王路达 1吴伟冲 1朱占达 1,2,3,4白振旭 5[ ... ]李强 1,2,3,4
作者单位
摘要
1 北京工业大学 材料与制造学院激光工程研究所,北京 100124
2 跨尺度激光制造技术教育部重点实验室,北京 100124
3 北京市激光技术工程研究中心,北京 100124
4 北京市高等院校先进激光制造工程研究中心,北京 100124
5 河北工业大学 先进激光技术研究中心,天津 300401
报道了一种基于光谱合束的Nd:YAG固体激光器双波长光源。系统由两个固体Nd:YAG脉冲激光器通过光谱合束组合而成,两个固体Nd:YAG脉冲激光器可独立工作,有利于输出脉冲的波长调谐、功率调节和相对延迟调整。通过光栅的色散特性以及输出镜的共同外腔反馈将各个激光器锁定在不同波长, 从而实现合束,获得的激光源中心波长锁定在1061.5 nm和1064.6 nm,两谱线中心间距为3.1 nm,组合光束的输出能量为173 mJ,组合光束的光束质量因子M2为2.8 × 2.2;两个Nd:YAG激光器独立工作的输出能量分别为94 mJ和92 mJ,在合束方向上的光束质量因子M2分别为2.7和2.1,在非合束方向上的光束质量因子M2分别为2.2和1.9;组合光束的输出能量为两个Nd:YAG激光器能量总和的93%,组合光束的光束质量因子与单个Nd:YAG激光束的光束质量因子M2基本相同。该双波长激光源满足波长间隔小、输出功率大小相近、同光轴等要求,在太赫兹波产生、测速激光雷达以及医疗仪器等应用领域具有重要作用。
双波长 Nd:YAG激光器 光谱合束 输出能量 光束质量 dual-wavelength Nd:YAG lasers spectral beam combining output energy beam quality 
红外与激光工程
2024, 53(1): 20230411
作者单位
摘要
天津大学微电子学院,天津 300072
胸部X光片可用于诊断多种胸部疾病。由于胸部疾病特征复杂多样,现有的胸部X光片疾病分类算法难以学习胸部疾病复杂的鉴别表征以及未关注不同疾病之间的相关性信息。针对以上问题,提出一种结合自注意力与卷积的疾病分类算法,该算法采用全维度动态卷积替换残差网络的标准卷积,从而提高网络对多尺度信息的特征提取能力。此外,在卷积神经网络中引入自注意力模块,可以提供捕获多种疾病之间相关性的全局感受野。最后,提出高效的双路注意力,使神经网络更加关注病灶区域、自动捕捉病变位置变化。在ChestX-ray14数据集上,对所提模型进行评估,实验结果表明:所提算法对14种胸部疾病的平均受试者工作特性曲线下的面积(AUC)达到0.839,检测结果与目前其他7种先进算法相比在准确率和效率上有所提升。
胸部X光片 全维度动态卷积 自注意力 双路注意力 疾病分类 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0417002
作者单位
摘要
1 滨州学院飞行学院,山东 滨州 256600
2 北京空间机电研究所,北京 100094
3 大连工业大学信息科学与工程学院,辽宁 大连 116034
系统地探究了典型多光谱彩色成像系统的最优光谱通道数的确定问题。在前期多目标滤色片优化选取方法的基础上,将仅限于相同通道滤色器优化的概念拓展至不同通道数最优滤色器的优化,从而达到最优通道数确定的目的。基于Munsell光谱反射率数据集构建光谱反射率成像目标,通过真实CCD成像传感器的光谱灵敏度、D65光源的光谱功率分布以及高斯滤色器模型和最大线性独立滤色器选择算法,在10个噪声水平下实现了3~31个光谱通道,即29个虚拟多光谱相机对成像目标的光谱反射率重建的仿真计算。结果表明,通道数小于8时,5通道滤色器表现最优;和A光源相比,D65光源下的5通道最优滤色器的最大带宽达到80 nm,性能有显著的提升。
色度学 成像系统 计算方法 光谱通道数 多光谱彩色成像 
光学学报
2024, 44(3): 0311001
李强 1,*秦并 1仇旻 2
作者单位
摘要
1 浙江大学极端光学技术与仪器全国重点实验室和光电科学与工程学院,浙江 杭州 310027
2 西湖大学工学院,浙江 杭州 310024
