深圳信息职业技术学院 信息与通信学院， 广东 深圳 518172
温度是表征物理化学性质的最基本参数之一，精确的温度测量对于现代科学技术发展起着至关重要的作用。传统基于稀土离子热耦合能级对（TCLs）能量传递的荧光温度传感器因TCLs之间能量差的限制存在测温灵敏度低及信号区分困难等问题。为寻求更优的解决方案，本研究探索了氧空位缺陷发光在荧光温度传感器领域的应用前景。本文通过高温固相法合成了BaMgSiO4陶瓷，由于在高温烧结过程中有少量Ba2+和Mg2+蒸发，陶瓷中会产生氧空位以保持材料电中性。这些氧空位所形成的缺陷能级在332 nm紫外光激发下，发射出372，400，527 nm三种波长的发射光。这三种发射光强度对温度有着不同的敏感性，使得其能够良好应用于荧光温度传感领域。其中，I372和I527组成的温度传感系统相对测温灵敏度在298 K时为2.90%·K-1，高于传统TCLs荧光温度传感器的测温灵敏度，突破了TCLs温度传感器的灵敏度天花板。另外，由于372 nm和527 nm波长相差较大，使得BaMgSiO4陶瓷有着室温下绿光发射到458 K高温下蓝光发射的显著变化，实现了温度监控可视化。因此，BaMgSiO4陶瓷因其独特的氧空位缺陷发光特性，为开发荧光温度传感器提供了一种高精度和可视化的新选择，为荧光温度探测技术提供了一条新思路。
氧空位缺陷发光 荧光温度传感材料 能量传递 可视化 luminescence from oxygen vacancy defects fluorescence temperature sensors energy transfer visualization
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
为了更深入地研究如何提高太赫兹超材料的品质因子，从而提高超材料传感器的检测灵敏度，对太赫兹超材料传感器结构进行了针尖化设计。以双开口方形环为例，对其双开口狭缝进行双针尖结构设计，通过理论仿真研究双侧开口针尖角度对太赫兹超材料传感器的共振频率、电流分布、共振峰半峰宽的影响。进一步根据公式计算出品质因子Q值，分析双针尖设计对双开口方形环检测灵敏度的增强效果。仿真结果表明，针尖角度为150°时，传感器的Q值可提升至未针尖化模型的5倍。所提出的针尖化设计也可适用于其他谐振器单元结构，将其引入现有的太赫兹超材料传感器设计中，将有助于进一步提高传感器检测灵敏度。
太赫兹 超材料 针尖化 传感器 terahertz metamaterial needle point sensor
1 中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院, 北京 100049
因量子级联激光器的工作波长可覆盖红外到太赫兹波段,在大气污染检测、工业污染监控、医学诊断、毒品及生化危险品灵敏检测、自由空间通信等领域具有广泛的应用前景。从1994年问世到现在,量子级联激光器已经从最初的实验室原理器件发展到可实用化的红外波段最具发展前景的半导体激光器。本文从量子级联激光器设计思路的演进、工作波长范围的扩展、提高输出功率、实现单模的宽调谐、提高光束质量等方面依次介绍相应的研究进展,最后给出简要总结与展望。
激光器 量子效应 隧穿 量子级联激光器
1 电子科技大学 航空航天学院, 四川 成都 611731
2 成都出入境检验检疫局, 四川 成都 610041
运动模糊度是表征LCD显示器质量的重要指标.目前,国内针对LCD运动图像显示性能的检测大多采用人眼视觉检测的方法,而人工检测结果是检测人员的主观判断,易受外界环境和自身心理因素的影响,不利于生产的统一化、标准化.本文采用图像质量评价的思路,提出了一种基于区域对比度和结构相似度(RCSSIM)算法的LCD运动模糊检测方法.参考LCD显示的静止图像,对采集到的运动图像进行图像质量评价得到运动图像的清晰度,以此作为LCD显示器运动模糊程度的指标.仿真和实际检测结果均表明,该方法提出的检测指标不但能很好地量化LCD运动模糊度,且与人的主观感知相符.
