为解决小型无人机“黑飞”对公共领域的威胁问题。基于无人机目标多模态图像信息，文中提出一种轻量化多模态自适应融合孪生网络（Multimodal adaptive fusion Siamese network，MAFS）。设计一种全新的自适应融合策略，该模块通过定义两个模型训练参数赋予不同模态权重以实现自适应融合；本文在 Ghost PAN基础上进行结构重建，构建一种更适合无人机目标检测的金字塔融合结构。消融实验结果表明本文算法各个模块对无人机目标检测精度均有提升，多算法对比实验结果表明本文算法鲁棒性更强，与 Nanodet Plus-m相比检测时间基本不变的情况下 mAP提升 9%。
无人机 轻量化 孪生网络 自适应融合策略 多模态图像 UAV, lightweight, Siamese network, adaptive fusion
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory on High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
3 Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
As optical parametric chirped pulse amplification has been widely adopted for the generation of extreme intensity laser sources, nonlinear crystals of large aperture are demanded for high-energy amplifiers. Yttrium calcium oxyborate (YCa4O(BO3)3, YCOB) is capable of being grown with apertures exceeding 100 mm, which makes it possible for application in systems of petawatt scale. In this paper, we experimentally demonstrated for the first time to our knowledge, an ultra-broadband non-collinear optical parametric amplifier with YCOB for petawatt-scale compressed pulse generation at 800 nm. Based on the SG-II 5 PW facility, amplified signal energy of approximately 40 J was achieved and pump-to-signal conversion efficiency was up to 42.3%. A gain bandwidth of 87 nm was realized and supported a compressed pulse duration of 22.3 fs. The near-field and wavefront aberration represented excellent characteristics, which were comparable with those achieved in lithium triborate-based amplifiers. These results verified the great potential for YCOB utilization in the future.
optical parametric amplification petawatt ultra-short pulse yttrium calcium oxyborate High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(1): 010000e2
1 宁波大学土木与环境工程学院，宁波 315211
2 昱源宁海环保科技股份有限公司，宁波 315211
为了更好地实现对重金属污泥的资源化利用，研究了高温无害化处理重金属污泥与建筑渣土混合渣料磨细粉对硅酸盐水泥基材料工作性、力学性能、早期收缩变形、抗氯离子渗透性能及重金属浸出的影响及机理。研究结果表明，随着磨细粉掺量的增加，硅酸盐水泥基材料的工作性没有降低，但其力学性能均有一定程度下降，这说明磨细粉与硅酸盐水泥的需水比相差不大，但其掺量越大水泥基材料中水泥的量越低，其强度均会有一定程度下降。磨细粉不会引起硅酸盐水泥基材料的体积安定性问题，可以提高早期抗裂性，但会降低其抗氯离子渗透性能。含磨细粉试件中重金属的浸出浓度、水胶比的下降与龄期的上升呈负相关，且在28 d龄期下含40%(质量分数)磨细粉的硅酸盐水泥基材料中重金属Cu、Ni、Zn和Cr的浸出量均低于GB 30760-2014《水泥窑协同处置固体废弃物技术规范》规定的浸出浓度限值。
重金属污泥 建筑渣土 重金属浸出浓度 力学性能 早期收缩变形 抗氯离子渗透性能 heavy metal sludge architecture sediment heavy metal leaching concentration mechanical property early shrinkage deformation chloride ion permeability resistance
1 上海科技大学物质科学与技术学院, 上海 200120
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
3 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
提出一种基于全光纤光谱干涉的多路超短脉冲大动态范围时间同步单次测量方法,弥补了非线性相关法测量同步状态时测量范围小和示波器测量时分辨率差的不足,解决了同步测量中空间光路的复杂性和单次实时测量的难题。首先对多路光纤阵列干涉测量进行仿真计算,然后设计四路脉冲传输的光路并在实验中验证多路同步单次测量方法的可行性,最后详细分析测量误差的来源和影响。该测量方法的最小同步时间精度为5.3 fs,测量范围为1.055~14.751 ps,与仿真结果有较好的一致性。该测量方法具有光纤链路易于集成、光谱干涉数据处理速度快、测量信号能量需求低等优势,在多路超短脉冲激光相干合束系统中有重要应用前景。
测量 同步测量 超短脉冲 光谱干涉 光纤阵列 单次测量 中国激光
2021, 48(16): 1604003
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于单光子雪崩二极管(SPAD)阵列探测器的三维成像技术在工业和科学领域具有重要的应用前景。然而现有的SPAD阵列器件仍存在小阵列规模和低像素填充率所导致的低空间分辨率问题,为此基于SPAD阵列(32 pixel×32 pixel)和衍射光学元件(DOE)搭建收发共光路扫描三维成像实验系统。利用DOE将出射激光整形为激光点阵并与接收视场匹配可以提升激光能量利用效率,通过共光路扫描可以实现高分辨三维成像。利用基于滑动时间窗的噪声光子滤除算法和基于全变分正则化的图像重构算法对回波光子数据进行处理。实验结果表明,图像重构算法可以获取10 m外目标64 pixel×64 pixel的三维图像,且在平均每像素0.86个信号光子的条件下实现清晰成像,成像结果的平均绝对误差为0.016 m。
