1 深圳技术大学 大数据与互联网学院,深圳 518118
2 深圳技术大学 中德智能制造学院,深圳 518118
3 深圳技术大学 新材料与新能源学院,深圳 518118
为了在被测物体部分被遮挡的情况下,仍能完整地测量出物体的表面形貌,提出了一种基于霍夫变换的多线结构光标记的光场3维成像系统。通过提取亚像素的条纹中心坐标进行投票,分析霍夫参数空间中的投票分布,设计了自适应范围投票和自适应窗口策略,无需对条纹级次编码也能够准确地确定对极平面图像中多根直线的参数。结果表明,该系统拟合平面的平均偏差为0.0096 mm,标准偏差为0.0074 mm,并利用光场成像中不同视角下物体的遮挡关系不一致,准确地恢复了被遮挡物体的完整表面形貌。这一结果对于解决3维测量过程中遮挡问题是有帮助的,该研究为获取完整和高效3维数据的测量方法提供了参考。
测量与计量 结构光场 霍夫变换 结构光 光场成像 measurement and metrology structured light field Hough transform structured light light field imaging
1 深圳技术大学中德智能制造学院，广东 深圳 518118
2 深圳技术大学大数据与互联网学院，广东 深圳 518118
研究了频谱受调制的修正圆Airy光束（MCAB）在单轴晶体中沿光轴的传播特性。与其他光束一样，左旋圆偏振（LHCP）的MCAB沿单轴晶体光轴传播时会激发拓扑电荷数为2的涡旋右旋圆偏振（RHCP）分量。MCAB在晶体传播时，LHCP分量和RHCP分量都会出现“突然自聚焦效应”，不带涡旋的LHCP分量在焦点附近形成实心光束，而RHCP分量由于具有涡旋相位而在焦点附近形成空心光束。单轴晶体的各向异性导致LHCP分量比涡旋RHCP分量更早出现最大光强。选择合适的频谱调制参数，MCAB的“突然自聚焦效应”强度约为普通圆Airy光束（CAB）的3.4倍；在晶体长度为10 cm的情况下，不带涡旋的LHCP分量转化为涡旋RHCP分量的效率可达43.28%，比普通CAB高约10%。
物理光学 光束传播 突然自聚焦 涡旋光束 单轴晶体
1 江西农业大学软件学院，江西 南昌 330045
2 江西农业大学计算机与信息工程学院，江西 南昌 330045
为了实现水稻害虫的快速、准确识别，提出了一种基于迁移学习和卷积神经网络相结合的水稻害虫识别方法。首先对水稻害虫图像进行平移、翻转、旋转、缩放等预处理，并按照害虫特征由人工分为稻纵卷叶螟、稻飞虱、二化螟、三化螟、稻蝗、稻象甲等6个类别。然后基于迁移学习方法，将VGG16模型在图像数据集ImageNet上训练得到的权重参数迁移到水稻害虫的识别当中，将VGG16的卷积层和池化层作为特征提取层，同时将顶层重新设计为全局平均池化层和一个softmax输出层，训练时冻结部分卷积层。实验结果表明：所提模型的平均测试准确率为99.05%，训练时间约为原有模型的1/2，模型大小仅为74.2 MB；在稻蝗、稻飞虱、稻象甲、二化螟、稻纵卷叶螟、三化螟等6类害虫的F1值分别为0.98、0.99、0.99、0.99、1.00、0.99。所提方法识别效率高，识别效果好，可移植性强，可为农作物的害虫高效快速诊断提供参考。
机器视觉 水稻害虫 迁移学习 VGG16 激光与光电子学进展
2022, 59(16): 1615004
Author Affiliations
Abstract
1 Shenzhen Key Laboratory of Micro-Nano Photonic Information Technology, College of Electronic Science and Technology, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 SZU-NUS Collaborative Innovation Center for Optoelectronic Science & Technology, Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
This paper reports the experimental realization of efficiently sorting vector beams by polarization topological charge (PTC). The PTC of a vector beam can be defined as the repetition number of polarization state change along the azimuthal axis, while its sign stands for the rotating direction of the polarization. Here, a couple of liquid crystal Pancharatnam–Berry optical elements (PBOEs) have been used to introduce conjugated spatial phase modulations for two orthogonal circular polarization states. Applying these PBOEs in a 4-f optical system, our experiments show the setup can work for PTC sorting with a separation efficiency of more than 58%. This work provides an effective way to decode information from different PTCs, which may be interesting in many fields, especially in optical communication.
