1 西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
2 陕西省智能协同网络军民共建重点实验室，陕西 西安 710000
编队无人机对目标无人机进行围捕是多无人机战场作战中重要且典型的任务之一，本文将无线紫外光通信技术与围捕算法结合，提出了一种紫外光通信协作编队无人机联盟围捕算法。该算法借助无线紫外光辅助无人机编队机间数据保密传输和非直视通信，将联盟生成算法与区域最小化策略进行融合，采用动态规划法对最优联盟结构进行求解，使用区域最小化策略对目标无人机实施空中围捕，完成在复杂场景中无人机编队高效围捕多目标任务。对区域最小化策略和本文提出的紫外光协作编队无人机联盟围捕算法进行了仿真对比，实验结果表明：所提出的紫外光协作编队无人机联盟围捕算法在无人机编队围捕多目标过程中平均降低了12.73%的能耗，算法迭代次数平均降低了27.49%，验证了该算法能耗少、围捕效率高的性能。
光通信 紫外光通信 无人机编队 联盟生成 区域最小化策略 围捕算法 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1506006
1 西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
2 陕西省智能协同网络军民共建重点实验室，陕西 西安 710000
日盲无线紫外光系统进行通信时，若同时存在多条工作链路，则同时工作的链路会在空间中发生有效散射体的重叠，造成不同通信链路之间互相干扰，影响通信性能。本文针对典型的干扰模型建立了基于蒙特卡罗方法的无线紫外光非直视通信散射信道仿真实验，验证了该模型的正确性。并利用该模型仿真了无线紫外光通信中所存在的共面干扰、非共面干扰以及非共面且存在高度差干扰下的链路干扰模型。结果表明：影响信道误码率的因素主要有干扰端的位置以及有效散射体体积的大小；在非共面且存在高度差的干扰情况下，可以通过调整发射端仰角的大小减小链路间干扰，提高通信系统的性能。
散射 日盲紫外光 蒙特卡罗模型 链路干扰 非直视通信 激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0929001
1 广东医科大学生物医学工程学院生物医学光子学实验室, 广东 东莞 523808
2 广东省分子诊断重点实验室, 广东 东莞 523808
随着抗菌药物广泛应用于临床, 细菌耐药日益严重。 实现快速、 高灵敏、 准确的细菌及其药物敏感性检测是缓解细菌耐药的关键环节。 表面增强拉曼光谱(SERS)具有快速、 灵敏、 无损等优点, 可直接获取分子指纹信息, 它已成为一种有效的细菌及其耐药性检测技术。 不同种类细菌的分子组成和结构存在差异、 抗生素处理前后细菌的特征拉曼信号会发生变化, 这为表面增强拉曼光谱技术在致病菌及其耐药性检测中的应用提供了依据。 基于分子组成与结构的差异, 结合传统多分类数据分析以及机器学习算法, 表面增强拉曼光谱技术可以提供客观的诊断信息。 这篇综述回顾了近年来表面增强拉曼光谱技术对于致病菌及其耐药性检测的研究进展, 阐述了当前表面增强拉曼光谱技术应用于致病菌检测面临的问题。 首先, 讨论了致病菌及其耐药性检测中常用SERS基底的材料和结构: 金纳米粒子、 银纳米粒子、 银包金纳米粒子以及新型纳米材料与纳米粒子结合形成的复合SERS基底。 然后, 概述了SERS检测中捕获细菌的方法, 主要介绍了基于核酸适配体、 免疫磁性分离、 微流控系统以及静电结合的捕获方法, 包括上述捕获方法的原理以及捕获方式, 综述了以上捕获方法的研究进展。 最后, 总结了致病菌SERS光谱的各种数据分析方法, 通过光谱预处理, 特征提取与分类识别, 以及构建致病菌SERS光谱诊断模型, 实现致病菌及其耐药性的检测; 比较了传统的数据分析方法以及机器学习分析方法, 重点介绍了深度学习算法在致病菌及其耐药性SERS检测中的优势与应用。 文章也对表面增强拉曼光谱应用于致病菌及其耐药性检测的关键问题进行了讨论, 并对基于表面增强拉曼技术的致病菌及其耐药性检测方法进行了展望, 以促进表面增强拉曼光谱技术在临床检测中的应用。
表面增强拉曼光谱 致病菌 耐药性 Surface enhanced Raman spectroscopy Pathogenic bacteria Drug resistance 光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1339
1 重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074
2 重庆交通大学材料科学与工程学院，重庆 400074
3 河北交通职业技术学院土木工程系，石家庄 050091
4 河北迁曹高速公路开发有限公司，唐山 063200
为了研究钢渣沥青混合料微波加热自愈合性能，制备了全石型、粗石细钢型、粗钢细石型、全钢型4种沥青混合料，采用热常数分析仪和矢量网络分析仪测试了沥青混合料的热参数和电磁参数，利用热电偶温度传感器和红外测温仪测试了沥青混合料的温度分布，并对比分析了COMSOL软件数值模拟温度场与试验温度分布；最后，采用三点弯曲破坏试验评价了沥青混合料的自愈合性能。结果表明：4种沥青混合料具有不同的微波吸收性能和传热性能，会对沥青混合料的加热速率产生一定影响；钢渣的掺入大大提高了沥青混合料的微波加热性能，且3种钢渣沥青混合料中粗石细钢型表现出较好的加热均匀性；COMSOL软件能够较好地模拟沥青混合料在微波加热下的温度分布；相比于全石型沥青混合料，粗石细钢型、粗钢细石型、全钢型沥青混合料的自愈合性能分别提高了1.11倍、1.14倍、1.11倍，钢渣的掺入较好地提高了沥青混合料的自愈合性能。
道路工程 钢渣 沥青混合料 微波加热 数值模拟 自愈合性能 road engineering steel slag asphalt mixture microwave heating numerical simulation self-healing property
强激光与粒子束
2022, 34(6): 063004
Author Affiliations
Abstract
1 Hefei National Laboratory for Physical Science at the Microscale, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 Anhui Laboratory of Advanced Photon Science and Technology, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
3 Department of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
In this paper, we experimentally demonstrate ultrafast optical control of slow light in the terahertz (THz) range by combining the electromagnetically induced transparency (EIT) metasurfaces with the cut wire made of -implanted silicon with short carrier lifetime. Employing the optical-pump THz-probe spectroscopy, we observed that the device transited from a state with a slow light effect to a state without a slow light effect in an ultrafast time of 5 ps and recovered within 200 ps. A coupled oscillator model is utilized to explain the origin of controllability. The experimental results agree very well with the simulated and theoretical results. These EIT metasurfaces have the potential to be used as an ultrafast THz optical delay device.
