Engineering, State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, Key Laboratory of Micro-Nano Electronics and Smart System of Zhejiang Province, Hangzhou, China
2 Westlake University, School of Engineering, Key Laboratory of 3D Micro/Nano Fabrication and Characterization of Zhejiang Province, Hangzhou, China
3 Institute of Advanced Technology, Westlake Institute for Advanced Study, Hangzhou, China
4 Institute of Microelectronics of the Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
5 Peking University, School of Physics, Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics, State Key Laboratory for Mesoscopic Physics, Beijing, China
Optical neural networks (ONNs), enabling low latency and high parallel data processing without electromagnetic interference, have become a viable player for fast and energy-efficient processing and calculation to meet the increasing demand for hash rate. Photonic memories employing nonvolatile phase-change materials could achieve zero static power consumption, low thermal cross talk, large-scale, and high-energy-efficient photonic neural networks. Nevertheless, the switching speed and dynamic energy consumption of phase-change material-based photonic memories make them inapplicable for in situ training. Here, by integrating a patch of phase change thin film with a PIN-diode-embedded microring resonator, a bifunctional photonic memory enabling both 5-bit storage and nanoseconds volatile modulation was demonstrated. For the first time, a concept is presented for electrically programmable phase-change material-driven photonic memory integrated with nanosecond modulation to allow fast in situ training and zero static power consumption data processing in ONNs. ONNs with an optical convolution kernel constructed by our photonic memory theoretically achieved an accuracy of predictions higher than 95% when tested by the MNIST handwritten digit database. This provides a feasible solution to constructing large-scale nonvolatile ONNs with high-speed in situ training capability.
phase-change materials optical neural networks photonic memory silicon photonics reconfigurable photonics 
Advanced Photonics
2023, 5(4): 046004
赖天舒 1,2,3刘怀广 1,2,3,*汤勃 1,2,3周诗洋 1,2,3
作者单位
摘要
1 武汉科技大学 冶金装备及其控制教育部重点实验室,湖北 武汉,430081
2 武汉科技大学 机械传动与制造工程湖北省重点实验室,湖北 武汉,430081
3 武汉科技大学 精密制造研究院,湖北 武汉,430081
太阳能电池片在生产过程中,因工序或材料原因会导致其存在缺陷。基于光致发光成像原理,提出了一种基于背景评估的太阳能电池片图像增强方法,以及一种基于形态特征和HOG特征融合的缺陷识别方法。首先分析了电池片缺陷的形态和位置特点,提出了缺陷两步分割法,对分割的缺陷提取多方向HOG特征,采取拉普拉斯特征映射法对HOG特征进行降维;然后融合长宽比、圆形度等形态特征;最后针对支持向量机(support vector machines,SVM)中的核函数和惩罚因子,采用粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)加以优化,改善了缺陷分类效果。应用所确立的算法对50幅图像进行检测,分类识别的准确率最高可达98.3%。将新算法与传统的SVM算法以及Le-Net网络等进行对比,可知新算法具有较高的识别准确率。
太阳能电池片 支持向量机 缺陷检测 特征压缩 粒子群算法 solar cells support vector machines defect detection feature compression particle swarm optimization algorithm 
应用光学
2023, 44(3): 605
刘源泂 1,2,3程管 1,2,3,*汤勃 1,2,3何茂征 1,2,3蒋国忠 4
作者单位
摘要
1 武汉科技大学机械自动化学院冶金装备及其控制省部共建教育部重点实验室,湖北 武汉 430081
2 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室,湖北 武汉 430081
3 武汉科技大学精密制造研究院,湖北 武汉 430081
4 江苏健龙岸电科技有限公司,江苏 宜兴 214200
圆球形辅助靶标的单目视觉测量系统中,光轴和球心不共线会使二维椭圆图像中心与实际球心成像坐标产生偏差,针对此,提出一种单目视觉的球形靶标球心成像坐标求解方法。首先,对单目成像系统进行标定,分析球心成像坐标与对应二维椭圆图像中心之间偏差影响因素,建立单目球心成像坐标求解模型。其次,采用改进Zernike矩方法实现对椭圆图像边缘亚像素的提取,仿真实验表明其椭圆中心定位精度提高了25.00%以上。最后,设计单目测量球形靶标距离实验方案,对不同间隔的球形靶标进行实验验证,结果表明所提方法求解的球形靶标移动距离与实际值的最大绝对偏差小于0.039 mm,满足单目视觉机器人系统目标定位精度、稳定性的要求。
