赵耀 *
作者单位
摘要
中国铁路设计集团有限公司电化电信工程设计研究院, 天津 300308
针对被动式太赫兹安检系统检测图像识别危险物难度较大、精确度不高的问题, 提出一种基于 U-net的被动式太赫兹安检危险物分割算法。通过构建危险品的局部结构差异性假设和局部亮度差异性假设定位太赫兹安检图像中危险品可能存在的感兴趣区域(ROI), 并选择拥有少量特征通道与神经元的浅层卷积网络针对 ROI做图像超分辨处理, 最后将图像输入 U-net网络,得到质量高、轮廓清晰的危险品分割图像。通过实验证实了本文方法相比传统分割算法准确性有明显提高, 有助于提高被动式太赫兹安检系统的危险品识别率。
太赫兹成像 安检 图像处理 目标分割 terahertz imaging security check image processing target segmentation 
太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(12): 1238
作者单位
摘要
清华大学 精密仪器系,精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京 100084
集成光子芯片是将激光光源、低损耗波导、调制器、探测器等多类光电器件结合在一起,实现功能化集成,在高速光通讯、量子信息处理、光学传感等领域有具有重要的应用。然而由于不同的光电器件基于不同材料体系,实现多材料体系的光电器件集成极其困难。传统的异质集成和单片集成方法难以同时解决定位精度不足、低拓展性、高损耗、低带宽等一系列问题。基于飞秒激光的双光子聚合技术具有高精度和高穿透的优势,可以实现多材料体系的片上微纳光学元件增材制造,具有极高的加工自由度。本文对片上光学元件的激光增材制造这一领域进行综述,探讨了光子引线键合和微空间光路元件两种技术路径,总结了现有技术的发展现状,并对未来的发展前景进行了展望。
集成光学 增材制造 飞秒激光 双光子聚合 混合集成 光子引线键合 微空间光路元件 Integrated optics Additive manufacturing Femtosecond laser Two-photon polymerization Hybrid integration Photonic wire bonding Micro-space optical device 
光子学报
2022, 51(8): 0851512
赵耀 *
作者单位
摘要
中国铁路设计集团有限公司电化电信工程设计研究院,天津 300308
针对铁路 5G专用移动通信(5G-R)系统基站布置密集、单体功耗高的特点,结合铁路无线通信的需求,研究采用太阳能 (PV)为 5G-R系统基站的射频拉远单元(RRU)设备供电的方案。对比分析 5G-R系统 RRU设备日用电规律及太阳能电池日发电规律,确定了采用太阳能结合储能与外电源的供电体系,通过比较几种太阳能电池与外电源组合供电架构的经济性与可靠性,推荐采用直流侧切换的供电架构,并进一步提出了采用直流侧智能配电的太阳能供电方案。本研究在保证 5G-R系统运行安全可靠的同时,通过采用太阳能供电方式降低了铁路 5G-R系统对外电源的需求。
高速铁路 铁路 5G专网(5G-R) 太阳能 供电 射频拉远单元 high.speed railway 5th Generation mobile communication technology.Rai Photo.Voltaic(PV) power supply Remote Radio Unit(RRU) 
太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(8): 775
作者单位
摘要
1 山西农业大学农业工程学院, 山西 太谷 030800
2 山西农业大学园艺学院, 山西 太谷 030800
土壤有机质是土壤的重要成分, 也是农作物生长的重要营养指标。 快速、 准确检测土壤有机质含量对施肥管理具有重要意义。 近年来, 近红外光谱被广泛应用于土壤有机质的快速检测, 然而土壤有机质敏感波段易受土壤水分干扰, 从而会影响到土壤有机质的预测结果。 在山西省境内采集了140个土壤样本, 采用ASD光谱仪分别获取了不同含水率(0%, 5%, 10%, 15%, 17%)土壤样本谱图曲线(350~2 500 nm)。 为了提高土壤有机质预测模型精度, 提出特征波长积分算法, 即通过特征波长处吸光度的积分值作为自变量进行建模的方法, 建立了土壤有机质预测模型及抗水分干扰修正系数模型。 结果表明: (1)使用特征波长处吸光度的积分值作为自变量建立的土壤有机质预测模型统计参数优于传统的使用特征波长处的吸光度值作为自变量的建模方法; (2)校正后的湿土光谱更加接近干土土样, 在一定程度上解决了传统水分修正系数在水分含量较高时修正效果较差的问题; (3)提高了湿土样本的预测精度, 预测相关系数(RP)提升了约0.09, 预测均方根误差(RMSEP)降低了约1.72 。 说明该方法可以有效降低水分对土壤有机质光谱的影响, 提高不同含水率土壤有机质的预测精度, 可为后续仪器开发提供理论支持。
土壤有机质 近红外光谱 积分算法 水分修正系数 Soil organic matter Near-infrared spectroscopy Integration algorithm Moisture correction coefficient 
光谱学与光谱分析
2022, 42(3): 984
刘会亚 1康宁 1,*冀胜哲 1赵耀 1[ ... ]雷安乐 1,2
作者单位
摘要
