1 北京理工大学 前沿交叉科学研究院 & 信息与电子学院，北京 100081
2 清华大学 自动化系，北京 100084
资源受限平台的高效率视觉感知是信息领域的瓶颈难题。不同于传统阵列探测成像，单像素成像基于压缩感知原理将多维图像编码为一维采集数据，有效提升了数据压缩率，且灵敏度高、工作波段宽，逐渐成为研究热点。然而，单像素成像重建的图像中仍包含大量对高层语义理解无关的信息，导致传输、存储、计算的资源浪费。单像素感知是一种直接从一维采集数据解耦高级语义推断结果的新型感知技术，无需重建多维图像，相较传统先成像-后感知的技术路径大幅提升了感知效率，在遥感探测、智慧交通、生物医学、****等众多领域具有广阔的应用前景。文中重点梳理了单像素感知技术的发展历程，详细介绍了单像素感知技术的方法架构以及在视觉应用中的研究进展，最后对其未来发展趋势进行了展望。
单像素感知 免成像感知 深度学习 调制优化 联合优化 single-pixel sensing image-free sensing deep learning modulation optimization joint optimization 红外与激光工程
2022, 51(8): 20220231
1 华北电力大学 控制与计算机工程学院，北京102206
2 北京中飞艾维航空科技有限公司，北京102600
为了解决目前复杂环境下电力线提取精度及鲁棒性低的问题，提出了一种基于激光点云的电力线自动提取方法。通过主成分分析确定输电线路的主方向，将长距离输电走廊划分为多个空间网格，以应对地形起伏变化时植被点云对提取算法的干扰；再通过一种自顶向下的全新滤波算法剔除每个空间网格的地物点，根据点云密度分布差异实现电力线和电塔的自动分离；另外,提出半径搜索算法对分离后的结果进行处理，得到单条电力线的激光点云数据。结果表明，所提出的方法对电力线的提取精度高达99.69%，针对不同连接塔型和不同地形都具有很好的鲁棒性。该研究在输电通道空间结构的自动分析领域以及智能巡检领域具有良好的工程应用价值。
激光技术 电力线自动提取 自顶向下滤波 半径搜索 复杂环境 laser technique automatic extraction of power line top-down filtering radius search complex environment
1 北京信息职业技术学院, 北京 100055
2 清华大学 水利水电工程系, 北京 100010
光逻辑门是未来全光网络中光信息处理的核心元件, 它可以实现高速光包交换, 全光地址识别,数据编码, 奇偶校验, 信号再生等功能。采用微环谐振器设计了一种新型的电光逻辑门, 结构通过三个非对称微环组成, 分析耦合区的传输矩阵方程得出加载电压信号的变化能够实现微环折射率的变化, 利用光强的逻辑开关特性可以实现光门逻辑。计算机仿真验证了工作波长1 600 nm时, 实现的高电平50.7 V定义为逻辑1, 低电平0 V定义为逻辑0, 通过光强变化得出了6位逻辑运算; 整个系统的响应时间理论上得到了1.8 ps, 运算速率可达近200 Gbit/s。逻辑的双稳态分析中得出: 微环发生最大谐振值时对应的控制波长等于微环未发生形变前的谐振波长和偏移量之和; 调制可以通过微环谐振波长实现控制。这一研究对于未来全光通信的实现具有一定的意义。
全光网络 光逻辑门 微环谐振器 耦合区 optical network optical logic gates micro ring resonator coupling area 红外与激光工程
2017, 46(1): 0122003
北京信息职业技术学院 计算机与通信工程学院, 北京 100018
提出了一种采用分数阶微分与尺度不变特征变换算法(SIFT)相结合的方式进行图像识别及匹配方法。该方法首先采用分数阶微分方法对图像的细节纹理部分进行加强, 从而提高图像的分辨率, 然后采用尺度不变特征变换算法对旋转缩放后的图像进行特征关键点提取和匹配, 从而提高图像识别的准确率。应用该方法对Lena图像进行图像处理实验, 结果表明: 采用阶次为0.6的分数阶微分算法与SIFT相结合可最大化地提取图像的关键点和提高图像匹配的准确率(94.59%)。
分数阶微分 关键点 图像匹配 fractional order differentiation SIFT SIFT key points image matching
1 电子科技大学物理电子学院， 四川 成都 610054
2 重庆绿色智能技术研究院, 重庆 401122
