1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海200050
2 2.中国科学院大学 材料科学与光电研究中心, 北京 100049
为了解决常规干燥(控温控湿)过程中坯体出现水分梯度问题, 利用微波干燥法来干燥湿坯。通过对比常规干燥(温度: 40 ℃; 湿度: 60%)和微波干燥的方式, 研究了湿坯的重量损失、线性收缩、表面温度和水分分布。与常规干燥相比, 采用微波干燥(功率250 W)时, 干燥结束时间和停止收缩时间分别缩短至1/6.8和1/6。在微波干燥过程中, 样品表面温度随时间延长先升高后降低, 与体内水分密切相关。而在常规干燥过程中, 温度保持恒定在40 ℃。采用低场核磁共振（NMR）成像技术表征湿坯内部的水分分布情况发现: 在微波干燥过程中, 水分分布更均匀, 表明微波干燥时湿坯的干燥应力更低。在1550 ℃下烧结6 h后, 微波干燥制备得到的氧化铝陶瓷具有更高的抗弯强度, 且标准差更小。
微波干燥 低场核磁共振成像 水分分布 氧化铝 凝胶 microwave drying low-field nuclear-magnetic-resonance imaging moisture distribution alumina coagulation
大连理工大学电子信息与电气工程学部，辽宁 大连 116024
针对乳腺癌肿瘤区域在整幅图像中占比较小影响早期乳腺癌排查准确率的问题，提出了一种基于卷积残差块的宽残差深度神经网络来恢复乳腺癌核磁图像高分辨特征的方法。所提方法采用全局残差与局部残差相组合的方式，使大量的低频信息可以直接被网络顶层接收，在每个残差块前加入卷积层进行特征预提取，并使用亚像素卷积层进行上采样操作完成低分辨率图像的重建。对包含260个病例的数据集进行了实验，并将所提方法和现有其他方法进行了对比。实验结果表明，所提方法在乳腺癌核磁图像超分辨的应用中优于双立方插值及其他深度学习方法。
医用光学 超分辨率 核磁图像 卷积神经网络 残差学习 激光与光电子学进展
2022, 59(22): 2217001
中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
根据遥感领域高光谱成像对大幅宽、高分辨率需求，研制了一套适合航天LASIS高光谱成像应用的高分辨率、宽视场、高光谱、高可靠性的新型高速光谱成像仪电子学系统，它采用多片四通道并行处理ADC芯片进行模数转换，以V5系列FPGA为核心处理器，用高速SerDes芯片传输图像数据，成像测试及相关环境试验及可靠性测试，验证了设计的有效性。该设计为我国进入航天遥感领域领先行列提供了技术支撑，也为深入开展高分辨遥感提供了有益的借鉴。
高速CCD成像 成像电路 高光谱成像仪 干涉光谱成像 high-speed CCD imaging imaging circuit hyperspectral imager interference spectral imaging 红外与激光工程
2020, 49(S1): 20200096
1 中南大学交通运输工程学院, 湖南 长沙 410075
2 汉阳大学机械工程学院, 首尔04763, 韩国
在车轮廓形动态检测过程中,线激光传感器只能安装在轨道旁作业,线激光测量平面与车轮表面交线无法通过车轮轮心,导致采集到的大量车轮廓形数据存在仿射畸变,难以用传统迭代最近邻(ICP)算法进行准确匹配,测量精确性与鲁棒性难以保证。提出了一种基于感兴趣域的加权尺度迭代最近邻 (ROI-RSICP) 算法,对存在仿射畸变的磨耗车轮廓形实现了精确测量。首先,根据车轮廓形磨耗特征和大量磨耗车轮数据,采用PointNet深度学习网络,将采集的车轮廓形点集分成磨耗感兴趣区域(ROI)和非磨耗区域;然后,通过对磨耗ROI和非磨耗区域赋予不同权重值,提出了ROI-RSICP方法,并实现了仿射畸变磨耗车轮廓形与标准廓形的精确配准;最后,通过Hausdorff距离算法实现了车轮磨耗可视化处理。实验对比了ICP算法、Scaling ICP算法、ROI-RSICP算法以及第四种检查器的测量结果,验证了所提算法对仿射畸变磨耗车轮廓形动态检测的可行性。
测量 线激光 车轮廓形 点云配准 中国激光
2020, 47(11): 1104006
1 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室, 湖北 武汉 430081
2 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430081
