1 华北电力大学电子与通信工程系，河北 保定 071003
2 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室，河北 保定 071003
3 华北电力大学保定市光纤传感与光通信技术重点实验室，河北 保定 071003
4 华北电力大学电气与电子工程学院，河北 保定 071003
为实现低折射率药物、化学材料的高灵敏度监测，基于D型光子晶体光纤（PCF）设计了一种在开环内镀有金薄膜的表面等离子体共振（SPR）传感器。采用有限元法系统地研究了开环半径、D型结构与纤芯的距离和金膜厚度对所提传感器的波长灵敏度的影响。结果表明，当分析物折射率范围为1.28~1.32时，该PCF-SPR传感器的最大波长灵敏度高达15346 nm/RIU（RIU为折射率单位），相应的分辨率为6.52×10-9 RIU。与现有的研究相比，在同一折射率测量范围内，该PCF-SPR传感器的波长灵敏度和分辨率分别是已有的典型PCF-SPR传感器的1.28~6.67倍和153/1000~783/1000。因此，该PCF-SPR传感器在生物医学、食品安全和物质监测等领域中具有较好的应用前景。
光纤光学 表面等离子体共振 光子晶体光纤 低折射率传感 高灵敏度 光学学报
2022, 42(20): 2006002
1 华北电力大学，电子与通信工程系，河北 保定 071003
2 华北电力大学 河北省电力物联网技术重点实验室，河北 保定 071003
3 华北电力大学 保定市光纤传感与光通信技术重点实验室，河北 保定 071003
4 华北电力大学，电气与电子工程学院，河北 保定 071003
本文提出了一种可用于化学传感的具有高双折射、低损耗的光子晶体光纤，并系统地分析了空气孔参数对光纤光学特性的影响。研究表明，最优结构的光纤在典型波长1.55 μm时对水、乙醇和苯的相对灵敏度分别可达56.3%、59.9%和62.5%，相比现有光子晶体光纤分别提高1.05~6.25倍、1.05~4.99倍和1.03~4.63倍。此外，该光纤还具有较好的传输特性。因此，本文提出的光子晶体光纤在化学传感和生物医学领域方面更具优势。
光子晶体光纤 化学传感 相对灵敏度 有限元法 高双折射 photonic crystal fiber chemical sensing relative sensitivity finite element method high birefringence
1 华北电力大学电气与电子工程学院，河北 保定 071003
2 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室，河北 保定 071003
3 华北电力大学保定市光纤传感与光通信技术重点实验室，河北 保定 071003
本文设计了一种适用于长距离光纤通信的新型光子晶体光纤。该光纤包层内椭圆形和圆形空气孔呈交错排列，纤芯两侧为两个小椭圆空气孔。利用有限元分析方法对所设计光纤的传输特性进行分析并对其结构进行了优化，确定了最佳结构。结果表明，波长为1550 nm时，此新型光子晶体光纤在最佳结构下可提供高达3.51×10-2的高双折射和低至1.5×10-9 dB/m的限制性损耗。与现存的引入椭圆形空气孔的光子晶体光纤相比，本文中的光子晶体光纤的双折射系数有较大提高，限制性损耗系数降低了5个数量级。另外，本文还详细研究了光子晶体光纤的色散随光子晶体光纤结构的变化以及其布里渊增益特性，并分析了其可制造性。基于其高双折射和低限制性损耗特性，此种光纤可应用于长距离光纤通信系统。
光子晶体光纤 高双折射 低限制性损耗 有限元分析法 photonic crystal fiber high birefringence low confinement loss finite element method
华北电力大学 电气与电子工程学院, 河北 保定 071003
设计了一种新型光子晶体光纤结构, 该光纤包层包含六个由不同形状空气孔组成的轴对称的三角晶格, 并在中间沿x轴引入一排大小不同的椭圆空气孔, 实现了高双折射、低限制性损耗和大负色散特性。构建了该光子晶体光纤的有限元模型, 基于该模型研究了中心两个空气孔的偏转角对LP01模和LP11模的模场分布、双折射系数、限制性损耗和色散系数的影响。研究表明, 在偏转角α=90°时该型光纤具有最优性能, 即LP01模可在波长为1550nm处获得高达3.618×10-2的双折射、仅为1.999×10-14dB/m的限制性损耗以及低至-764ps/(nm?km)的大负色散, 其综合传输特性优于现有典型光子晶体光纤。
