电子科技大学 电子科学技术研究院, 四川 成都 611731
提出一种采用光寻址液晶空间光调制器(LCSLM)作为二维激光分束和多光束偏转的无机械光束扫描系统, 可对平行入射的激光光束分束、偏转, 且只用1片LCSLM就能够对每一束光的方向和强度分别控制。采用G-S相位迭代算法来实现多光束可编程控制的相位模版的生成过程与仿真。先运用子孔径法在相位模版上生成所需要的相位分布作为初始值, 然后采用GS相位迭代过程优化相位分布, 使各子孔径中的相位分布渐次扩展到整个相位模版, 其间还提出了改进的GS相位迭代算法, 最后对计算所获相位分布进行反演模拟。结果表明: 所提出的多光束二维偏转的算法能够满足应用需要, 且改进的GS相位迭代算法能提高多光束偏转的衍射效率, 优化光束光斑强度, 降低光束的均方根误差。
GS相位迭代算法 液晶空间光调制器 多光束的偏转 相位调制 G-S phase iterative algorithm liquid crystal spatial light modulator multiple beams steering phase modulation
1 贵州大学 大数据与信息工程学院, 贵阳 550025
2 电子科技大学 电子科学技术研究院, 成都 611731
针对夜间拍照图像分辨率较低, 暗部对比度较差的问题, 提出了一种基于二次图像分割的区域Gamma校正算法。首先, 在最大类间方差法的分割基础上, 将图像进行直方图波谷法的二次分割, 提取出图像亮度信息。然后将区域分割后的图像分别进行Gamma校正, 实现图像的灰度校正与信息还原。通过MATLAB仿真实验, 验证了该方法与其它方法对比具有较好的灰度校正和信息还原的效果。
亮度提取 区域分割 伽马校正 信息还原 brightness extraction regional segmentation Gamma correction information reduction
1 电子科技大学 电子科学技术研究院，四川 成都 611731
2 贵州大学 大数据与信息工程学院，贵州 贵阳 550025
3 电子科技大学 光电科学与工程学院，四川 成都 610054
为了得到人眼跟踪过程中更好的鲁棒性和实时性以及跟踪精度，提出一种基于自适应增强分类算法(AdaBoost)、随机森林(RF)和时空上下文(STC)的重定位跟踪算法。该算法结构分为3层，分别为AdaBoost人脸检测、STC人脸跟踪和RF人眼定位。首先，利用AdaBoost在第一帧识别出人脸，从而提取出人脸窗口。接着，使用时空上下文跟踪算法进行人脸跟踪。然后，联合定向梯度直方图(HOG)算法进行相似度判断，以达到目标丢失后继续跟踪的目的。最后，采用随机森林算法进行人眼定位。实验结果表明，与传统的随机森林人眼跟踪算法相比，该算法在跟踪速度达到原方法的2倍左右，并在跟踪精度和鲁棒性上和原算法相同。基本满足在裸眼3D显示时人脸跟踪和人眼定位的精度高、实时性快、鲁棒性好的要求。
级联分类器 随机森林 时空上下文 人脸检测 人眼定位 adaBoost random forest spatio-temporal context face detection human eye location
1 河海大学机电工程学院, 江苏 常州 213022
2 江苏省太阳能技术重点实验室, 江苏 南京 210096
随着人类社会的飞速发展, 能源紧缺、 环境污染问题日益严重。 当下, 开发新能源、 发展新能源技术已成为全球各国首要能源策略。 作为一种清洁能源, 太阳能蕴藏着巨大能量, 太阳能利用和相关技术在世界范围内也引起了广泛关注。 基于纳米流体的太阳能直接吸收式集热装置能够耦合光伏与光热技术, 有利于提高太阳能综合利用的效率。 由于纳米流体辐射理论对于开发新的光伏热实验平台具有重要的作用, 而纳米流体辐射特性研究仍处于起步阶段, 所以对于纳米流体辐射规律及机理的研究具有重要的意义。 首先综述了纳米流体辐射特性的研究现状, 并对纳米流体的辐射特性进行了理论研究, 进而采用瑞利散射模型和Mie（米氏）模型对纳米流体最重要的辐射特性之一的透射率进行了理论分析; 而后运用实验进行对比验证, 分析不同理论模型与实验数据间的吻合性。 结果表明: Mie模型比瑞利散射模型更加准确, 在光伏热实验平台开发利用中具有更好的适用性。 该研究旨在利用纳米颗粒改变流体对太阳能的辐射特性, 探索一种实际设计时纳米流体辐射特性简易高效的计算准则, 并得到影响纳米流体辐射特性的重要因素之一的体积分数的变化规律, 从而提高太阳能直接吸收式集热装置的太阳能利用率。 纳米流体辐射特性理论的分析与研究, 有利于促进纳米技术在太阳能领域的应用, 提高太阳能的综合利用效率。
纳米流体 太阳能 辐射特性 Mie理论 瑞利散射理论 Nanofluids Solar energy Radiation characteristics Mie model Rayleigh scattering model
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physical Electronics, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
2 School of Optoelectronic Information, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
3 Research Institute of Electronic Science and Technology, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
4 National Key Laboratory of Science and Technology on Space Microwave, Xi’an 710100, China
A polarization-independent nonmechanical laser beam steering scheme is proposed to realize continuous two-dimensional (2D) scanning with high efficiency, where the core components are two polarization-dependent devices, which are called liquid crystal optical phased arrays (LC-OPAs). These two one-dimensional (1D) devices are orthogonally cascaded to work on the state of azimuthal and elevation steering, respectively. Properties of polarization independence as well as 2D beam steering are mathematically and experimentally verified with a good agreement. Based on the experimental setup, linearly polarized beams with different polarization angles are steered with high accuracy. The measured angular deviations are less than 5 μrad, which is on the same order of the accuracy of the measurement system. This polarization-independent 2D laser beam steering scheme has potential application for nonmechanical laser communication, lidar, and other LC-based systems.
