1 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所，四川 绵阳 621000
2 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力学研究所，四川 绵阳 621000
本征正交分解（POD）方法已经广泛应用于时间变化随机场的分析，但其直接法或快照法存在自身固有缺陷，前者使关联矩阵求解特征值和特征向量较为困难，后者的有限抽样帧数会影响对随机场的统计特性分析。鉴于此，本文建立了基于泽尼克（Zernike）多项式加权系数的Zernike-POD方法，用于气动光学效应的波前模态统计分析。对于圆域问题，Zernike多项式阶数给定后，各阶加权系数与波前分布是一一对应的，并且通常用几百阶多项式就足以复原各种复杂波面形状。Zernike-POD方法由对波前本身改为对Zernike多项式加权系数的分解和模态计算，由于多项式阶数远少于波前的空间离散点数，因此，关联矩阵的维数降低，计算量减少，计算效率显著提高。Zernike-POD方法不损失空间分辨率，同时不需要限制最高采样帧数，因此，时间统计特性不受影响，预估的波前模态具有较高的时空分辨率。为验证该方法的有效性，用大涡模拟方法开展圆柱绕流数值仿真，并计算圆柱尾迹卡门涡街结构产生的时间系列气动光学效应数据，将该数据用于波前模态分析，波前空间分辨率为100×100，采样帧数为2万帧，Zernike多项式阶数取为217阶。一阶模态与稳态波前分布相似，二阶与三阶、四阶与五阶模态近似互为配对关系；前10阶模态能够基本复原波面形状，前49阶模态含能在97%以上，用完整模态重构的波前与原始波前没有本质差异；模态加权系数及其功率谱随阶数增加而呈下降趋势，前五阶模态加权系数的功率谱尖峰频率与光学窗口中心点脉动速度情况较为一致，对应卡门涡街的主频，斯特劳哈尔数St约为0.22。Zernike-POD方法适用于圆域波前模态分析，也适用于环形域和正方形域，并能够推广到流场结构、图像与信号等处理领域。
气动光学 波前模态 本征正交分解 泽尼克多项式 光学学报
2023, 43(24): 2420001
中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所，四川 绵阳 621000
转塔绕流会带来严重的气动光学效应影响，从而限制机载激光**性能的有效发挥，故转塔气动光学效应的抑制研究具有现实的迫切性。采用高精度数值仿真方法，并结合风洞验证试验，以提供高置信度的时间序列波前数据。据此，建立校正残差在空域中随校正阶数的变化曲线与散点图，用于自适应光学校正的定量评估。研究结果表明：转塔流场中存在脱落涡街等复杂结构，当马赫数较高时还会出现激波；顶视气动光学效应最强，前视稳态像差含量高，顶视和后视动态像差占比大，激波结构会增加波前的动态像差占比；前视可以取得很好的自适应光学校正效果，而顶视校正难度较大，对自适应光学校正的变形镜拟合波面能力要求较高。因此，转塔气动光学效应的抑制建议采用自适应光学校正与流动控制结合等联合抑制方法。
大气光学 自适应光学校正 气动光学效应 光学转塔 校正阶数 波前重构 光学学报
2022, 42(24): 2401004
强激光与粒子束
2022, 34(3): 031017
在智能交通领域中，道路场景的三维目标实时检测对于保障汽车行驶安全具有重要意义。使用雷达点云和图像数据进行融合能够达到优势互补的效果，然而使用这两种数据融合的三维目标检测算法为得到较高的检测精度，通常都采用两阶段网络，相比于单阶段网络运算速度较慢，而在实际应用中检测系统的速度是非常重要的。针对以上问题，在单阶段网络RetinaNet上进行改进，设计了一种三维目标实时检测方法，将三维锚框映射到点云和图像的特征图上，利用ROI池化，将锚框在特征图上裁剪出的区域转换成相同大小并融合，最终输出目标边界框的回归参数和类别，并且对锚框进行调整得到目标预测边界框。在KITTI数据集上进行的实验表明，所研究的网络在行人、车辆等多目标检测的精确度和时间消耗方面均优于对比算法。
三维目标检测 多传感器信息融合 深度学习 改进RetinaNet 聚焦损失函数 3D object detection multi-sensor information fusion deep learning improved RetinaNet focal loss function
重庆邮电大学 通信与信息工程学院，重庆 400065
为了降低带宽阻塞率，节约频谱资源，在动态业务到达的弹性光网络（EONs）场景下，不同业务请求的路径状况可能不同，因此不能确定单路径专有保护与带宽分割多路径专有保护的优劣。文章结合单路径专有保护和带宽分割多路径专有保护提出了一种混合路径专有保护(HDPP)算法。该算法利用路径的单位频谱效率和路径跳数计算了k条链路不相关候选路径，并提出了一种考虑单位频隙最高频谱效率和路径跳数以及路径上最大可用频谱信息的多路径频谱分配(MPSA)算法，最后，HDPP算法在多种生存性方案中选择出最佳方案。仿真结果表明，与对比算法相比，所提算法在阻塞率和频谱利用率方面都有较好的性能表现。
弹性光网络 路由和频谱分配 路径保护 带宽阻塞率 频谱利用率 EONs routing and spectrum assignment path protection bandwidth blocking rate spectrum utilization
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
