东北石油大学电气信息工程学院，黑龙江 大庆 163318
基于圆形标定板的相机标定过程中，当镜头畸变较大时图像质量降低、圆形投影边缘模糊，导致标定产生误差。基于此，提出一种基于亚像素边缘检测和圆心修正补偿的高精度相机方法。首先，通过Canny-Zernike矩法提取亚像素级的圆形特征轮廓点，使用边缘点链连接独立轮廓点，得到闭环的精确特征轮廓，增强对模糊边缘轮廓的提取能力；其次，对内外轮廓分别采样取点拟合椭圆，将两者中心的均值作为特征点，并通过三点判断排序法得到有序特征点集后进行粗标定；最后，用粗标定参数对轮廓的采样点集进行校正，重新获取中心坐标后反投影回图像上进行相机精标定，实现畸变情况下的圆心修正补偿标定。实验结果表明，所提方法有效提高了镜头畸变较大时相机标定的精度。
相机标定 Canny-Zernike矩 边缘点链 圆心修正补偿 激光与光电子学进展
2024, 61(8): 0811006
随着生物工程技术的快速发展, 细胞工程愈来愈受到重视。昆虫细胞培养技术作为生物工程的新领域, 在现代生物学上具有重要的价值, 其中以昆虫杆状病毒为载体, 以昆虫细胞为受体的基因工程研究也取得了突破性的进展。体外培养的昆虫细胞可以高效地表达外源基因, 且昆虫杆状病毒具有对人畜无害等特点, 使得昆虫细胞培养技术广泛地应用于生物学、医药学和农业等各个领域。本文综述了昆虫细胞培养的研究进展, 其中包括了体外培养昆虫细胞培养基的基础成分及无血清培养基的添加物、生物反应器大规模培养昆虫细胞和昆虫杆状病毒表达载体系统及其应用, 为昆虫细胞无血清培养基的研发提供了理论依据。
昆虫细胞 杆状病毒 无血清培养 大规模培养 insect cells baculovirus serum-free culture mass cell culture
杜芸彦 1,2,3杨锦辉 1,2,3李鸿 1,2,3毛耀 1,2,3江彧 1,2,3
1 中国科学院,光束控制重点实验室
2 中国科学院,光电技术研究所, 成都 610000
3 中国科学院大学, 北京 100000
当前大部分目标检测都依赖于大规模的标注数据集来保证其检测的正确率, 而在实际场景中, 大量数据的获取是十分困难的, 且对数据的标注也需要花费大量人力物力。针对这一问题提出了一种基于Faster RCNN的少样本目标检测算法(CA-FSOD), 在目标类别仅有少量标注样本的情况下, 对目标样本进行检测。为了提高检测性能, 首先提出了CBAM-Attention-RPN模块, 减少无关候选框的数量; 其次提出了全局-局部关系检测器模块, 通过关联少量标注样本和待检测样本的特征, 获取与目标类别更相关的候选区域; 最后提出了基于余弦Softmax损失的分类器作为目标检测的分类分支, 能有效地聚合同类别特征、降低类内方差、提高检测精度。为了验证所提算法, 在MS COCO数据集上进行了训练和测试, 实验结果表明, 该方法的AP50为21.9%, 优于目前一些少样本目标检测算法。
目标检测 少样本学习 少样本目标检测 注意力机制 object detection few-shot learning few-shot object detection Faster RCNN Faster RCNN attention mechanism
1 北京信息科技大学 光电测试技术及仪器教育部重点实验室，北京 100016
2 北京信息科技大学 光纤传感与系统北京实验室，北京 100016
3 北京信息科技大学 广州南沙光子感知技术研究院，广东 广州 511462
面向毛细管微反应器固相状态检测需求，提出了一种激发微管腔回音壁谐振的光纤楔形端面耦合器。建立了光纤楔形端面耦合模型，通过理论研究楔形端面与微管腔倏逝场耦合原理，仿真模拟楔形端面光场分布情况，并分析了光纤楔形端面与微管腔耦合谐振的光谱特征。研磨制备耦合器件，搭建实验系统进行实验验证。实验采集到洛伦兹凹谷型耦合谐振谱，与理论仿真分析相一致。谐振谱1563.074 nm波长附近的自由光谱范围约为1.734 nm，Q值约为6.15×103。所提出的光纤楔形端面耦合器具有较好的器件鲁棒性，耦合谐振结构简单，易于器件集成和小型化。
回音壁模式 毛细管 光纤耦合器 楔形端面 whispering gallery mode capillary fiber optical coupler wedge end-face 红外与激光工程
2023, 52(9): 20220851
王天武 1,2,3,4,5,*张凯 1,2魏文寅 1,2李洪波 1,2,3,4,5[ ... ]吴一戎 1,2,3,4,5
1 广东大湾区空天信息研究院，广东 广州 510700
2 广东省太赫兹量子电磁学重点实验室，广东 广州 510700
3 中国科学院电磁辐射与传感技术重点实验室，北京 100190
4 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100101
5 中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049
强场太赫兹波具有高的峰值功率，相应地，其电磁场分量强度也很大。当强场太赫兹辐照物质表面时，会诱发一系列新奇的反常变化，受到人们的广泛关注。本文首先介绍了常见的一些强场太赫兹发射源，如光电导天线、光学整流晶体、超材料等，随后介绍了强场太赫兹技术在物态调控方面的一些典型应用，主要包括强场驱动热载流子运动、相干电子或声子调控、强场自旋电子学、太赫兹荧光发射、太赫兹克尔效应、生物医学等。
