1 复旦大学 光科学与工程系上海超精密光学制造工程技术研究中心，上海 200438
2 南京邮电大学 电子与光学工程学院&微电子学院，江苏 南京 210023
3 复旦大学 微纳光子结构教育部重点实验室，上海 200433
对Sb2Te3薄膜的结构、线性光学及非线性吸收性质的Ti掺杂影响进行了系统性探究。利用磁控溅射和高温退火手段制备了不同Ti掺杂浓度的晶态Sb2Te3薄膜。X射线光电子能谱分析显示Sb2Te3薄膜中的Ti元素以Ti4+化学态以TiTe2的形式存在。线性光学性质结果表明，在保持非线性器件中宽工作波长特性的同时，Ti掺杂可以提高Sb2Te3薄膜的透射率，并降低光学带隙从1.32 eV至1.25 eV，根据Burstein-Moss理论，这取决于载流子的减少。利用自主搭建的开孔Z扫描系统，测试了薄膜样品在132 GW/cm2强度下800 nm飞秒激光激发的非线性吸收性质，结果显示的Ti掺杂引起的饱和吸收可调谐行为可归因于光学带隙减小与晶化抑制的竞争效应。此外，Ti掺杂将Sb2Te3薄膜的激光损伤阈值从188.6 GW/cm2提高到了265.5 GW/cm2。总而言之，Ti掺杂Sb2Te3薄膜在非线性光学器件领域具有广泛的应用前景。
钛掺杂 碲化锑薄膜 光学带隙 饱和吸收 开孔Z扫描 Ti-dopant Sb2Te3 thin film optical band gap saturable absorption open-aperture Z-scan 红外与毫米波学报
2022, 41(6): 1022
红外与激光工程
2022, 51(6): 20210422
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
精确的光谱定标是定量化反演地物信息的前提与基础。 光栅色散型可见近红外成像光谱仪(VNS)主要用于海洋水色遥感和海岸带监测, 采用推扫式成像方式, 工作波段范围覆盖400～1 040 nm, 空间维视场像元总数为1 024, 共设置256个光谱通道, 光谱采样步长为2.5 nm。 针对仪器入轨后可能发生的光谱通道中心波长漂移或通道宽度展宽问题, 基于光谱特征曲线匹配思想, 提出了利用太阳大气廓线和星上定标器镨钕特征光谱进行在轨光谱定标的新方法。 开展了在轨光谱真实性检验与定标的地面模拟实验, 采用最小差值与相关系数联合算法对数据进行了处理。 以大气氧气吸收763 nm波段为例, 介绍了在轨光谱定标的步骤。 给出了太阳夫郎和费517 nm、 Pr-Nd玻璃685 nm和氧气吸收763 nm三个典型波段对应VNS的光谱通道的定标结果: 三个通道穿轨视场Smile效应幅度相近, 约为0.6 nm; 中心波长漂移方向和大小各异, 分别为0.707, -0.369和0.293 nm; 对穿轨方向各像元的测量值进了二次曲线拟合, 763 nm通道标准偏差小于另外两个通道, 三个通道的光谱定位精度较高优于0.176 nm。 为成像光谱仪开发出一种适用的在轨光谱定标算法。
高光谱成像 定标 谱线匹配 太阳夫朗和费线 大气吸收 镨钕玻璃 Hyperspectral imaging Calibration Spectrum-matching Solar-Fraunhofer lines Atmospheric absorption Pr-Nd glass
针对传统的图像评价方法没有同时考虑图像的视觉信息和基本特征, 不能满足实际需求的问题, 在研究了图像边缘信息提取和奇异值分解方法的基础上, 提出了一种能兼顾这两种重要信息的图像质量客观评价方法。人眼对边缘结构信息相对比较敏感, 图像的奇异值反映了图像的一些重要结构信息, 因此, 从理论上讲, 基于边缘信息奇异值分解的图像质量评价方法优于传统的图像评价方法。仿真实验表明, 与基于结构相似度(SSIM)评价方法以及均方误差(MSE)、峰值信噪比(PSNR)等传统方法相比, 该算法的主、客观一致性更好, 更加符合人眼的视觉特性。
图像质量评价 边缘信息 奇异值分解 主客观一致性 image quality assessment edge information singular value decomposition consistency between subjective and objective evalu