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 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800
高功率激光与等离子体相互作用(LPI)产生的超热电子能谱与空间分布是激光惯性约束聚变(ICF)中评估预热增熵、优化靶参数设计的关键依据,因此是研究上的重要内容。基于神光Ⅱ激光装置,研究了不同条件的激光与碳氢平面靶作用产生超热电子的能谱与空间分布。实验结果表明,超热电子能谱符合麦克斯韦分布,拟合温度处于30~65 keV范围,靶前方向得到的超热电子温度和强度均高于靶后方向。在靶后方向探测到的超热电子空间分布近似高斯分布,峰值方向在靶背法线方向。靶前散射光谱上有较强的对流受激拉曼散射(SRS)信号及具有双峰分布特点的双等离子体衰变(TPD)信号。理论结合实验数据分析表明,在高温大尺度等离子体条件下,SRS产生的超热电子相比TPD占据主导地位。此外,分析了由SRS产生的电子等离子体(EPW)波加速的电子动能与散射光波长的关系,发现加速后电子的动能随着散射光波长的增加而增加,与实验结果相符。
激光技术: 惯性约束聚变 超热电子 受激拉曼散射 双等离子体衰变 
中国激光
2021, 48(23): 2308001
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司第四十一研究所, 山东 青岛
拍长是表征保偏光纤产品性能的重要指标, 近年来随着保偏光纤在光纤通信和光纤传感等领域的广泛应用, 对拍长的高精度测量十分重要。基于白光干涉技术研制了保偏光纤拍长测量装置, 通过测量保偏光纤上两个应力点之间的几何长度和对应耦合点之间的光学长度来计算拍长。几何长度采用激光干涉仪进行精确测量, 光学长度是通过采用Hilbert变换和多项式拟合提取白光干涉包络信号, 精确定位耦合点的峰值位置, 使用稳频激光干涉技术进行测量。实验测量结果和不确定度分析表明, 保偏光纤拍长测量装置的测量重复性优于4 μm, 测量不确定度为20 μm(k=2)。
保偏光纤 白光干涉 拍长 稳频干涉 polarization maintaining fiber white light interferometry beat length frequency stabilization interferometry 
光电技术应用
2021, 36(3): 30
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai201800, China
2 Key Laboratory for Laser Plasmas (MoE), School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai200240, China
3 Key Laboratory for Laser Plasmas (MoE), School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai200240, China
4 Key Laboratory of High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai201800, China
Stimulated Raman scattering (SRS) in plasma in a non-eigenmode regime is studied theoretically and numerically. Different from normal SRS with the eigen electrostatic mode excited, the non-eigenmode SRS is developed at plasma density $n_{e}>0.25n_{c}$ when the laser amplitude is larger than a certain threshold. To satisfy the phase-matching conditions of frequency and wavenumber, the excited electrostatic mode has a constant frequency around half of the incident light frequency $\unicode[STIX]{x1D714}_{0}/2$, which is no longer the eigenmode of electron plasma wave $\unicode[STIX]{x1D714}_{pe}$. Both the scattered light and the electrostatic wave are trapped in plasma with their group velocities being zero. Super-hot electrons are produced by the non-eigen electrostatic wave. Our theoretical model is validated by particle-in-cell simulations. The SRS driven in this non-eigenmode regime is an important laser energy loss mechanism in the laser plasma interactions as long as the laser intensity is higher than $10^{15}~\text{W}/\text{cm}^{2}$.