运动模糊 图像质量评价 LCD LCD motion blur image quality assessment RCSSIM regional contrast structural similarity
1 电子科技大学 航空航天学院, 四川 成都 611731
2 成都出入境检验检疫局, 四川 成都 610041
在诸多图像质量评价方法中, 结构相似度(SSIM)算法简单高效, 准确性较高, 但SSIM模型不能很好地评价存在局部失真和交叉失真类型的图像。针对SSIM算法对图像不同区域平等对待的不足并考虑了时域人眼视觉特性, 提出一种改进的基于区域对比度和结构相似度(RCSSIM)的图像质量评价方法。该算法将图像区域灰度信息对比度与SSIM算法融合, 加权归一为参考图像与失真图像的对比度结构相似度值, 以其评价图像质量。在LIVE图像数据库上的实验结果表明, 与SSIM算法相比, RCSSIM评价结果的皮尔逊线性相关系数提高约0.015, 均方根误差减小约0.55, 更接近于人眼主观测试结果, 具有更好的评价性能。
图像质量评价 区域对比度 人眼视觉特性 image quality assessment regional contrast SSIM SSIM HVS characteristics
1 电子科技大学 航空航天学院，四川 成都 611731
2 四川出入境检验检疫局 机电处，四川 成都 610041
针对传统的Chan-Vese模型(C-V模型)分割背景不均匀的TFT-LCD Mura缺陷速度慢的问题，将水平集函数与符号距离函数的偏差作为能量项引入C-V模型，去掉了符号距离函数重初始化步骤；为了平衡图像的整体亮度不均匀，在传统的C-V模型中引入轮廓曲线内、外部区域之间的亮度差项，提高了分割准确性。在数值实现上，采用无条件稳定的半隐差分格式，适当加大步长，加速曲线演化过程，相比于有限差分格式和AOS格式，分割速度明显提高。实验结果表明，本文提出的算法能够准确地分割背景不均匀的Mura缺陷图像，并且分割速度快。
Chan-Vese模型 TFT-LCD Mura缺陷 水平集 半隐差分格式 Chan-Vese model TFT-LCD Mura defect level set semi-implicit scheme
1 电子科技大学航空航天学院，成都 611731
2 四川出入境检验检疫局机电处，成都 610041
针对机器视觉检测 TFT-LCD Mura缺陷时存在的图像整体亮度不均匀、背景复杂等影响检测准确性的问题，提出一种基于 B样条曲面拟合的背景抑制方法。在最小二乘法准则的约束下，采用双三次 B样条曲面拟合算法拟合出背景，并添加光顺项调整拟合精度，用原始图像减去拟合背景，从而消除亮度不均匀背景对缺陷分割造成的影响。为提高算法速度，对原始图像进行分块拟合，并将双三次 B样条函数分解为一元函数求解，减小了计算量，同时避免了对原函数求解时容易出现的病态解问题。实验结果表明，该算法准确、高效。
Mura缺陷 亮度不均匀 B样条 曲面拟合 背景抑制 Mura defect uneven brightness B-spline surface fitting background suppression
安徽工业大学 电气信息学院, 安徽 马鞍山243002
由于多普勒信号处理技术在整个激光多普勒测速(LDV)系统中起到关键作用, 针对仅利用快速傅里叶变换处理多普勒信号存在精度低的问题, 频谱校正方法的研究显得十分必要。通过阐述比值法、能量重心法和相位差法三种离散频谱校正方法的基本原理和仿真实验, 表明三种方法均可使校正频率更加接近真实值。考虑到算法的复杂度和抗噪性能等因素的影响, 选用了能量重心法对实测多普勒信号进行频率校正, 且校正效果明显。
信号处理 激光多普勒测速仪 离散频谱校正 快速傅里叶变换 signal processing laser Dopplor velocimeter discrete spectrum correction fast Fourier transform
中国科学院半导体研究所,半导体材料科学重点实验室,北京,100083
为了分析色散效应对晶体硅太阳电池反射率的影响,在考虑材料折射率色散效应的情况下,运用光学干涉矩阵计算了具有SiO2单层减反射膜和MgF2/ZnS双层减反射膜晶体硅太阳电池的反射率与波长的函数关系,并与实验结果和未考虑色散效应的计算结果进行了对比分析.结果表明:考虑折射率色散效应的计算结果与实验测量数据完全相符,而未考虑折射率色散效应的计算结果与实验测量数据相差较大,最大差值分别为21.5%和16.9%.
薄膜光学 减反射膜 晶体硅太阳电池 色散效应
