1 应急管理部国家减灾中心，北京 100124
2 北京林业大学水土保持学院，北京 100083
3 中国农业大学土地科学与技术学院，北京 100091
利用卫星遥感技术开展铁路灾害监测与评估，对于保障铁路建设和运行安全、提升铁路防灾减灾救灾能力具有重要意义。通过分析当前铁路灾害卫星遥感应用存在的问题，结合中国卫星遥感发展和新时代应急管理工作实际，探讨了卫星遥感技术在铁路减灾、备灾、应急和恢复重建等灾害管理全过程中的实践应用需求。针对影响铁路安全的主要灾害，分析总结了卫星遥感监测与评估技术在铁路应急管理中的应用方法和应用能力。针对洪涝、地质、森林火灾和雪灾等典型灾害实例，建立卫星遥感监测评估铁路灾害的技术流程，进一步分析卫星遥感对于铁路灾害应急管理的作用效果。结果表明：卫星遥感技术能够实现铁路主要灾害的灾前风险监测和灾后损失评估，可有效支撑铁路的全过程灾害管理。通过多手段的融合运用和动态监测能提升遥感信息的决策支持作用，使其在铁路灾害的应急管理中有着广阔的应用前景。
铁路 卫星遥感 自然灾害 灾害监测 灾害评估 railways satellite remote sensing natural disasters disaster monitoring disaster evaluation
1 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京 100081
2 中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室，国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)， 北京 100081
3 许健民气象卫星创新中心，北京 100081
基于美国国家极地操作环境（NPP）卫星可见光红外成像辐射仪（VIIRS）的红外和微光遥感数据开展夜间火点检测识别研究，并提出一种联合微光辅助红外遥感数据的夜间微小火点识别（FRJLI）算法。首先，采用VIIRS多天数据融合获得研究区的城市灯光背景图，为火点检测消除城市灯光影响；然后，在传统红外通道火点识别算法的基础上，联合微光通道的火点阈值调试，通过多通道阈值判别、绝对火点识别和上下文判别得到最终的识别结果。以韩国2022年3月4—13日森林火灾和蒙古国2022年4月18—19日草原火灾案例进行实验，根据夜间假彩图和植被指数验证了FRJLI算法识别火点的正确性，分析每天识别火点的亮温和辐射值关系，得出红外与微光数据的相关性及敏感性差异，FRJLI算法较NASA官方火点产品或其他火点算法结果具有更高的识别质量，特别是提高了微小火点的识别率，为更高效准确地识别火点提供了技术支持。针对森林和草原火点的识别效果表明，该算法适用性更广。
遥感 VIIRS 微光 红外波段 夜间火点识别 联合识别
江苏大学电气信息工程学院，江苏 镇江 212013
激光点云技术可用于苗圃树木生长状态监测与管理，为农业植保机器人提供有效的靶标信息。为了进一步提高树种分类和树冠、树干内部分割的精准性，提出一种基于改进PointNet++的激光点云苗圃树木分类与分割方法。首先，调整PointNet++深度网络邻居点云的相对特征值，同时融合三维点云的低维和高维特征，充分利用各层级点云的特征。然后，将坐标注意力模块与注意力池化融合，进一步增强局部特征提取的能力，提高分类和分割的准确性。最后，针对苗圃常见树木自制了包含7类苗圃景观树木点云的数据集并用于实验。实验结果表明，提出的树种识别方法总体精度可达92.50%，平均类别精度为94.22%；提出的树冠、树干分割方法的平均交并比为89.09%。所提方法在分类和分割性能方面均明显优于经典的PointNet和PointNet++，能够为苗圃树木检测识别和农业机器人作业提供更精确的信息。
遥感 激光雷达 深度学习 树种分类 苗圃树木树冠和树干分割 PointNet++
1 福州大学 物理与信息工程学院，福建 福州 350108
2 福建江夏学院 电子信息科学学院，福建 福州 350108
3 中国福建光电信息科学与技术创新实验室，福建 福州 350108
随着微型氮化镓（GaN）发光二极管（LED）制造工艺的不断进步，Micro-LED显示有望成为新一代显示技术并在近眼显示、大尺寸高清显示器件、柔性屏幕等领域大放异彩。在Micro-LED显示众多技术环节中，晶圆级Micro-LED芯片的检测是实现坏点拦截，提升显示屏良品率、降低整机制造成本的关键环节。针对大数量（百万数量级）、小尺寸（<50 μm）的晶圆级Micro-LED芯片阵列，现有的电学检测手段存在检测效率低、成本高等缺点。因此，提高检测效率、提升检测准确度、降低检测成本是晶圆级Micro-LED检测技术的发展趋势。本文首先介绍了晶圆级Micro-LED芯片检测时所需要检测的几个指标，其次详细介绍并分析了现有的或已经提出的检测手段，最后对晶圆级Micro-LED芯片检测技术进行总结并展望了未来技术发展方向。
Micro-LED 缺陷检测 接触型检测 无接触检测 Micro-LED defect inspection contact inspection non-contact inspection
钢化真空玻璃两侧存在温差是导致其弯曲失效的重要原因之一。通过钢化真空玻璃温差变形试验和数值模拟，得到不同尺寸的钢化真空玻璃(5+0.5V+5)在不同温差下的变形特征。结果表明：钢化真空玻璃受两侧温差形成的球面弯曲曲率半径与钢化玻璃基片的厚度成正比，与钢化玻璃基片的线膨胀系数及两侧温差成反比；钢化真空玻璃的变形量与钢化玻璃基片尺寸、温差大小及曲率半径呈正相关；同一温差下钢化真空玻璃变形量随长边尺寸增大而增大；数值模拟结果与试验结果吻合，相对误差在5%以内，能够为不同尺寸钢化真空玻璃在温差下的变形预测提供参考。
钢化真空玻璃 温差 玻璃尺寸 热变形力学模型 变形 数值模拟 tempered vacuum glass temperature difference glass size thermodeformation mechanical model deformation numerical simulation
山东大学，晶体材料研究所，晶体材料国家重点实验室，济南 250100
KDP/DKDP晶体具有生长方法简单、成本较低、光学性能良好等优点，而可生长出的超大尺寸KDP/DKDP晶体是目前唯一可用于高功率激光工程的单晶材料。但是在晶体的生长过程中存在很多影响因素，同时对晶体进行后处理也会影响晶体的性能，这都直接关系到超大尺寸KDP/DKDP晶体的实际应用。鉴于此，本文综述了近些年超大尺寸KDP/DKDP晶体的重要研究进展， 特别是针对传统生长和快速生长中存在的问题和相应的解决对策以及晶体性能相关的研究，并重点对晶体的透过率、氘化率、激光诱导损伤等进行了分析和讨论。