超快光学 强场太赫兹源 强场太赫兹调控 太赫兹应用 中国激光
2023, 50(17): 1714011
李洪波 1,2,3,4,5徐靖银 4,5魏文寅 4,5李恩恩 1,2,3,4,5[ ... ]方广有 1,2,3,4,5,**
1 中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
2 中国科学院电磁辐射与探测技术院重点实验室，北京 100190
3 中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049
4 中国科学院广东大湾区空天信息研究院，广东 广州 510700
5 广东省太赫兹量子电磁学重点实验室，广东 广州 510700
太赫兹（THz）近场成像是突破光学衍射极限实现太赫兹超分辨成像的重要方法，对研究材料表面的超快动力学过程具有重要的意义。扫描隧道显微镜（STM）是一种能实现原子级分辨的设备，但引入时间尺度，面临诸多困难。早期从STM固有电学方法发展的时间分辨方法的分辨率受限于电信号传输带宽，基于光信号耦合的泵浦探测方法则面临微带线传输带宽和严重的热效应等限制。在此背景下，THz-STM以低热效应、高隧穿效率、高稳定性等独有的优势为实现100 fs量级和0.1 nm级超高时空分辨成像提供了解决方案，成为太赫兹近场超分辨成像的研究热点。介绍时间分辨STM到THz-STM的发展历史，着重介绍THz-STM的基本原理和现状，为了解THz-STM技术在太赫兹近场超分辨成像中的应用和发展提供了思路。
太赫兹 近场成像 高时空分辨 扫描隧道显微镜 激光与光电子学进展
2023, 60(18): 1811001
1 西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
2 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室, 陕西 西安 710021
针对现有亚波长抗反射光栅结构参数对加工工艺要求较高且难以制备等问题, 设计了一种方柱形二维抗反射光栅结构。依据等效介质理论和薄膜增透理论对亚波长抗反射光栅结构参数进行仿真分析, 结果表明其透射率在远红外波段20~24 μm平均透射率能够达到98%, 中心波段21.8 μm处透射率达到99%。使用飞秒激光直写方式进行实验制备, 测得平均透射率达77%, 中心波段透射率达到77%, 与仿真结果相近。经实验验证, 所设计的亚波长光栅结构的工艺容差较现有光栅结构更好, 且对实验加工精度要求较低, 为其他类似光栅结构的设计和加工提供了新的思路。
亚波长结构 光栅 等效介质理论 飞秒激光 抗反射 subwavelength structure grating equivalent medium theory femtosecond laser anti-reflective
杨锦辉 1,2,3李鸿 1,2,3杜芸彦 1,2,3毛耀 1,2,3刘琼 1,2,3
1 中国科学院光束控制重点实验室, 成都 610000
2 中国科学院光电技术研究所, 成都 610000
3 中国科学院大学, 北京 100000
针对当前YOLOv5s的颈部特征提取网络PANET的特征提取不足、常规卷积Conv消耗了大量的参数量和计算量的问题, 提出一种轻量化目标检测算法(RFBG-YOLO)。首先,为了提升检测器识别效果, 提出多分支空洞卷积结构RFB-Bottleneck来提升PANET的特征提取能力, 提高模型检测精度; 然后, 为了使模型更加轻量化, 引入GhostConv卷积减少模型参数量, 提高检测速度。在PASCAL VOC数据集上的结果表明, 在检测速度影响很小的情况下, RFBG-YOLO 算法的mAP@0.5为80.3%, 与YOLOv5s算法相比提高了2.2个百分点, mAP@0.5∶0.95为55.1%, 与YOLOv5s算法相比提高了4.2个百分点, 模型参数量为5.2 MiB, 与YOLOv5s算法相比降低了2.0 MiB, 因此提出的RFBG-YOLO算法在保证模型轻量化的同时, 具有足够高的检测精度, 可以满足在轻量化目标检测场景下检测准确度的要求。
目标检测 轻量化网络 target detection lightweight network YOLOv5s YOLOv5s RFB RFB GhostConv GhostConv
1 安徽工程大学高端装备感知与智能控制教育部重点实验室，安徽 芜湖 241000
2 安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实室，安徽 芜湖 241000
回环检测是同时定位与制图(SLAM)中一个重要且具有挑战性的问题。目前多数研究集中在视觉位置识别上，即通过外观来识别是否位置重复。为此，提出一种基于全局描述符的环路激光SLAM检测算法。利用全局描述符来提高回环检测的效率，使用相似度评分来计算两个扫描上下文之间的距离，并利用两阶段搜索算法来有效地检测回环。在公开数据集KITTI上测试，对算法进行评价。该算法与现有的LeGO-LOAM算法相比，表现出了更好的效果。
激光SLAM 全局描述符 回环检测 laser SLAM lobal descriptor loop detection
