作者单位
摘要
1 西安电子科技大学 光电工程学院,陕西 西安 710071
2 国防科技大学 电子对抗学院红外与低温等离子体安徽省重点实验室,安徽 合肥 230037
该文从理论上仿真了切割方向为165°Y,传播方向为75°Y的LiNbO3晶体(简称165Y LN)的表面波声光调制器的场分布及其重叠积分、驱动功率随波导厚度变化的关系,并与其他切割方向的仿真结果进行了比较。该方向位于材料退耦面内,且在该面具有最大的机电耦合系数,是潜在的高性能切割方向。测试表明,165Y LN的TE模和TM模在低频区均有较低的驱动功率和较大的重叠积分带宽,可被用于制作具有高性能且对偏振不敏感的表面波声光器件。
声表面波器件 声光相互作用 重叠积分 驱动功率 surface acoustic wave devices acousto-optic interaction overlap integral LiNbO3 LiNbO3 driving power 
压电与声光
2023, 45(5): 657
作者单位
摘要
1 中国科学院 空间应用工程与技术中心 太空应用重点实验室,北京00094
2 中国科学院 空天信息创新研究院 计算光学成像技术实验室,北京100094
3 中国科学院大学,北京100094
鉴于通过测量高精度的位移数据可以获得高精度的微重力加速度数据,进而服务于多种空间科学载荷的研究任务,提出了一种基于三组正交对称角锥棱镜的双频光路,利用外差干涉测量技术实现空间惯性质量块的六自由度位移和角度测量的方法。通过光路矢量分析建立了实际角锥棱镜的光路模型,考虑质量块在运动过程中带来的附加光程差,推导了各测量光路的光程变化与质量块六自由度位姿的函数关系。为了克服小角度近似法精度不高的缺陷,提出了利用数值计算法解耦姿态角进而获得相对位移的位姿解算算法。利用空间在轨位姿数据和随机位姿数据进行系统仿真。仿真结果表明:数值计算的位移误差小于0.02 fm,且该方法的计算误差不会随着飞行器振动的增大而变大,算法具有更高的精度和更好的适应性。最后,分析了系统的误差来源,在保证角度安装误差小于5 mrad、距离安装误差小于10 μm且平行度小于2 mrad时,系统的姿态角测量误差小于0.017°,位移测量误差小于10 nm。本文提出的六自由度测量及解算方法也可以服务于其他精密加工与检测领域。
精密测量 外差干涉测量 双频激光干涉 微重力 惯性传感 六自由度 precision measurement heterodyne interference measurement dual frequency laser interference microgravity inertial sensing six-degree-of-freedom 
光学 精密工程
2023, 31(11): 1593
王延仓 1,2,*李笑芳 3李莉婕 4李楠 1,2[ ... ]林家禄 1,2
作者单位
摘要
1 北华航天工业学院遥感信息工程学院, 河北 廊坊 065000
2 河北省航天遥感信息处理与应用协同创新中心, 河北 廊坊 065000
3 廊坊师范学院, 河北 廊坊 065000
4 贵州省农业科学院科技信息研究所, 贵州 贵阳 550006
5 北京农业信息技术研究中心, 北京 100097
作为一种仙人掌科植物, 火龙果植株无叶, 主要依靠肉质茎进行光合作用、 蒸腾作用等生理功能, 火龙果的肉质茎与常见绿叶类植物叶片在组织结构、 形态等方面存在明显差异, 且二者在植株冠层结构方面也存在明显差异, 该差异会直接影响植株冠层光谱特征, 进而影响基于与光谱技术的光合色素监测。 为探寻提升火龙果茎枝叶绿素含量估测精度的方法, 研究以贵州省罗甸县龙坪镇烟山火龙果种植基地为试验区, 先采集火龙果茎枝光谱及光谱测定部位的组织, 并采用乙醇萃取法测定此组织的叶绿素含量, 然后选用传统数学变换、 连续小波变换、 离散小波变换、 离散小波-微分变换方法分别处理分析光谱数据, 并采用相关性分析算法提取、 筛选敏感特征波段, 最后选用偏最小二乘算法构建火龙果茎枝叶绿素含量估测模型, 分析结果如下: (1)采用离散小波-微分变换算法, 高频信息与低频信息的峰、 谷交替依次呈现, 且可用信息分部具有较强的稳定性, 可用信息随尺度的增加, 曲线振幅加大、 频率降低。 (2)数学变换内的微分变换、 连续小波变换、 离散小波变换与离散小波-微分变换方法均能明显提升光谱对火龙果茎枝叶绿素含量的敏感性, 其中以离散小波-微分变换方法最优, 经处理后光谱与火龙果茎枝叶绿素含量的决定系数最高可达0.565(位于H1分解尺度737.5 nm处)。 (3)离散小波-微分变换最能有效提升光谱对火龙果茎枝叶绿素含量的估测能力, 并且基于离散小波-微分变换H2尺度构建的估测模型为最优模型, 其验证精度的R2=0.769, RMSE=0.040, RPD=1.739。 研究分析了四类光谱处理算法在提升光谱对火龙果茎枝叶绿素含量敏感性与估测能力方面的效果, 表明离散小波-微分变换算法能有效提升光谱对火龙果茎枝叶绿素含量的估测能力, 为火龙果茎枝叶绿素含量的无损估测提供了基础技术支撑。
