1 东北电力大学 理学院，吉林吉林3202
2 吉林工程技术师范学院 数据科学与人工智能学院，吉林长春13005
3 吉林大学 数学学院，吉林长春10012
为了提高红外与可见光图像的融合质量，本文提出一种新颖的基于结构和纹理感知的Retinex模型的红外与可见光图像融合方法。该方法首先通过结构和纹理感知的Retinex模型将源图像分解为反射分量和光照分量，不但能够有效地将源图像的纹理和结构信息进行分离，而且也能很好地提取可见光图像中低亮度下的细节特征信息；然后通过构造源图像的二阶梯度为基础的权值映射和伽马函数对反射分量和光照分量进行融合；最后对融合的反射分量和光照分量进行重建得到最终融合图像。通过对38组广泛使用的TNO红外/可见光图像数据库中的图像进行测试表明，本文方法得到的融合图像不但具有较高的可视化质量，而且与近年来提出的5种高水平方法相比，本文方法在互信息、非线性相关信息熵、图像相位一致性度量上取得了更好的客观评价结果，能够较好地解决红外与可见光图像融合中出现的细节特征缺失和对比度较低的问题。
红外图像 可见光图像 图像融合 Retinex模型 infrared images visible images image fusion Retinex model 光学 精密工程
2022, 30(24): 3225
1 苏州科技大学 物理科学与技术学院 江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室，江苏 苏州 215009
2 中国航天科技集团公司 上海卫星工程研究所，上海 201109
3 北京联合大学 数理部，北京 100101
为了实现多路无源液晶光学器件的驱动，设计开发了低成本、低复杂度及幅频可调的多路驱动电路。首先，为了便于控制液晶器件，在PC机和驱动板之间采用USB数据传输方式进行控制信号的传输。其次，驱动板卡采用母板加多子板模式，每个子板可输出32路驱动信号，其可依据实际需求灵活选取子板数目，从而降低成本。母板与子板均采用STM32作为主控芯片，子板通过SPI接口与母板进行数据传输。每个子板通过2个SPI接口将数据分组分发给DAC芯片，每个DAC芯片可控制16路数模转换，最终实现192路模拟信号的输出。最后，进行制板和测试。结果显示，输出模拟电压与灰度值符合线性比例关系，其绝对误差在0.010 V左右，符合10 bit、1 024级电压灰度值调制精度。该驱动板卡可以实现多路驱动信号的输出，满足多路无源液晶光学器件驱动控制的需求。
无源液晶调光器件 驱动电路 低成本 精度 passive liquid crystal optical device drive circuit low-cost accuracy
1 西安邮电大学电子工程学院, 陕西 西安 710121
2 中国船舶重工集团第 705研究所, 水下信息与控制重点实验室, 陕西 西安 710077
基于 Rytov近似理论, 分析了各向异性海洋湍流中汉克 -贝塞尔(HB)光束的交叉谱密度, 研究了轨道角动量(OAM)模式探测概率、串扰概率及 HB光束的螺旋相位谱, 建立了各向异性海洋湍流中 OAM模式探测概率模型。结果表明, HB光束在各向异性海洋湍流环境中发射 OAM模式的探测概率高于在各向同性海洋湍流环境中的探测概率。并且随着各向异性因子的增大, 海洋湍流对发射 OAM模式探测概率的影响减小, 串扰模式的探测概率也随之下降。
各向异性海洋湍流 汉克-贝塞尔光束 轨道角动量 螺旋相位谱 光学涡旋 anisotropic ocean turbulence Hank-Bessel beam orbital angular momentum orbital angular momentum spectrum optical vortex
淮阴师范学院 化学化工学院, 江苏省低维材料化学重点实验室, 江苏省环境工程实验室, 淮安 223300
以凹凸棒石(ATP)为载体, 通过原位沉积, 结合冷冻干燥、程序焙烧工艺在其表面负载不同质量分数的类石墨相氮化碳(g-C3N4)薄层材料, 制备系列ATP/g-C3N4复合材料用于电催化析氧反应, 产物标识为ATP/g-C3N4-w (质量分数w = mATP: (mATP + mg-C3N4)=0.33、0.40、0.50、0.67), 并研究在0.1 mol/L KOH的电解液中的电催化析氧性能。结果表明: g-C3N4薄层通过Si-O-C键牢固负载于凹凸棒石表面, 从而有效调变g-C3N4表面的电子层结构, 提供更多的催化活性位点。电催化析氧测试的结果表明: ATP/g-C3N4-0.50具有最优的析氧催化性能, 在10 mA/cm 2电流密度下其析氧过电位为410 mV, 塔菲尔斜率为118 mV/dec, 并表现出优异的析氧稳定性。
凹凸棒石 石墨相氮化碳 电催化 析氧反应 attapulgite g-C3N4 electrocatalysis oxygen evolution veaction
1 火箭军工程大学, 陕西 西安 710025
2 西安交通大学 机械工程学院, 陕西 西安 710049
3 中国航天科工运载技术研究院北京分院, 北京 102308
复杂型面叶片由于其结构复杂, 缺陷检测困难, 针对这类叶片的无损检测研究一直是国内外关注的热点。文中基于超声激励下含缺陷介质的摩擦生热模型, 分析缺陷处的热流传导, 推导了含裂纹叶片简化模型的表面温度场。针对复杂型面叶片裂纹处的生热模型, 应用有限元方法进行了数值仿真。仿真结果表明, 激励时间越长, 裂纹缺陷区域温升越大; 温升速率随时间增加呈先上升后下降的趋势。利用超声红外热成像检测平台, 对含裂纹的汽轮机叶片进行检测。实验结果表明, 当预紧力处于100~150 N时, 裂纹区域生热最明显, 叶片裂纹检测效果最好。基于数值仿真和实验表明, 超声红外热成像技术可以有效地检测出复杂型面叶片中的裂纹缺陷,具有一定的工程指导意义和广泛应用前景。