hot electrons laser plasma interactions stimulated Raman scattering 
High Power Laser Science and Engineering
2020, 8(2): 02000e21
作者单位
摘要
1 沈阳理工大学 环境与化学工程学院, 辽宁 沈阳 110159
2 东北大学 资源与土木工程学院, 辽宁 沈阳 110004
为了研究长白落叶松光谱对土壤Cu胁迫的响应特征和变化规律, 在辽东树基沟矿区的3条勘测线上布置采样点, 进行表层土壤的多种重金属元素含量和长白落叶松针叶的反射光谱测定, 并提取了7个特征波段, 计算了多个波段区间的光谱角, 将其与土壤主要重金属铜的含量进行相关分析, 建立了回归模型。结果表明: 7个光谱特征波段中, “红谷”参数与表层土壤铜含量的相关系数最大, 基于“红谷”反射率建立的回归模型的R2达到0865。光谱角对铜胁迫长白落叶松针叶波段区间[400, 716] nm、[400, 2 500] nm的光谱变化十分敏感。“红边”位置和反射率与土壤铜含量不相关, 不适合区分矿区表层土壤重金属含量间的细微差别。对可见光敏感的“红谷”参数和光谱角均表明反射光谱的差异主要由叶绿素含量控制, 小部分受到针叶中水分含量的影响。本研究利用长白落叶松“红谷”和光谱角的“指纹效应”, 为快速有效反演大面积高植被覆盖区的土壤重金属含量、圈定隐伏矿(化)体提供了理论依据。
反射光谱 特征波段 铜胁迫 光谱角 树基沟矿区 reflectance spectra characteristic bands copper stress spectral angle shujigou mining area 
中国光学
2019, 12(2): 332
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Key Laboratory for Laser Plasmas (MoE), School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
3 Collaborative Innovation Center of IFSA (CICIFSA), Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
4 SUPA, Department of Physics, University of Strathclyde, Glasgow G4 0NG, UK
5 Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
6 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Absolute instability modes due to secondary scattering of stimulated Raman scattering (SRS) in a large nonuniform plasma are studied theoretically and numerically. The backscattered light of convective SRS can be considered as a pump light with a finite bandwidth. The different frequency components of the backscattered light can be coupled to develop absolute SRS instability near their quarter-critical densities via rescattering process. The absolute SRS mode develops a Langmuir wave with a high phase velocity of about $c/\sqrt{3}$ with $c$ the light speed in vacuum. Given that most electrons are at low velocities in the linear stage, the absolute SRS mode grows with very weak Landau damping. When the interaction evolves into the nonlinear regime, the Langmuir wave can heat abundant electrons up to a few hundred keV via the SRS rescattering. Our theoretical model is validated by particle-in-cell simulations. The absolute instabilities may play a considerable role in the experiments of inertial confinement fusion.
laser plasma interactions stimulated Raman scattering two plasmon decay instability hot electron 
High Power Laser Science and Engineering
2019, 7(1): 01000e20
作者单位
摘要
东北电力大学,吉林 吉林 132012
为确保GPS失锁期间MIMUs/GPS组合系统的导航精度,引入Adaboost优化的BP网络辅助常规Kalman滤波器实现滤波解算。当出现GPS失锁等信号不可用的情况,利用训练好的网络对同一时刻MIMUs,GPS分别解算的速度、位置信息的差值进行预测,并将结果送入Kalman滤波观测器,通过改进系统层面上的导航策略,修正MIMUs单机工作下逐渐积累的导航参数误差。仿真结果表明,在组合系统模拟GPS失锁的50 s内,Adaboost优化的BP网络能够及时辅助滤波器进行信息处理,补偿失锁期间的丢失信息,相较采用单一的BP,RBF网络算法,获得了更为理想的导航参数预测稳定性和预测精度。
组合导航 信息处理 Adaboost方法 神经网络 integrated navigation information processing MIMU MIMU GPS GPS Adaboost method neural network 
电光与控制
2018, 25(12): 21

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