1 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
3 中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049
4 电子科技大学医学院附属肿瘤医院/四川省肿瘤医院，四川 成都 610209
5 西华大学航空航天学院，四川 成都 610209
现有图像增强算法在处理肺部计算机断层扫描(CT)图像时，易产生不自然的外观，引入不必要的人工伪影，并会产生洗去效应。针对此问题，本团队提出了一种基于图像分割和全变分模型的图像增强算法。该算法将图像分割为前景和背景，先对前景肺实质图像的直方图进行修改，然后根据修改的直方图对图像进行伽马拉伸，得到对比度增强的前景图像，再将其与背景图像融合作为全变分模型的输入；然后通过全变分能量泛函将图像分解为纹理层和结构层，对纹理层进行小波阈值去噪，将去噪后的纹理层与结构层进行融合得到增强图像。实验结果的主观分析和客观评价指标均表明，该算法不仅可以有效抑制图像中的伪影噪声，解决现有算法过度增强肺CT图像的问题，还可以充分提高图像的对比度，并保留图像的自然外观显示、纹理细节和边缘特征等信息。
医用光学 图像增强 图像分割 伽马变换 全变分模型 小波变换 中国激光
2022, 49(20): 2007210
Author Affiliations
Abstract
1 The Key Laboratory on Adaptive Optics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
2 The Laboratory on Adaptive Optics, Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Adaptive optics techniques have been developed over the past half century and routinely used in large ground-based telescopes for more than 30 years. Although this technique has already been used in various applications, the basic setup and methods have not changed over the past 40 years. In recent years, with the rapid development of artificial intelligence, adaptive optics will be boosted dramatically. In this paper, the recent advances on almost all aspects of adaptive optics based on machine learning are summarized. The state-of-the-art performance of intelligent adaptive optics are reviewed. The potential advantages and deficiencies of intelligent adaptive optics are also discussed.Adaptive optics techniques have been developed over the past half century and routinely used in large ground-based telescopes for more than 30 years. Although this technique has already been used in various applications, the basic setup and methods have not changed over the past 40 years. In recent years, with the rapid development of artificial intelligence, adaptive optics will be boosted dramatically. In this paper, the recent advances on almost all aspects of adaptive optics based on machine learning are summarized. The state-of-the-art performance of intelligent adaptive optics are reviewed. The potential advantages and deficiencies of intelligent adaptive optics are also discussed.
adaptive optics machine learning deep learning Opto-Electronic Advances
2022, 5(7): 200082
1 江苏大学材料科学与工程学院，江苏 镇江 212013
2 江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院，江苏 镇江 212013
3 江苏大学机械工程学院，江苏 镇江 212013
采用不同能量密度的激光对制备的Ag/FTO/AZO多层薄膜进行光栅结构刻蚀，分析激光刻蚀后薄膜的表面形貌、光学性能和电学性能的变化，并确定薄膜获得最佳性能时的激光能量密度。结果表明，以一定的激光能量密度对薄膜进行光栅结构刻蚀处理，不仅能有效提高薄膜的抗反射能力，还能产生附加退火作用，促使薄膜晶粒生长，减少晶界面积，从而减少晶界的光子和载流子的散射损失，提高载流子的迁移率，最终提高薄膜的透过率，优化薄膜的导电性能，实现薄膜的光学性能和电学性能的优化。
激光加工 Ag/FTO/AZO薄膜 光栅结构 光学性能 电学性能
1 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川成都 610209
2 电子科技大学光电科学与工程学院, 四川成都 610054
3 中国科学院光电技术研究所, 四川成都 610209
4 中国科学院大学, 北京 100049
平面复眼成像系统利用多个子孔径对场景进行成像, 由于子孔径大小和图像传感器空间采样率的限制, 各子孔径图像质量较差。如何融合多个子孔径图像来获得高分辨率图像是亟需解决的问题。多图像超分辨理论利用多幅具有互补信息的图像来重构高空间分辨率图像, 然而现有理论通常采用过于简化的运动模型, 这种简化的运动模型对平面复眼成像并不完全适用。若直接把现有多图像超分辨理论用于平面复眼分辨率增强, 不准确的相对运动估计将降低图像分辨率增强性能。针对这些问题, 本文在变分贝叶斯框架下改进了现有多图像超分辨理论中的运动模型, 并把导出的联合估计算法用于平面复眼分辨率增强。仿真数据实验和真实复眼数据实验验证了推荐方法的正确性和有效性。
平面复眼 分辨率增强 运动模型 变分贝叶斯 多图像超分辨 planar compound eye resolution enhancement motion model variational Bayesian multi-image su-per-resolution
1 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川成都 610209
2 电子科技大学光电科学与工程学院, 四川成都 610054
3 中国科学院光电技术研究所, 四川成都 610209
4 中国科学院大学, 北京 100049
多帧图像超分辨理论是通过融合多帧低分辨率图像的信息来重构高空间分辨率图像。准确估计低分辨率图像的模糊核是进行有效信息融合的先决条件。传统超分辨方法通常假设模糊核已知且采用固定的高斯滤波模糊核, 并且模型参数需要费时的手动调整。本文在变分贝叶斯框架下获得相应的超分辨算法, 该算法对高分辨率图像、模糊核和模型参数同时进行最优估计。对比实验表明, 模糊核自适应估计的盲超分辨方法总体性能优于现有的变分贝叶斯框架下的图像超分辨方法, 特别是在高信噪比场景, 推荐方法优势更加明显。
盲超分辨 分辨率增强 变分贝叶斯 模糊核 Kullback-Leibler散度 blind super-resolution resolution enhancement variational Bayesian blur kernel Kullback-Leibler di-vergence
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Key Laboratory of All Solid-State Laser and Applied Techniques, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Institute of Applied Physics and Computational Mathematics, Beijing 100088, China
4 Key Laboratory of Science and Technology on High Energy Laser, CAEP, Mianyang 621900, China
A low-threshold Raman effect in a kilowatt ytterbium-doped narrowband fiber amplifier system is reported. The Raman Stokes light at 1120 nm is achieved with the total output power of only ～400 W, indicating that the Raman threshold of this kilowatt codirectional pumped continuous wave fiber amplifier is much lower than the predicted value estimated by the classic formula. To figure out the mechanism of this phenomenon, simulations based on the general stimulated Raman scattering (SRS) model are analyzed indicating that the key factor is the coupling between four-wave mixing (FWM) and SRS. The simulation results are in good agreement with our experiments.
