1 中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
焊缝信息的快速准确获取是实现自动化焊接的首要问题。然而，在实际焊接过程中，电弧、飞溅、强反射光等噪声会严重污染采集的图像，导致焊缝定位偏移，最终导致跟踪失败。为了提高跟踪过程中的焊缝定位精度与图像处理速度，本文提出了一种将激光条纹分割与焊缝特征点定位相结合的轻量级多任务深度学习模型。该模型由编码器和解码器组成，激光条纹分割子任务与焊缝特征点定位子任务共用编码器主干网络，解码器包含激光条纹分割分支和基于可微空间到数值转换（DSNT）的焊缝特征点定位分支，整个模型遵从轻量化设计思想，同时利用多个子任务之间的相关信息，进一步提升各子任务的性能。实验结果表明，所提模型能够有效克服各类焊接噪声，完成焊缝特征的提取，单幅图像的处理时间约为11.45 ms，特征点定位精度可达0.1872 pixel，在自动化焊接方面具有广阔的应用前景。
激光技术 焊缝跟踪 轻量级 多任务 激光条纹分割 特征点定位 中国激光
2023, 50(16): 1602108
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Photon-Technology in Western China Energy, International Collaborative Center on Photoelectric Technology and Nano Functional Materials, Institute of Photonics & Photon Technology, School of Physics, Northwest University, Xi’an 710069, China
We report a Yb-doped mode-locked fiber laser based on a nonlinear amplifying loop mirror (NALM), which is all-normal-dispersion (ANDi), and allows the output wavelength to be tunable. The laser can generate a stable femtosecond dissipative soliton with a maximum output power of 196 mW. Its repetition rate is 112.4 MHz, and the final pulse duration is 236 fs. By adjusting the angle of the reflective diffraction grating, the mode-locked fiber laser was realized to tune the output with a tuning range of 54 nm from 1011.8 nm to 1065.6 nm. To the best of our knowledge, this is the widest tuning range of an ANDi Yb-doped mode-locked fiber laser based on NALM.
all-normal-dispersion wavelength tuning mode-locked fiber laser Chinese Optics Letters
2023, 21(6): 061402
光子学报
2022, 51(10): 1014004
闫丽 1,2,3林启蒙 1,2,3宋园起 1,2,3贾谞卓 1,2,3[ ... ]江曼 1,2,3,*
1 西北大学 光子学与光子技术研究所，西安 710127
2 西北大学 陕西省光电子技术重点实验室，西安 710127
3 西北大学 省部共建西部能源光子技术国家重点实验室，西安 710127
报道了一种基于非线性光纤的宽光谱类噪声锁模掺铒光纤激光器。在非线性偏振旋转锁模掺铒光纤激光谐振腔内引入色散补偿光纤和高非线性光纤，实现腔内色散和非线性管理，最终获得稳定的锁模脉冲输出。当在谐振腔内引入6 cm高非线性光纤时，可以获得中心波长为1 534 nm，脉冲宽度为1.9 ps，重复频率为20.1 MHz，40 dB光谱带宽约为100 nm的超短脉冲输出。在此基础上，将高非线性光纤长度增加至30 cm时，通过优化波片角度，观察到稳定的类噪声锁模脉冲输出，其输出光谱覆盖范围为1 280~1 850 nm，40 dB带宽为500 nm，尖峰脉冲宽度短至70.9 fs，基座脉冲宽度为26.6 ps，重复频率约19.7 MHz。同时在实验中发现随着泵浦功率的提高，类噪声脉冲的基座脉宽和尖峰脉宽的演化呈相反趋势，光谱覆盖范围更宽。该类噪声锁模光纤激光器的研究对低相干光谱干涉技术的发展具有重要意义。
宽光谱 高非线性光纤 色散 类噪声脉冲 非线性偏振旋转锁模 Broad spectrum Highly nonlinear fiber Dispersion Noise-like pulse Nonlinear polarization rotation mode-locking
1 中国矿业大学信息与控制工程学院，江苏 徐州 221116
2 中国矿业大学地下空间智能控制教育部工程研究中心，江苏 徐州 221116
3 中国矿业大学计算机科学与技术学院，江苏 徐州 221116
针对现有彩色图像检索算法存在旋转变化鲁棒性差、特征维度高和检索时间长的问题，通过融合主曲率的改进方向梯度特征与HSV颜色特征，提出了一种创新的多尺度图像检索方法。该方法从多个尺度将图像表面的几何曲率信息融合到FHOG描述符中，得到基于主曲率的改进方向梯度算法(P-FHOG)，在此基础上进一步融合图像的颜色信息，得到基于颜色特征与改进方向梯度特征的多尺度图像检索方法(CP-FHOG)。在Corel-1000与Coil-100数据集上与先进的图像检索方法进行对比实验，分别取得了85.89%和93.38%的平均准确率，该算法相比其他算法准确率更高、旋转变化鲁棒性更强、检索时间更短，提高了检索效率。
图像检索 颜色信息 方向梯度 多尺度 特征融合 image retrieval color information directional gradient multiple scales features fusion
Author Affiliations
Abstract
State Key Lab Incubation Base of Photoelectric Technology and Functional Materials, International Collaborative Center on Photoelectric Technology and Nano Functional Materials, School of Physics, Institute of Photonics & Photon-Technology, Northwest University, Xi’an 710069, China
The plasmonic mode in graphene metamaterial provides a new approach to manipulate terahertz (THz) waves. Graphene-based split ring resonator (SRR) metamaterial is proposed with the capacity for modulating transmitted THz waves under normal and oblique incidence. Here, we theoretically demonstrate that the resonant strength of the dipolar mode can be significantly enhanced by enlarging the arm-width of the SRR and by stacking graphene layers. The principal mechanism of light–matter interaction in graphene metamaterial provides a dynamical modulation based on the controllable graphene Fermi level. This graphene-based design paves the way for a myriad of important THz applications, such as optical modulators, absorbers, polarizers, etc.
