李恪 1梁家平 1姚瑶 1,*张杨 2[ ... ]刘涛 3
作者单位
摘要
1 汕头大学 工学院,广东 汕头 515063
2 海军研究院,北京 100161
3 海军工程大学 电子工程学院,湖北 武汉430033
激光致声技术可以将空气中的激光信号转化为水下的水声信号,将两种最佳信道高效地结合起来,从而解决空中-水下跨界通信问题。为了提高激光致声跨界通信的保密性和光声转化效率,采用了数值计算方法对不同条件下,激光在海面三维散射特性和透射特性进行了研究。首先,为了提高仿真计算的准确性,建立了三维激光海面散射场的数学模型。其次,采用数值计算方法求解三维激光海面散射的表面积分方程,并根据入射光波的特点,对入射界面进行强、弱区划分,以提高计算效率。最后,通过室内模拟试验对仿真结果进行了验证。研究结果表明,入射角度对于汽化激光致声通信的保密性和效率有着重要的影响,为后续的系统设计和相关应用研究提供了有意义的参考。
跨界通信 激光致声 预条件共轭梯度法 汽化机制 数值特性 转换效率 transboundary communication optical-to-acoustic preconditioned conjugate gradient method vaporization mechanism numerical characteristics conversion efficiency 
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230100
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications & School of Science, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
2 Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR), Tohoku University, Sendai 980-8577, Japan
3 Department of Engineering Science, Faculty of Innovation Engineering, Macau University of Science and Technology, Macau 999078, China
4 Institute of Modern Optics & Tianjin Key Laboratory of Micro-Scale Optical Information Science and Technology, Nankai University, Tianjin 300071, China
Flexible devices provide advantages such as conformability, portability, and low cost. Paper-based electronics offers a number of advantages for many applications. It is lightweight, inexpensive, and biodegradable, making it an ideal choice for disposable electronics. In this work, we propose a novel configuration of photodetectors using paper as flexible substrates and amorphous Ga2O3 as the active materials, respectively. The photoresponse characteristics are investigated systematically. A decent responsivity yield and a specific detectivity of up to 66 mA/W and 3×1012 Jones were obtained at a low operating voltage of 10 V. The experiments also demonstrate that neither the twisting nor bending deformation can bring obvious performance degradation to the device. This work presents a candidate strategy for the application of conventional paper substrates to low-cost flexible solar-blind photodetectors, showing the potential of being integrated with other materials to create interactive flexible circuits.
amorphous Ga2O3 flexible photodetector solar-blindness paper 
Chinese Optics Letters
2023, 21(10): 101601
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications & School of Science, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
2 Institute of Modern Optics, Nankai University, Tianjin 300071, China
3 Tianjin Key Laboratory of Micro-Scale Optical Information Science and Technology, Tianjin 300071, China
Ga2O3-based avalanche photodetectors (APDs) have gained increasing attention because of their excellent photoelectric conversion capability in the UV solar-blind region. Integrating high-quality epitaxial Ga2O3 with p-type semiconductor remains an open challenge associated with the integration difficulty on alleviating its defects and dislocations. Herein, we construct an APD consisting of epitaxial β-Ga2O3/La0.8Ca0.2MnO3 heterostructure. The pn junction APDs exhibit a high responsivity of 568 A/W as well as an enhanced avalanche gain of up to 3.0×105 at a reverse bias voltage of 37.9 V. The integration capability demonstrated in this work provides exciting opportunities for further development of high-performance Ga2O3-based electronics and optoelectronics.
avalanche photodetector Ga2O3 solar-blind pn junction 
Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 051604
作者单位
