中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理科学与技术实验室，四川 绵阳 621900
在基于光参量啁啾脉冲放大的拍瓦级超短超强飞秒激光装置中，光参量相位是阻碍脉冲时域压缩的关键因素。对中国工程物理研究院的数拍瓦全光参量啁啾脉冲放大装置（SILEX-II）的光参量相位演化进行了详细研究。研究结果表明，通过光参量放大过程累积的群延迟色散高达532 fs2，三阶色散高达5782 fs3，在未补偿光参量相位的情况下，压缩脉冲的时域峰值强度仅为傅里叶变换极限脉冲的43%。通过调节压缩器光栅间距，补偿了光参量相位的群延迟色散，将压缩脉冲的时域峰值强度增加至傅里叶变换极限脉冲的94%。研究结果为SILEX-II激光装置的脉冲时域压缩提供了有效指导，同时也为未来基于全光参量啁啾脉冲放大技术的10~100 PW高峰值功率激光器的设计提供了依据。
激光器 光参量啁啾脉冲放大 光参量相位 时域压缩 傅里叶变换极限脉冲
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics and CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Laser Fusion Research Center and Science & Technology on Plasma Physics Laboratory, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621999, China
The characteristics of plasmas play an important role in femtosecond laser filament-based applications. Spectroscopic analysis is used to experimentally investigate the plasma density and its temperature of the air filament under different pulse repetition rates. In our experiments, the measured average plasma density of the filament is and the temperature of the plasma is about 5100 K under 100 Hz pulse repetition rate. The plasma density decreases to and the temperature increases to 6230 K as the pulse repetition rate increases to 1000 Hz. The experimental observation agrees with the numerical simulation by solving the nonlinear Schrödinger equations with repetition rate related “low density hole” correction.
femtosecond laser filamentation cumulative effects electron density Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 013201
为了提高特定应用场景的红外导引头成像质量, 采用了统计导引头图像对成像环境和应用场景建模的方法,一方面用L1/L2范数对复原图像进行约束, 保持多尺度成像细节信息; 另一方面用稀疏的拉普拉斯分布对迭代模糊核进行约束, 保持对红外成像内容的约束,并采用计算图像细节信息进行了自适应变化核。结果表明, 建立的图像复原约束模型能有效地提升成像质量, 凸显图像边缘,其对比度增强系数指标提高了20%～50%, 峰值信噪比提高了0.8～3.4, 图像像素的模糊检测累积概率提高了0.3～0.5。该研究对复杂场景和动载体成像处理有一定的帮助。
图像处理 统计先验约束 多尺度成像 应用场景 拉普拉斯分布 L1/L2范数 image processing statistical prior constrain multi-scale imaging imaging application scenarios Laplacian distribution L1/L2 norm
激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316000
南京大学现代工程与应用科学学院光热调控研究中心，江苏 南京 210033
在高温环境中对人体降温以保持舒适性是很重要的。近年来，辐射制冷织物通过红外光学性能的设计，能够在不消耗能量的情况下将人体的热量尽可能散出去，为实现在室内和室外场景中的人体降温提供了新的机会。与室内可控热环境不同，室外热环境的特点是太阳辐照强度强，因此，在将人体热量尽可能散出去的同时还需阻止太阳热量的输入。基于室内和室外热环境的差异，分别从室内和室外应用场景的角度介绍了辐射制冷织物的设计策略，并综述了其发展情况，最后对辐射制冷织物的未来发展方向进行了展望。
辐射制冷 热辐射 织物 人体降温 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316006
邵斌 1,2,3杨华 1,2,3朱斌 1,2,3,*陈熠 1,2,3邹融平 1,2,3
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
3 红外与低温等离子体安徽省重点实验室，安徽 合肥 230037
语义分割网络对图像进行像素级分类，相较于目标检测其对于目标的精准定位更有优势，因此在红外小目标检测中发挥着重要作用。针对红外小目标的特点，提出一种基于实时语义分割的红外小目标检测网络。该网络基于双分支特征提取结构，采用渐进式特征融合模块和改进的Dice损失函数，使红外小目标分割的速度与效果达到良好的平衡。实验结果表明，该算法在较小参数量和计算量的情况下相较于FCN、ICNet、BiSeNet V2、STDCNet、TopFormer等5种算法达到较高的精度，在实际采集的红外小目标数据集上，其推理帧率相较于传统的FCN提升44%，达到117 frame/s，且红外小目标的交并比相较于与其推理帧率相近的TopFormer提升49%，有利于语义分割在红外小目标检测的实际应用。
图像处理 红外小目标 实时语义分割 双分支特征提取 渐进式特征融合 激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1410006
仇永佳 1,2,3程正东 1,2,3,*赵大鹏 1,2,3杨华 1,2,3[ ... ]章沁钰 1,2,3
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
3 红外与低温等离子体安徽省重点实验室，安徽 合肥 230037
针对假目标红外欺骗干扰效能缺乏规范评估体系的问题，利用视觉显著性模型计算同一背景下真目标和假目标的显著性对比度，从而定量评估假目标的红外欺骗干扰效能。量值越小，说明假目标的红外欺骗干扰效果越好。实验结果表明，该评估方法不仅能定量反映单一假目标的红外欺骗干扰效能，还能区分不同类型假目标的红外欺骗干扰效能，具有较强的普适性。
图像处理 红外欺骗干扰效能 定量评估 视觉显著性 假目标 激光与光电子学进展
2023, 60(12): 1210014
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 310027
3 中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室，四川 绵阳 621999
提出了一种用于模拟探测光穿过等离子体通道后衍射成像过程的分段衍射模型，该模型考虑了等离子体对探测光的散焦效应。将分段衍射模型与现有计算模型进行对比，并将模拟结果与基于纵向衍射测量法的实验结果进行拟合，获得了不同衍射环结构下的电子密度分布。结果表明：分段衍射模型可以拓展探测范围，实现对较高电子密度等离子体的测量。基于分段衍射模型测量电子密度和光丝尺寸的方法为精确诊断光丝提供了一种新思路。
非线性光学 飞秒激光成丝 等离子体诊断 衍射理论 电子密度 中国激光
2022, 49(24): 2408001
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
针对雪崩光电二极管(APD)应用多样化的需求, 提出多模式控制的APD偏压电路模块设计方案。基于APD工作原理, 分析了APD增益系数、反向偏置电压、工作温度三者之间的关系, 设计了具有多模式工作的APD偏压模块硬件电路, 开展了详细的单片机软件功能设计。结合雪崩光电二极管进行了实验验证, 结果表明在-40~+60℃温度范围内, 该偏压电路模块具有温度补偿及多模式切换功能, 输出电压偏差小于0.5V, 纹波小于100mV, 可实现APD多模式工作, 满足工程化应用需要。
雪崩光电二极管 反向偏置电压 温度补偿 多模式控制 偏压电路 APD reverse bias voltage temperature compensation multi-mode control bias circuit