160.3918 Metamaterials 120.7000 Transmission 130.4110 Modulators Chinese Optics Letters
2017, 15(5): 051603
1 西北大学 光子学与光子技术研究所, 物理学院, 西安 710069
2 陕西省光电技术与功能材料省部共建国家重点实验室培育基地, 国家级光电技术与纳米功能材料国际联合研究中心, 西安 710069
将石墨烯作为宽带可饱和吸收体分别应用在1.06 μm Nd∶YAG固体激光器、2μm Tm∶YAP固体激光器以及1.55 μm掺铒全光纤激光中.石墨烯采用化学汽相沉积法制备, 以乙炔作为碳源, 25 μm厚的铜箔作为生长基体和催化剂, H2为载气, Ar为辅助气体, 在常压、1 000 ℃高温条件下进行生长.1.06 μm Nd∶YAG固体激光器实验中, 采用直线型侧面泵浦腔型结构, 当输出功率为10 W时, 得到了重复频率为360 kHz, 脉冲宽度240 ns的最短脉冲输出, 其单脉冲能量为27 μJ, 峰值功率为115.7 W; 2 μm Tm∶YAP固体激光器实验中, 使用中心波长在795 nm附近的半导体激光器作为泵浦源, 采用10%透过率的输出镜获得了脉宽为1.4 μs的最窄调Q脉冲; 环形腔1.55 μm掺铒全光纤激光器实验中, 利用1.25 m长的高掺铒光纤作为增益光纤, 当泵浦功率为100 mW时, 输出功率为10 mW, 获得了脉冲宽度314 ps的稳定被动连续锁模脉冲, 脉冲重复频率为20 MHz并验证了同次制备的石墨烯的宽带可饱和吸收特性.
石墨烯 可饱和吸收体 被动调Q 被动锁模 短脉冲 Graphene Fiber laser Passively Q-switched Saturable absorber Short pulses
李雕 1,2,3,*江曼 1,2,3祁媚 1,2,3郑新亮 1,2,3[ ... ]白晋涛 1,2,3
1 西北大学 光子学与光子技术研究所
2 陕西省光电技术与功能材料省部共建国家重点实验室培育基地
3 国家级光电技术与功能材料及应用国际科技合作基地，西安 710069
4 剑桥大学 工程学院,英国 剑桥 CB3 0FA
5 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安 710119
报道了石墨烯可饱和吸收体作用于2 μm激光的被动调Q脉冲输出特性.采用线型谐振腔，掺铥光纤和石墨烯可饱和吸收镜分别作为增益介质和被动调Q器件，792 nm半导体激光器端面泵浦掺铥光纤，利用一组准直聚焦透镜将腔内光束会聚到石墨烯所在位置，成功实现了中心波长为1 958 nm的被动调Q脉冲输出.当泵浦功率为3.0 W时，获得了1.02 μs的最窄脉冲宽度，对应的平均输出功率为26 mW，脉冲重复频率为116 kHz，单脉冲能量为224 nJ，平均输出功率、脉冲宽度与泵浦功率近似呈线性关系.实验结果表明，石墨烯优良的可饱和吸收特性，可有效实现2 μm波段的被动调Q激光运转.
石墨烯 被动调Q 掺铥光纤 可饱和吸收体 短脉冲 Graphene Passively Qswitched Tm doped fiber Saturable absorber Short pulses
1 西北大学光子学与光子技术研究所， 陕西 西安 710069
2 宁波大学理学院， 浙江 宁波 315211
通过利用ZEMAX光学工程设计软件设计了一款适用于手机的2倍内置式光学变焦距镜头。镜头仅由4片非球面的塑料透镜和1片BK7的红外滤光片构成，能够达到285lp/mm的空间频率，可匹配1.75μm的COMS图像传感器，全视场RMS半径均小于艾利斑半径，全视场最大畸变小于3%，MTF值在1/2奈奎斯特频率处的大部分视场大于0.5，总长度小于9.2mm。整个变焦距系统结构紧凑，分辨率高，成本低，可满足手机镜头光学变焦的要求。
光学变焦 非球面透镜 手机镜头 optical zoom ZEMAX ZEMAX aspherical lens MTF MTF phone camera
西北大学 光子学与光子技术研究所，西安 710069
利用单根Nd∶YAG晶体棒，实现1 064 nm和1 319 nm双波长基频光振荡及其倍频光532 nm、660 nm激光的输出.采用LD侧面抽运单根Nd∶YAG晶体棒实现1 064 nm和1 319 nm基频光振荡，在此基础上使用非线性频率变换技术获得532 nm和660 nm倍频光的输出.结果表明:1 064 nm和1 319 nm基频激光同时输出时功率分别为30.5 W和8.78 W，单独输出时功率分别为35.6 W和11.2 W；在声光调Q频率分别为10.5 kHz和20.5 kHz时，获得了功率分别为5.34 W和1.353 W的532 nm激光和660 nm激光两路同时运转输出、功率分别为6.72 W和1.902 W各路单独输出，两种情况下倍频转换效率均为17.5%和15.4%，不稳定度小于2%.
双波长 侧面抽运 1 064 nm/1 319 nm基频光 非线性频率变换 声光调Q Dual-wavelength Side-pumped 1 319 nm/1 064 nm fundamental light Non-linear frequency conversion Acousto-optic Q-switched
