西安电子科技大学光电工程学院，陕西 西安 710071
增强现实近眼显示器是信息显示技术领域的研究热点之一。针对传统近眼显示系统结构存在的视场与体积不能兼顾的瓶颈技术问题，超表面光学元件凭借其光场多维物理量的调控能力和平面集成化优势，为开发大视场轻薄紧凑化的近眼显示器提供了新思路。首先介绍了超表面光场调控原理，重点分析了基于超表面的多种增强现实近眼显示光学系统设计方案，主要包括基于超表面和自由曲面的光学系统设计方案、基于超表面的视网膜投影显示设计方案、基于超表面的光波导设计方案及全息显示设计方案等，讨论了超表面在增强现实近眼显示领域面临的挑战，并对其未来的前景进行了展望。
成像系统 增强现实 近眼显示 超表面 光学设计 激光与光电子学进展
2022, 59(20): 2011005
1 北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100192
2 北京空间机电研究所，北京 100094
3 大恒新纪元科技股份有限公司，北京 100080
数字剪切散斑干涉技术已被广泛应用于复合材料无损检测，但常规检测面积有限，难以完成大尺寸复合材料的缺陷检测。提出了一种投影辅助数字剪切散斑干涉大尺寸复合材料扫描检测方法，该方法基于数字剪切散斑干涉技术并利用辅助投影引入额外表面特征，通过分视场间投影图的单应性矩阵计算分视场间实物图和散斑干涉图的全局匹配和坐标统一，完成了投影图-实物图-干涉图的多视场扫描与匹配拼接，同时在单视场检测引入4f光路及超广角镜头扩大单次检测面积。实验结果表明：此扫描检测系统能够实现缺陷位置、尺寸较精确的测量，位置定位均方根误差为7.0 mm，尺寸测量误差的均方根值为4.9 mm。在1.2 m的工作距离下单次检测面积可达600 mm×500 mm，全局扫描检测面积高达3.5 m×4.0 m。此方法具备抗刚体位移干扰强，缺陷检测灵敏度高的优点，适合大尺寸高性能复合材料无损检测现场使用。
数字剪切散斑干涉 大尺寸 投影辅助 无损检测 复合材料 digital shearography large-size projection assistance non-destructive testing composite materials 红外与激光工程
2021, 50(8): 20210509
1 厦门理工学院光电与通信工程学院，福建厦门 361024
2 厦门理工学院福建省光电技术与器件重点实验室，福建厦门 361024
3 长春理工大学空间光电技术研究所，吉林长春 130022
太阳能聚光光伏发电技术具有聚光比高、电池材料耗费少、光电转化效率高等优点，是太阳能发电的重要方式之一。介绍了太阳能聚光光伏发电的工作原理以及近年来光伏聚光器的最新研究进展，对不同类型光伏聚光器的聚光原理、设计方法和性能特点进行了分析和总结。在聚光器设计方面，采用二次聚光和光波导的方法，可以获得较高的聚光比和较均匀的能流分布，从而获得更高的光电转化效率; 在聚光器材料方面，采用聚合物做透镜和光波导，可以减轻模组重量，降低材料成本; 在生产工艺方面，采用模压和注塑的方法，降低了生产成本，易于实现批量生产，并能够更好地控制产品质量。随着光伏聚光器成本的降低、聚光性能的提高以及多结太阳能电池的发展，太阳能聚光光伏发电技术将得到更广泛的应用。
太阳能 聚光器 聚光光伏发电 太阳能电池 光波导 solarenergy concentrator solarconcentratingphotovoltaic solarcell opticalwaveguide
1 厦门理工学院 电气工程与自动化学院, 福建 厦门 361024
2 厦门理工学院 光电与通信工程学院, 福建 厦门 361024
3 厦门理工学院 福建省光电技术与器件重点实验室, 福建 厦门 361024
提出了一种基于深度学习技术的年龄和性别识别方法,建立了人脸识别硬件与软件系统。运用经典的反向传播算法确定预测函数的权重矩阵和偏差。针对单个识别网络准确率不高的问题,采用多个神经网络级联的方式,对输入的目标特征进行多次判定。通过设计一种投票竞争算法,让级联网络的识别结果自动进行竞争,获胜者作为最终的预测结果。预测结果与实验数据对比表明采用级联网络可有效提高对年龄性别的识别准确率,级联后的识别准确率分别达到了88%和82.61%。
深度学习 人脸识别 反向传播 级联网络 投票竞争算法 deep learning face recognition backpropagation cascaded network voting competition algorithm
1 长江师范学院 化学化工学院, 重庆 408100
2 吉林大学 集成光电子学国家重点联合实验室, 吉林 长春 130012