Polarization Berry's phase Diffraction theory Multiplexing Photonics Research
2018, 6(5): 05000385
深圳大学电子科学与技术学院深圳市微纳光子信息技术重点实验室, 广东 深圳 518060
针对现有的360°三维测量系统结构复杂、标定要求高、测量时间长等问题, 提出了一种结构简单、测量速度快的单传感器360°三维测量系统和一种操作方便、精度较高的标定方法。该系统由条纹投影系统、摄像机、两个前表面反射镜组成。测量时, 物体点云数据由三部分组成, 前表面通过摄像机获取, 对应于所拍图片的中间区域, 左右两面分别由左右两块前表面反射的平面镜获取, 分别对应图片的左右两区域。先对不含反射镜的系统进行标定, 然后加入两套反射镜, 利用透过式投影屏完成对左右两套系统的二次标定, 获得全局坐标系下的物体三维数据。实验表明, 该系统搭建成本较低, 标定精度较高, 重建速度快, 适合现场标定。
测量 三维测量 结构光 标定
1 深圳大学电子科学与技术学院, 广东 深圳 518060
2 深圳微纳光子信息技术重点实验室, 广东 深圳 518060
与传统的二维艾里光束相比，超艾里光束具有无衍射性、自弯曲性、自愈性等传输特性，主瓣尺寸更小、能量更集中，因此超艾里光束在光学微粒子操控等领域具有广阔的应用前景。为了得到产生超艾里光束的紧凑装置，提出了一种直接输出超艾里光束的激光器设计方案。该激光器使用激光二极管作为抽运源，采用端泵的方式抽运掺杂浓度为1%（原子分数）的掺钕钇铝石榴石（NdYAG）棒，以加载了超艾里光束立方相位信息的衍射光栅作为耦合输出镜，在一级衍射方向直接输出超艾里光束。计算结果表明，该激光器的阈值功率为1.4 W,当抽运功率为2 W时，输出功率达到678 mW。
物理光学 超艾里光束 衍射光栅 激光器 激光与光电子学进展
2016, 53(10): 102601
Author Affiliations
Abstract
THz Technical Research Center, Shenzhen Key Laboratory of Micro-Nano Photonic Information Technology, College of Electronic Science and Technology, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
We propose a Y-type polarization beam splitter based on internal polarization-selective defects within crystal waveguides in a two-dimensional square-lattice photonic crystal with solid rods. When the nonpolarized light launches from the input port, different polarizations will be separated and can only transmit through their own channel. It is demonstrated by finite element method that the proposed structure can achieve good performance for both the transverse electric and transverse magnetic polarizations in a wide range of wavelength, with the polarization extinction ratio more than 25 dB, the degree of polarization nearly 1, and the insert loss less than 0.5 dB, respectively.
130.3120 Integrated optics devices 130.5296 Photonic crystal waveguides 230.5440 Polarization-selective devices 230.1360 Beam splitters Chinese Optics Letters
2015, 13(s1): S11301
1 深圳大学电子科学与技术学院, 广东 深圳 518060
2 深圳市微纳光子信息技术重点实验室, 广东 深圳 518060
系统研究了基于周期性极化铌酸锂(PPLN)的Solc型平顶滤波器的温度与电场调谐特性，并给出两种调谐方式的调谐率与优缺点。研究了占空比为0.5的PPLN Solc型平顶滤波器的透射谱对温度的依赖关系，发现透射谱的平顶状并没有因为温度改变而破坏，同时最大透射率也没有衰减，当温度从268 K~328 K变化时，中心透过波长从1570~1528 nm连续变化。进一步研究基于占空比为0.75的PPLN滤波器的电场调谐特性，发现Solc型滤波器透射谱在外加电场作用下依然保持平顶状，且中心波长随外电场变化成线性关系。由于电场调谐源于电光效应，其响应速度可达亚纳秒，拥有温度调谐方式无法比拟的快速响应速度，但受限于击穿电压的限制，其调谐范围比温度调谐要小。
光学器件 Solc型滤波器 线性电光效应 温度调谐 电场调谐 光学学报
2014, 34(s2): s223006
1 深圳大学电子科学与技术学院, 深圳 518060
2 深圳市微纳光子信息技术重点实验室, 深圳 518060
利用二维环形周期极化铌酸锂，提出一种角度不敏感的Solc型电光滤波器。发现二维环形周期极化铌酸锂能够克服角度依赖问题，它能为不同方向入射的光提供不变的倒格矢以维持准相位匹配。计算表明，利用二维环形周期极化铌酸锂制作而成的Solc型电光滤波器，其中心透过波长在偏离正入射情况下仍然保持不变。这种新型的角度不敏感Solc型滤波器可在多角度、多光束同时滤波。
非线性光学 Solc型滤波器 电光效应 二维环形周期极化 光学学报
2014, 34(s1): s119002
Author Affiliations
Abstract
An athermal design for Solc-type filter based on periodically poled KTP (PPKTP) is proposed. The athermal static phase retardation (ASPR) direction in KTP along which the quasi-phase-matched (QPM) condition is insensitive to the temperature is found. The optimal design for Solc-type filter along ASPR direction is obtained. The coupling theory of QPM linear electro-optic effect is employed to study the polarization coupling in PPKTP. The study results demonstrate that the central passing wavelength of Solc-type filter keep unchanged with an almost 100% output when the temperature varies from 268 to 328 K.
190.4360 Nonlinear optics, devices 230.2090 Electro-optical devices 250.4390 Nonlinear optics, integrated optics Chinese Optics Letters
2012, 10(s2): S21901