视觉测量 球形靶标 球心定位 Zernike矩 机器视觉 
激光与光电子学进展
2023, 60(12): 1211005
作者单位
摘要
中国科学院微电子研究所 集成电路先导工艺研发中心,北京 100029
全球网络流量急速增长,数据传输所需带宽和能源消耗也随之快速增加,传统电子信息互联架构已无法满足日益增长的带宽和节约能耗的需求。硅基光电子技术具有带宽高、能耗低并且可以利用成熟的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术将光子集成电路和电子集成电路大规模集成在硅衬底上等优势,能满足下一代数据传输系统的迫切需求。2.5D/3D硅基光电子集成技术可以有效缩短光芯片和电芯片之间电学互连长度、减小芯片尺寸,从而减小寄生效应、提高集成密度和降低功耗。文章介绍了硅基光电子集成技术的不同方案和最新进展,并展望了硅基光电子芯片结合2.5D/3D集成技术在数据通信、激光雷达、生化传感以及光计算等领域的应用前景。
光通信 硅光 光电集成 2.5D/3D集成 硅通孔 转接板 optical communication silicon photonics electronic-photonic integration 2.5D/3D integration through-silicon-via interposer 
光通信研究
2023, 49(1): 1
作者单位
摘要
1 海军工程大学兵器工程学院,湖北 武汉 430033
2 中国人民解放军91388部队,广东 湛江 524002
3 中国人民解放军92578部队,北京 100161
分布反馈式光纤激光器水听器体积小、灵敏度高,便于复用成阵和布放回收,成为光纤水听器领域重要的一种技术路径。本文对分布反馈式光纤激光水听器国内外研究的探头封装结构及应用进行了综述,根据封装结构的特点,重点介绍了弯曲梁式、侧面压迫式、轴向拉压式三种主要的封装结构及其阵列应用。对国内外主要研究机构的研究指标进行分析,对比了分布反馈式光纤激光水听器不同封装结构的优缺点,并对分布反馈式光纤激光水听器阵列后续的技术发展进行了展望。
光纤光学 探头封装 分布反馈式光纤 光纤激光水听器 
激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0100002
作者单位
摘要
1 海军工程大学兵器工程学院,湖北 武汉 430033
2 中国人民解放军91388部队,广东 湛江 524002
3 中国人民解放军92578部队,北京 100161
为了探究膜片封装光纤激光水听器中光纤激光器产生弯曲振动的机理,首先基于梁的横向振动理论建立了光纤激光器弯曲振动模型,之后根据实际的封装结构进行了有限元仿真,分析了光纤激光器的固有频率与光纤激光水听器频响之间的定量关系,最后批量封装了光纤激光水听器,进行实验验证。仿真及实验结果表明:光纤激光器两端采用一体化硬固定方式易使光纤激光器发生弯曲振动;当光纤激光器的一阶固有频率落在工作频段内时,在谐振峰附近,光纤激光器的中心波长发生非均匀漂移,此时在远离谐振峰的频段内,水听器频响的平均值约为-135 dB,谐振峰值约为-125 dB。本研究为光纤激光水听器封装工艺的后续改进提供了参考。
光纤光学 膜片封装结构 弯曲振动 光纤激光水听器 预应力 
中国激光
2022, 49(7): 0706005
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, College of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310007, China
2 Institute of Microelectronics, Chinese Academic Society, Beijing 100029, China
3 Key Laboratory of 3D Micro/Nano Fabrication and Characterization of Zhejiang Province, School of Engineering, Westlake University, Hangzhou 310007, China
4 Institute of Advanced Technology, Westlake Institute for Advanced Study, Hangzhou 310023, China
As a promising spectral window for optical communication and sensing, it is of great significance to realize on-chip devices at the 2 µm waveband. The development of the 2 µm silicon photonic platform mainly depends on the performance of passive devices. In this work, the passive devices were fabricated in the silicon photonic multi-project wafer process. The designed micro-ring resonator with a 0.6 µm wide silicon ridge waveguide based on a 220 nm silicon-on-insulator platform achieves a high intrinsic quality factor of 3.0×105. The propagation loss is calculated as 1.62 dB/cm. In addition, the waveguide crossing, multimode interferometer, and Mach–Zehnder interferometer were demonstrated at 2 µm with good performances.
silicon photonics integrated photonics grating coupler multimode interferometer waveguide crossing 
Chinese Optics Letters
2021, 19(7): 071301
作者单位
摘要
火箭军工程大学, 西安 710025
研究了外部扰动下二阶多智能体系统时变编队跟踪问题。首先, 设计扩张状态观测器估计系统的外部扰动, 提出包含扰动补偿项的时变编队跟踪控制协议。接着,通过构造跟踪微分器设计编队向量生成模型, 改善系统对编队指令控制输入的响应过程。最后,给出编队可行条件并对控制协议作用下系统的稳定性进行了证明。通过对比仿真实验验证了理论成果。
自抗扰控制 时变编队跟踪 扩张状态观测器 跟踪微分器 active disturbance rejection control time-varying formation tracking extended state observer tracking differentiator 
电光与控制
2020, 27(7): 7

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