火龙果 叶绿素含量 离散小波算法 高光谱 Hylocereus polyrhizu Hyperspectral Mathematical transformation Partial least squares 
光谱学与光谱分析
2023, 43(2): 549
作者单位
摘要
山西工程科技职业大学 现代物流学院, 山西 晋中 030600
机载红外探测系统在近地背景下检测目标时, 地面将对弱小目标产生严重的干扰, 导致传统检测方法对弱小目标的检测性能下降。针对该问题, 利用生成对抗网络提出一种近地背景下的机载红外探测系统弱小目标检测方法。将深度自编码器作为生成对抗网络的网络框架, 引入inception机制对视觉信息进行多尺度特征提取, 并引入残差块来缓解梯度消失问题。在神经网络的对抗训练中, 生成器考虑了移动损失与对抗损失两个损失函数, 提高了生成器的训练效果。最终, 在公开的无人机机载红外探测数据集上完成了实验, 结果表明所提方法能在近地背景下成功检测出红外弱小目标, 且检测的平均精度与速率均优于其它对比方法。
机载红外探测系统 户外探测 弱小目标检测 深度自编码器 生成对抗网络 airborne infrared detection system outdoors detection weak and small target detection deep auto-encoder generative adversarial network 
光学技术
2022, 48(6): 755
作者单位
摘要
1 长春大学 理学院,长春 130022
2 吉林省量子信息技术工程实验室,长春 130052
3 吉林大学 通信工程学院,长春 130025
4 东北师范大学 化学学院,长春 130024
5 吉林工业职业技术学院,吉林 吉林 132013
为了提高强度三维关联成像的图像重构质量,将飞行时间技术与差分关联成像重构算法相结合,推导了强度三维关联成像的理论公式,并进行了数值模拟成像。采用532 nm脉冲激光作为光源,搭建了一套赝热光三维关联成像实验系统,实现了实验室环境下的200 pixel×200 pixel目标物体的三维图像重构。实验结果与数值模拟结果一致,在一定范围内,随着选取阈值参数值的增加,可以减少切片噪声叠加的影响,显著提高三维重构图像质量;适当提高光源激光功率,能够有效改善三维图像的重构质量与纵向距离的测量精度。
三维关联成像 飞行时间 差分关联成像算法 时序对齐 多目标三维物体 Three-dimensional correlation imaging Time-of-flight technology Differential correlation imaging algorithm Timing alignment Multi-target 3D objects 
光子学报
2022, 51(5): 0511003
作者单位
摘要
1 周口师范学院 物理与电信工程学院,河南 周口 466001
2 华中师范大学 人工智能教育学部,湖北 武汉 430079
3 电子科技大学 信息与通信工程学院,四川 成都 611731
4 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西 西安 710119
5 西北核技术研究所,陕西 西安 710024
红外弱小目标检测系统可灵活部署在不同的平台中,在红外预警、制导等领域具有重要实用价值。但是,由于复杂场景下存在信噪比低、背景变化剧烈等问题,导致复杂背景下的红外弱小目标检测非常困难,一直是目标探测领域的研究难点和研究热点。根据红外图像数据使用方式的不同,将现有目标检测方法划分为单帧型(含局部信息类与非局部信息类等)和多帧型(含关联校验类与直接求取类等)两大类,并分别进行了简要梳理,分析了不同方法的原理、优势及不足。最后,对本领域的发展趋势做出了预测。该工作既可以帮助初学者快速了解本领域的研究现状和发展趋势,也可作为其他研究者的参考资料。
红外弱小目标 目标检测 单帧型算法 多帧型算法 infrared (IR) dim and small target target detection single-frame based algorithm multi-frame based algorithm 
红外与激光工程
2022, 51(4): 20210393
张文颖 1,2朱浩然 3,*李楠 1,2
作者单位
摘要
1 吉林工程技术师范学院量子信息技术交叉学科研究院,吉林 长春 130052
2 吉林省量子信息技术工程实验室,吉林 长春 130052
3 长春理工大学电子信息工程学院,吉林 长春 130022
