1 合肥工业大学计算机与信息学院, 安徽 合肥 230601
2 天津津航技术物理研究所, 天津 300192
散射介质会改变光子的传播方向和传输路径, 导致成像质量下降甚至形成散斑。理论上, 散射介质的传输矩阵可以被用来恢复目标信息, 但是求解传输矩阵的过程十分复杂, 而且精度也受较多因素的影响。近年来, 迅速发展的深度学习技术为解决散射光场成像问题提供了新思路, 其作为一种求解逆问题的常用方法可以准确恢复目标信息、提高成像质量, 在散射光场成像领域发挥着重要作用并涌现出了一系列突出的科研成果。基于深度学习算法中的监督学习和无监督学习, 总结了现阶段基于深度学习算法的散射光场成像技术的研究进展, 并从深度学习技术的网络结构、成像质量、泛化性等方面分析比较了各类智能算法成像技术性能。最后, 分析了基于深度学习算法的散射光场成像技术的优势及面临的挑战, 并展望了该领域未来可能的发展趋势。
信息光学 散射光场成像 目标重建 深度学习 散射介质 information optics scattering imaging target reconstruction deep learning scattering media
1 东莞理工学院电子工程与智能化学院, 广东 东莞523808
2 华南师范大学信息光电子科技学院, 广东 广州510006
3 华南师范大学广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州510631
4 南京大学物理学院, 江苏 南京210093
5 合肥工业大学计算机与信息学院, 安徽 合肥230009
光束位移是指光束在反射或透射的过程中, 反射点或透射点会出现违反几何光学预言的小段偏移, 包括Goos-H nchen位移、Imbert-Fedorv位移、Goos-H nchen角位移和Imbert-Fedorv角位移。关于光束位移的研究随着科技的进步不断发展, 不仅丰富了人们对光的波动和量子本质的认识, 也进一步加深了对于新型材料的内在物理机制的了解, 从而促进人们向未知的物理世界展开探索。从光束位移的发现、理论解释等方面对其展开介绍并对其研究进展进行总结。
光束位移 Goos-H nchen位移 Imbert-Fedorv位移 Goos-H nchen角位移 Imbert-Fedorv角位移 光自旋霍尔效应 beam shift Goos-H nchen shifts Imbert-Fedorv shifts Goos-H nchen angular shifts Imbert-Fedorv angular shifts optical spin Hall effect
合肥工业大学计算机与信息学院, 安徽 合肥 230601
人们借助等离激元结构, 可以在亚波长范围内获得、操控局域放大的光场。它与非线性光学结合, 衍生出非线性等离激元。等离激元二次谐波因其卓越特性, 近年在理论和应用方面均有较大突破。基于流体动力学模型介绍了等离激元结构二次谐波理论, 总结了其发展与应用的报道, 包括等离激元共振增强二次谐波效率、基于磁场洛伦兹力的二次谐波效应、对二次谐波辐射方向和频率的调控, 以及等离激元二次谐波在结构检测、传感、成像等领域的应用。最后, 对等离激元二次谐波研究领域可能的发展方向进行了展望。
非线性光学 等离激元 二次谐波 超材料 超表面 nonlinear optics plasmonics second-harmonic generation metamaterials metasurface
1 合肥工业大学 计算机与信息学院,安徽 合肥 230009
2 北京机电工程研究所,北京 100074
光信息在散射介质中传播时会发生散射现象,从而导致其强度和偏振信息发生变化。利用出射光的偏振状态可以间接表征散射介质的退偏特性,并对散射介质进行分类和识别。理论上穆勒矩阵( Mueller Matrix, MM)可以描述散射介质的全部偏振属性,对分析散射介质的退偏特性起到至关重要的作用,但是MM参数过多,较为复杂。然而,根据MM推导所得到的偏振纯度指数(Index of Polarization Purities,IPPs)结构简单,并可以更为直接的描述散射介质的退偏特性。IPPs由
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、
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组成,代表退偏系统等效分解成的四个非退偏纯系统之间的权重差异。以
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为坐标轴可构建出纯度空间,纯度空间中不同的点代表不同的退偏系统,利用纯度空间可以对不同的退偏系统进行分辨。相比较于传统偏振表征指标,IPPs可以表征散射介质及目标更多维度的信息。近年来,IPPs在生物医学和目标检测等诸多方面的研究取得了重要的研究成果。文章主要介绍了IPPs的理论,综述并讨论了其在分析不同分散体系的退偏特性、生物组织成像、医学监测和目标识别等方面的研究进展。
