湖南师范大学信息科学与工程学院，湖南长沙 410081
针对红外与可见光图像融合过程中细节信息的缺失、融合结果对比度较低等问题，提出一种基于显著性检测与多层潜在低秩表示的红外与可见光图像融合方法。首先，使用基于显著性检测的方法对红外与可见光图像进行预融合；然后，使用多层潜在低秩表示方法依次将红外图像、可见光图像和预融合图像分解为低秩层和细节层；其中细节层采用结构相似性和 L2范数相结合的方法进行融合，低秩层使用基于能量属性的方法进行融合；最后，将低秩层和细节层的融合结果重构便得到最终的融合图像。文中将该方法与 11种具有代表性的图像融合方法进行了评估比较，通过对比多组融合图像的主客观评价，其结果表明，相较于对比方法，本方法能够保留红外与可见光图像融合过程中源图像的有效细节，且融合结果具有较高的对比度，更符合人们的视觉理解。
图像融合 显著性检测 潜在低秩表示 红外图像 可见光图像 image fusion, saliency detection, latent low-rank
1 国防科技大学电子科学学院, 湖南 长沙 410073
2 湖南师范大学信息科学与工程学院, 湖南 长沙 410081
直升机旋翼微动形成的微多普勒特征对于战场环境下直升机目标探测识别具有重要意义, 掌握直升机旋翼的微动特性是雷达目标辨识的前提。太赫兹雷达波长短, 多普勒效应显著, 迫切需要掌握太赫兹频段旋翼目标微动特性。首先对偶数叶片和奇数叶片的螺旋桨目标进行建模, 分别使用微波波段(3 GHz)与太赫兹波段(120 GHz,220 GHz)雷达对目标进行仿真分析, 并从目标的回波信号特征出发提取多普勒频移信息, 利用短时傅里叶变换进行时频分析, 对比分析目标与雷达参数对其多普勒效应的影响及调制关系。仿真结果表明: 在转速、视角以及直升机叶片长度均相同的情况下, 太赫兹频段下的微多普勒效应比微波频段显著增强, 多普勒曲线也更加清晰, 叶片细节更加丰富。应用太赫兹雷达提取微多普勒信息能够为直升机目标识别提供重要特征。
太赫兹雷达 直升机旋翼 微多普勒 时频分析 terahertz radar helicopter blades micro-Doppler time-frequency analysis 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(3): 317
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Electronics, Hunan Normal University, Changsha 410081, China
2 International Collaborative Laboratory of 2D Materials for Optoelectronic Science & Technology of Ministry of Education, College of Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
3 Jiangsu Key Laboratory of Advanced Laser Materials and Devices, School of Physics and Electronic Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China
In this Letter, we have shown that a giant Goos–H nchen shift of a light beam reflected at terahertz frequencies can be achieved by using a composite structure, where monolayer graphene is coated on one-dimensional photonic crystals separated by a dielectric slab. This giant Goos–H nchen shift originates from the enhancement of the electrical field, owing to the excitation of optical Tamm states at the interface between the graphene and one-dimensional photonic crystal. It is shown that the Goos–H nchen shift in this structure can be significantly enlarged negatively and can be switched from negative to positive due to the tunability of graphene’s conductivity. Moreover, the Goos–H nchen shift of the proposed structure is sensitive to the relaxation time of graphene and the thickness of the top layer, making this structure a good candidate for a dynamic tunable optical shift device in the terahertz regime.
160.4236 Nanomaterials Chinese Optics Letters
2019, 17(2): 020007
厦门大学电子工程系激光与应用光子学实验室, 福建 厦门 361005
采用885 nm激光二极管(LD)作为抽运源，Cr,Nd∶YAG双掺晶体和抗灰迹KTP(GTR-KTP)分别作为工作物质和倍频晶体，在室温下实现了直接端面抽运Cr,Nd∶YAG/GTR-KTP腔内倍频自调Q稳定脉冲绿光激光高效输出。当吸收抽运光功率为1.65 W时，获得了200 mW自调Q脉冲绿光激光输出，相应的光-光转换效率为12.1%。当吸收抽运光功率大于1.15 W时，获得了脉冲能量大于8 μJ、脉冲宽度为8.8 ns、峰值功率超过1 kW的自调Q脉冲绿光激光输出。利用速率方程从理论上分析了不同Nd3+离子掺杂浓度对Cr,Nd∶YAG/GTR-KTP腔内倍频自调Q激光器输出倍频功率的影响，获得了实现高效绿光输出的优化掺杂浓度。相比于其他885 nm LD抽运腔内倍频产生绿光激光的方法，直接抽运Cr,Nd∶YAG/GTR-KTP腔内倍频自调Q激光器可作为理想的激光源并有效压缩脉冲宽度，是一种实现高效、短脉冲小型化绿光激光器的新方法。
激光器 自调Q激光器 直接抽运 腔内倍频 激光与光电子学进展
2017, 54(4): 041403
1 电子科技大学 电子工程学院, 四川 成都 611731
2 湖南师范大学 物理与信息科学学院,湖南 长沙 410081
采用容性耦合匹配结构,基于0.1μm GaAs pHEMT工艺设计了一个Ka波段三级宽带功率放大器MMIC.为了辅助宽带功放设计, 提出了一组公式来分析这一匹配结构.在展示的功放中, 此结构同时实现了宽频带和高效率.功放处于饱和状态时, 测得在32~40 GHz频率范围内的PAE大于30%, 功率增益超过15.5 dB, 功率约20 dBm.这一结果证明了这种设计方法的有效性.