超声红外热成像 叶片 裂纹 摩擦生热 数值仿真 实验验证 ultrasonic infrared thermal imaging blade crack friction heat generation numerical simulation test verification 红外与激光工程
2019, 48(12): 1204002
1 浙江工业大学 环境学院, 杭州 310014
2 浙江工业大学 理学院, 杭州 310023
基于狭缝波导和热光学调制的耦合特性, 提出一种尺寸为15 μm×20 μm的绝缘硅基底的超小型微环谐振器, 该器件可通过调节加热器功率调节其带宽.用时域有限差分法模拟其可调谐特性, 结果表明, 当加热器功率从0 mW增加至0.742 mW时, 1550 nm入射光的TE模式在1 900 nm波长下的带宽可调范围为2.5 nm, TM模式在1 543 nm波长处的带宽可调范围为3.1 nm.该器件尺寸小、驱动功率低、可调谐带宽范围大, 适用于动态集成光信号处理, 如重构滤波和布线等.
集成光学 狭缝波导 时域有限差分法 微环谐振腔 热光调制 Intergrated optics Microring resonator Finite difference time domain Slot waveguides Thermo-optical modulation
1 浙江工业大学理学院, 浙江 杭州 310023
2 浙江工业大学环境学院, 浙江 杭州 310014
设计了一种高效的、基于多模干涉(MMI)的椭圆型十字光波导,通过增加模式匹配器和调整自聚焦点位置,降低其传输损耗。COMSOL仿真表明该波导在1550 nm 波长处的透射率高达96.5%,串扰损耗小于2×10
-5,而传统的椭圆型十字波导的透射率仅为91.2%。并且对椭圆型MMI的成像规律进行了理论分析和仿真验证, 结果表明这种新型椭圆型结构不但在1550 nm处表现出高效性,对整个1500~1600 nm的通信波段都具有非常低的损耗(小于0.2 dB)和串扰(小于-42 dB)。这种十字光波导尺寸小、结构简单,只需要在硅上绝缘体(SOI)基底材料上融刻一次即可实现,制备工艺简单,有利于节约成本和批量生产,广泛适用于未来的集成光路。
集成光学 波导 多模干涉 损耗 串扰 光学学报
2017, 37(10): 1013001
为了实现火星探测中巡视器以及着陆器上人工标志的识别定位, 结合好奇号火星车的人工标志特征和火星环境的特点, 提出一种人工标志两步识别定位方法。第一步是在图像中识别人工标志并进行初步定位。该步骤通过图像边缘检测, 提取并跟踪各轮廓边界。针对人工标志存在的沙尘附着、光照不均、以及阴影遮挡等问题, 提出一种基于火星环境的自适应边缘检测方法。采用最小二乘椭圆拟合方法对每一个轮廓边界进行椭圆拟合, 将拟合所得的椭圆参数作为标志的初步定位结果。第二步是对各人工标志进行精确定位。根据初步定位的椭圆参数进行图像分割。考虑标志中心为两条直线的交点, 故采用Hough变换对各分割出的图像块进行直线检测, 并对交点进行重定位, 从而得到人工标志的精确位置。对好奇号火星车的标志图像进行了试验, 结果表明: 提出的方法能够检测存在较大变形的人工标志, 对标志中心的定位精度稳定在1个像素以内。该对沙尘附着、光照以及阴影遮挡具有一定的鲁棒性, 基本满足火星探测中人工标志定位的精度和鲁棒性要求。
火星探测 目标识别 人工标志 标志定位 光照鲁棒性 Mars exploration target recognition artificial target target location illumination robust
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Abstract
The fabricated gratings used for an 800-nm compressed laser pulse have more than 90% diffraction efficiency in the –1st order for TE polarization within 760–860 nm, and the maximum value is 94.3%. The laserinduced damage threshold (LIDT) of the gratings increases from 0.53 to 0.75 J/cm2 in the normal beam in a pulse width \tau of 40–100 fs. The LIDT of the gratings is observed a \tau^{0.25} scaling in the pulse width region. The damage morphologies of the gratings indicate that the initial damage of the gratings locates at the grating lines, a position that coincides with that of the electric field maximum.
230.1950 Diffraction gratings 320.2250 Femtosecond phenomena 320.5520 Pulse compression Chinese Optics Letters
2013, 11(10): 102302
