Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology, Changsha 410073, China
3 Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology, Changsha 410073, China
4 Nanhu Laser Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
Photoelectron spectroscopy is a powerful tool in characterizing the electronic structure of materials. To investigate the specific region of interest with high probing efficiency, in this work we propose a compact in situ microscope to assist photoelectron spectroscopy. The configuration of long objective distance of 200 mm with two-mirror reflection has been introduced. Large magnification of to , lateral resolution of 4.08 µm, and longitudinal resolution of 4.49 µm have been achieved. Meanwhile, the testing result shows larger focal depth of this in situ optical microscope. Similar configurations could also be applied to other electronic microscopes to improve their probing capability.
photoelectron spectroscopy in situ optical microscope long objective distance large magnification Chinese Optics Letters
2023, 21(6): 061101
西南科技大学信息工程学院，四川 绵阳 621010
针对现有的莱斯因子矩估计算法适用性低和复杂度大的问题，提出一种基于拟合的改进矩估计算法，以提高莱斯因子的估计效率。改进的算法首先将矩估计模型进行有理函数近似，然后对近似式求逆，得到两个关于莱斯因子的闭合式。仿真结果表明，改进后的算法在样本为50000和1000时，估计效率提高至少2.5倍；在保证估计精度的情况下，拥有更小的时间复杂度，可用在终端资源有限的无线通信场景中。
光纤光学与光通信 莱斯因子 莱斯因子估计 莱斯信道 拟合 激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0706004
长春工业大学 电气与电子工程学院，长春 130012
针对大型结构健康监测对于光纤光栅传感网络的复用容量和维护成本的较高要求，设计了一种蛛网形拓扑结构的传感网络。该结构网络利用波分复用来增加网络的复用容量，并优化了基于门控循环单元的模型来对重叠波长进行解调。设计的新型传感网络具有较高的网络可靠性和网络复用容量，截取蛛网形网络的部分结构进行实验，设计了四种故障情况进行对比，证明了蛛网形网络具有较高的可靠性。通过改进解调模型的网络结构增加模型识别精度，采用训练良好的模型对不同重叠程度光谱解调，在89.9%情况下其均方根小于1 pm，证明改进模型可有效地对重叠光谱进行解调，大大增加了网络的复用容量。设计的新型传感网络可有效地增加网络的可靠性和复用容量。
光纤布拉格光栅 拓扑结构 门控循环单元 波分复用 深度学习 可靠性 Fiber Bragg grating Topological structure Gated circulation unit Wavelength division multiplex Deep learning Reliability
1 长春工业大学 电气与电子工程学院, 长春 130012
2 国网蒙东赤峰供电公司 松山变电工区, 内蒙古 赤峰 024000
针对被采样的超弱光纤光栅反射光谱中含有干扰噪声的问题, 提出一种应用于大容量超弱传感网络的混合组网去噪算法。该算法将具有自适应噪声的完整集成经验模态分解(CEEMDAN)与小波包降噪算法相结合, 通过小波包阈值去噪对测量信号进行处理后, 将初步处理过的信号进行CEEMDAN; 再将分解得到的本征模态函数(IMF)分量和残余分量按照相关系数排列顺序叠加重构, 从而获得去噪后的信号。实验结果表明: 在4种不同信噪比且连续20次重复性试验的情况下, CEEMDAN与小波包降噪相结合的优化算法的信噪比最大程度可提升3.682 dB, 均方根误差最多可降低0.245 dB, 相关系数最多可提升0.0353, 三大指标均得到明显改善。
自适应噪声 模态分解 小波包降噪 组网复用 超弱光纤光栅 adaptive noise, modal decomposition, wavelet packe
长春工业大学 电气与电子工程学院，长春 130012
针对被采样的超弱光纤光栅（FBG）反射光谱含有干扰噪声的问题，提出一种应用于大容量超弱传感网络的高速寻峰算法。该算法引入权重因子加入到最小二乘拟合算法实现加权最小二乘拟合(WLS) 算法，对高斯曲线拟合系数进行优化，定位出中心波长，然后再通过非对称高斯修正(AG)对定位的中心波长进行修正，提出WLS结合AG（WLS-AG）的算法，实现抗噪声干扰高精度寻峰。通过实验，对比分析最小二乘拟合算法、质心算法、WLS算法及文章提出的WLS-AG算法分别在不同噪声下的峰值误差平均值，以及变温环境下误差平均值。实验结果表明，在高信噪比的情况下，WLS-AG算法连续20次重复性实验平均误差＜1 pm，在低信噪比的情况下，平均误差约为10 pm；在不同温度下的检测误差在1 pm内，且最为稳定，满足超弱FBG传感系统精度解调的要求。
超弱光纤光栅 加权最小二乘拟合结合非对称高斯修正算法 寻峰算法 大容量超弱传感网络 ultra-weak FBG WLS-AG algorithm peak seeking algorithm large capacity ultra-weak sensor network
西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621000
针对当前机载激光雷达技术在电力巡线应用中对电力线自动提取高精度的需求, 提出一种在复杂地物背景下电力线自动提取的改进算法。首先通过点云滤波算法分离地面和非地面点, 完成归一化处理并依据电力线点云的高程特征及其在Z方向上连续性分布特性得到候选点云; 其次通过峰值增强局部算子改进霍夫变换, 实现电力线点云的精提取; 最后基于电力线点云的空间连续性, 通过最邻近生长算法识别单根电力线。实验结果表明, 利用该算法电力线提取率达到95%以上。该算法能适应地形起伏、复杂地物的影响准确提取电力线点, 并能对电力线进行准确的单根识别。
机载激光雷达 电力线提取 归一化 峰值增强 airborne LiDAR power line extraction normalization peak enhancement
1 长春工业大学 电气与电子工程学院, 长春130012
2 华中科技大学附属中学,武汉430074
FBG(光纤布拉格光栅)传感系统的解调过程中, 噪声的存在严重影响了系统的精度。为提高系统的测量精度, 去噪是解调中不可或缺的环节, 在传统小波阈值去噪算法中软、硬阈值函数以及现有文献所设计阈值函数的研究基础上, 构造了一个新的阈值函数, 该函数对噪声的处理具有更好的效果。对含噪FBG反射信号的去噪实验表明, 新构造的阈值函数比传统的软、硬阈值函数信噪比平均提高3~5 dB, 均方根误差平均降低0.1~0.3。最后将提出的方法运用到FBG传感测温系统中, 证明了该方法的可行性, 并且可使解调精度小于5 pm, 满足FBG传感系统的精度要求。
FBG信号 小波去噪 阈值函数 FBG传感系统 FBG signal wavelet denoising threshold function FBG sensing system
脉冲激光测距在**工业领域应用广泛,具有平均功率低、重复频率高和对光源相干性要求低等优点。通过提高脉冲激光测距中时间间隔的测量精度,可直接提高脉冲激光测距的精度。为了达到ps 级测量精度,我们用单片机对时间测量芯片进行了控制,从而使其不但能对发射脉冲信号和返回脉冲信号延迟进行测量,而且还能对测量结果进行自动校准。与脉冲激光测距技术中用于测量时间间隔的传统方法相对比,这种方法简化了器件设计,提高了测量速度。
激光测距 时间间隔 高精度MPS430 laser ranging time-of-flight high accuracy MP8430