190.0190 Nonlinear optics 140.3510 Lasers, fiber 190.5650 Raman effect 190.4380 Nonlinear optics, four-wave mixing Chinese Optics Letters
2016, 14(1): 011901
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
在基于大模场面积的高功率光纤放大器中，随着放大激光功率的提升而出现的高阶模激发现象，将会导致放大激光的光束质量严重下降。以光纤模式的弯曲损耗特性为基础，研究了光纤弯曲半径对高功率全光纤放大器高阶模激发阈值特性的影响。搭建了掺镱全光纤窄线宽高功率主振荡放大系统，设计了不同弯曲半径的水冷光纤盘，进行了相应对比实验。通过优化光纤盘半径，成功抑制了高功率光纤放大器中的高阶模激发，得到了千瓦量级的近单模激光输出，在输出功率为1.31 kW 时光束质量因子M2约为1.4。
激光光学 光纤放大器 大模场面积 高功率 高阶模
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
搭建了一个全光纤主振荡功率放大(MOPA)近衍射极限输出的超荧光源，线宽为亚纳米量级，最大输出功率为1509 W，输出斜率效率达到85.2%，光束质量因子稳定在M2=1.4。后向回光功率与输入功率呈线性关系，系统很好地抑制了受激布里渊散射(SBS)，并且对环境具有很好的抗干扰能力。在整个输出功率范围内，没有观察到自脉冲和弛豫振荡现象。
激光器 光纤激光器 掺镱光纤放大器 放大自发辐射 光纤布拉格光栅 中国激光
2015, 42(12): 1202009
中国地质科学院地质研究所, 大陆构造与动力学国家重点实验室, 北京100037
南秦岭沙河湾石英二长岩中的钾长石、 榍石和锆石具有明显的成分环带。 利用电子探针（EPMA）波谱仪（WDS）、 扫描电子显微镜（SEM）及其附带的能谱仪（EDS）和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）对造岩矿物环带钾长石、 榍石和锆石的显微结构与微区组成进行表征。 结果表明: 钾长石中K+被Na+, Ca2+, Ba2+, Fe2+和Ce3+不同程度替代。 榍石中Ca2+被V3+, Ce3+和Ba2+等替代, Ti4+被Fe2+和Al3+等替代。 锆石含Fe, Th, U, Nb, Ta, Y, Hf, Yb和Pb等稀土和微量元素。 钾长石中元素浓度由高到低为Si, Al, K, Ca, Na, Mg和Ba, 其中K和Na互补, 较亮处Ba含量高, 越靠近边缘, Si升高、 K升高与Na降低趋势越明显。 榍石中元素浓度由高到低为Ca, Si, Ti, Ba, V, Ce, Al和Fe, 较亮处Fe含量较高。 锆石中元素浓度由高到低为Zr, Si, Nd, Ce, Hf, U, Pb和Th, Hf与Zr呈明显的互补关系, 核部Zr含量较边部高, 核部Hf、 U和Th含量较边部低。
电子探针 扫描电镜 波谱仪 能谱仪 X射线 EPMA SEM WDS EDS X-ray 光谱学与光谱分析
2013, 33(8): 2235
华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室， 湖北 武汉 430074
极紫外(EUV)光刻机中光学元件的污染和采用的污染控制策略是影响光刻机性能的重要因素，其中污染主要包括光学表面碳沉积和光学表面氧化，污染控制技术包括智能气体混合技术、保护层技术和污染物清洁技术。着重论述了上述两种主要污染形式和三种污染控制技术的研究进展，对EUV光刻机中污染研究的前景进行了展望，并指出其发展面临的挑战及有待解决的关键技术。
光学制造 极紫外光刻 光学表面污染 污染控制 氧化 碳沉积 激光与光电子学进展
2013, 50(3): 030005
