1 吉林大学 电子科学与工程学院，吉林 长春 130012
2 长春大学 电子信息工程学院，吉林 长春 130022
为了缩小光谱仪体积使之适用于**卫星等领域，本文将胶体量子点作为滤光材料，研究了CdSe胶体量子点滤光片的光学特性。本文采用热注入法合成出了高质量的CdSe胶体量子点，经过对苯二胺消光处理制备成CdSe胶体量子点滤光片。利用透射电子显微镜（TEM）进行样品形貌结构的表征及粒径尺寸的测量，并分别在不同温度下进行了紫外-可见吸收测量和紫外-可见透过率测量。实验表明，在室温情况下，CdSe胶体量子点薄膜的吸收和透过率均随粒径尺寸的增加而增加；在给定粒径尺寸的情况下，CdSe胶体量子点薄膜吸收与透过率曲线的第一激子吸收峰峰位随温度升高发生红移，CdSe胶体量子点薄膜吸收曲线温度每增加10 K红移不超过1 nm，且半峰宽增加；此外，经反复实验验证CdSe胶体量子点滤光片的稳定性及可调谐特性，证实其适合作为截止滤光片。上述结果表明，CdSe 胶体量子点滤光片在微型光谱仪方面具有良好的应用价值。
CdSe胶体量子点 薄膜滤光片 尺寸依赖性 温度依赖性 CdSe colloidal quantum dots thin film filters size dependence temperature dependence
1 中国科学院国家空间科学中心 复杂航天系统电子信息技术重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 长春大学, 吉林 长春 130022
在目标检测中, 通常使用候选区域提高目标的检测效率。为解决当前候选区域质量较低的问题, 本文将卷积边缘特征、显著性及目标位置信息引入到候选区域算法中。首先, 利用卷积神经网络将待检测图像生成更富有语义信息的边缘特征, 并通过边缘点聚合及边缘组相似性策略, 获取每个滑动窗口的边缘信息得分; 其次, 利用显著性目标的局部特征, 统计每个滑动窗口中的目标显著性得分; 第三, 根据目标可能出现的位置, 计算每个滑动窗口中的目标位置信息得分; 最后, 利用边缘信息、显著性及位置信息的分数确定候选区域。在PASCAL VOC 2007验证集上进行实验, 给定10 000个候选区域, 交并比取0.7时, 所提算法的召回率为9050%, 较Edge Boxes算法提高了3%。每张图像的运行时间大约为076 s。结果表明, 本文算法可快速产生较高质量的候选区域。
计算机视觉 目标检测 候选区域 卷积神经网络 显著性目标 computer vision object detection region proposals convolutional neural networks salient object
1 中国科学院国家空间科学中心 复杂航天系统电子信息技术重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 长春大学, 吉林 长春 130022
针对Edge Boxes算法召回率不高的问题, 并结合目标的显著性检测, 提出了一种基于颜色距离与Edge Boxes候选区域算法。首先利用结构化边缘检测算子获取图像的边缘特征, 并通过边缘点聚合及边缘段相似性策略, 获取每个边缘段的权值; 其次, 在待检测图像上无重叠采样若干图像块, 记作C图像块, 并将C图像块向周边延拓像素, 获取S图像块; 然后, 根据颜色直方图, 计算两图像块各颜色通道的卡方距离, 并赋予合适权重作为该C图像块的显著性得分; 最后, 统计滑动窗口内边缘段的数量和C图像块数, 确定候选区域。在PASCAL VOC 2007验证集上实验, 当交并比取05, 0.6, 0.7, 候选区域个数为2 000时, 与Edge Boxes相比, 所提算法的召回率分别提高了0.46%, 0.35%, 0.57%。每张图像的运行时间大约为0.43 s, 这表明, 所提算法以牺牲微小计算资源却能够有效改善候选区域质量。
显著性目标 颜色距离 目标检测 候选区域 salient object color distance object detection region proposals
长春大学 电子信息工程学院, 吉林 长春 130012
研制了一种新型的PbSe量子点近红外光源，其光致发光谱较窄，能有效匹配气体的红外吸收峰。采用配位溶剂法合成出51 nm的PbSe量子点，并将其沉积到GaN芯片上(沉积厚度为1655 μm)，经过紫外光照处理和固化后制成了光致发光的近红外光源。该光源第一激子吸收峰位于1 592 nm，光致发光峰位于1 665 nm，其发射光谱包含了1 625~1 840 nm之间的CH4气体的全部的吸收谱。利用其进行CH4气体浓度检测实验，结果表明，系统的检测下限可以达到100×10-6，检测误差为2%。这种由PbSe量子点近红外光源构成的新型检测系统具有低功耗、低成本和高效能等优点，将其应用在气体检测中时可以略去滤光片，其在红外气体检测领域中有着较广阔的应用前景。
