1 齐鲁工业大学（山东省科学院） 山东省科学院激光研究所，山东 济南 250104
2 哈尔滨工业大学（威海） 信息科学与工程学院，山东 威海 264209
针对激光超声和电磁超声两种非接触式检测方式在实验中操作复杂和灵敏度低，以及难以观察不同参数对相关物理场造成的影响等问题，文中将有限元法应用到激光声磁混合式检测当中，采用数值分析方法分析了脉冲激光与电磁超声换能器之间的匹配关系对检测灵敏度的影响，研究了激光声磁检测系统的优化设计依据。利用有限元软件建立了激光声磁检测系统的仿真模型，通过正交数值仿真分析了高斯激光脉冲激励超声的温度场和位移场特性，进而观测了电磁超声换能器参数变化对检测灵敏度的影响。结果表明：螺旋型线圈接收的电压信号能正确反应由入射激光在固体中发生热膨胀效应产生的超声位移场，当磁体的高宽比为 1.5 倍时，驱肤层处磁场强度分布最优，提离距离对换能效率的影响呈现负指数变化规律，评价了不同接收间距处电磁超声换能器的接收性能。
激光超声 电磁超声 无损检测 有限元分析 laser ultrasonic EMAT nondestructive testing finite element analysis 红外与激光工程
2022, 51(7): 20210533
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130031
2 中国科学院大学，北京 101400
3 长光禹辰信息技术与装备（青岛）有限公司，山东 青岛 260000
为满足全谱段高光谱成像探测一体化应用需求，开展了可见至长波红外（LWIR）共口径成像光谱仪光学设计。前置像方远心物镜采用离轴三反结构实现，利用视场分离分光和分色片分光相结合的方法实现了可见至LWIR的四谱段划分。后置光谱仪采用非对称式凸面光栅Offner结构，将中波红外（MWIR）与LWIR光谱仪的放大率设置为0.90和0.61，以满足设计指标和成像质量的要求。设计和分析结果表明：所提系统在600 km轨道高度处的幅宽为30 km；可见至短波红外（SWIR）的F数为2.6，可见/近红外（VNIR）光谱分辨率和SWIR光谱分辨率分别优于5 nm和10 nm，像元分辨率为30 m；MWIR谱段和LWIR谱段的F数分别达到2.3和1.5，光谱分辨率分别优于50 nm和100 nm，像元分辨率分别为50 m和74 m；各谱段在Nyquist频率处的调制传递函数（MTF）均接近衍射极限，谱线弯曲和色畸变均小于探测器像元尺寸的1/10。
光学设计 成像光谱仪 全谱段 远心离轴三反 Offner 像质分析 光学学报
2022, 42(23): 2322001
合肥工业大学材料科学与工程学院，合肥 230009
以废旧锂电池中的LiCoO2正极材料为原料，通过溶解回收其中的Li、Co元素并用于Na0.67Fe0.5Mn0.5O2的改性，成功制备出钠离子电池正极材料Na0.67-1.33xLixCox(Fe0.5Mn0.5)1-2xO2 (x=0、0.035、0.070、0.105、0.140)。X射线衍射(XRD)结果显示，Li+/Co3+可以掺杂到P2-Na0.67Fe0.5Mn0.5O2中形成固溶体，伴随着晶胞参数的变小。X射线光电子能谱(XPS)结果显示Li+/Co3+的掺杂会导致部分Mn3+被氧化为Mn4+，降低了Jahn-Teller效应的影响。电化学测试表明，与原始样相比，改性后的Na0.67Fe0.5Mn0.5O2容量有一定下降，但循环稳定性和倍率性能都有所提高。当掺杂量为0.105时，Na0.53Li0.105Co0.105(Fe0.5Mn0.5)0.79O2电化学性能最好，1 C电流密度时，150圈循环后的容量保持率达到67%，5 C电流密度时的容量可以达到30 mA·h/g。
废旧锂离子电池 钴酸锂 回收与再利用 钠离子电池 铁锰酸钠 waste lithium-ion batteries lithium cobalt oxide recycling and reuse sodium ion batteries sodium iron manganese oxide
1 安徽大学 互联网学院， 安徽合肥230039
2 安徽大学 农业生态大数据分析与应用技术国家地方联合工程研究中心， 安徽合肥30601
3 陆军炮兵防空兵学院 偏振光成像探测技术安徽省重点实验室， 安徽合肥2001
4 安徽文达信息工程学院 智能技术研究所， 安徽合肥231201
深度学习模式下新型偏振计算成像方法存在随着网络深度的增加计算复杂度和内存使用相应增加以及分层特征提取不充分的问题，针对该问题，提出一种轻量级注意力级联网络的偏振计算成像超分辨率方法，采用级联连接和融合连接的方式来深化卷积层的表征能力，以有效地传递浅层特征并减少参数量。设计空间注意力自适应权重机制以提取关键的空间内容特征，构造空间金字塔网络增强多感受野下的偏振特征信息，特别地，上采样模块引入浅层与深层重建双路径，通过融合双层路径特征计算生成高分辨率偏振图像。最后，网络末端信息细化块用以学习更精细的特征并增强重建质量。实验结果表明：本文网络重建图像的纹理细节更加丰富，在全偏振图像集上2倍超分辨率的峰值信噪比为45.12 dB，参数量仅约为MSRN模型的9%。所提方法通过级联方式有效捕捉低频特征信息同时极大地减少参数量，并结合注意力金字塔结构探索深层特征，实现了轻量级网络的高效超分辨率重建效果。