成像系统 三维成像 光子计数 飞行时间 共光路扫描 正则化方法 激光与光电子学进展
2021, 58(10): 1011024
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Xi’an710119, China
2 Key Laboratory for Physical Electronics and Devices of the Ministry of Education & Shaanxi Key Laboratory of Information Photonic Technique, Xi’an Jiaotong University, Xi’an710049, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing100049, China
4 Key Laboratory on Applied Physics and Chemistry, Shaanxi Applied Physics and Chemistry Research Institute, Xi’an710061, China
5 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan030006, China
Mode distortion induced by stimulated Raman scattering (SRS) has become a new obstacle for the further development of high-power fiber lasers with high beam quality. Here, an approach for effective suppression of the SRS-induced mode distortion in high-power fiber amplifiers has been demonstrated experimentally by adjusting the seed power (output power of seed source) and forward feedback coefficient of the rear port in the seed source. It is shown that the threshold power of the SRS-induced mode distortion can be increased significantly by reducing the seed power or the forward feedback coefficient. Moreover, it has also been found that the threshold power is extremely sensitive to the forward feedback power value from the rear port. The influence of the seed power on the threshold power can be attributed to the fact that the seed power plays an important role in the effective length of the gain fiber in the amplifier. The influence of the forward feedback coefficient on the threshold power can be attributed to the enhanced SRS configuration because the end surface of the rear port together with the fiber in the amplifier constitutes a half-opening cavity. This suppression approach will be very helpful to further develop the high-power fiber amplifiers with high beam quality.
high-power fiber amplifiers mode distortion stimulated Raman scattering suppression High Power Laser Science and Engineering
2021, 9(2): 02000e20
合肥京东方显示技术有限公司，安徽 合肥 230012
为掌握和了解TFT-LCD行业生产过程中，各工艺环节挥发性有机物(VOCs)的排放特征，以国内某TFT-LCD制造公司为例，研究了各生产车间的VOCs浓度分布。结果表明：阵列生产车间VOCs均值浓度最高，波动范围为4.14~11.19×10-6(1~12月)； 彩膜(CF)生产车间光刻胶成分比较复杂，绿胶产线VOCs均值浓度最高，为4.6~14.50×10-6(1~12月)；阵列和CF车间VCD区域，VOCs浓度最高；降低TFT-LCD生产车间VOCs的浓度关键在于源头控制，投加沸石转轮吸附设备对生产车间VOCs浓度的降低具有很明显的作用，可以去除大约60.71%~71.33%的有机废气。
TFT-LCD生产 排放特征 光刻胶 TFT-LCD production VOCs VOCs emission characteristics photoresist
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
由于超短超强激光装置中光谱带宽较宽,使用传统的空间滤波器透镜组扩束会导致装置色差的积累,严重影响终端焦斑的质量。介绍了国内外用于超短超强激光装置中消除色差影响的主要技术与研究进展,对比总结了几种主要方案的优缺点,并提出了一种可动态精确补偿装置色差的方案,经实验验证已应用于实际工程中。最后对色差补偿的发展方向进行了分析与展望。
超快激光 色差 脉冲时间延迟 色差预补偿 激光与光电子学进展
2020, 57(9): 090001
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
等离子体镜是一种有效提升高功率超短脉冲激光信噪比的方法,但在一部分实验中使用等离子体镜后焦斑出现了退化现象。为了定量研究等离子体镜的焦斑退化问题,提出基于等离子体膨胀和衍射传输的时空聚焦多步传输算法,通过光束质量评价函数定量分析等离子体膨胀时间、波前误差幅值和空间频率对焦斑退化的影响。仿真结果表明,等离子体镜引起的远场焦斑退化主要是由等离子体膨胀时间和波前误差引起的等离子体膨胀不均匀所致,其中,等离子体膨胀时间是主导因素。并且波前误差的幅度越大、空间频率越低,对聚焦能力的影响相对越大。从高信噪比、高功率激光系统输出能力的角度考虑,对于使用等离子体镜的高功率超短脉冲激光系统提出时空上的光束质量要求,以避免远场焦斑的退化问题。
超快光学 等离子体镜 等离子体膨胀 波前误差 傅里叶变换