为了解决测角传感器精度和径向尺寸之间难以调和的矛盾,从辐通量和莫尔条纹的角度,详细推导和分析了端面光栅轴系误差和柱面光栅轴系误差,并建立了误差模型。基于轴系误差分析,设计了一款结合端面光栅和柱面光栅的立体光栅测角传感器,并搭建了立体光栅测角传感器实验系统。实验结果表明,当读数头呈均匀分布时,立体光栅测角传感器的误差为6.75";当读数头呈非均匀分布时,立体光栅测角传感器的误差为4.33"。研究结果为轴系误差的抑制提供了新方法,为小型化、高精度测角传感器的研制提供了参考。
测量 测角传感器 轴系误差 角度测量 误差分析 圆光栅 
激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2312005
万金宇 1,2孙正 1,2张相 1,2白宇 1,2[ ... ]张成艺 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
2 中国科学院大学,北京 100049
3 华中科技大学 电气与电子工程学院,武汉 430074
4 南京大学 现代工程与应用科学学院,南京 210023
5 北京大学 重离子物理研究所&核物理与核技术国家重点实验室,北京 100871
6 中国科学院 上海高等研究院,上海 201204
7 散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
机器学习技术在近十几年发展迅猛,并被广泛地用于解决复杂的科学和工程问题。最近十年间,基于机器学习的粒子加速器相关研究也开始呈现出井喷式发展趋势。国际上许多加速器实验室开始尝试用机器学习和大数据技术处理加速器中的海量复杂数据,以期解决加速器及其子系统中的诸多物理和技术问题。不过,迄今为止,机器学习在加速器中的应用仍处于初步探索阶段,不同机器学习算法在解决具体加速器问题的效果及其适用范围尚待摸索,机器学习在实际加速器中的应用仍非常有限。因此,有必要对加速器领域中的机器学习研究做一个整体回顾和总结。将回顾机器学习在大型粒子加速器(以储存环加速器和直线加速器为主)中的加速器技术、束流物理以及加速器整体性能优化等研究方向中已取得的研究成果,并探讨机器学习在加速器领域的未来发展方向和应用前景。
机器学习 粒子加速器 大科学装置 大数据 加速器技术 束流物理 machine learning particle accelerator large scientific facilities big data accelerator technology beam physics 
强激光与粒子束
2021, 33(9): 094001
张杏云 1罗芳琳 1,2李楠 1,2杨程亮 1,2[ ... ]穆全全 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室,长春 130033
2 中国科学院大学 材料与光电研究中心,北京 10049
相位差技术可以直接利用两幅或多幅图像的强度信息,重构出波前相位信息和目标清晰图像,具有光路简单、成本较低、适用于扩展目标等优点,在望远镜的系统像差检测和目标图像重建方面得到了大量应用。相位差波前探测的关键在于求解非线性代价函数的最优化问题,需要避免陷入局部极值并降低计算时间,才能满足动态变化波前实时探测的需求。同时在重建目标清晰图像时,通常需要做正则化和去噪处理,来提高重建图像的质量。本文主要介绍相位差技术的基本原理,以及近年来的研究进展,并对该技术未来的发展进行了展望。
相位差 波前探测 图像重建 望远镜 phase diversity wavefront sensing image reconstruction telescopes 
强激光与粒子束
2021, 33(8): 081010
作者单位
摘要
1 周口师范学院 物理与电信工程学院,河南 周口 466001
2 华中科技大学 电子信息与通信学院,湖北 武汉 430074
在红外制导、预警等领域,高检测率、低虚警率和高实时性地检测出红外小目标具有重大的理论和实际意义。提出了一种采用三层窗口局部对比度的红外小目标检测方法,该三层窗口可以通过单尺度计算解决不同尺度小目标的检测难题,提高检测的实时性。同时,通过在对比度计算前、对比度计算中和对比度计算后等环节中分别对真实目标进行增强、对复杂背景进行抑制,实现提高检测率、降低虚警率的目的。在若干红外序列和图像中进行实验验证表明,相比8种现有算法而言,该方法可以取得更好的检测率和虚警率,其平均耗时仅为某些多尺度算法的1/3~1/2左右。
红外小目标检测 局部对比度 三层窗口 匹配滤波 最接近滤波 IR small target detection local contrast tri-layer window matched filter closest filter 
红外与激光工程
2021, 50(2): 20200146

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