计算成像 超分辨率 轻量级网络 偏振图像 级联连接 computational imaging super-resolution lightweight network polarization images cascade connections 光学 精密工程
2022, 30(19): 2404
1 北京高技术研究院, 北京 100025
2 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
核生化洗消是核生化防护保障重要环节之一, 激光清洗技术具有洗消效率高、保障要求低、无洗消剂污染等独特优势, 可避免水+洗消剂等其他传统洗消方式存在的后勤负担大、腐蚀设备、使用环境受限等不足, 是核生化洗消的一个新的研究领域。简述了激光清洗技术的发展历程、研究进展, 重点综述激光清洗技术在放射性粉尘、化学、生物等有毒有害物质洗消领域的研究及应用, 结果表明针对单一基底与污染物, 激光洗消是有效的, 但对不同洗消对象与污染物的激光洗消参数还需要展开进一步研究。激光清洗技术作为一种新型的洗消方式在核生化领域前景好, 文章对激光清洗技术在核生化洗消领域的发展进行了展望。
激光技术 激光清洗 核生化洗消 洗消技术 laser technology laser cleaning nuclear and biochemical decontamination decontamination technology
1 安徽大学 互联网学院，合肥 230039
2 安徽大学 农业生态大数据分析与应用技术国家地方联合工程研究中心，合肥 230601
3 陆军炮兵防空兵学院 偏振光成像探测技术安徽省重点实验室，合肥 230031
4 安徽文达信息工程学院 智能技术研究所，合肥 231201
在利用深度学习进行偏振图像计算成像过程中，图像映射函数的解空间极大、空间分辨率一般较低，难以生成清晰的纹理细节且存在高频信息缺失等问题。为解决该问题，提出一种结合双注意力机制的深度残差偏振图像超分辨率网络。该网络由一个具有全局跳跃连接的残差网络组成，包含10个残差组，每个残差组包含20个具有局部跳跃连接的双重注意力块级联的残差块；同时考虑通道间的相互依赖性，设计自适应通道特征调整机制；引入级联的空间注意力块，将残差的特征更集中于关键的空间内容。将所提方法与Bicubic、SRCNN、FSRCNN、EDSR等方法进行对照实验与成像系统对比校正实验，结果表明该方法重建图像纹理细节更加丰富，亮度均匀，较为接近成像系统的高清图像，同时峰值信噪比和结构相似性指标优于其他方法但参数量仅约为EDSR的2/5。
计算成像 超分辨率 深度残差网络 偏振图像 双重注意力块 Computational imaging Super-resolution Depth residual network Polarization images Dual attention block
1 哈尔滨工业大学(威海)信息科学与工程学院，山东 威海 264209
2 威海市智能光声检测与传感技术重点实验室，山东 威海 264209
3 齐鲁工业大学(山东省科学院), 山东省科学院激光研究所，山东 济南 250103
水下目标的有效探测是认知海洋的前提与关键。本文介绍了一种可用于空-水跨介质探测成像的激光致声合成孔径聚焦技术。分别建立激光源阵列中心聚焦及偏转聚焦的有限元仿真模型，进而模拟激光致声合成孔径聚焦探测过程，采用相位迁移算法对模拟的激光致声信号进行探测图像的重构。采用均方误差与峰值信噪比对图像质量进行评价。搭建了空气-水下激光致声探测实验系统，通过分析水中钢球经衍射后的声波能量变化，计算出了其平均能量损失率。利用合成孔径延时叠加波束形成方法实现了声波能量在目标处的汇聚及增强，为水下目标探测提供了一种新的实现途径。
遥感 信息处理 激光致声 合成孔径聚焦技术 相位迁移算法 有限元仿真
1 齐鲁工业大学山东省科学院激光研究所，山东 济南 250104
2 哈尔滨工业大学信息科学与工程学院，山东 威海 264209
超声成像检测（UID）技术具有检测结果直观等优势，是无损检测领域未来的主要发展方向之一。相比传统超声检测方式，激光超声因具有非接触式的特点成为重要检测手段。时间反转成像法可实现时间和空间的自适应聚焦，在非均匀介质中对目标的定位和检测具有广阔前景。介绍了以时间反转法为主的几种典型超声成像方法，对比分析不同成像算法的结果，介绍了超声成像领域常用的仿真软件。以激光超声为切入点对比常规超声，给出了现代超声检测技术概况和国内外先进的工业超声成像检测仪器设备概况，并对未来的成像检测技术进行了简要分析和展望。
激光超声 超声成像 时间反转法 成像算法 无损检测技术 激光与光电子学进展
2022, 59(2): 0200003
红外与激光工程
2021, 50(9): 20210450