CH4气体检测 PbSe量子点 近红外发光 CH4 gas detection PbSe quantum dots near-infrared luminescence
长春大学电子信息工程学院, 吉林 长春 130012
PbSe量子点（PbSe-QDs）是红外波段的典型纳米材料, 其具有大的玻尔半径、 小的体材料禁带宽度（玻尔半径是46 nm, 体材料禁带宽度是0.28 eV）, 因此, 在近红外区域, PbSe-QDs具有强大的尺寸受限效应和较高的量子产出率。 本文对不同尺寸的PbSe量子点的荧光光谱特性进行了研究, 提出了一种通过调节PbSe量子点的量子尺寸匹配气体吸收光谱的方法。 采用配位溶剂的方法制备了尺寸为4.6和6.1 nm的PbSe量子点, 将该PbSe量子点沉积到GaN发光芯片上并经过紫外光照处理和固化后制成了光致发光的近红外光源, 其中4.6 nm的PbSe-QDs的沉积厚度为671.5 μm, 而6.1 nm的PbSe-QDs的沉积厚度为48 μm。 将制成的近红外光源应用到C2H2气体和NH3气体的检测实验中, 实验结果表明, 通过改变PbSe量子点的尺寸可以调节光源光致发光峰的位置, 从而覆盖目标气体在近红外波段的吸收谱线。 4.6 nm的光源发射光谱包含了1 500～1 550 nm之间的C2H2气体的全部的吸收谱; 6.1 nm的光源发射光谱包含了1 900～2 060 nm之间的NH3气体的全部的吸收谱。 这种利用PbSe量子点尺寸的可调性匹配对应气体吸收谱的方法是可行和有效的, 具有广阔的应用前景。
光致发光 PbSe量子点 近红外光源 光谱匹配 Photoluminescence PbSe quantum dots Near-infrared luminescence Spectrum matching 光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3588
1 莆田学院 信息工程学院，福建 莆田 351100
2 长春大学 电子信息工程学院，吉林 长春 130022
针对非下采样剪切波变换(NSST)分解后图像的高频系数数据量较大且具有较大稀疏性的问题，本文提出一种基于NSST和压缩感知(CS)的图像融合算法。算法首先采用NSST对源图像进行分解；其次利用CS算法将NSST分解后的图像的高频系数进行压缩、融合及重构；然后利用“局部区域能量和局部区域方差”联合指导待融合图像的低频系数的融合；最后利用NSST逆变换重构融合图像。由于只需要对高频系数的压缩值进行融合，因此算法可以在不影响图像融合效果的同时加快代码的运行速度。仿真实验表明，该算法不需要原图像的先验知识就可以完成图像的融合，当图像的尺寸较大时，该算法牺牲了微小的融合图像质量，但却可以显著提高算法的运行速度，减小代码的时间代价，降低对硬件系统的要求。该算法对于融合系统的实时性要求提供了一种思路，具有较大的应用价值。
图像融合 非下采样剪切波变换 压缩感知 局部区域能量 局部区域方差 image fusion non-subsampled Shearlet transform compressed sensing local area variance local area energy
为了精确测量零阶贝塞耳光束的中心亮斑半径，采用彩色反转胶片作为记录媒质，通过滚筒扫描的方法将底片上的图像转为数字图像，在对数字图像做必要的处理后，测量出氦氖激光的零阶贝塞耳光束的中心光斑半径为16．77μm±0．01μm，与理论计算值15．16μm吻合良好。实验结果表明，采用胶片测量微米量级的光斑具有高精度、低成本，可测截面面积大的优点，在1Hz超短脉冲实验中，可以替代甚至超越了常规的激光光束分析仪。
图像处理 贝塞耳光束 激光光束参数分析仪 滚筒扫描仪 image processing Bessel beam laser beam parameter analyzer rotating drum image scanner
华侨大学信息科学与工程学院, 福建 泉州 362021
在惠更斯-菲涅耳衍射积分理论和稳相法的基础上, 分析了轴棱锥非圆对称加工误差对其所产生的零阶贝塞耳光束(J0光束)质量的影响, 对CCD拍摄的贝塞耳光斑图样进行了数值模拟。计算结果指出,当轴棱锥的截面为圆对称的理想加工时, 轴棱锥产生的光场分布为近似理想的零阶贝塞耳光。当存在非圆对称加工误差, 且截面为椭圆形时, 衍射光斑将偏离J0光. 随着椭圆半长短轴之差的增大, 偏离程度增大。实验结果和理论模拟吻合得很好。
激光光学 轴棱锥 贝塞耳光束 非圆对称加工误差 光束质量
