1 长沙理工大学 物理与电子科学学院, 湖南 长沙 410114
2 近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室, 湖南 长沙 410114
针对屋面渗漏源难以检测的问题, 研究了基于渗漏区域红外图像特征的灰度分段映射图像增强 方法, 提出了一种基于样板矩阵的图像快速识别技术, 设计了一个屋面全自动渗漏源检测系统。在5 mX3 m屋面设置渗漏源形成多个渗漏区域, 采用Mecanum轮小车搭载该系统对渗漏源进行检测, 结 果表明, 该系统可以在 89 s 之内完成检测工作, 总测试 150个次渗漏点, 漏测 12个次渗漏点, 识别 准确率大于 90%。该技术检测效率高、操作简单, 配合相应载体可用于各类不明渗水源检测。
红外热成像 渗漏源检测 图像识别 灰度分段 infrared thermal imaging, leakage source detection
1 长沙理工大学电气与信息工程学院, 湖南 长沙 410114
2 云南电网有限责任公司电力科学研究院, 云南 昆明 650217
提出一种基于关键点训练学习的防振锤滑移检测方法。首先利用改进SSD模型对防振锤进行识别、定位;再选择防振锤关键点,训练MobileNetV3网络,通过上一级定位结果设定输入区域,从而实现关键点的检测;最后依据线路图像特征,制定相应判别规则。当档距内悬挂m(m≥2)个防振锤时,利用关键点几何约束关系实现判别;当档距内悬挂单防振锤时,采用EPnP算法估计相机在多个角度的位姿,通过位姿与线夹关键点像素坐标间的关系求解最邻近点的世界坐标,判断最邻近点与防振锤间的距离是否在阈值范围内。实验结果表明,所提方法能对滑移异常进行有效识别,为输电线路异常检测提供了新思路。
机器视觉 关键点检测 异常检测 位姿估计 激光与光电子学进展
2020, 57(20): 201502
长沙理工大学物理与电子科学学院, 湖南 长沙 410114
在光纤布拉格光栅传感系统中,法布里-珀罗(F-P)滤波器是实现波长解调的关键器件。针对模拟控制电路产生锯齿波进行滤波器驱动的速度和频率分辨率不够高的缺点,利用Altera公司的可编程片上系统(SOPC)技术,设计了一个基于FPGA和高速数模转换芯片DAC904的控制电路,并通过后级调理电路处理得到了一个频率为100 Hz、幅值为0~18 V的锯齿波电压信号完成对F-P滤波器的驱动控制。仿真结果表明:利用数字化技术产生锯齿波来控制滤波器的设计方法,可以简化电路设计,提高输出信号的频率分辨率,提高系统运行速度。
可编程片上系统 法布里-珀罗滤波器 光纤布拉格光栅 现场可编程门阵列 SOPC Fabry-Perot filter fiber Bragg grating FPGA
长沙理工大学物理与电子科学学院, 湖南 长沙 410114
针对传统干涉条纹自动测量方法稳定性差、误差大的缺点,提出了一种摄像法测量迈克尔逊干涉条纹的方法。该方法以摄像头采集图像,选取高速处理器进行图像处理,根据干涉条纹中心区域暗条纹的面积大小呈周期性变化的规律,通过对干涉条纹图像数据分量提取、阈值比较、区域选择、比例计算、方向判断和过程判断等分步分析,识别条纹并计数。实验结果表明,该方法在He-Ne激光波长测量实验中对条纹移动方向识别准确,且通过连续变化100个干涉条纹所测得的波长误差最大为1/‰。
文字间用 号隔开空半格迈克尔逊干涉仪 干涉条纹 条纹识别 摄像法 方向识别 Michelson interferometer interference fringe fringe recognition imaging method direction recognition
长沙理工大学 物理与电子科学学院，长沙 410114
为了研究横向分布为平顶高斯模式的宽带激光通过硬边光阑系统的光强分布特性，采用衍射积分公式推导了平顶高斯模式宽带激光的每一频率分量在光阑系统中的传输公式，再通过傅里叶变换得到时间域的传输公式，详细分析了光阑和频带宽度对强度分布的影响。结果表明，近场光强在截断参量较大时，仍保持一定的平顶分布特性，但是随带宽的增加强度分布变窄；截断参量较小时强度呈高斯分布，并且带宽的变化对强度分布没有太大影响；然而在远场时截断参量较小情况下的光强分布也明显表现出随带宽增加而变窄的现象，但随着截断参量增大，这一变化趋势变缓。这些结果对平顶高斯模式宽带激光的应用具有重要参考价值。