光子晶体光纤 结构优化 双折射 限制性损耗 色散 有限元方法 photonic crystal fiber structure optimization birefringence confinement loss dispersion finite element method
1 北京邮电大学 计算机学院, 北京 100876
2 北京邮电大学 数字媒体与设计艺术学院, 北京 100876
3 北京邮电大学 网络技术研究院, 北京100876
4 北京邮电大学 世纪学院, 北京 102101
针对当前图像多标签分类方法只关注图像本体类别信息(本体), 而忽略图像深层次语义信息(隐义)的问题, 本文提出了一种“本体-隐义”融合学习的图像多标签分类模型。该模型首先利用CNN中间层和较高层分别学习图像的本体信息和隐义信息, 然后利用本体信息与隐义信息之间的依赖关系设计了融合学习模型, 同时对提出模型的不同中间层特征和模型的不同结构进行了深入研究, 最终实现了对图像中多类别以及各类别蕴含的隐义信息分类。在传统民族服饰纹样图像数据集上进行实验, 得到图像本体多标签分类和隐义多标签分类的mAP分别为0.88和0.82; 在Scene数据集上进行对比实验, 本文模型在Hamming loss, One-error以及Average precision指标上分别优于其他最好方法0.103, 0091和0.083, 实验结果证明了本文方法的有效性和优越性。
多标签分类 融合学习 传统民族服饰 语义理解 multi-label classification fusion learning traditional national costumes semantic understanding
1 中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室，国家卫星气象中心， 北京 100081
2 山西省气象台， 山西 太原 030006
我国新一代静止气象卫星风云四号(FY-4)计划首次搭载闪电成像仪，它将通过光学成像的方式，利用闪电放射能量峰值所在的近红外波段，对由闪电光源发出并经云体辐射到云顶的闪电信号进行实时、连续探测。在预先研究中，仪器的观测几何模式如何定量影响接收到的云顶闪电信号是一项重要而亟待关注的研究内容。利用蒙特卡罗算法，对风云四号卫星闪电成像仪观测到的由闪电引起的云顶辐亮度进行了模拟，着重考察了卫星观测角度、观测像元形变大小以及闪电在像元中的水平相对位置等观测几何因子对观测到的云顶辐亮度的定量影响，得到了云顶辐亮度归一化比值与卫星观测天顶角之间的定量关系，这将为未来星载闪电资料的应用提供非常有价值的信息。
大气光学 闪电信号 观测几何 云顶辐亮度 中国激光
2014, 41(s1): s113001
1 北京科技大学 信息工程学院, 北京100083
2 新疆师范大学 数理信息学院, 新疆 乌鲁木齐 830054
3 吉林大学 计算机学院, 吉林 长春 130012
为了构建人机识别纹理方向性模型，提出了一种图像全局纹理方向性的度量算法。首先，设计Gabor滤波器以减小次要方向分量，增强描述纹理的全局方向性分量。然后，构造局部边缘概率直方图，描述纹理方向性的整体分布，定量给出全局方向性度量值。最后，在Tamura纹理模型实验集以及Brodatz纹理图像库上，测试比较了用不同测度算法度量全局纹理方向性的精度。结果显示，在两类纹理图像库上所获得的测试值均与人类视觉感知保持了较高的一致性，其精度比其它算法可高出10%，表明论文所提的全局纹理方向性度量算法可以满足精度要求更高的人机纹理识别模型。
局部边缘概率直方图 Gobar滤波 全局纹理方向 特征提取 histogram of local edge probability Gabor filter global texture direction feature extration
