张雷雷 1,2,3曹振松 1,3钟磬 4黄印博 1,3[ ... ]卢兴吉 1,3,*
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院 科学岛分院,安徽 合肥 230026
3 先进激光技术安徽省实验室,安徽 合肥 230037
4 航天系统部驻绵阳地区军事代表室,四川 绵阳 621000
针对激光传输实验中传输内通道空间狭小、CO2浓度低的特点,结合波长调制TDLAS技术,设计了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的数字锁相放大器,实现锁相放大和数据采集功能一体化,并将其成功应用于低浓度CO2检测中。为解决低浓度CO2吸收微弱、噪声强等问题,设计了高精度ADC模块,电压分辨率可达0.3 mV;基于DDS原理内部产生正余弦参考信号,保证谐波信号单一性,且实现参考信号频率可调节,覆盖范围1~40 kHz;改进了CIC滤波器,并通过降采样级联FIR滤波器的方式,以较少的硬件资源消耗实现窄带低通滤波,积分时间200 μs~20 ms可调;基于CORDIC算法实现平方和开根运算,相较于JPL算法精度更高。为系统更加小型化,基于Qt实现上位机并结合串口通信,使锁相放大器兼具数据采集处理功能。常温常压光程30 m条件下,测量了CO2在2 μm波段的吸收光谱,获得波长调制吸收光谱信噪比为102.6,相较于直接吸收信噪比8.8,提高约11.7倍;设计并开展低浓度CO2标定实验,获取二次谐波信号幅值和CO2浓度之间的线性关系,相关度为0.996;在纯氮气条件下,利用Allan方差评估了系统性能,平均时间为2 s时,系统检测下限1.30 ppm (1 ppm=10−6),平均时间为180 s时,系统检测下限0.19 ppm;分析了系统响应时间,可在0.5 s内获取气体浓度。实验结果表明,设计的数字锁相放大器具有测量灵敏度高、参数可调节、能够实时处理和小型化的特点,可满足传输内通道中低浓度CO2的检测需求。
数字锁相放大器 激光传输 FPGA TDLAS 数字滤波器 CORDIC算法 digital lock-in amplifier laser transmission FPGA TDLAS digital filter CORDIC algorithm 
红外与激光工程
2023, 52(10): 20230023
袁子豪 1,2,3黄印博 1,3钟磬 3,4卢兴吉 1,3[ ... ]曹振松 1,3,*
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院,安徽 合肥 230026
3 先进激光技术安徽省实验室,安徽 合肥 230037
4 航天系统部驻绵阳某部,四川 绵阳 621000
以2 μm窄线宽分布式反馈(DFB)激光器为光源,搭建了一套新型V形结构离轴积分腔吸收光谱实验装置。利用LightTools光学仿真软件对实验光路进行模拟仿真和优化分析,获得了V形腔内的高反射镜表面光斑分布规律,选择合适的入射角度可很好地提高镜面利用效率,并进一步确定了在V形结构双边对称且单边臂长为25 cm的情况下,腔体最佳夹角为23.06°。根据设计加工腔体并搭建吸收光谱实验装置,使用体积分数为400×10-6的CO2标准气体在4991.258 cm-1处对装置进行了实验研究,标定了高反镜的实际反射率和V形腔的有效光程。通过测量装置的Allan方差评估了实验装置的性能,实验结果表明,当平均时间为375 s时,装置检测限可达0.35×10-6。利用该装置在 4986.9955 cm-1处对室内NH3分子进行测量,获得了NH3的吸收谱线,同时使用Savitzky-Golay算法对光谱数据进行平滑处理,获得了46.06的信噪比,展示了V形结构的离轴积分腔装置优异的弱检测能力,为复杂环境下离轴积分腔装置的搭建提供了新的结构选择。
光谱学 离轴积分腔 V形结构 模拟仿真 NH3检测 Savitzky-Golay平滑 
中国激光
2023, 50(19): 1911002
Author Affiliations
Abstract
State Key Lab. of Modern Optical Instrumentation, Department of Optical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
The number of layers and the resolution of liquid crystal displays (LCDs) limit the reconstruction fidelity of near-eye light field displays based on multilayer LCDs. Because the eye’s resolution capability is different for central vision and peripheral vision, the fidelity can be improved by setting different weights for different areas. First we employ the eye’s modulation transfer function (MTF) to acquire the limiting resolution angle. Then, due to the inverse relationship between the limiting angle and the weight values, the weighted function related to retinal eccentricity is calculated. In combination with the linear least-squares algorithm, the peak signal-to-noise ratio (PSNR) of the reconstructed scene is raised. The simulation results indicate that the weighted optimization algorithm can improve the image fidelity and reconstruction accuracy.