红外伪装技术是指隐藏或改变目标红外辐射特征的技术,对于提高目标的生存率具有重大意义。多波段探测技术的发展,给传统的红外伪装技术带来了严峻的挑战,使得多波段兼容红外伪装材料的研究变得十分紧迫。针对这一挑战,首先须厘清各波段的伪装要求,其次应合理利用各波段材料电磁响应的不同和结构尺寸的差异,设计分层次结构以满足不同波段的光谱要求。最后,应认识到现有研究存在的不足,向着适应更多探测波段、应用场景,制备工艺更简便、成本更低、应用性更优的方向发展。
红外伪装 兼容性伪装 热伪装 光谱调控 微纳结构 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0104001
鲁志强 1,2刘可可 1,2李强 1,2胡芹 1,2[ ... ]唐新峰 1,2,*
作者单位
摘要
1 1.武汉理工大学襄阳示范区, 湖北隆中实验室, 襄阳 441000
2 2.武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室, 武汉 430070
3 3.武汉理工大学 纳微结构研究中心, 武汉 430070
晶粒细化是提高Bi0.5Sb1.5Te3合金力学性能的有效途径, 但是粉末冶金过程中晶粒细化导致的类施主效应会严重劣化材料热电性能, 制约了Bi0.5Sb1.5Te3基合金在微型热电器件中的应用。本研究围绕p型Bi0.5Sb1.5Te3基合金, 采用实验结合理论计算系统研究了粉末冶金制备过程中研磨和脱附气氛对烧结样品中类施主效应和电热输运性能的影响规律和机制。Bi0.5Sb1.5Te3基合金破碎研磨过程中粉体表面产生缺陷$~\text{V}_{\text{Te}}^{\cdot \cdot }$和${{\text{{V}'''}}_{\text{Sb}}}$并物理吸附空气中的O2, 在烧结过程中与吸附的O2发生缺陷化学反应, 产生大量$\text{V}_{\text{Te}}^{\cdot \cdot }$空位和自由电子, 导致类施主效应, 使空穴浓度大幅降低。在保护气氛下(Ar气氛)研磨避免接触空气或在空气中研磨后放置在保护气氛下脱附O2, 都可以有效抑制类施主效应, 使样品保持较高的载流子浓度和电导率, 且性能在473 K下保持稳定。在空气中研磨后直接烧结的样品和放置在空气中粉体烧结的样品表现出明显的类施主效应, 样品的载流子浓度从保护气氛处理样品的4.49×1019 cm−3下降至3.21×1019 cm−3, 采用保护气氛处理的粉体烧结样品在402 K下获得最高的热电优值ZT为1.03, 平均ZTave为0.92。该研究为调控p型多晶Bi2Te3基化合物的类施主效应和优化其热电性能提供了新思路。
Bi0.5Sb1.5Te3合金 类施主效应 载流子浓度 热电性能 Bi0.5Sb1.5Te3 alloy donor-like effect carrier concentration thermoelectric property 
无机材料学报
2023, 38(11): 1331
作者单位
摘要
天津大学微电子学院,天津 300072
为了解决高光谱图像超分辨率重建中物质本征光谱表达能力不足、图像尺度变化过程中存在细节信息损失的问题,提出一种全局-局部注意力特征重用网络。首先,通过多节点特征重用增强网络的多尺度信息提取能力。其次,引入局部注意力,利用空间注意力机制聚焦重点空间信息,并通过通道注意力机制增强特异性光谱提取能力。最后,设计全局修正模块,根据原始多光谱图像空间信息丰富与高光谱图像光谱保真度高的特性进一步补偿处理过程中损失的空间与光谱维度信息,提高网络可靠性。选取CAVE和Harvard数据集进行训练与测试,并与多种先进方法进行定量与定性评估。结果表明,所提网络能够重建出更高分辨率的高光谱图像,更好完成高光谱超分辨率任务。
高光谱图像 超分辨率 注意力机制 特征重用 卷积神经网络 
光学学报
2023, 43(21): 2115001
作者单位
摘要
天津大学微电子学院,天津 300072
肾肿瘤危害极大,严重影响人类身体健康,对肾肿瘤进行早期检测和诊断有助于患者的治疗与康复。为高效地从腹部电子计算机断层扫描(CT)图像中分割出肾脏及肾肿瘤图像,提出一种基于三维U2型网络(U2-Net)的分割方法。首先,将二维U2-Net升维并调整网络深度、损失函数与深度监督策略;其次,为了增强解码端的特征表达能力,提出残差特征强化模块,对解码端特征图进行通道与空间域的强化;最后,为提高网络对全局信息的提取能力,提出基于全局特征的多头自注意力模块,计算特征图所有体素点间的长期依赖关系,获取丰富的三维医学图像上下文信息。所提方法在KiTS19官方数据集上的实验结果表明,平均Dice值为0.9008,参数量为4.60 MB,与现有方法相比,所提方法能够在参数量较小的前提下,取得较好的分割精度,对小内存嵌入式肾脏和肾肿瘤图像分割系统具有很高的应用价值。
