Author Affiliations
Abstract
1 Department of Engineering Physics, Tsinghua University, Beijing 100084, China
2 National Key Laboratory of Intense Pulsed Radiation Simulation and Effect, Northwest Institute of Nuclear Technology, Xi’an 710024, China
Multiaxial neutron/x-ray imaging and three-dimensional (3D) reconstruction techniques play a crucial role in gaining valuable insights into the generation and evolution mechanisms of pulsed radiation sources. Owing to the short emission time (∼200 ns) and drastic changes of the pulsed radiation source, it is necessary to acquire projection data within a few nanoseconds in order to achieve clear computed tomography 3D imaging. As a consequence, projection data that can be used for computed tomography image reconstruction at a certain moment are often available for only a few angles. Traditional algorithms employed in the process of reconstructing 3D images with extremely incomplete data may introduce significant distortions and artifacts into the final image. In this paper, we propose an iterative image reconstruction method using cylindrical harmonic decomposition and a self-supervised denoising network algorithm based on the deep image prior method. We augment the prior information with a 2D total variation prior and a 3D deep image prior. Single-wire Z-pinch imaging experiments have been carried out at Qin-1 facility in five views and four frames, with a time resolution of 3 ns for each frame and a time interval of 40 ns between adjacent frames. Both numerical simulations and experiments verify that our proposed algorithm can achieve high-quality reconstruction results and obtain the 3D intensity distribution and evolution of extreme ultraviolet and soft x-ray emission from plasma.
Matter and Radiation at Extremes
2024, 9(2): 027801
作者单位
摘要
山东科技大学 电气与自动化工程学院,山东青岛266590
快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)是高精密光学系统中的关键仪器,基于音圈电机(Voice Coil Actuator,VCA)驱动的柔性支撑FSM存在复杂耦合特性,导致系统模型复杂并严重影响系统的控制性能,对于该问题,本文提出了一种基于系统辨识与模型降阶的双轴积分增广滑模控制方法。首先,采用基于脉冲响应的Hankel矩阵系统辨识方法建立VCA-FSM的精确耦合模型;随后,基于平衡实现与平衡截断,在保证模型精度的前提下对所建立的高阶模型进行降阶;其次,基于降阶模型,采用现代控制理论方法设计积分增广滑模控制器,通过设计状态观测器构造滑模切换函数与控制律,并在控制设计中改进符号函数以消除滑模抖振;最后,基于VCA-FSM伺服控制系统实验平台,开展频域与时域性能测试实验。实验结果表明:本文所提控制方法相较于单轴滑模、PID控制方法,系统的闭环跟踪带宽分别提高了约50.3%,251.3%,扰动抑制带宽分别提高了约39.9%,451.9%,阶跃响应调节时间分别缩短了约29.7%,97.7%,螺旋线跟踪精度分别提高了约48.5%,97.8%,且实现了对存在强耦合特性VCA-FSM的解耦控制。本文所提控制方法充分提高了VCA-FSM的控制性能。
快速反射镜 音圈电机 系统辨识 模型降阶 滑模控制 Fast Steering Mirror(FSM) Voice Coil Actuator(VCA) system identification model reduction sliding mode control 
光学 精密工程
2023, 31(24): 3580
作者单位
摘要
兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃兰州 730070
