1 贵州大学 大数据与信息工程学院, 贵阳 550025
2 电子科技大学 电子科学技术研究院, 成都 611731
针对夜间拍照图像分辨率较低, 暗部对比度较差的问题, 提出了一种基于二次图像分割的区域Gamma校正算法。首先, 在最大类间方差法的分割基础上, 将图像进行直方图波谷法的二次分割, 提取出图像亮度信息。然后将区域分割后的图像分别进行Gamma校正, 实现图像的灰度校正与信息还原。通过MATLAB仿真实验, 验证了该方法与其它方法对比具有较好的灰度校正和信息还原的效果。
亮度提取 区域分割 伽马校正 信息还原 brightness extraction regional segmentation Gamma correction information reduction
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physical Electronics, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
2 School of Optoelectronic Information, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
3 Research Institute of Electronic Science and Technology, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
4 National Key Laboratory of Science and Technology on Space Microwave, Xi’an 710100, China
A polarization-independent nonmechanical laser beam steering scheme is proposed to realize continuous two-dimensional (2D) scanning with high efficiency, where the core components are two polarization-dependent devices, which are called liquid crystal optical phased arrays (LC-OPAs). These two one-dimensional (1D) devices are orthogonally cascaded to work on the state of azimuthal and elevation steering, respectively. Properties of polarization independence as well as 2D beam steering are mathematically and experimentally verified with a good agreement. Based on the experimental setup, linearly polarized beams with different polarization angles are steered with high accuracy. The measured angular deviations are less than 5 μrad, which is on the same order of the accuracy of the measurement system. This polarization-independent 2D laser beam steering scheme has potential application for nonmechanical laser communication, lidar, and other LC-based systems.
160.3710 Liquid crystals 120.4820 Optical systems 230.3720 Liquid-crystal devices Chinese Optics Letters
2017, 15(10): 101601
1 电子科技大学 电子科学技术研究院, 四川 成都 610054
2 电子科技大学 光电信息学院, 四川 成都 610054
3 电子科技大学 物理电子学院, 四川 成都 610054
4 空间电子信息技术研究院 中国空间技术研究院, 陕西 西安 710000
在空间激光通信、组网过程中, 为了能够实现一颗卫星终端对多颗卫星终端的物理光束接入, 从而使得一颗卫星能与多颗卫星实现数据分发、路由、交换等组网功能, 对卫星激光通信捕跟过程中存在的多终端物理接入方法进行了研究。在基于液晶光学相控阵多波束生成能力和多波束赋形的理论基础上, 设计了一种新型的多终端接入方法。该方法的核心是利用液晶光学相控阵的多波束生成与控制能力实现对多个终端的接入。对光束在远场光斑的位置信息以及接入过程中的衍射效率和能量损耗情况进行仿真来验证该方案是否满足空间激光通信终端接入要求。仿真结果发现接入过程中的衍射效率大于80%, 能量损耗小于1 dB, 表明该方案有效可行。
激光通信 多波束 捕跟 液晶光学相控阵 laser communication multi-beam acquisition and tracking liquid crystal optical phased array 红外与激光工程
2017, 46(11): 1122004
1 电子科技大学电子科学技术研究院, 四川 成都 610054
2 电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
3 电子科技大学物理电子学院, 四川 成都 610054
4 空间电子信息技术研究院, 陕西 西安 710000
5 东莞市迪文数字技术有限公司, 广东 东莞 523808