超大尺寸 生长 缺陷 性能 oversized KDP/DKDP KDP/DKDP growth defect property
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Weak Light Nonlinear Photonics, Ministry of Education, School of Physics and TEDA Institute of Applied Physics, Nankai University, Tianjin 300071, China
2 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
3 Collaborative Innovation Center of Light Manipulations and Applications, Shandong Normal University, Jinan 250358, China
Topological photonics provides a new opportunity for the examination of novel topological properties of matter, in which the energy band theory and ideas in topology are utilized to manipulate the propagation of photons. Since the discovery of topological insulators in condensed matter, researchers have studied similar topological effects in photonics. Topological photonics can lead to materials that support the robust unidirectional propagation of light without back reflections. This ideal transport property is unprecedented in traditional optics and may lead to radical changes in integrated optical devices. In this review, we present the exciting developments of topological photonics and focus on several prominent milestones of topological phases in photonics, such as topological insulators, topological semimetals, and higher-order topological phases. We conclude with the prospect of novel topological effects and their applications in topological photonics.
topological photonics states artificial microstructures Chinese Optics Letters
2021, 19(5): 052602
1 北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室, 北京 100871
2 北京大学纳光电子前沿科学中心&量子物质科学协同创新中心, 北京 100871
3 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
胶质量子点作为一种半导体纳米晶体,具有量子产率高(约为100%)、辐射波长可调、性质稳定、折射率较高、可溶液处理和制作成本低廉等优点,被广泛用作微纳激光器的增益材料。基于胶质量子点的纳米尺寸(2~20 nm)和可溶液处理的性质,胶质量子点可以通过自组装的方式密集堆积形成高折射率微纳结构。为此,从胶质量子点激光器谐振腔的制备方面,总结了三类常见的胶质量子点微纳激光器,并对各自的特点进行了详细的分析。此外,还介绍了胶质量子点激光器与波导的片上集成,并着重介绍了模板辅助填充法这一集成方法。最后对胶质量子点激光器及片上集成在集成光子回路领域的发展进行了展望。
激光器 胶质量子点 谐振腔 自组装 微纳激光器 片上集成
1 中国农业大学信息与电气工程学院, 北京 100083
2 中国农业大学, 教育部现代精细农业系统集成研究重点实验, 北京 100083
3 上海烟草集团有限责任公司, 上海 200082
4 云南中烟技术中心, 云南 昆明 650202
卷积神经网络(CNN)在图像分类识别领域应用广泛, 但其在近红外光谱分类中的研究还未见报道, 对基于CNN的近红外光谱分类建模方法进行了研究。 针对近红外光谱数据的特点, 提出了一种改进的卷积神经网络建模方法, 对CNN经典模型LeNet-5所做改进: ①将方形矩阵卷积核改为适用于一维近红外光谱的向量卷积核; ②简化网络结构, 将LeNet-5结构中C5, F6及输出层改为单层感知机。 同时, 采用隔点采样的方法对近红外光谱降维, 加快收敛速度; 并对卷积核尺寸对建模结果的影响进行了研究。 以我国东北、 黄淮、 西南三大烤烟产区的600个中部烟叶样本的近红外光谱为实验对象, 建立烟叶产区分类NIR-CNN模型。 该模型对训练集和测试集的判别准确率为98.2%和95%。 实验结果表明, 应用卷积神经网络可对近红外光谱数据准确、 可靠地判别分类; 烟叶产区NIR-CNN建模方法可为卷烟企业烟叶原料科学合理利用提供指导, 为维护卷烟产品的质量稳定有重要意义; 基于卷积神经网络的近红外光谱判别方法也可推广到其他农产品的分类应用中。
卷积神经网络 近红外光谱 判别分类 烟叶产区 Convolution neural network Near-Infrared spectroscopy Classification discrimination Tobacco-producing areas 光谱学与光谱分析
2018, 38(12): 3724