激光光学 宽带激光 衍射积分 硬边光阑 窄化现象 laser optics broadband laser diffraction integral hard-edged aperture narrowing effect
长沙理工大学 物理与电子科学学院， 长沙 410114
研究了横向分布为平顶高斯模式的宽带激光在自由空间的传输特性，分析了频带宽度对其强度分布的影响。首先推导了平顶高斯模式宽带激光的每一频率分量在自由空间的传输公式，然后将频率域的传输公式通过傅里叶变换得到时间域的传输公式。基于推导的公式通过数值算例给出了不同频带宽度激光光束的强度分布结果，详细分析了空间模式的变化和时空耦合现象。研究结果表明：随着传输距离增大，平顶高斯空间模式趋于高斯分布。同时随着带宽增大，平顶高斯模式宽带激光表现出更强的时空耦合现象，并导致其空间横向分布发生明显变化。变化的主要特征为波前的强度分布随带宽增大而变窄，波后的强度分布则随带宽增大而远离轴中心向外扩展。
激光物理 频带宽度 时空耦合 窄化效应 扩展效应 laser physics frequency bandwidth spatiotemporal coupling narrowing effect spread effect
1 长沙理工大学 物理与电子科学学院，长沙 410114
2 中国科学院 物理研究所 光物理实验室，北京 100083
3 长沙理工大学 物理与电子科学学院，长沙 410114，
为了建立一个基于888nm半导体抽运的高平均功率和高效率皮秒激光振荡器的理论模型，采用模拟计算方法和谐振腔理论、ABCD定律、自洽条件以及连续被动锁模条件，利用激光晶体Nd∶YVO4对波长888nm半导体抽运源的吸收特性和元件的相关参量、合适的腔模参量、实现稳定锁模的参量进行了理论分析和计算，并通过以上研究和模拟计算得到了皮秒振荡器模型的相关数据。结果表明，在120W的抽运功率下，激光器可以输出约61.5W的皮秒激光，光光转换效率51.3％。这一理论模型的建立对高平均功率和高效率皮秒激光振荡器的实验研究起着指导作用。
激光器 模型 计算模拟 谐振腔 lasers model simulation calculation resonance cavity
长沙理工大学 物理与电子科学学院,长沙 410004
为了研究超短啁啾脉冲复宗量拉盖尔-高斯光束合理的物理模型和光束参量对物理模型的影响,采用复振幅包络表示式和复解析信号表示式推导了这类脉冲光束的复振幅包络解和复解析信号解。对复振幅包络解奇异性的产生进行了详细分析,讨论了脉冲啁啾、脉冲宽度和模式对复振幅包络解奇异性的影响。计算结果表明,当脉冲光束存在啁啾时,啁啾量越大,复振幅包络解的奇异点位置离光束中心越近,而复解析信号解在任意大小啁啾的情况下都不存在奇异性;对于啁啾量相同的脉冲,脉冲宽度越小或模指数越大其奇异性位置离光束中心越近。因而要建立激光光束合理的物理模型必须根据光束参量采用合适的研究方法。
激光光学 超短脉冲 啁啾 复振幅包络 复解析信号 laser optics ultrashort pulse chirp complex amplitude envelope complex analytical signal
1 长沙理工大学物理与电子科学学院, 湖南 长沙 410076
2 中国科学院物理研究所光物理实验室, 北京 100080
实验研制了端抽运Nd∶YVO4放大器和侧抽运Nd∶YAG放大器相结合的高功率高光束质量皮秒激光器。这一系统充分利用了Nd∶YVO4 晶体受激发射截面大和Nd∶YAG晶体热导率大的优点。端面抽运Nd∶YVO4放大器使振荡器输出的激光获得高增益而迅速放大, 随后的侧面抽运的Nd∶YAG激光模块放大器有利于大功率抽运从而得到高功率激光输出。侧抽运Nd∶YAG放大器采用了双程放大的方式设计, 利于提高放大器的效率。为保证光束质量和光束模式匹配, 在放大器之间设计了合适的空间滤波器。激光器输出平均功率43.4 W, 光束质量因子M2<1.7的皮秒激光。
激光器 皮秒激光 Nd∶YVO4放大器 Nd∶YAG放大器 二极管抽运
长沙理工大学物理与电子科学学院,长沙,410077
研究了存在Kerr介质时依赖强度耦合单模压缩真空场与耦合双原子非共振相互作用系统中光子的统计性质,运用数值方法讨论了系统参数对光子统计性质的影响.结果表明:Kerr介质、失谐量、原子间相互作用、光场初始压缩因子和原子的初始状态对光子的统计性质有较大的影响.
量子光学 Kerr介质 非共振相互作用 依赖强度耦合 光子统计性质 原子与分子物理学报
2007, 24(6): 1203