目前,红外与可见光图像融合算法依然存在着对复杂场景适用性低、融合图像细节纹理信息大量丢失、对比度与清晰度不高等问题,针对上述存在的问题,本文结合非下采样剪切波变换( Non-Subsampled Shearlet Transform, NSST)、残差网络( Residual Network, ResNet)与生成对抗网络(Generative Adversarial Network, GAN)提出一种 N-RGAN模型。通过 NSST变换将红外与可见光图像分解为高频子带和低频子带;对高频子带进行拼接并输入由残差模块改进过的生成器,并将源红外图像作为判决标准,以此提升网络融合性能与融合图像细节刻画以及目标凸显能力;对红外图像与可见光图像进行显著性特征提取,通过自适应加权对低频子带进行融合,提升图像对比度与清晰度;对高频子带的融合结果与低频子带的融合结果进行 NSST逆变换,从而得到红外与可见光图像的融合结果。通过与各类算法的融合结果进行对比,本文所提方法在峰值信噪比( Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)、平均梯度( Average Gradient, AVG)、图像熵( Image Entropy, IE)、空间频率( Spatial Frequency, SF)、边缘强度( Edge Strength, ES)、图像清晰度( Image Clarity, IC)等多个客观指标上均有提高,可提升复杂场景下的红外与可见光图像融合效果,改善图像细节纹理信息损失严重的问题,同时提升图像对比度与清晰度。
图像融合 红外与可见光图像 显著性特征提取 非下采样剪切波变换 残差网络 生成对抗网络 image fusion, infrared and visible images, salient 
红外技术
2023, 45(9): 897
雷磊 1,2白晓春 1,2孔志战 3陈松博 3[ ... ]梁苗 1
作者单位
摘要
1 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院, 陕西 西安 710100
2 国网(西安)环保技术中心有限公司, 陕西 西安 710100
3 国网陕西省电力有限公司, 陕西 西安 710048
4 国网陕西省电力有限公司超高压公司, 陕西 西安 710026
该文采用传统固相反应法制备了W6+掺杂的0.07Pb(Sc0.5Nb0.5)O3-0.93Pb(Hf0.47Ti0.53)O3(PSN-PHT)陶瓷, 详细分析了样品的晶体结构、压电和介电性能。实验结果表明, W6+掺杂可以提高钙钛矿结构中三方相的含量, 有效增加晶粒尺寸, 提高压电系数。当W6+掺杂量(摩尔分数)为1.0%时, 样品具有最佳的压电和介电性能, 即d33=585 pC/N, TC=323 ℃, εr=2 088。同时, 样品的d33在200 ℃去极化温度下仍保持570 pC/N的高值, 且经过1 080 min保温后, 压电常数略微降低, 此时d33仍可达到537 pC/N, 变化仅为5.7%。上述结果表明, W6+掺杂不仅可以提高压电系数, 同时也可增强陶瓷的温度稳定性, 使该陶瓷体系能在更宽的温度范围内使用。
压电陶瓷 掺杂 固相反应 温度稳定性 piezoelectric ceramics doping solid state reaction temperature stability 
压电与声光
2023, 45(3): 379
作者单位
摘要
1 合肥工业大学特种显示与成像技术安徽省技术创新中心,特种显示技术国家工程实验室,光电技术研究院,安徽 合肥 230009
2 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥 230009
传统具有单片换能器结构的声光偏转器存在布拉格带宽与衍射效率的权衡关系。为了增加布拉格带宽而又不降低衍射效率,提出一种基于双片锯齿电极的换能器结构的声光偏转器。首先采用双片换能器结构实现超声跟踪,使超声波方向能随频率改变,提高布拉格带宽。在此基础上应用锯齿形电极增大超声波的发散程度,进一步提高布拉格带宽。仿真结果表明,电极的锯齿边缘使声波波动性增大,即增大了超声波的发散程度。实验结果表明,在相同实验条件下,具有双片锯齿电极换能器结构的声光偏转器的3 dB带宽比单片矩形电极换能器结构的声光偏转器高62.5%
声光偏转器 超声跟踪 锯齿电极 布拉格带宽 衍射效率 
光学学报
2023, 43(20): 2023002
作者单位
摘要
1 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程系生物医学信息工程教育部重点实验室,陕西 西安 710049
2 南京医科大学生物医学工程与信息学院,江苏 南京 211100
3 清华大学医学院生物医学工程系,北京 100084
4 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室生物医学光子学与传感研究所,陕西 西安 710049
微创介入治疗近年来发展迅速,具有重要临床价值。然而,微创条件下手术视野与操作范围受限,手术结果高度依赖医生经验。为解决这一问题,临床关注的焦点是如何实现手术信息的可视化、手术定量信息的获取和治疗范围的精准控制。光学辅助与激光消融技术在解决该问题上发挥了重要作用。增强现实技术提供新的可视化方式,光学追踪与传感为术中提供多维的定量信息,而激光消融则提供了精准治疗的途径。同时,光学技术与计算机视觉、人工智能、材料科学等多学科结合,推动微创介入朝着智能化、精准化、个性化的方向发展。聚焦于微创介入中的光学辅助与激光消融技术,主要从增强现实、光学追踪与感知、激光消融三方面,对相关研究进展进行综述。
医用光学 增强现实 光学追踪与感知 激光消融 微创介入 
中国激光
2023, 50(15): 1507201
周光迎 1,3齐月静 1,3,*李亮 2姜淼 2[ ... ]么铭怡 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院微电子研究所,北京 100029
2 北京超弦存储器研究院,北京 100176
3 中国科学院大学,北京 100049
针对复杂结构对准标记仿真需求,联合严格耦合波法和分层近似法提出一种对准标记鲁棒性分析方法。利用该方法构建仿真模型:以晶圆质量和信噪比为评价函数,研究了标记槽深、槽宽、膜层厚度和侧壁对称变形等参数变化对标记鲁棒性的影响;以对准误差为评价函数,研究了侧壁非对称变形对标记鲁棒性的影响。并结合对准标记鲁棒性分析结果明晰了光刻机提升标记工艺适应性的策略。最后借助VirtualLab商业软件和实验平台,验证了分析方法的有效性和准确性。所提方法和给出的工艺适应性策略,对于对准标记设计优化和光刻机对准精度提升具有重要的理论意义和应用价值。