为了有效抑制激光主动成像中的散斑噪声以及保护边缘细节信息, 提出一种基于同态滤波和改进阈值整数提升小波变换级联的散斑噪声抑制方法。首先,使用同态滤波将乘性散斑噪声变为加性噪声, 然后使用整数提升小波变换进行分解; 再次, 在分析经典阈值方法存在不足的基础上, 设计了一种新的阈值函数模型以及自适应阈值计算方法, 并对小波分解系数进行阈值处理; 最后, 进行小波系数重构和同态逆变换, 得到去噪后的图像。仿真实验表明, 该算法能够有效抑制噪声, 同时能够较好地保护图像的边缘, 具有较强的实用性。
激光主动成像 图像去噪 提升小波变换 阈值函数 laser active imaging image denoising lifting wavelet transform threshold function
第二炮兵工程大学 控制工程系, 西安 710025
为了提高基于结构相似度图像评价方法的评价效果, 对传统的窗口选取准则进行了改进, 采用实验对比的方法, 通过对窗口改进前后评价效果的对比验证, 得到了不同数据库和不同失真类型的最佳窗口。结果表明, 传统的单一窗口并不能得到最佳的评价效果, 而且现在普遍使用的标准差为1.5的高斯加权窗口的效果也不一定好于普通的方形窗口, 不同的失真类型的图像其最优窗口也是不同的。结果表明, 对于亮度窗口W1来说, 窗口越大效果越好;而对于对比度、结构度窗口W2而言, W2=7时效果最好。该研究成果对优化基于结构相似度评价方法的效果具有重要作用。
图像处理 窗口效应 图像质量评价 结构相似 image processing window effect image quality assessment structural similarity
为了在激光成像制导中提高目标识别的精度和实时性，并在遮挡条件下进行有效识别，采用基于改进Hausdorff距离和量子遗传算法的激光图像匹配算法，选择图像的局部边缘特征为特征空间，针对传统Hausdorff算法及几种改进Hausdorff距离存在的问题，提出了一种新的改进Haussdorff距离作为相似性度量；在搜索策略上，选择量子遗传算法进行并行搜索，为防止种群过早收敛，提出了种群灾变策略，并应用动态的量子旋转角调节收敛的速度和方向。通过理论分析和实验验证，取得了不同参量条件下的目标识别对比数据。结果表明，该算法可以消除激光图像中局部遮挡、噪声以及出格点等因素影响，鲁棒性好、匹配精度高、计算速度快。
激光技术 目标识别 Hausdorff距离 量子遗传算法 laser technique target recognition Hausdorff distance quantum genetic algorithm
1 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
2 中国科学院大学，北京 100049
海洋水色遥感应用对光学遥感仪器提出了高灵敏度与高精度的要求。本文研究的可见近红外成像光谱仪采用推扫扫描的方式，从而获得了较高的灵敏度；通过对系统进行杂散光定标和校正实现高精度测量。杂散光校正算法要求图像中所有目标信号不能饱和。由于仪器的动态范围针对水色目标设置，因而大部分图像通道高亮度的云目标信号会饱和，导致杂散光校正算法无法获得较好效果。以一台基于帧转移面阵CCD 的推扫式可见近红外成像光谱仪为研究对象，通过分析系统设置的CCDSmear 校正通道的成像机理，论证了在不同光源下Smear 通道和各图像通道间均存在线性相关性，进而提出了一种利用Smear 校正通道来恢复各图像通道饱和信号的方法，为星上高光谱图像的杂散光校正提供有效的数据源，也为饱和图像恢复提供了一种较为可行的方法。
帧转移面阵CCD Smear 校正通道 杂散光 饱和信号恢复 frame transfer array CCD smear correction channel stray light saturated signal recovery
1 第二炮兵工程大学, 西安 710025
2 陕西省宝鸡市150信箱11分箱, 陕西 宝鸡 721013
介绍了激光制导**的3种制导体制: 激光半主动制导、激光驾束制导、激光主动成像制导。通过对3种激光制导体制原理的分析, 以及激光制导**装备的性能比较, 分析了3种不同制导体制的优缺点, 重点对激光主动成像制导原理和研制情况进行了论述, 指出了激光制导**未来的发展趋势。
激光半主动制导 激光驾束制导 激光主动成像制导 激光对抗 semi-active laser guidance laser beam riding guidance laser active imaging guidance laser countermeasure