2 Laser Fusion Research Center, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
3 IFSA Collaborative Innovation Center, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
4 Institute of Applied Electronics, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
5 Collaborative Innovation Center of Light Manipulation and Applications, Shangdong Normal University, Jinan 250358, China
At the surfaces of crystals, linear susceptibility tensors would differ from their counterparts in the interior of the bulk crystal. However, this phenomenon has not been shown in a visible way yet. In previous researches, numerous types of nonlinear Cherenkov radiation based on different materials have been studied, while linear Cherenkov radiation is barely reported. We experimentally prove the generation of linear Cherenkov radiation on the potassium dihydrogen phosphate (KDP) crystal surface and theoretically analyze its phase-matching scheme. In our study, o-polarized light and e-polarized light can mutually convert through the linear Cherenkov process. According to this result, we figure out new nonzero elements at off-diagonal positions in the linear susceptibility tensor matrix at crystal surfaces, compared with the normal form of a bulk KDP.
linear susceptibility Cherenkov-type harmonic generation crystal boundary Chinese Optics Letters
2021, 19(3): 031901
强激光与粒子束
2020, 32(8): 081001
重庆邮电大学 通信与信息工程学院, 重庆 400065
为了解决弹性光网络中频谱碎片过多的问题, 提出了一种基于持续时间的奇偶分区频谱分配(OEPSA-HT)算法。该算法考虑混合速率业务、业务持续时间等因素, 根据链路中不同类型的业务划分专用区域, 同时将专用区域分为奇偶2种类型, 使得相邻的奇偶区域之间形成共享区域, 提高业务传输的成功率; 并且结合业务的持续时间, 采用一种分区-时间结合策略, 在时域下有效地减少频谱碎片。仿真结果表明: 算法能够有效地减少带宽阻塞率, 同时提高频带利用率。
频谱碎片 奇偶分区 持续时间 带宽阻塞率 频带利用率 spectrum fragmentation odd-even partition holding time bandwidth blocking probability spectrum utilization ratio
1 中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所, 四川 绵阳 621000
2 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳621900
采用改进的延迟脱体涡仿真(IDDES)方法、双时间步LU-SGS方法、本征正交分解(POD)方法开展数值仿真,并分析吊窗的尾迹流动气动光学效应的非稳态特性。仿真流线与油流实验在总体上可比性较好,但二者的吊窗尾迹区流场结构存在一定差异。吊窗流动易分离,K-H不稳定波会使分离剪切层失稳并产生脱落涡街,涡街与颈项涡相互作用,在吊窗尾迹区产生复杂的非稳态流动。吊窗尾迹流动气动光学效应以稳态相差为主,占比达70%,稳态相差会弱化气动光学效应的非稳态特性;波前以低阶模态为主,阶数越高,模态包含越多小尺度结构。根据标度律,在海拔为10 km与吊窗直径为2 m条件下,方均根光程差的时均值约为0.48λ,气动光学效应将得到进一步加强,这会对高能激光**(ABL)性能带来不利影响。
大气光学 气动光学效应 吊窗 改进的延迟脱体涡仿真 本征正交分解 非稳态特性 光学学报
2020, 40(16): 1601001
强激光与粒子束
2020, 32(1): 011020