柔性透明电极因其轻便、柔性、低成本等特点备受广大研究者的关注，在平板显示器、太阳能电池、触控面板等光电器件中具有很好的应用前景。采用光刻方法制备的银网格透明电极在可见光范围内(400～800 nm)的透射率大于90.48%、方块电阻可低至4.1 Ω/sq，且该透明电极具有很高的光导比σDC/σOP和良好的柔性，经过1000次弯曲，其方块电阻仅增加11.8%。进一步采用丝网印刷技术将金属网格应用于4 inch(1 inch=2.54 cm)柔性电阻触摸屏，验证了该透明电极在大面积的均匀性与可靠性。
材料 透明电极 柔性电阻触摸屏 金属网格 光刻 丝网印刷 中国激光
2014, 41(s1): s106001
1 厦门大学 机电工程系, 福建 厦门 361005
2 厦门理工学院 机电工程系, 福建 厦门 361024
研究了用静电纺丝技术制造微纳气体传感器的方法。采用PVP (Polyvinyl Pyrrolidone)/Zn(Ac)2和PEO(Polyoxyethylene )/Zn(Ac)2两种混合溶液作为原料, 通过电纺喷射获得了复合前驱体纳米纤维; 在空气中加热至500℃去除聚合物, 并使Zn(Ac)2受热分解、氧化获得ZnO纳米纤维; 利用X射线衍射术(XRD)对ZnO纳米纤维进行成分表征; 最后实验检测了ZnO纳米纤维气敏传感器对乙醇和丙酮气体的传感特性。结果显示: 以PVP/Zn(Ac)2、PEO/Zn(Ac)2复合纳米纤维为前驱体制得的ZnO纳米纤维平均直径分别为308 nm、184 nm; 这种纳米纤维经加热氧化可获得高纯度ZnO纳米纤维; 在室温条件ZnO纳米纤维气敏传感器对目标气体传感响应时间小于1 s, 其传感灵敏值随着气体浓度的增大而升高。另外, 以PEO/Zn(Ac)2为前驱体制得的ZnO纳米纤维表面粗糙、比表面积大, 具有较高的传感灵敏值, 对于乙醇、丙酮两种目标气体的最高灵敏值分别为215.69和118.13。得到的结果表明: 静电纺丝技术的引入为半导体微纳气敏传感器的集成制造提供了有效的方法。
静电纺丝 纳米纤维 氧化锌 气体传感器 高温氧化 electrospinning nanofiber zinc oxide gas sensor high temperature oxidation
河北大学 物理科学与技术学院学院, 河北 保定071002
采用溶胶-燃烧法合成了Tb3+掺杂的SrMoO4荧光粉并研究了它的发光性能。X射线衍射(XRD)显示, 前驱物在750 ℃下灼烧3 h得到的样品为纯相的SrMoO4。样品的激发谱由一宽带和一组窄峰组成, 其中激发强度较强的峰位于288 nm和375 nm。发射谱由4组窄带组成, 其中最强峰位于548 nm。对于548 nm(5D4→7F5 )发射峰, 最佳的Tb3+ 掺杂摩尔分数为0.05, 其浓度猝灭机理为Tb3+ 离子的电偶极-电偶极相互作用。当尿素用量为理论用量的3倍时, 发光强度最强。最佳烧结温度为750 ℃, 最佳烧结时间为3 h。当Tb3+摩尔分数为0.05时, 样品发光的CIE色坐标为(0.279 4, 0.565 2)。结果表明, Tb3+ 激活的SrMoO4是一种较好可应用于白光LED的紫外激发的绿光发光材料。
钼酸锶 溶胶-燃烧法 绿色荧光 Tb3+ Tb3+ SrMoO4 sol-combustion method green phosphor
1 聊城大学物理科学与信息工程学院, 山东 聊城 252059
2 曲阜师范大学物理工程学院, 山东 曲阜 273165
利用数值计算的方法研究了运动的二能级原子在二项式光场作用下系统的保真度随时间的演化，并讨论了不同的初始态对保真度的影响。结果表明，原子的运动速度仅仅影响保真度的振荡周期，而原子的不同初态及光场的参数对保真度的影响较大，当原子处于叠加态以及光场初始平均光子数较大的情况下系统的保真度较高。
二项式光场 量子信息 二能级原子 保真度 binomial light field quantum information two-level atom fidelity
1 河北大学 工商学院， 河北 保定071002
2 河北大学 物理科学与技术学院， 河北 保定071002
采用燃烧法合成了SrIn2O4∶Sm3+红色荧光粉并研究了其发光性质。发射光谱由位于红橙区的3个主要荧光发射峰组成，峰值分别为568，606，660 nm，对应Sm3+的4G5/2 →6H5/2、4G5/2 →6H7/2和4G5/2 →6H9/2特征跃迁发射，其中606 nm的发射最强。激发光谱包括峰值位于323，413 nm的宽带，说明该荧光粉可以被近紫外-紫色发光二极管管芯激发发射红光。研究了Sm3+的掺杂浓度对样品发光强度的影响。实验结果表明SrIn2O4∶Sm3+是一种可用于制作白光LED的红色荧光粉。
荧光粉 LED LED phosphor Sm3+ Sm3+ SrIn2O4 SrIn2O4