光纤光栅的粘贴封装工艺对传感器的性能有重要影响。目前光纤光栅传感器设计中最常用的两种封装方式分别是将光栅全部粘贴后进行封装以及将光栅预拉伸后对光栅两端进行粘贴封装。在这两种封装方式下,对光纤光栅的测量灵敏度、线性、重复性、蠕变、温度补偿等决定传感器核心性能的参数开展了实验研究。每种封装方式下,均将3支参数相同的光纤光栅布置在同一等强度梁上,并布置1支自由状态的裸光栅作为温度参考,开展应变感测特性和温度补偿特性方面的对比实验。实验结果表明,两种封装方式下的6支光纤光栅在灵敏度、线性、重复性方面均具备良好的一致性及抗蠕变能力;温度补偿测试中,同种封装方式的光栅自差分补偿的效果明显优于参考裸栅的差分补偿结果;光栅两点粘贴封装方式的自差分补偿效果最好,达到9 pm以内,优于光栅全部粘贴封装的结果(小于20 pm);光栅两端粘贴封装与参考裸栅差分补偿的效果最差,最大达53 pm。
光纤光学 传感器 光纤布拉格光栅 封装方式 温度补偿 激光与光电子学进展
2018, 55(11): 110601
1 防灾科技学院 防灾工程系, 三河 065201
2 北京工业职业技术学院 建筑与测绘学院, 北京 100042
3 山西省气候中心, 太原 030002
机载激光雷达系统已经成为3维建筑物模型快速重建的重要手段。综述了国内外利用机载激光雷达点云进行3维建筑物模型重建的研究方法、进展情况, 分析讨论了模型驱动法、数据驱动法和混合法的特点及关键问题。混合法集成了模型驱动方法和数据驱动方法的优点, 是该项技术今后发展的重点领域。
激光技术 机载激光雷达 重建 3维建筑物模型 laser technique airborne lidar reconstruction 3-D building model
重庆邮电大学 光纤通信技术重点实验室, 重庆 400065
针对SCG(4, k)码构造方法的分析与研究, 提出一种适用于光通信系统中改进的新颖低密度奇偶校验(LDPC)码构造方法。该方法在保留SCG(4, k)构造方法的基础上, 采用类似于准循环的构造形式, 使生成的码字不受短环干扰, 并具有良好的围长特性; 并且与改进前的SCG(4, k)码相比, 该构造方法具有硬件实现方面节省存储空间和降低计算复杂度等优点。采用该方法构造了码率为93.7%的LDPC(3969, 3720)码。仿真结果表明: 这种码的净编码增益(NCG)比广泛用于光通信系统中的经典RS(255, 239)码提高了1.99dB。
低密度奇偶校验码 净编码增益(NCG) 误码率 光通信系统 SCG SCG LDPC codes NCG BER optical communication systems
重庆邮电大学 光纤通信技术重点实验室, 重庆400065
对光OFDM系统中的三种同步算法进行了理论分析, 基于仿真实验, 针对定时度量、定时偏差、丢帧率三个性能参数进行了对比分析。仿真分析表明T.Schmidl & D.Cox算法由于循环前缀(Cyclic Prefix, CP)缘故使得其定位精确性欠佳, 偏差较大, 无法进行精确定位, 但算法稳定性及丢帧率方面具有很好的性能。而H.Minn和Lixun Huang & Lijun Sun两种同步算法定位精确性相对较好, 偏差较小, 但在稳定性及丢帧率方面, 后者优于前者。因而在这三种同步算法中, Lixun Huang & Lijun Sun算法性能较好, 适应性较强, 更具实际应用价值。
光OFDM 定时偏移估计 帧同步 算法 optical OFDM timing offset estimation frame synchronization algorithm
重庆邮电大学 光纤通信技术重点实验室，重庆400065
针对低密度奇偶校验（LDPC）码的相关理论和LDPC码自身特性以及光通信系统具有低噪声、高信噪比的传输特点进行分析后，提出了光通信系统中LDPC码型的构造方法，这为光通信系统中LDPC码型的构造和仿真分析奠定了基础。并对光通信系统中LDPC码的编译码算法进行了深入分析与研究，得到一些有利于降低其编译码算法复杂度的重要结论，这有助于降低其编译码器的设计与实现复杂度。
低密度奇偶校验码 构造方法 编译码算法 光通信系统 low density parity check (LDPC) codes construction method encoding/decoding algorithm optical communication systems
重庆邮电大学 光纤通信技术重点实验室， 重庆 400065
对采用静态时隙结构的EPON系统如何与高度突发数据业务相结合进行了研究。并用OPNET创建了一个采用静态时隙分配(SSA)的上行系统，且确定合适的参数进行了EPON系统性能的仿真分析。仿真结果表明：基于SSA的EPON显然不适合高突发与高负载的业务流，但在负载小于0.47时，该系统性能良好。在长距离的情况下，基于动态带宽分配(DBA)的EPON轮询周期较长，使得系统效率降低，因而在长距离情况下建议采用静态带宽分配(SBA)算法。
静态时隙分配 动态带宽分配 轻负载 EPON EPON SSA DBA OPNET OPNET light load