采用改进的两步高温固相熔融法制备了Yb3+、Eu3+、La3+共掺杂CaF2的上转换荧光粉。基于荧光猝灭原理, 通过改变La3+掺杂浓度来调节CaF2∶Yb3+/Eu3+材料的发光性能, 并在980 nm近红外光激发下, 获得了该材料的白色上转换发光(UCL)。在该发光体系中, Yb3+不仅起到了敏化Eu3+的作用, 同时, Yb3+二聚体(Yb3+-dimer)自身合作发出波长范围480~540 nm的绿色荧光。而白光三基色中的绿光正是来自Yb3+二聚体的合作发光。Eu3+则作为激活剂, 同时发出红色和蓝色荧光。荧光寿命测试结果表明Yb3+-dimer与Eu3+之间存在有效的能量传递。值得注意的是, 在980 nm 激光激发下, 1% La3+掺杂的样品表现出最佳的红、绿、蓝三基色光比列, 实现了材料的上转换白光发射, 其色度坐标为(0.311,0.340)。
上转换 荧光猝灭 合作发光 白光 upconversion fluorescence quenching cooperative luminescence white luminescence
1 厦门理工学院电气工程与自动化学院, 福建 厦门 361024
2 厦门理工学院光电与通信工程学院, 福建 厦门 361024
3 厦门理工学院福建省光电技术与器件重点实验室, 福建 厦门 361024
针对GaN基正装结构的LED芯片存在电流分布不均匀的问题,对传统的电极结构进行优化设计。通过建立有限元分析软件COMSOL的三维仿真模型,对传统结构和优化电极结构的芯片有源层电流分布进行了仿真,结果表明优化后的芯片电流分布更均匀。然后制备了不同结构的LED芯片进行光电性能测试,发现将N电极形状改变为扇形结构能提高LED的出光效率,在输入电流为20 mA时,LED芯片的输出光功率为31.84 mW,出光效率为52.03%,相比传统LED芯片出光效率提高了6.14%。
LED芯片 三维仿真模型 电极结构 出光效率 激光与光电子学进展
2020, 57(7): 072301
1 吉林大学 电子科学与工程学院, 吉林 长春 130012
2 长江师范学院 化学化工学院, 重庆 408100
为了详细地探究NaLuF4纳米晶的生长过程, 利用自主研发的可以精确控制实验参数的自动纳米合成仪制备了不同系列的NaLuF4∶Yb3+/Tm3+纳米材料。对不同反应温度下(285, 295, 305 ℃)制备的样品进行物相分析, 发现随着反应时间的增加, NaLuF4纳米晶均遵循相似的生长规律, 即α-相→α-相+β-相→均匀的β-相→聚集的β-相。在不同温度下, 均有一个时间段可以获得小尺寸(小于50 nm)、单分散、粒径分布窄的纯β-NaLuF4纳米晶。另外, 测试了不同温度下制备的β-NaLuF4∶Yb3+/Tm3+纳米材料的上转换发射光谱, 结果表明随着反应温度的升高, 样品的发光先增强后减弱。出现这种光谱规律可能是受晶体尺寸和结晶性两方面因素的影响。此外, 样品在紫外区的高阶多光子发光很强。例如, 361 nm发射峰强度大约是800 nm发射峰强度的2倍。
生长过程 小尺寸 结晶性 上转换发光 NaLuF4 NaLuF4 growth process small size crystallinity upconversion
1 中国科学院东北地理与农业生态研究所, 吉林 长春130102
2 中国科学院长春净月潭遥感实验站, 吉林 长春130102
3 吉林大学电子科学与工程学院, 吉林 长春130012
4 东北大学测绘遥感与数字矿山研究所, 辽宁 沈阳110819
植被含水量是作物长势好坏的指示因子, 利用遥感技术及时准确监测植被含水量对农业生产、 作物估产和干旱状况评价具有重要意义。 基于新一代对地观测计划Landsat 8 OLI传感器(Operational Land Imager, 陆地成像仪), 评价其植被含水量反演的能力与局限性。 首先, 利用ProSail冠层模型模拟冠层光谱反射率数据集, 分析OLI传感器的植被含水量敏感波段以及土壤背景对各波段反射率的影响, 然后利用基于Landsat OLI影像计算的植被水分指数和2013年6月1日—8月14日期间采样的植被含水量数据, 比较12种植被水分指数与地面实际采样的植被含水量的相关性, 评价估算植被含水量的最佳植被水分指数。 结果表明: OLI传感器的红、 近红外和两个短波红外对植被含水量敏感, 其中近红外波段最为敏感;在低植被覆盖度时, 土壤背景反射率的太阳辐射将达到光谱传感器影响植被水分指数与植被含水量之间的关系, 利用ProSail模拟干湿土壤背景反射率结果也表明土壤背景对植被冠层反射率的影响很大;引入优化土壤调整植被指数(OSAVI)去除土壤背景对植被水分指数的影响;在12种植被水分指数中, MSI2与植被含水量的拟合关系最好(R2=0.948), 植被含水量的平均拟合误差为0.52 kg·m-2;在植被生长晚期即植被含水量大于2 kg·m-2时, 各植被水分指数出现饱和情况, 植被含水量的估算结果不佳。
植被含水量 植被水分指数 ProSail模型 Vegetation water content Landsat 8 Landsat8 Vegetation water index ProSail model 光谱学与光谱分析
2014, 34(12): 3385