摘要
中国民用航空飞行学院,四川 广汉618300
基于Himawari-8的可见光和红外扫描辐射计(AHI)数据,采用红外亮温法对2019年6~8月目标区域(20°N~30°N,100°E~120°E)的对流云云顶高度进行了计算。首先通过阈值法挑选出对流云区;然后基于红外亮温法,利用Himawari-8的112 m通道数据与ERA5再分析资料中的温度气压层数据进行了云顶高度反演;最后将反演云顶高度H与全球降水观测计划(Global Precipitation Measurement, GPM)产品数据进行了对比。结果显示,基于红外亮温法的Himawari-8数据反演对流云云顶高度与GPM产品数据一致,具有很好的相关性。相关系数为09,均方根偏差为029,平均偏差为048,纬向的离散分布优于经向,具有较强的适用性。
云顶高度 对流云 红外亮温 cloud top height convective cloud infrared brightness temperature 
红外
2022, 43(9): 33
作者单位
摘要
中国民用航空飞行学院,四川 广汉618300
云顶高度是云最基本且十分重要的参数,同时也是研究空域容量、航线高度配备和天气预测预警等的重要参数。简单描述了基于卫星资料反演云顶高度的主要方法的原理和优缺点,然后介绍了单红外窗区法、太阳光反射率--红外窗区法、H2O--红外窗区法和红外分裂窗查算表算法的原理和优缺点,并对相关卫星的业务算法进行了简要评述。接着对单红外窗区法反演对流云云顶高度进行了检验。结果表明,单红外窗区法反演不透明厚云的精度和相关性都很高。最后分析了影响各方法精度的原因,并对后续云顶高度反演方法进行了展望。
卫星资料 云顶高度 红外窗区法 satellite data cloud top height infrared window method 
红外
2022, 43(8): 33
作者单位
摘要
国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
为提升两阶段目标检测算法 Faster R-CNN 对无人机小目标的检测识别效果, 提出了一种改进的 Faster R-CNN 目标检测算法。对原始 Faster R-CNN 算法的特征提取网络进行改进, 使用卷积层更少的 ResNet-18 作为骨干网络, 减少算法的参数量; 针对无人机目标特点, 对 Faster R-CNN 算法的特征金字塔网络中的特征融合方法进行改进, 增强了目标特征与背景特征的对比度; 使用双线性插值的方法改善因感兴趣区域池化而造成的预测框偏离的问题。最后, 在构建的低空无人机数据集上对改进的算法进行了实验验证,结果表明提出的改进 Faster R-CNN 目标检测算法检测速度达到了 35.5 帧/秒(FPS), 较原始 Faster R-CNN 算法的 15.8 FPS, 速度提高了约一倍, 且算法的平均精确度均值 mAP 提升了 0.7%, 有效提高了算法对无人机小目标的检测识别性能。
图像处理 目标检测 深度学习 无人机 image processing target detection deep learning drones 
量子电子学报
2022, 39(3): 354
周家成 1,2,*徐学哲 1方波 1张杨 1[ ... ]张为俊 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院, 安徽 合肥 230026
3 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
吸湿性气溶胶会吸收环境空气中的水分, 其粒径会随相对湿度的增加而发生变化, 从而导致气溶胶的光学特性 (如消光、散射、吸收系数与单次散射反照率等) 发生显著的变化。气溶胶光学吸湿增长因子 (湿状态与干状态下光学参数的比值) 是衡量气溶胶光学吸湿增长能力的特征参数, 是计算大气能见度和气溶胶辐射强迫的关键输入量, 它的准确测量对于气溶胶环境和气候效应的评估具有重要意义。光学吸湿增长测量系统主要包括湿度调节系统和光学测量装置, 通过湿度调节系统改变样品的相对湿度, 再结合光学测量装置实时测量光学参数的变化, 从而实现光学吸湿特性的在线测量。鉴于气溶胶吸湿性研究的重要意义, 重点分析对比了现有的光学吸湿增长测量方法及应用, 并对下一步气溶胶光学吸湿增长特性测量技术和研究方向做了展望。
气溶胶 光学特性 吸湿性 测量方法 aerosols optical properties hygroscopic properties measurement methods 
大气与环境光学学报
2022, 17(1): 92
作者单位
摘要
1 国防科技大学 电子对抗学院,安徽 合肥 230037
2 脉冲功率激光技术国家重点实验室,安徽 合肥 230037
深度学习技术使目标跟踪的精度和鲁棒性得到了很大提高,基于孪生网络的跟踪方法通过在大规模数据集上进行训练,使模型能应对目标的各种形变,缺点是无法排除相似目标的干扰。为此,提出了一种基于孪生网络的两阶段目标跟踪方法。首先,采用修改后的残差网络提取性能更优的深度特征。区域建议网络通过相关滤波调制自适应更新模板,结合时域信息过滤掉易区分的负样本;然后,通过感兴趣池化层提取候选区域固定尺度的特征,并馈送到验证网络进行更精细的分类与回归。为了提升网络对高难度样本的区分能力,采用正负样本对联合训练的方式提高特征匹配的性能。在OTB100、VOT标准测试集和UAV123无人机航拍数据集上进行了评测,实验结果表明:所提方法能明显改进基准算法的性能。
神经网路 目标跟踪 区域建议 相关滤波 neural networks visual tracking region proposal correlation filter 
红外与激光工程
2021, 50(9): 20200491
作者单位
摘要
1 重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室, 重庆 400054
2 重庆理工大学药物化学与分子药理学重庆市重点实验室, 重庆 400054
3 重庆能源职业学院, 重庆 402247
提出了一种双通道探针式81°倾斜光纤光栅(81°TFG)传感器,并将其用于甲胎蛋白(AFP)的免疫检测研究。首先,在81°TFG端面镀银膜形成反射式81°TFG,构建由2×2耦合器和两支81°TFG探针组成的双通道传感器。然后,在栅区表面修饰大尺寸AuNs粒子和GO,并以AFP单克隆抗体为特异性识别单元修饰栅区表面,实现基于双通道探针式81°TFG局域表面等离子体共振(LSPR)的AFP免疫传感器。最后,在复杂血清环境下完成免疫检测实验,结果表明,该传感器对AFP抗原质量浓度的检测极限在1~10 pg/mL之间,检测的饱和点约为200 ng/mL,灵敏度约为0.155 nm/log(pg/mL),对肝癌患者的血清具有良好的特异性响应。相比单通道透射式81°TFG传感器,该传感器能实现对目标分子阳性和阴性样本的同时对照检测,从而增强临床检测应用中的可靠性,且操作更简便、应用潜力更大。
光纤光学 双通道探针式81°倾斜光纤光栅; 局域表面等离子体共振 免疫传感器 甲胎蛋白 
光学学报
2021, 41(7): 0706004
作者单位
摘要
武汉高德红外股份有限公司,湖北 武汉 430205
制冷型红外探测器的冷屏通常采用直角结构挡光环。经过挡光环侧壁反射的杂散光可以直接到达焦平面,导致探测器的成像质量大幅下降。通过对冷屏挡光环结构进行理论分析,提出了一种可抑制杂散光的挡光环侧壁优化结构。利用LightTools软件对优化前后的冷屏进行了模拟分析。结果显示,杂散光的总功率减少了71.6%。通过实验验证发现,探测器的平均响应非均匀性减少了27.1%,成像效果明显改善。结果表明,这种挡光环侧壁优化结构对于抑制杂散光非常有效。
红外探测器 杂散光 冷屏 挡光环 infrared detector stray light cold shield vane 
红外
2020, 41(12): 12

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