作者单位
摘要
中国北方车辆研究所, 北京100072
图像是现代化战争的重要信息来源,雾天环境下图像质量下降,严重妨碍光电侦察识别能力。为提高雾气环境下图像有效利用性,开展了适应性双通道先验的图像去雾方法研究。首先,以暗通道先验理论与亮通道先验理论为基础,将有雾图像从 RGB 空间转换到 HSV 颜色空间,使用饱和度和亮度分量的阈值来检测有雾图像中分别不满足暗通道先验和亮通道先验的白色或亮色像素点和黑色或暗色像素点;然后,选用超像素作为暗通道和亮通道计算的局部区域,估计局部透射率和大气光值;最后,由于亮暗双通道方法对白色和黑色像素点的透射率和大气光值进行错误估计,采用本文提出的适应性双通道先验方法进行矫正,通过导引滤波器对透射率图和大气光图进行滤波,代入到大气散射模型中,求得清晰的去雾图像。实验结果表明,去雾后的图像恢复了真实颜色、视觉效果自然、清晰,准确高效地实现图像的去雾处理;在FRIDA数据集上进行去雾处理,采用本文方法的去雾图像与真值的均方误差优于现有方法,相较于双通道先验去雾方法的均方差值降低了15%。
图像去雾 双通道先验 超像素 image dehazing bi-channel priors superpixel 
光学 精密工程
2022, 30(10): 1246
张一 1,2杨成奥 1,2尚金铭 1,2陈益航 1,2[ ... ]牛智川 1,2,3,***
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电子技术学院, 北京 100049
3 北京量子信息科学研究院, 北京 100193
半导体带间级联量子阱是实现3~5 μm波段中红外激光器的重要前沿,其在半导体光电器件技术、气体检测、医学医疗以及自由空间光通信等诸多领域具有重要科学意义和应用价值。半导体带间级联量子阱发光机理是以二类量子阱中的电子与空穴的带间辐射复合发光为主导,再通过电子注入区与空穴注入区形成级联放大,实现多个量子阱周期内电子与空穴的重复利用。本文综述了半导体带间级联激光器从提出能带结构、外延材料到器件制备技术的发展历程,剖析了器件结构各功能区基本概念和工作原理,介绍了器件结构设计与制备工艺技术难点的里程碑突破,详细解释了载流子再平衡、分别限制层等设计,最后展望了半导体带间级联激光器的发展方向和趋势。
激光器 半导体 量子阱 激光理论 
光学学报
2021, 41(1): 0114004
袁野 1,2苏向斌 1,2杨成奥 1,2张一 1,2[ ... ]牛智川 1,2,3,4
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所 半导体超晶格国家重点实验室,北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院,北京 100049
3 北京量子信息科学研究院,北京 100193
4 山西大学 物理与电子工程学院 固体量子材料中心实验室,山西太原 030006
通过MBE外延系统生长了1.3 μm的GaAs基InAs量子点激光器.为了获得更好的器件性能,InAs量子点的最优生长温度被标定为520 ℃,并且在有源区中引入Be掺杂.制备了脊宽100 μm,腔长2 mm的激光器单管器件,在未镀膜的情况下,达到了峰值功率1.008 W的室温连续工作,阈值电流密度为110 A/cm-2,在80℃下仍然可以实现连续工作,在50 ℃以下范围内,特征温度达到405 K.
量子点激光器 分子束外延 特征温度 中红外 quantum dot laser molecular beam epitaxy characteristics temperature mid-infrared 
红外与毫米波学报
2020, 39(6): 667
作者单位
摘要
中国科学院半导体研究所 半导体超晶格国家重点实验室 北京 100083;中国科学院大学 材料科学与光电技术学院 北京 100049
2~4 μm波段是非常重要的红外大气窗口,工作在这个波段的激光器在气体检测,医疗美容和工业加工领域具有十分巨大的应用价值。锑化物半导体材料低维结构具有窄禁带直接跃迁发光的独特优势,是实现中红外波段半导体激光器的理想材料体系。近年来,国内外锑化物半导体激光器研究不断取得重要进展,先后实现了量子阱发光的波长拓展、大功率单管和阵列激光器的室温连续激射,也实现了多波段的单模激光器的室温连续工作。锑化物半导体低维材料组分复杂、界面钝化性质特殊,材料外延和工艺制备技术难度较大。文中从锑化物半导体激光器的基本原理出发,综述了国内外研究现状,介绍了锑化物材料低维结构激光器的设计方案、关键制备技术的主要进展,分析了今后该类激光器性能优化的重点研发方向等。
锑化镓 量子阱半导体激光器 红外激光器 GaSb quantum well semiconductor laser infrared laser 
红外与激光工程
2020, 49(12): 20201075
袁野 1,2柴小力 1,2杨成奥 1,2张一 1,2[ ... ]牛智川 1,2,5
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院, 北京 100049
3 光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
4 山西大学物理与电子工程学院固体量子材料中心实验室, 山西 太原 030006
5 北京量子信息科学研究院, 北京 100193
设计制备了GaSb基I型InGaAsSb量子阱激光器,其激射波长为2。75 μm。五元势垒材料AlGaInAsSb有效降低了势垒的价带能级并提高了价带带阶,使量子阱发光波长红移至2。75 μm波段。通过优化分子束外延生长参数,得到了高发光效率的量子阱激光器外延材料,在此基础上设计并制备了腔长为1。5 mm、脊宽为50 μm、中心波长为2。75 μm的法布里-珀罗腔结构的激光器;所设计激光器可以实现室温连续激射,其最大输出功率为60 mW,阈值电流密度为533 A·cm -2。
激光器 锑化物 五元势垒量子阱 中红外波段 
中国激光
2020, 47(7): 0701026
作者单位
摘要
1 华侨大学 机电及自动化学院, 福建 厦门 361021
2 华侨大学 制造工程研究院, 福建 厦门 361021