110.1758 Computational imaging 110.3010 Image reconstruction techniques 110.6955 Tomographic imaging 
Chinese Optics Letters
2016, 14(4): 041101
作者单位
摘要
武汉工程大学图像处理与智能控制研究室, 湖北 武汉 430205
针对现有图像去模糊算法过于依赖PC平台,应用领域受到极大限制,且存在快速性、实用性难以保证等问题,提出了基于ARM Cortex-A9多核平台的多视点图像去模糊算法移植与优化方法,实现了ARM多核平台的多视点图像去模糊。该方法针对算法中的耗时模块,结合NEON指令优化和OpenMP多核优化两种并行优化策略,最大程度地减少算法耗时。实验结果表明,在ARM多核平台上,优化后的图像去模糊算法满足快速性要求,且对模糊图像的去模糊效果良好,具备实际应用价值。
多视点 去模糊 多核 NEON指令集 并行操作 multi-view deblurring multi-core NEON parallel process 
光学与光电技术
2015, 13(6): 38
作者单位
摘要
武汉工程大学 图像处理与智能控制实验室, 武汉 430205
针对大视场线阵CCD图像不均匀现象,提出了一种基于图像像素灰度补偿的均匀化方法.首先分析并计算线形目标上不同坐标位置的微小面元在线阵CCD 上产生的辐射照度,并由此推导线阵CCD 面元上不同像素灰度值与中心像素灰度值之间的关系,进而建立大视场线阵CCD 像面上像素的灰度补偿模型,实现大视场线阵CCD图像快速均匀化的目的.对大量线阵CCD 采集的高速路面图像进行了处理,结果表明我们提出的方法具有较强的可行性、鲁棒性和实用性.
大视场线阵CCD 光辐照度 像素灰度补偿模型 图像灰度均匀化 wide field line CCD optical radiation luminosity pixel gray value compensation model image gray 
光电工程
2015, 42(7): 62
Author Affiliations
Abstract
A light field three-dimensional (3D) display with multi-projectors and a concave screen is proposed. The system sets the viewing area at the center of the concave screen, making viewers enter the center of the system to watch 3D scene around them. The surrounded 3D scene provides viewers a feast of enhanced immersive experience. The light field principle, rendering algorithm, selection of viewing area and experimental results are discussed in the letter, showing the potential of being an all-around-type immersive 3D display by employing more projectors.
110.0110 Imaging systems 120.2040 Displays 
Chinese Optics Letters
2014, 12(6): 060009
作者单位
摘要
浙江大学 光电信息工程学系,浙江 杭州310027
针对目前严峻的能源短缺问题,为有效节约室内照明消耗的电能,提出一种结合太阳能和LED技术的照明系统。当环境光能较强时,太阳能电池既向照明系统供电同时为内部储能蓄电池充电;当环境光照较弱时,由蓄电池为照明系统供电;系统兼具USB接口,通过该接口也能对系统内电池充电,以应对长时间光照差的气候。系统具有的自动调光功能,能保持室内工作面光照度稳定,为长久伏案的工作者提供最佳的照明环境。系统具有的自动调光功能和太阳能充电功能,从两个方面降低了电能的消耗。
照明系统 太阳能 自动调光 illumination system LED LED solar energy automatic illumination adjustment 
光学仪器
2011, 33(5): 65
作者单位
摘要
大连理工大学机械工程学院CAD与网络技术研究所, 辽宁 大连 116024
为提高计算速度,复杂网格模型操作处理中的仿射变换计算被移植到具有可编程能力的GPU上实现。在并行计算中,每个线程计算一个顶点的k 邻域权重值和坐标变换,多个线程同时执行。经过对线程结构安排、设备存储器分配等的优化,充分发挥GPU并行运算性能。实验结果表明,GPU加速计算对大规模网格顶点仿射变换的处理得到了较好的加速效果。
图形处理器 并行计算 三维网格变形 仿射变换 graphic processing unit parallel computing 3D mesh deformation affine transformation 
光电技术应用
2011, 26(1): 59

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