1 西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710021
2 中国科学院西安光学精密机械研究所光子制造系统与应用研究中心，陕西 西安 710119
液晶空间光调制器（LCSLM）加载计算全息图实现激光分束时，会在焦平面处产生零级光干扰，为了解决这一情况，提出一种加载达曼光栅灰度图至液晶空间光调制器的方法，利用相消干涉，从而消除零级光干扰。基于模拟退火算法，求解出相位转折点集，在VirtualLab中进行仿真模拟，利用MATLAB软件编写生成达曼光栅灰度图的脚本文件，搭建基于硅基液晶空间光调制器（LCOSSLM）的验证系统，对调制效果进行测验。结果表明：通过加载达曼光栅灰度图进行激光分束，在CCD视场内明显去除了零级光干扰，且实际分束效果与仿真模拟结果相近，在一维五分束下的分束均匀度达97.190%，优于GSW算法生成的光栅形式全息图的调制效果。以大光点间距进行一维二、七分束的效果观测，分束均匀度分别达98.453%、96.820%，又进行二维分束观测，测量分束均匀度可达95.436%，且均未在CCD视场内观测到零级光。
液晶空间光调制器 飞秒激光 纯相位调制 达曼光栅 衍射结构 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0411008
1 西安工业大学 光电工程学院，陕西 西安 710021
2 西安工业大学 计算机科学与工程学院，陕西 西安 710021
为了解决单色视频和彩色视频的全自动高精度配准问题，设计了针对视频配准的首帧及后续帧配准方法，在保证配准速度的同时提高了配准精度。对于首帧，首先在尺度不变特征变换（SIFT）基础上，基于双摄像头的特点进行了改进，进而对单色视频和彩色视频进行了粗配准，增加了粗配准矩阵的获取稳定性和精确性；随后根据粗配准矩阵系数，使用尺度金字塔模式对单色视频和彩色视频的配准矩阵进行了配准修正。对于视频中的后续帧，采用具有步长金字塔的平移修正方法，对首帧中得到的修正配准矩阵进行再利用，并通过平移修正方法弥补了由不确定时差波动和相机摆动带来的平移误差，最终提高了单色视频和彩色视频的配准效率和配准精确度。实验结果表明，对于640×480大小的单色视频和彩色视频，本文算法相比传统SIFT算法将首帧配准均方根误差减少了0.79%，首帧标记点误差由约为1像素缩小到不可察，且连续视频帧的平均配准时间为0.357 s，同时仍然保持标记点误差不可察，较好地满足了单色视频和彩色视频配准的全自动、精度高、速度快、鲁棒性强等要求。
计算机视觉 视频配准 时空相似性 高精度修正 computer vision video alignment spatio-temporal similarity high-precision correction
1 北京工业大学 微电子学院 光电子技术教育部重点实验室，北京 100124
2 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米加工平台，江苏 苏州 215123
我们报道了一种基于SnS2 / InSe垂直异质结的宽带光电探测器，其光谱范围为365-965 nm。其中，InSe作为光吸收层，有效扩展了光谱范围，SnS2作为传输层，与InSe形成异质结，促进了电子-空穴对的分离，增强了光响应。该光电探测器在 365 nm 下具有813 A/W 的响应度。并且，在965nm光照下它仍然具有371 A/W的高响应度，1.3×105%的外量子效率，3.17×1012 Jones的比探测率，以及27 ms的响应时间。该研究为高响应宽带光电探测器提供了一种新的方法。
二维材料 异质结 宽带光电探测器 two-dimensional material heterojunction Broadband photodetectors
1 北京工业大学信息学部 光电子技术教育部重点实验室，北京 100124
2 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室，吉林 长春 130022
3 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所，江苏 苏州 215123
采用脉冲直流磁控溅射法在Si（100）衬底上制备了AlN/Mo/Sc0.2Al0.8N复合结构薄膜，在该结构上通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术进行GaN薄膜的外延。使用原子力显微镜、高分辨X射线衍射、粉末X射线衍射、扫描电子显微镜和拉曼光谱研究了Mo插入层的厚度对Sc0.2Al0.8N缓冲层和GaN外延层晶体质量的影响，研究了Sc0.2Al0.8N缓冲层对Mo上生长的GaN外延层的影响。研究结果表明，Mo插入层的厚度是影响Sc0.2Al0.8N缓冲层和GaN外延层的重要因素，Sc0.2Al0.8N缓冲层对Mo上GaN晶体质量的提高具有重要意义。随Mo厚度的增加，Sc0.2Al0.8N缓冲层的表面粗糙度先减小后增大，GaN外延层的（002）面X射线衍射摇摆曲线半峰全宽先减小后增大。当Mo插入层厚度为400 nm时，GaN外延层的晶体质量最好，GaN（002）面的X射线衍射摇摆曲线半峰全宽为0.51°，由拉曼光谱计算得到的压应力483.09 MPa；直接在Mo上进行GaN的外延，GaN（002）面的X射线衍射摇摆曲线半峰全宽无法测得，说明在Mo上进行GaN的外延需要Sc0.2Al0.8N缓冲层。