光刻 对准标记 严格耦合波法 分层近似法 鲁棒性 工艺适应性 
光学学报
2023, 43(11): 1113002
作者单位
摘要
长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南 长沙 410114
针对雾天图像数据集匮乏问题,提出一种基于深度估计的雾天模拟方法。自适应调整亮度与饱和度对清晰原图像进行预处理,采用自监督单目深度挖掘网络生成图像的深度图,利用引导滤波优化深度图,设定模拟图像能见度获得透射率图,通过暗通道图区分天空区域并估计大气光值,最终由大气散射模型得到设定能见度下的雾天模拟图像。实验数据显示,该方法有效改善了模拟图像目标不清晰、雾气边缘锐化问题,在模拟能见度为2000 m以下的雾天图像时效果稳定,其雾天模拟图像与真实雾天图像的特征评价指标平均误差率为6.28%,表明该方法具有可行性,可对自然环境下清晰图像进行雾天模拟以解决雾天图像数据集匮乏与能见度数据缺失的问题。
图像处理 雾天模拟 深度估计 自适应 大气光值 
激光与光电子学进展
2023, 60(10): 1010005
作者单位
摘要
1 盐城工学院机械工程学院, 盐城 224051
2 盐城工学院汽车工程学院, 盐城 224051
3 江苏悦达智能农业装备有限公司,盐城 224007
立体光固化成型技术是一种生产高精度、高性能陶瓷部件的新兴增材制造工艺。制备具有良好流动性和高固相含量的陶瓷浆料是立体光固化增材制造工艺的优势。本文讨论了固相含量、单体、分散剂、粉体级配等因素对浆料流变性能的影响规律, 总结了目前配制高固相含量和低黏度光固化Al2O3陶瓷浆料的材料选择原则, 归纳了制备高固相含量、低黏度Al2O3陶瓷浆料的指导方法, 指出了高性能光固化Al2O3陶瓷浆料开发的主要趋势和面临的挑战。
立体光固化成型技术 Al2O3陶瓷浆料 固相含量 黏度 单体 分散剂 粉体粒径 stero light-cured apparatus technology Al2O3 ceramic slurry solid phase content viscosity monomer dispersant powder particle size 
硅酸盐通报
2023, 42(2): 708
Ji Wu 1,2Li Liang 1,3Kefeng Tu 1,3Kunying Li 2[ ... ]Guoqiang Lü 1,3,**
Author Affiliations
Abstract
1 School of Instrumentation and Opto-Electronics Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
2 CASTECH Inc., Fuzhou 350003, China
3 National Engineering Laboratory of Special Display Technology, National Key Laboratory of Advanced Display Technology, Academy of Photoelectric Technology, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
In an acousto-optic modulator, the electrode shape plays an important role in performance, since it affects the distribution of the acoustic field. The acousto-optic modulator based on the conventional rectangular electrode has the problems of low energy efficiency and small modulation bandwidth due to an imperfect acoustic field. In this paper, a new serrated periodic electrode has been proposed for using acousto-optic modulator transducers. The proposed electrode has the following advantages. By using serrated periodic electrodes to suppress the sidelobes, the collimation of the acoustic field in the direction perpendicular to the light incidence is improved. This makes the acousto-optic modulator have a stable diffraction efficiency fluctuation and high energy efficiency. In addition, the electrode has a large divergence angle in the direction of light incidence, so a large bandwidth can be obtained. The simulations and experiments demonstrate that the serrated periodic electrode has an increased bandwidth and high energy efficiency.
acousto-optic modulator serrated periodic electrode large bandwidth low power consumption 
Chinese Optics Letters
2023, 21(3): 031403

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!