昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093
提出了一种基于粒子群优化的融合方法，旨在解决图像融合过程中可能出现的光谱信息和空间细节信息损失、融合图像不清晰等问题。首先对原始图像进行预处理，以获取图像各通道的边缘检测矩阵；其次，利用最小二乘法计算光谱覆盖系数，以获取细节图像；最后自适应注入模型框架，引入加权矩阵，利用粒子群优化算法和综合全局相对误差（ERGAS）指数函数优化边缘检测的权重，计算数据集波段权重，生成最终的融合图像。选取了不同分辨率的遥感卫星影像（WorldView-2、GF-2和GeoEye）进行了研究，并采用5种不同融合方法进行对比实验，选用6种评价指标进行定量分析。结果表明，所提方法在主观视觉效果以及平均梯度和空间频率等客观定量评价指标上表现优于其余方法，在保留光谱和空间信息方面也取得了较好的融合效果。
图像融合 多光谱与全色图像 最小二乘法 粒子群优化 边缘检测权重 激光与光电子学进展
2024, 61(8): 0828002
Author Affiliations
Abstract
1 National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
2 Department of Physics and Chemistry, PLA Army Academy of Special Operations, Guangzhou 510507, China
3 Zhengzhou Research Institute of Harbin Institute of Technology, Zhengzhou 450000, China
We demonstrate a high power, Er:LuAG single-longitudinal-mode laser in an anti-misaligned resonator. Based on the Faraday effect, a 1.61 W single-longitudinal-mode (SLM) laser is obtained with the double corner-cube-retroreflector (CCR) structure, and the tunable wavelength is 1649.2–1650.3 nm. Additionally, we investigate the anti-misalignment characteristics when the CCR moves and rotates along the optical axis. Furthermore, by utilizing the Er:LuAG amplifier, the maximum 2.32 W single-longitudinal-mode laser at 1649.6 nm is achieved. The beam quality factors M2 of the 2.32 W Er:LuAG single-longitudinal-mode laser are 1.23 and 1.25 along the horizontal () and vertical () directions, respectively.
Er:LuAG single-longitudinal-mode laser Faraday effect MOPA system double corner-cube-retroreflector resonator Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 021401
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230151
苏州科技大学材料科学与工程学院, 江苏 苏州 215009
有机压致变色材料是一种在外界压力刺激下, 自身发光性能发生变化的智能材料, 在压敏元件、 信息存储显示、 压致传感等领域具有广阔的应用前景。 具有螺旋桨结构的三苯胺能够抑制分子间强的相互作用和紧密堆积, 在压致变色领域越来越受到关注。 以2-甲基蒽醌为原料, 经锌粉还原、 溴素溴化和钯催化的Suzuki偶联反应合成了一个以三苯胺为支、 蒽-2-甲基为核的新型化合物9,10-二［4-(N,N′-二苯基氨基)苯基］-2-甲基蒽(TPA-MA), 其结构经1H NMR, 13C NMR和MS表征, 采用紫外-可见吸收光谱、 荧光光谱、 X射线衍射光谱和密度泛函理论计算等研究了其溶剂效应和压致变色性能。 随着溶剂极性的增加, TPA-MA的紫外-可见吸收光谱几乎保持不变, 而荧光光谱峰位逐渐红移, 并且荧光强度呈现降低趋势。 Lippert-Mataga曲线和理论计算结果表明TPA-MA明显的溶剂效应是分子内电荷转移特性引起的。 同时, TPA-MA具有典型的压致变色性能。 在固态时其发射峰位于450 nm, 呈现比较强的蓝色荧光。 研磨后, 发射峰红移至466 nm, 并伴随荧光强度的降低。 研磨后的粉末置于二氯甲烷蒸汽中或加热至150 ℃, 又能恢复至原来的蓝色荧光, 具有循环反复性。 X射线衍射光谱表明TPA-MA的压致变色性能是晶体结构变化引起。 综合实验和文献报道, 蒽2-位甲基基团的引入可能进一步增大了TPA-MA分子扭曲构象, 抑制分子间相互作用, 使得晶体结构堆积更加疏松。 当外力作用时, 晶体结构容易被破坏, 分子结构趋于平面化, 增强分子内电荷转移特性, 导致TPA-MA发射峰红移并呈现荧光猝灭现象。
三苯胺 偶联反应 溶剂效应 压致变色 Triphenylamine Coupling reaction Solvatochromism effect Piezofluorochromism 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1776
红外与激光工程
2023, 52(9): 20230470
Author Affiliations
Abstract
1 National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin, China
2 Department of Physics and Chemistry, PLA Army Academy of Special Operations, Guangzhou, China
3 Institute of Laser Engineering, Faculty of Materials and Manufacturing, Beijing University of Technology, Beijing, China
A high-energy, alignment-insensitive, injection-seeded Q-switched Ho:yttrium aluminum garnet (YAG) single-frequency laser is developed. Both the slave Q-switched laser and the seed laser are Ho:YAG ring lasers based on a pair of corner cubic reflectors. The seed laser has an available power of 830 mW at 2096.667 nm. At 100 Hz, the Q-switched Ho:YAG laser provides a single-frequency pulsed output using injection-seeded technology. The 7.3 mJ single-frequency pulse energy from the slave laser has a pulse width of 161.2 ns and is scaled to 33.3 mJ after passing through the Ho:YAG single-pass amplifier. According to the measurement results of the heterodyne beating technique, the single-frequency pulse has a half-width of 4.12 MHz.