彩色共聚焦技术因其高分辨率、高测速的特点, 在表面形貌测量领域备受关注, 然而现有的彩色共聚焦技术多为单点测量, 一定程度上限制了测量效率。本文在彩色共聚焦技术的基础上, 以DMD作为光分束器件, 结合自主研发的大口径色散管镜, 利用面阵彩色相机作为光电接收器件, 研究和建立了基于数字微镜器件的并行彩色共聚焦实验平台, 实现了对被测物面上多个探测点的并行图像处理。最终, 利用所搭建的并行彩色共聚焦测量系统, 对50 μm高的台阶和自制台阶进行了测量, 并对硬币的表面形貌进行了三维恢复。实验结果表明, 该测量系统的轴向测量范围为300 μm, 测量精度达到微米级; 同时, 能够较好地恢复硬币的表面形貌特征, 具有较好的测量效率与可靠性。
光学测量 彩色共聚焦技术 数字微镜器件 彩色相机 表面形貌三维重构 optical measurement parallel chromatic confocal Digital Micromirror Device(DMD) color camera surface topography measurement 
光学 精密工程
2020, 28(4): 859
作者单位
摘要
华侨大学机电及自动化学院, 福建 厦门 361021
鉴于彩色共聚焦测量技术无需做轴向扫描即可获得高度信息,且轴向分辨率能达到亚微米级、甚至纳米级,基于彩色相机的彩色共聚焦测量方法,提出一种颜色转换算法,并通过仿真对该算法进行优化,建立轴向高度与颜色的对应关系。经过实验分析,该颜色转换算法能够在轴向高度与颜色之间建立良好的线性关系,线性判断系数R2达到了0.9979;同时,对100 μm高度的台阶进行测量,测量精度达到了亚微米级;最后,对硬币表面进行测量和分析,修正了一系列误差后,较好地还原了硬币表面的三维形貌轮廓。
测量 彩色共聚焦 彩色相机 颜色转换算法 亚微米级 三维重构 
光学学报
2019, 39(12): 1212001
作者单位
摘要
1 信息工程大学,河南 郑州 450001
2 陆军炮兵防空兵学院南京校区,江苏 南京 211132
在视觉同时定位与地图构建问题中,ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)特征由于其高效、稳定的优点而受到广泛关注。针对ORB特征提取过程中存在的像点量测精度较低、特征聚集现象明显等问题,提出了一种适用于高精度SLAM的均衡化亚像素ORB特征提取方法。分析了精确特征定位的原理,对误差方程进行合理的简化并采用一种基于模板窗口距离的权函数计算方法,大幅降低了计算负担; 设计了一种基于四叉树结构的特征均衡化方案,对包含特征的像平面空间进行有限次数的迭代分割,然后选取具有最优响应的特征。试验表明,本文方法进行特征提取的额外计算负担小于2.5 ms,在运行TUM和KITTI数据集时,ORB特征的量测精度分别为0.84和0.62 Pixel,达到亚像素水平,可以降低误差初值,提高光束法平差效率,并能够在满足特征总体分布规律的情况下,显著改善特征聚集的现象,有利于后续问题的稳健、准确求解。
同时定位与地图构建 ORB特征 量测精度 精确特征定位 四叉树 均衡化 Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) Oriented FAST and Rotated BRIEF (ORB) feature measurement accuracy precise feature positioning quadtree uniform distributing 
光学 精密工程
2018, 26(10): 2575
尚金铭 1,2,*张宇 1,2杨成奥 1,2谢圣文 1,2[ ... ]牛智川 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所 半导体超晶格国家重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
GaSb基光泵浦半导体碟片激光器(OP-SDLs)可以获得高光束质量和高功率的红外激光输出, 是近年来新型中红外激光器件研究领域的热点。文中介绍了GaSb基光泵浦半导体碟片激光器增益芯片的外延结构和工作原理, 综述了2 μm波段GaSb基泵浦半导体碟片激光器的研究进展, 讨论了该类激光器的波长扩展、功率提升、实现窄线宽短脉冲发射和有效热管理关键问题, 评述了性能发展的主要技术方向和应用前景。
GaSb基光泵浦半导体碟片激光器 热管理 高光束质量 GaSb based optically pumped semiconductor disk las 2 μm 2 μm thermal management excellent beam quality 
红外与激光工程
2018, 47(10): 1003004
张一 1,2张宇 1,2杨成奥 1,2谢圣文 1,2[ ... ]牛智川 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所 半导体超晶格国家重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
3~4 μm波段中红外激光器在工业气体检测、医学医疗和自由空间光通信等诸多领域具有十分重要的应用。目前锑化物半导体带间级联激光器是实现中红外3~4 μm波段的理想方案。带间级联激光器(Interband Cascade Laser,ICL)可以看做是通过电子和空穴复合产生光子的传统二极管激光器以及通过引入多个级联区来提高电子注入效率的子带间量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)的融合。文中概要介绍了带间级联激光器的基本工作原理, 阐述了国际上主要研究单位包括俄克拉荷马大学、美国海军实验室、德国伍兹堡大学等带间级联激光器的发展历史, 介绍了国内单位包括中国科学院半导体所研制成功带间级联激光器的性能, 分析了该类激光器设计制备技术难点和及性能进一步提升优化的技术方案。
带间级联激光器 二类W型量子阱 中红外 GaSb基 interband cascade laser type-ⅡW quantum well mid-infrared GaSb-based 
红外与激光工程
2018, 47(10): 1003003

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