偏振信息 偏振纯度指数 成像 目标识别 polarization information index of polarization purities (IPPs) imaging target recognition 红外与激光工程
2022, 51(3): 20210373
1 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
2 合肥工业大学计算机与信息学院, 安徽 合肥 230009
计算成像是一种不仅依赖于光学物理器件,还依赖于光学调制和重构算法的成像技术,为突破传统成像系统在时空分辨率和探测灵敏度方面的限制提供了新的思路。计算鬼成像(CGI)作为计算成像领域发展最迅速的分支之一,近些年被广泛应用于单像素成像、超分辨率成像、生物医学、信息加密、激光雷达以及湍流环境下的信息传输等领域。本文综述了影响CGI质量的两大关键技术——照明图案构造方法与图像重构算法的研究进展,主要介绍了随机矩阵、有序Hadamard矩阵、正交变换类矩阵的构造方法,并且讨论了在传统关联重构算法和新型深度学习重构算法下,各种照明图案的成像性能。最后,对照明图案构造方法及重构算法进行了总结,并对CGI技术发展前景进行了展望。
成像系统 计算鬼成像 照明图案 重构算法 成像质量 激光与光电子学进展
2021, 58(18): 1811011
红外与激光工程
2020, 49(9): 20201041
红外与激光工程
2020, 49(6): 20201013
1 合肥工业大学计算机与信息学院,安徽 合肥 230009
2 电子科技大学电子科学与工程学院微波电真空器件国家重点实验室,四川 成都 610054
涡旋光束携带的轨道角动量(OAM)为光波的空间域提供了新的维度资源,吸引了越来越多研究人员的关注。由于具有不同OAM 模式值的涡旋光束相互正交,因此将OAM 模式引入传统光通信领域,衍生出两种新的应用机制——OAM 键控(OAM-SK)与OAM 复用(OAM-DM),这为未来实现高速、大容量及高频谱效率的光通信技术提供了潜在的解决方案。本文将从OAM 光束的类别和产生方法等基本概念理论出发,对这两种通信应用机制相关的典型研究案例做简要概述,并重点论述三种关键技术,包括OAM 光束复用技术、OAM 光束解调技术以及OAM 光通信的大气湍流效应抑制技术。最后,对OAM 光通信技术的未来发展趋势及其前景进行了分析与展望。
轨道角动量 自由空间光通信 OAM 复用 大气湍流 orbital angular momentum free-space optical communication OAM multiplexing atmosphere turbulence
1 合肥工业大学 计算机与信息学院, 合肥 230009
2 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
针对目前电磁态势认知没有形成统一认识的问题,以电磁态势中的雷达对抗态势为研究对象,提出了态势分层认知的概念,研究了雷达对抗态势知识的获取与分析,随后针对雷达对抗态势知识表示问题,建立了雷达对抗态势知识表示模型,为后续的电磁态势要素计算以及态势表征研究提供了基础。最后梳理了雷达对抗态势与电磁态势的相互关系,为下一步将雷达对抗态势融入电磁态势提供支撑。
复杂电磁环境 雷达对抗态势 态势认知 知识表示 电磁态势 complex electromagnetic environment radar countermeasure situation situation cognition knowledge representation electromagnetic situation 强激光与粒子束
2019, 31(9): 093204
1 合肥工业大学 计算机与信息学院, 合肥 230009
2 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
战场电磁环境日益复杂、多变,对**装备的正常使用带来很大影响。针对其中影响最剧烈的有源干扰,分别联系时域、频域和能量域三个方面对其进行分析,提出定量描述干扰的方法。通过能谱图结合能量计算公式的方式完成了对压制干扰的表征,通过相关性算法以及提出的频谱重叠度概念完成了对欺骗干扰的表征。同时,基于Simulink/Matlab仿真的结果分别验证了所提出的几种表征方法具有一定的有效性与可行性,该定量描述方法对于战场电磁环境的评估具有参考意义。
战场电磁环境 有源干扰 定量描述 battlefield electromagnetic environment active jamming quantitative analysis 强激光与粒子束
2018, 30(1): 013208