液晶光学相控阵具备非机械光束偏转能力, 将其应用到空间激光通信捕跟系统中, 能够实现快速、灵活、多用户的接入。提出了一种基于液晶光学相控阵的快速跟踪方法, 该方法采用电荷耦合器件(CCD)作为信标光探测器, 比例积分微分(PID)闭环控制算法生成光束指向角控制点数据, 实现对入射光束的捷变偏转, 指向捕跟探测器中心, 达到跟踪的目的。通过理论仿真可知PID闭环控制系统能够抑制高斯白噪声, 跟踪精度小于6.5 μrad。实验验证, 经过10 ms左右的调整, 系统进入稳定跟踪状态, 跟踪精度小于12.6 μrad。
测量 空间激光通信 捕获 跟踪 液晶光学相控阵 比例积分微分控制 激光与光电子学进展
2017, 54(2): 021202
1 电子科技大学 电子科学技术研究院,四川 成都 610054
2 电子科技大学 光电信息学院,四川 成都 610054
基于向列液晶的微带传输线模型,研究了其模场解和1~100 GHz频段内传输特性,采用有限元法较为精确和全面地分析了各向异性非均匀分布的液晶介质对微带传输线模场解和S参量的影响,并且分析了微带电极上施加偏置电压对该传输线S参数的影响。仿真结果表明: 该微波传输线模型的回波损耗在考虑液晶的介电各向异性非均匀分布时比传统仿真方法所得结果更低,随着偏置电压在一定范围内连续增大其S参数连续变化,同时谐振频率连续移动,并且这种精确的分析方法计算得到的谐振频率点的偏移量相比传统分析方法修正误差2.4 GHz,这为液晶微波可调器件的进一步研究奠定了理论基础。
介电各向异性分布 液晶微带线 S参数 COMSOL仿真 distribution of dielectric anisotropy LC microstrip line S-parameter COMSOL simulation 红外与激光工程
2016, 45(8): 0820001
1 电子科技大学 电子科学技术研究院, 成都 611731
2 电子科技大学 光电信息学院, 成都 610054
为了对液晶光学相控阵的相位调制量进行高分辨率、高精度的自动化测量, 采用了傅里叶λ/4波片法, 在常规λ/4波片法的基础上, 结合离散傅里叶变换算法完成数据处理过程, 获得更高的测试精度, 并且对测试环境的振动、噪声具备更好的抑制能力。实验中, 利用微机控制步进电机、CCD等辅助设备, 结合傅里叶λ/4波片法形成自动检测设备。结果表明, 将标准λ/4波片作为测试样品, 测试重复精度小于0.3°; 将自行研制的液晶光学相控阵作为待测样品, 获得了其近场的相位分布, 可看到样品的相位周期性与电极间相位凹陷等情况。
激光技术 相位分布 傅里叶λ/4波片法 液晶光学相控阵 laser technique phase distribution Fourier quarter-wave-plate method liquid crystal optical phased array
1 电子科技大学电子科学技术研究院, 四川 成都 610054
2 中国空间技术研究院西安分院, 陕西 西安 710000
基于1/4波片法，提出了相位延迟的二维分布测试方法。完成了液晶光楔及光寻址液晶空间光调制器（SLM）的二维相位分布测试，得到了两种液晶电光器件的二维相位分布特性的测试结果。编写程序计算得到液晶光楔二维相位分布特性曲线，结果表明：随着测试电压的增大，液晶光楔的顶角θ增大。同理，编写程序计算作出SLM的二维相位等高线图并分析二维相位分布规律。
光学器件 补偿法 液晶可调波片 相位二维分布 中国激光
2014, 41(s1): s108004
1 电子科技大学电子科学技术研究院, 四川 成都 610054
2 电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
提出了把液晶波片作为电控补偿器，使用偏光显微镜的白光照射条件下测试液晶器件光程差二维分布的方法，建立了液晶器件在正交偏光下测试二维光程差分布的验证系统。使用该系统测试了液晶电控波片的光程差分布，将测试数据与传统的1/4波片法的测试结果进行了标定，误差在3%以内。在此基础上，使用上述系统完成了液晶光楔、紫外光寻址的透过式液晶空间光调制器二维光程差分布的测试，得到了二者的电控二维光程差分布规律。该方法的进一步优化，还可以用于液晶光学相控阵列的测试。研究意义在于，可以用偏光显微镜自带的白光照明系统来测试电控液晶器件在多个波长，包括近红外波段下光程差二维分布的显微结构，用于液晶光学相控阵列的驱动电压非线性校正、相位凹陷与回程区检测，还可用于液晶空间光调制器的光学寻址伽马校正等方面。
光学器件 液晶波片 液晶光楔 补偿法 光程差
研发新型的微变焦透镜已经成为当代科学的热门项目。文中提出了一种基于电湿润效应的光轴可调的液体变焦透镜并制作出了样品,它由一个内壁镀有绝缘层和疏水层的圆锥形铝筒、镀有ITO的透明玻璃下基板、锥形筒内的两种液体以及绝缘底座组成。铝圆锥形筒等分为四部分,并相互绝缘。通过改变施加于四个部分和ITO基板的电压,来控制两液体交界面的曲率,在实现调节透镜焦距的同时,可进行偏离光轴对焦,并分析了不同壁电极加不相等的电压值时光轴的偏移情况及偏移光轴时对焦情况。
光学器件 变焦透镜 液体透镜 电湿润效应 光轴可移 optical device variable-focus lens liquid lens electrowetting effect migration of optical axis
1 电子科技大学光电信息学院， 四川 成都 610054
2 电子科技大学电子工程学院， 四川 成都 610054
3 中国科学院光电技术研究所自适应光学重点实验室， 四川 成都 610209
电控液晶光栅在卫星激光通信、激光雷达的光束指向应用中具有体积小、光束灵活可控的优势。而获取电控液晶光栅对光波前的相位调制分布则是评价液晶光栅性能的关键。提出液晶光栅调制波前相位的共轭移相干涉测量技术，通过实验对比验证了实测远场分布与近场相位计算远场分布的一致性，由此可实现由近场相位测量的光束指向控制新方法。
测量 波前相位 共轭移相干涉仪 液晶光栅 中国激光
2011, 38(10): 1008004