医学图像分割 卷积神经网络 残差特征强化 多头自注意力 
激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2210010
作者单位
摘要
1 天津大学微电子学院,天津 300072
2 天津大学电气自动化与信息工程学院,天津 300072
提出一种使用点云记忆区来移除动态点云的激光雷达同时定位与建图(SLAM)算法——DOR-LOAM算法。该算法首先引入先验地图伪占用区域的概念,细化了动态点云记忆区的划分,从而提高了对动态点云的识别精度;然后,通过网格化每块伪占用区域,并设置点云概率密度阈值,增强算法对动态小目标的识别能力;最后,使用动态点云移除率优化滑窗方式,建立轻量级的先验地图,加快系统整体的处理速度。在KITTI开放数据集上的验证结果显示,DOR-LOAM算法移除动态点云的F1分数为95.52%,平均相对平移误差和相对旋转误差分别为0.81%和0.0033(°)·m-1,该算法能实时、高效地消除环境中动态因素的影响。
遥感 同时定位与建图 动态物体去除 激光雷达 伪占用区域 点云记忆区 
光学学报
2023, 43(20): 2028001
韩雪 1吕游 1彭嘉宁 1郭嘉祥 1[ ... ]李强 1,2,3,4,*
作者单位
摘要
1 北京工业大学 材料与制造学部激光工程研究院,北京 100124
2 跨尺度激光成型制造技术教育部重点实验室,北京 100124
3 北京市激光应用技术工程技术研究中心,北京 100124
4 激光先进制造北京市高等学校工程研究中心,北京 100124
目前1.5 μm LD泵浦的铒镱共掺玻璃/晶体被动调Q微型激光器广泛应用于激光测距、激光雷达等领域。随着激光器输出能量和重频的增加,玻璃面临突出的热效应问题,晶体的热导率是玻璃的10倍以上,有望能够实现比玻璃基质更大脉冲能量和更高重频的激光输出。文中报道了一种采用LD脉冲端面泵浦、铒镱共掺焦硅酸镥晶体为增益介质的1 537 nm被动调Q微型激光器。通过优化泵浦光斑大小、输出镜透过率与调Q晶体初始透过率相匹配,实现激光输出重频与泵浦重频一致。最终实现了输出重频为1 kHz、单脉冲能量35 μJ、脉冲宽度7 ns、峰值功率为5 kW、光束质量因子M2=1.33的激光输出。以及输出重频为10 kHz、单脉冲能量10 μJ、脉冲宽度10 ns、峰值功率为1 kW、光束质量因子M2=1.51的激光输出。结果表明,Er3+/Yb3+:Lu2Si2O7 晶体是实现高重频1.5 μm激光输出的优良介质。文中研究结果对LD脉冲端面泵浦的kHz铒镱共掺晶体被动调Q人眼安全微片激光器具有重要的参考意义。
微片激光器 被动调Q 高重频 Er3+/Yb3+:Lu2Si2O7晶体 脉冲泵浦 microchip laser passively Q-switched high repetition rate Er3+/Yb3+:Lu2Si2O7 crystal pulse pumped 
红外与激光工程
2023, 52(7): 20220811
作者单位
摘要
1 天津大学微电子学院,天津 300072
2 天津职业技术师范大学天津市现场总线控制技术工程中心,天津 300222
深入研究不同肺部疾病的X射线光片,有助于更清晰、准确地区分和预测各种疾病。基于此,提出一种基于高效通道注意力机制的胸部X光片疾病分类算法。将高效通道注意力模块以密集连接的方式加入基础特征提取网络,以增强特征通道中有效信息的传递,同时抑制无效信息的传递;使用非对称卷积块提高网络特征提取能力;采用多标签损失函数解决多标签和数据不平衡的问题。将新型冠状病毒肺炎X光片添加到公开数据集Chest X-ray 14中构成数据集Chest X-ray 15,在该数据集上的实验结果表明,所提基于高效通道注意力机制的胸部X光片疾病分类算法的平均area under curve(AUC)值达到0.8245,对气胸的AUC值达到0.8829,性能优于对比算法。
医用光学 医学图像处理 胸部X光片 卷积神经网络 高效通道注意力 
激光与光电子学进展
2023, 60(12): 1217001

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