alignment insensitivity corner cubic reflector high energy injection seeding single frequency High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(5): 05000e66
昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650032
遥感图像融合作为一种整合多光谱和全色图像所包含信息的有效方法，在国土空间规划和灾情检测等应用领域已成为一种强大的技术。针对非下采样剪切波变换（NSST）域的融合策略进行研究，提出一种新的NSST域遥感图像融合方法。首先对源图像进行NSST，将其分解为低频系数和多方向的高频子带；然后，引入基于平均谱半径（MSR）的图像特征加权机制，将能量属性和改进的拉普拉斯能量和进行加权并应用于低频系数融合，以解决能量保存和细节提取问题；其次，开发一种改进的双通道脉冲耦合神经网络，并结合由方向信息确定权重的加权自适应方法来对高频子带进行融合；最后，利用融合后的低频系数和高频子带进行重构，得到融合后的图像。通过GF-2、GeoEye和WorldView-3这3种不同分辨率的共48组卫星影像验证了该方法的有效性。与5种融合方法的对比实验表明，该方法在视觉感知和定量评价指标方面都能取得较好的效果。
遥感 图像融合 非下采样剪切波变换 双通道脉冲耦合神经网络 加权自适应 平均谱半径 激光与光电子学进展
2023, 60(10): 1028004
1 重庆邮电大学 工业物联网与网络化控制教育部重点实验室, 重庆 400065
2 重庆大学 光电工程学院, 重庆 400044
为了解决智能电网环境下输电线有害振动与工况检测传感器的供电及续航问题, 该文设计了一种压电式振动与磁场复合能量收集的防震锤。防震锤的主压电梁收集输电线振动能量, 副压电梁通过安装磁铁收集输电线电流产生的变化磁场能量, 摆脱了传统收集磁场能量时线圈的使用。对收集器进行有限元仿真分析与实验测试。结果表明, 收集器工作频带更宽, 比传统的单梁输出高54%, 主压电悬臂梁最大输出功率可达到874 μW, 副压电梁最大功率可达到683 μW。
智能电网 悬臂梁 压电效应 振动能量收集 电磁能量收集 宽频带 smart grid cantilever beam piezoelectric effect vibration energy harvesting electromagnetic energy harvesting wideband
1 长春理工大学电子信息工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学空地激光通信国防重点学科实验室，吉林 长春 130022
3 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
为解决机载激光通信中光电跟踪平台获得脱靶量存在滞后的问题，将协方差匹配技术与Sage-Husa自适应Kalman滤波相结合应用到脱靶量滞后补偿中。首先，通过Sage-Husa自适应Kalman算法补偿滞后的脱靶量，并引入遗忘滤波的思想降低过去的量测数据对现在的影响；然后，加入基于协方差匹配技术的判据，判据生效时更新噪声协方差阵，同时增大遗忘因子使量测先验协方差阵误差估计值与理论值更快地相容达到平衡，保证系统的实时性。在仿真中目标为等效正弦运动时改进的Kalman滤波比普通Kalman滤波降低了31.1%的预测误差。在实验验证中改进的Kalman滤波跟踪精度提高18.5%，实时性提高了18%，满足了控制系统对脱靶量滞后补偿的要求，使系统运行更稳定。
机载激光通信 脱靶量滞后 协方差匹配技术 自适应Kalman 遗忘因子 实时性 激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0706008
1 长春理工大学电子信息工程学院，吉林 长春 130012
2 长春理工大学空地激光通信技术国防重点学科实验室，吉林 长春 130022
为了解决机载激光通信平台在工作环境中，因自身运动姿态的变换、工作环境的不稳定、外界大气湍流等外界因素对跟踪系统的干扰问题，提出一种比例积分微分（PID）与自抗扰控制（ADRC）结合的算法，在线性的自抗扰环节加入PID控制算法，对系统进行仿真和实验测试。结果表明，改进型ADRC在跟踪精度、抗扰动能力和鲁棒性方面都优于传统ADRC，改进型ADRC在跟踪精度上约为6.8，传统ADRC的跟踪精度约为8，可以看出，改进型ADRC的跟踪精度较传统ADRC提高了15%左右。将改进型ADRC系统的控制算法代入实际的快反镜系统中也有良好的跟踪效果。
光纤光学与光通信 快速反射镜 线性自抗扰控制 比例积分微分控制 抗扰动 机载激光通信 激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0706007
