Author Affiliations
Abstract
1 College of Computer Science and Electronic Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China
2 School of Computer Science, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China
The array spatial light field is an effective means for improving imaging speed in single-pixel imaging. However, distinguishing the intensity values of each sub-light field in the array spatial light field requires the help of the array detector or the time-consuming deep-learning algorithm. Aiming at this problem, we propose measurable speckle gradation Hadamard single-pixel imaging (MSG-HSI), which makes most of the refresh mechanism of the device generate the Hadamard speckle patterns and the high sampling rate of the bucket detector and is capable of measuring the light intensity fluctuation of the array spatial light field only by a simple bucket detector. The numerical and experimental results indicate that data acquisition in MSG-HSI is 4 times faster than in traditional Hadamard single-pixel imaging. Moreover, imaging quality in MSG-HSI can be further improved by image stitching technology. Our approach may open a new perspective for single-pixel imaging to improve imaging speed.
single-pixel imaging array spatial light field measurable speckle gradation 
Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031104
作者单位
摘要
湖南大学 信息科学与工程学院,湖南 长沙 410082
关联成像是通过对测得的参考光和信号光进行关联计算来获取物体信息的新型成像技术。在复杂环境中,湍流、散射等因素会以噪声的形式影响信号光的测量。由于关联成像中信号光是以桶探测器来测量的,因此,对这种含噪信号光的处理及其在关联成像过程中的影响有必要进行系统地研究。文中系统地回顾了笔者所在课题组在上述背景下的相关研究。首先,简述了复杂环境下的关联成像模型;然后,分析了含噪信号光对二值目标和灰度目标关联成像的影响;接着,对大气信道中湍流引起的信号噪声进行了测量和分析,最后,对关联成像的应用进行了展望。
量子光学 成像系统 复杂环境 成像质量 关联成像 quantum optics imaging system complex environment imaging quality correlated imaging 
红外与激光工程
2021, 50(12): 20210657
Author Affiliations
Abstract
College of Computer Science and Electronic Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China
Typical single-pixel imaging techniques for edge detection are mostly based on first-order differential edge detection operators. In this paper, we present a novel edge detection scheme combining Fourier single-pixel imaging with a second-order Laplacian of Gaussian (LoG) operator. This method utilizes the convolution results of an LoG operator and Fourier basis patterns as the modulated patterns to extract the edge detail of an unknown object without imaging it. The simulation and experimental results demonstrate that our scheme can ensure finer edge detail, especially under a noisy environment, and save half the processing time when compared with a traditional first-order Sobel operator.
single-pixel imaging edge detection Laplacian of Gaussian operator 
Chinese Optics Letters
2021, 19(12): 121101
作者单位
摘要
湖南大学信息科学与工程学院, 湖南 长沙 410082
风导致的信道气流是影响关联成像的重要因素,因此,对信道气流干扰下的关联成像研究进行了总结。首先,给出了近场气流影响的相位模型,并从光传输和关联成像两个角度进行了可靠性验证;然后,将该模型扩展到高风速区域,得到超声速气流下风速和边界层厚度对关联成像的影响规律,定量分析了成像质量的变化情况;最后,针对实际成像过程中的探测抖动问题,介绍了基于关联成像时间特性的抑制方法以及小样本成像算法。本研究结果不仅可以评估信道气流对关联成像的影响,还为关联成像在机载遥感等领域的应用提供了重要的参考价值。