耦合谐振器匹配 宽带功放 高效率 Ka波段 coupled resonator matching wideband power amplifier gigh efficiency ka-Band MMIC MMIC
厦门大学信息科学与技术学院电子工程系, 福建 厦门 361005
Ince-Gaussian 模式是继Hermite-Gaussian 和Laguerre-Gaussian 模式之后的第3 类近轴波动方程的完整解系，其横模图形多样，且螺旋Ince-Gaussian 模式存在分离的涡旋结构并携带轨道角动量，这些特点使其在微粒操控、生物医学、光学通信等领域有广阔的应用前景，因而受到广泛的关注。基于此，阐述了Ince-Gaussian 模式的理论基础，详细介绍了其产生的方法及相应的优缺点，指出今后实现高效Ince-Gaussian 模式激光输出的研究方向。
激光光学 模式 涡旋 激光与光电子学进展
2016, 53(2): 020002
1 电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室, 河南 洛阳 471003
2 军械工程学院, 石家庄 050003
为了证明复杂电磁环境信号是否具有分形特征, 根据分形的基本性质, 采用基于数学形态学的分形维数估计方法, 验证了电磁环境信号的标度不变性; 通过分析长程相关性与自相似性的关系, 推导Hurst指数验证分形自相似性的方法, 验证电磁环境信号的自相似性; 通过分析电磁环境信号局部分形特征, 验证了其多重分形特性。理论分析和仿真计算结果表明, 复杂电磁环境信号具有分形特征, 为利用分形理论研究复杂电磁环境奠定了基础。
电磁环境 信号处理 分形 标度不变性 自相似性 electromagnetic environment signal processing fractal scale invariance self similarity
厦门大学信息科学与技术学院电子工程系, 福建 厦门 361005
稀薄燃烧是一种先进的燃烧方法，采用稀薄燃烧技术可以使发动机在减少废气排放的同时提高热效率。稀薄燃烧催发了激光点火技术的应用。最近几十年，脉冲宽度短、峰值功率高的被动调Q 固体激光器得到了飞速的发展，特别是采用掺钕离子(Nd3+ )和镱离子(Yb3+ )的激光材料作为激光增益介质，用Cr4+∶YAG 作为被动调Q 开关的微片固体激光器在激光点火研究方面取得了长足的进展。系统地介绍了激光点火的机理和应用于激光点火的基于Nd∶YAG/Cr4+∶YAG 与Yb∶YAG/Cr4+∶YAG 的被动调Q 固体激光器的最新研究进展，以及两类被动调Q 激光器在激光点火应用中的优缺点，并指出了Yb∶YAG/Cr4+∶YAG 被动调Q 微片激光器在激光点火应用中的优势、需解决的问题及发展方向。
激光器 被动调Q 激光点火 激光与光电子学进展
2015, 52(3): 030007
1 厦门大学信息科学与技术学院电子工程系， 福建 厦门 361005
2 厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室， 福建 厦门 361005
短脉冲宽度、高峰值功率的被动调Q固体激光器在医疗、光通信、激光点火和非线性光学转换等领域具有重大的应用价值。通过热键合技术和陶瓷烧结技术将激光增益介质与可饱和吸收体键合到一起形成的被动调Q复合激光材料，不仅能降低分离式激光增益介质和可饱和吸收体界面的散射和反射损耗，以降低激光腔内损耗，而且能消除二者之间的空气间隙，避免激光器在高峰值功率运行时产生的等离子体所造成的空气击穿导致激光晶体的损伤，保证激光器的稳定运行。针对基于复合材料的激光二极管抽运的小型化、集成化及高峰值功率的被动调Q固体激光器的研制和应用潜力，系统介绍了基于Nd:YAG-Cr4+:YAG、Yb:YAG-Cr4+:YAG复合材料的被动调Q固体激光器的研究进展及其发展趋势。
激光器 被动调Q 复合材料
1 电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室, 河南 洛阳 471003
2 中国人民解放军63898部队, 河南 济源 454650
3 中国人民解放军63880部队, 河南 洛阳 471003
为了得到平稳的随机信号, 设计了一种应用于智能卡的物理真随机数发生器。采用振荡采样的方法将噪声源产生的抖动噪声转变为随机数。同时, 在发生器输出级运用由异或链、线性反馈移位寄存器组成的后处理模块, 消除外部干扰导致随机数发生器产生的偏差和自相关性。通过设计在线检测电路, 实时检测随机序列的质量。理论研究和仿真测试证明, 该方案能生成均匀、彼此独立的随机信号。
随机数发生器 随机性检测 异或链 线性反馈移位寄存器 true random number generator randomness test XOR chain linear feedback shift register