GaN 金属有机化学气相沉积（MOCVD） ScAlN X射线衍射 GaN metal-organic chemical vapor deposition（MOCVD） ScAlN X-ray diffraction（XRD）
1 上海大学通信与信息工程学院，上海 200444
2 上海先进通信与数据科学研究院，上海 200444
针对人体骨架行为识别中因时空特征提取不充分、网络计算量大和计算效率低导致相似行为识别结果不理想的问题，提出一种基于密集残差移位图卷积网络的骨架行为识别算法。使用姿态估计算法提取人体骨架信息，经坐标向量计算得到骨架的关节、骨骼以及各自的运动信息，并分别输入网络中。在移位图卷积模块间引入密集残差结构，提高网络性能和提取时空特征的效率。所提算法可应用于日常行为场景，例如：行走、坐下、站起、脱衣服、穿衣服、扔以及摔倒等。其在自制数据集上的识别准确率达到81.7%，在NTU60 RGB+D数据集两种评估标准下的准确率也分别达88.1%和95.3%，验证了算法具有优秀的识别精度。
图像处理 时空特征 图卷积 密集残差 日常行为 激光与光电子学进展
2023, 60(10): 1010012
西安工业大学兵器科学与技术学院，陕西 西安 710021
基于谐衍射光学元件的负色散和消热差特性，设计了一种工作波段为0.40~2.50 μm的宽波段光学成像系统。建立了双层衍射光学元件带宽积分平均衍射效率的数学模型。运用Matlab软件确定衍射元件的最佳设计波长。采用BaF2、AL2O3、AL2O3-E、普通光学玻璃（KZFSN5、SF57）设计了折衍混合5片式光学结构，并通过合理分配光焦度实现了宽波段共光路共焦面集成。实验结果表明，该系统的有效焦距为100 mm，视场角为9.4°，F数为2.8，在-40~60 ℃范围内可实现无热化。在奈奎斯特频率50 lp/mm处，0.40~0.78 μm波段的调制传递函数（MTF）均大于0.6，0.78~2.50 μm波段的MTF均大于0.5。相比基于折射透镜的传统宽波段光学系统，该系统具有结构简单、尺寸小且成像质量接近衍射极限的优点。
光学设计 谐衍射光学元件 双层衍射 宽波段 激光与光电子学进展
2022, 59(19): 1922002
1 中国科学院福建物质结构研究所泉州装备制造研究所, 福建 泉州 362200
2 福州大学电气工程与自动化学院, 福建 福州 350108
针对织物瑕疵数据集搜集和织物瑕疵检测困难的问题, 提出了一种使用深度学习与传统算法相结合的织物瑕疵检测算法。首先提出特征金字塔结构的自编码网络, 对正常样本进行学习。其次检测过程中提出同一尺度下进行多模型融合, 在降低漏检率的同时移除纹理噪声的干扰。实验结果表明, 所提出的学习方法对织物中线状瑕疵检测率高达98%以上, 对织物中的面状瑕疵的检测率也达到了84%以上。对于实际生产过程中的瑕疵检测具有应用价值。
光照归一化 卷积神经网络 图像重构 残差图融合 瑕疵检测 illumination normalization convolutional neural network image reconstruction residual graph fusion defect detection
1 北京工业大学 微电子学院 光电技术教育部重点实验室， 北京 100124
2 北京工业大学 微电子学院 光电技术教育部重点实验室， 北京 100124，
3 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米加工平台， 江苏 苏州 215123
采用脉冲直流磁控溅射方法在Si(100)衬底上制备了ScAlN薄膜。以溅射的ScAlN作为缓冲层，在Si(100)衬底上用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术外延了GaN薄膜。使用高分辨X射线衍射、原子力显微镜和拉曼光谱研究了ScAlN缓冲层的厚度对ScAlN缓冲层和GaN外延层的影响。研究结果表明，ScAlN缓冲层的厚度是影响GaN薄膜晶体质量的重要因素。随着ScAlN厚度的增加，ScAlN的(002)面X射线衍射摇摆曲线半高宽持续减小，GaN的(002)面X射线衍射摇摆曲线半高宽先减小后增大。当ScAlN缓冲层厚度为500nm时，得到的GaN晶体质量最好，其中GaN(002)面的X射线衍射摇摆曲线半高宽为0.38°，由拉曼光谱计算得到的张应力为398.38MPa。
Si(100)衬底 氮化镓 磁控溅射 Si (100) substrate GaN ScAlN ScAlN magnetron sputtering
1 西安工业大学兵器科学与技术学院，陕西 西安 710021
2 西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710021
通过旋涂法制备了一系列具有不同浓度参数和方块电阻的银纳米线透明导电薄膜。通过对工艺参数的调整，所制备的薄膜在400~10500 nm波段内具有较高的光学透过率和较好的均匀性。分析了浓度参数对薄膜光电性能的影响：银纳米线浓度越大，银纳米线之间搭建的网络越密集，薄膜的有效导电路径越多，进而提高了薄膜的导电性能。当银纳米线质量浓度为1.0 mg/mL时，薄膜的方块电阻为106.1 Ω/sq，在可见光和红外光谱波段具有较高的光学透过率。为降低薄膜的方块电阻，对薄膜进行了热退火处理，通过升高温度将银纳米线之间的结点进行焊接，降低了银纳米线之间的接触电阻，从而提高了薄膜的导电性。通过对薄膜的热退火处理，在薄膜光学透过率改变幅度较小的情况下，将薄膜的方块电阻从106.1 Ω/sq降低至49.5 Ω/sq。
薄膜 银纳米线 透明导电薄膜 宽光谱 热退火 方块电阻 光学学报
2022, 42(13): 1331001