量子光学 量子信息与处理 湍流 图像恢复技术 近场气流 关联成像 
激光与光电子学进展
2021, 58(10): 1011017
作者单位
摘要
1 湖南城市学院 信息与电子工程学院 全固态储能材料与器件湖南省重点实验室, 湖南 益阳413000
2 湖南大学 信息科学与工程学院 微纳光电器件教育部重点实验室, 湖南 长沙 410082)
3 湖南大学 信息科学与工程学院 微纳光电器件教育部重点实验室, 湖南 长沙 410082
利用分步傅里叶方法数值模拟研究了相同振幅的平行输入正反Airy光束在Kerr介质中脱落孤子的演化, 并进一步研究了高阶效应对脱落孤子的影响。研究结果发现: Kerr介质中正反Airy光束由于相互作用, 将产生类似于DNA结构的缠绕孤子, 通过调整初始输入的振幅和间距, 可以影响缠绕孤子的特性。另外发现: 当存在单个高阶效应(三阶色散, 拉曼, 自陡)或者同时存在多个高阶效应时, 缠绕孤子在时域和频域的演化会发生很大影响。研究结果可以为调控Airy光束产生的脱落孤子提供一些理论基础, 也可以为Airy光束在超连续谱产生和宽带光源方面提供潜在的应用前景。
Airy光束 高阶效应 脱落孤子 演化 Airy beam high-order effects shedding soliton evolution 
红外与激光工程
2019, 48(4): 0406009
作者单位
摘要
2湖南城市学院信息与电子工程学院, 湖南 益阳 413002
利用分步傅里叶方法,数值模拟了强非局域非线性介质中两种空间位置相反的Airy光束在不同振幅、截断系数和非局域程度条件下产生的脱落孤子演化。研究结果发现:当光束的振幅增大、截断系数减小和介质的非局域系数减小时,正Airy光束不但主峰能够产生脱落孤子,其旁瓣也能产生脱落孤子,从而导致孤子数目进一步增加。无论振幅、截断系数和非局域系数如何变化,反Airy光束只能在主峰处产生一个脱落孤子,其旁瓣都不能产生脱落孤子。通过调控Airy光束的振幅、截断系数和介质的非局域系数可控制脱落孤子的产生和数目。
非线性光学 Airy光束 强非局域 高非线性 演化 
激光与光电子学进展
2018, 55(4): 041902
作者单位
摘要
1 湖南大学 信息科学与工程学院 微纳光电器件及应用教育部重点实验室, 长沙 410082
2 湖南科技大学 信息与电气工程学院, 湖南 湘潭 411201
3 湖南城市学院 通信与电子工程学院, 湖南 益阳 413099
利用飞秒脉冲诱导生成的具有渐变折射率分布的等离子体通道产生空心光束.当飞秒脉冲在非线性介质中传输时将电离产生等离子体通道, 该等离子体通道具有渐变的折射率分布, 等离子体通道中激光束只能在电子密度低于临界等离子体密度的区域传播, 故当探测光束在等离子体通道边缘传输时将偏转形成空心光束.当泵浦光束功率为8 mW时, 探测光束转变为典型的空心光束结构;当泵浦光束的入射功率、重复率或等离子体通道中轴向电子密度改变时, 等离子体通道中可供探测光束通过的区域将随之发生改变, 这将导致空心光束中黑斑的面积发生变化.因此通过调节泵浦光束的入射功率和重复率可以控制产生空心光束的黑斑大小.
飞秒脉冲 空心光束 渐变折射率 等离子体通道 重复率 Femtosecond pulses Hollow beam Graded-index Plasma channel Repetition rate 
光子学报
2015, 44(9): 0919002
作者单位
摘要
湖南大学 信息科学与工程学院 微纳光电器件及应用教育部重点实验室, 长沙 410082
基于子脉冲交叉相位调制的非线性相互作用, 利用耦合非线性传输模型, 对堆积脉冲的非线性传输和峰均比进行了研究.研究发现, 当堆积脉冲的子脉冲间存在重叠时, 在传输过程中时间相干会导致子脉冲间发生相互作用从而改变其脉冲质量.在不同的子脉冲延迟情况下, 堆积脉冲的强度和峰均比随传输距离的变化而改变, 且变化幅度均随子脉冲延迟的增大而减小.对于高斯型堆积脉冲, 当归一化子脉冲延迟大约为3时其在非线性传输过程中保持脉冲形状基本不变;而对于超高斯型的堆积脉冲, 归一化子脉冲延迟则约为2.2.
非线性传输 堆积脉冲 啁啾脉冲 峰均比 脉冲相互作用 交叉相位调制 惯性约束聚变 Nonlinear propagation Stacked pulses Chirped pulses Peak-to-average power ratio Pulses interaction Cross-phase modulation Inertial confinement fusion 
光子学报
2014, 43(8): 0819003
作者单位
摘要
1 湖南大学 信息科学与工程学院,微纳光电器件及应用教育部重点实验室,长沙 410082
2 长沙学院 电子与通信工程系,长沙 410003
研究了有限能量Airy光束在克尔介质中的非线性传输过程及整体自聚焦(特别是小尺度自聚焦)特性.研究发现相对于整体自聚焦,有限能量Airy光束主峰的小尺度自聚焦更容易发生,而且其噪音调制的增长速度随着截断系数的增加而变慢.通过对比研究不同截断系数小尺度自聚焦的增益谱,发现截断系数也极大地影响有限能量Airy光束的增益谱,截断系数越小Airy光束受噪音影响分裂的可能性就越大;对于较大的截断系数,有限能量Airy光束增益谱和由它主瓣拟合的高斯光束的增益谱越来越接近.研究结果对于有限能量Airy光束的潜在应用有一定的指导作用.
非线性光学 非线性薛定谔方程 自聚焦 无衍射光束 Airy光束 非线性传输 小尺度自聚焦 增益谱 Nonliner optics Nonlinear Schrdinger equation Self-focusing Non-diffracting beam Airy beam Nonlinear propagation Small-scale self-focusing Gain spectrum 
光子学报
2014, 43(5): 0519001
作者单位
摘要
1 湖南大学信息科学与工程学院 微纳光电器件及应用教育部重点实验室, 湖南, 长沙 410012
2 长沙学院电子与通信工程系, 湖南, 长沙 410003
介绍了宽频带的高功率钕玻璃激光进行频率变换的意义、存在的困难和目前高效宽带谐波转换技术的一些进展。在详细分析已有的多种谐波转换技术(如光谱角色散技术、啁啾匹配技术、晶体级联、折返点匹配等)的特点和局限性的基础上, 提出一种新颖的宽频带钕玻璃激光三倍频转换方案——组合激光工作模式方案(宽频带激光与窄带激光进行混频)。对该方案的转换带宽进行了数值研究,讨论了其转换带宽提高的内在物理原因,并分析了该方案在高功率激光装置中的应用前景。
非线性光学 钕玻璃激光 宽带频率转换 光谱角色散 折返点匹配 组合激光 
激光与光电子学进展
2014, 51(2): 020005

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