metasurface terahertz active control slow light Chinese Optics Letters
2021, 19(7): 073602
青岛大学计算机科学技术学院, 山东 青岛266071
为了进一步提升基于卷积神经网络的文本检测器的检测精度,首先,用具有分散注意力机制的特征提取网络替代原始算法的主干网络,如残差网络,以促进通道间的信息交互,最大化地激活文本特征。其次,在原始特征金字塔网络的基础上增加自底向上的路径,以减少文本特征信息的损耗。实验结果表明,本算法在CTW1500、Total-Text曲线数据集上的平均精度分别为78.7%、79.0%,在多方向数据集和多语言数据集的平均精度分别为82.7%、79.3%,相比其他算法均有一定的提升。
图像处理 卷积神经网络 主干网络 分散注意力机制 特征金字塔网络 激光与光电子学进展
2020, 57(24): 241023
青岛大学计算机科学技术学院, 山东 青岛 266071
针对基于卷积神经网络的超分辨技术在纹理恢复时存在信息丢失、边缘模糊的现象,将密集块和激励模块结合,对图像进行低分辨率到高分辨率的端对端处理。密集连接融合后组成的密集块结构使图像区域的上下文信息得到有效利用。激励模块将有价值的全局信息选择性放大并将无用特征加以抑制。图像重建部分中的多个1×1卷积层结构减小了前一层的尺寸,在加速计算的同时减少了信息丢失。直接处理的原始图像缩短了训练时间,卷积层和滤波器的优化显著降低了计算复杂度。
图像处理 超分辨技术 密集连接 激励模块 1×1卷积层; 计算复杂度 激光与光电子学进展
2019, 56(20): 201005
吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区, 吉林 长春130012
硅基OLED微显示中为了在极小的像素面积内实现微小的OLED工作电流, 其像素驱动电路的驱动MOS管一般工作在亚阈值区, 存在OLED电流对驱动MOS管的阈值电压和栅源电压失配敏感、外围电路复杂等问题, 如果驱动MOS管工作在饱和区则可避免这些问题, 但为了获得微小的驱动电流, 必须采用尺寸大的倒比MOS管, 这又与极小的像素面积冲突。本文提出了一种采用脉宽调制(PWM)技术、驱动MOS管工作在饱和区的OLED微显示像素驱动电路, PWM信号减少了一帧内OLED的实际工作时间, OLED的脉冲电流变大, 使驱动MOS倒比管的尺寸减小; 由于PWM信号占空比小, 同时实现了OLED微小的平均像素驱动电流和亮度。结果表明PWM信号占空比为3%时, 实现的OLED驱动电流和像素亮度范围分别为27 pA~2.635 nA、2.19~225.1 cd/m2, 同时采用双像素版图共用技术, 在15 μm×15 μm的像素面积内实现了像素驱动电路的版图设计。
硅基OLED微显示 像素驱动电路 脉宽调制(PWM) 驱动MOS管 饱和区 OLED-On-Silicon microdisplay pixel driving circuit pulse width modulation (PWM) driving MOS transistor saturation region
燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
采用连续点式锻压激光快速成形技术制备了TA15合金厚壁件，研究了不同退火温度对连续点式锻压激光快速成形TA15合金的显微组织以及室温拉伸力学性能的影响。分析了连续点式锻压塑性变形区大小及所制备TA15合金显微组织的形成机理，解释了退火过程中TA15合金层片组织转变为等轴组织的原因。实验结果表明，随着退火温度的升高，TA15合金退火组织等轴α晶粒体积分数越高，且晶粒尺寸越大，同时退火TA15合金强度降低、塑性升高。
激光技术 TA15钛合金 连续点式锻压激光快速成形 组织 拉伸力学性能 热处理