160.3710 Liquid crystals 120.4820 Optical systems 230.3720 Liquid-crystal devices Chinese Optics Letters
2017, 15(10): 101601
1 电子科技大学 电子科学技术研究院, 四川 成都 610054
2 电子科技大学 光电信息学院, 四川 成都 610054
3 电子科技大学 物理电子学院, 四川 成都 610054
4 空间电子信息技术研究院 中国空间技术研究院, 陕西 西安 710000
在空间激光通信、组网过程中, 为了能够实现一颗卫星终端对多颗卫星终端的物理光束接入, 从而使得一颗卫星能与多颗卫星实现数据分发、路由、交换等组网功能, 对卫星激光通信捕跟过程中存在的多终端物理接入方法进行了研究。在基于液晶光学相控阵多波束生成能力和多波束赋形的理论基础上, 设计了一种新型的多终端接入方法。该方法的核心是利用液晶光学相控阵的多波束生成与控制能力实现对多个终端的接入。对光束在远场光斑的位置信息以及接入过程中的衍射效率和能量损耗情况进行仿真来验证该方案是否满足空间激光通信终端接入要求。仿真结果发现接入过程中的衍射效率大于80%, 能量损耗小于1 dB, 表明该方案有效可行。
激光通信 多波束 捕跟 液晶光学相控阵 laser communication multi-beam acquisition and tracking liquid crystal optical phased array 红外与激光工程
2017, 46(11): 1122004
电子科技大学 电子科技学技术研究院, 成都 610054
依据液晶相控阵波控方式的基本原理, 对影响液晶相控阵扫描精度的因素进行分析, 针对三种典型的影响因素进行了理论仿真分析, 并通过实验测量液晶相控偏转精度, 能够优于2 μrad量级。
液晶 光学相控阵 扫描精度 liquid crystal optical phase array steering precision
1 电子科技大学电子科学技术研究院, 四川 成都 610054
2 电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
3 电子科技大学物理电子学院, 四川 成都 610054
4 空间电子信息技术研究院, 陕西 西安 710000
5 东莞市迪文数字技术有限公司, 广东 东莞 523808
液晶光学相控阵具备非机械光束偏转能力, 将其应用到空间激光通信捕跟系统中, 能够实现快速、灵活、多用户的接入。提出了一种基于液晶光学相控阵的快速跟踪方法, 该方法采用电荷耦合器件(CCD)作为信标光探测器, 比例积分微分(PID)闭环控制算法生成光束指向角控制点数据, 实现对入射光束的捷变偏转, 指向捕跟探测器中心, 达到跟踪的目的。通过理论仿真可知PID闭环控制系统能够抑制高斯白噪声, 跟踪精度小于6.5 μrad。实验验证, 经过10 ms左右的调整, 系统进入稳定跟踪状态, 跟踪精度小于12.6 μrad。
测量 空间激光通信 捕获 跟踪 液晶光学相控阵 比例积分微分控制 激光与光电子学进展
2017, 54(2): 021202
1 电子科技大学 光电信息学院, 四川 成都 611731
2 电子科技大学 电子科学技术研究院, 四川 成都 610054
为了能够更好地实现对液晶光学相控阵的移相分布特性进行高精度的测量, 本文针对傅里叶四分之一波片法的测试精度进行理论仿真和试验验证。仿真结果表明, 该方法测试误差小于0.08°, 采用标准二分之一波片对其进行验证, 实验结果表明重复精度小于0.3°。因此, 针对液晶光学相控阵波控数据0.5°移相控制精度要求, 傅里叶四分之一波片法的测试精度和重复精度能够满足移相测量精度要求。
液晶移相 相移检测 傅里叶变换 四分之一波片法 liquid crystal phase delay phase delay measurement Fourier transformation method of quarter plate
1 电子科技大学 电子科学技术研究院,四川 成都 610054
2 电子科技大学 光电信息学院,四川 成都 610054
基于向列液晶的微带传输线模型,研究了其模场解和1~100 GHz频段内传输特性,采用有限元法较为精确和全面地分析了各向异性非均匀分布的液晶介质对微带传输线模场解和S参量的影响,并且分析了微带电极上施加偏置电压对该传输线S参数的影响。仿真结果表明: 该微波传输线模型的回波损耗在考虑液晶的介电各向异性非均匀分布时比传统仿真方法所得结果更低,随着偏置电压在一定范围内连续增大其S参数连续变化,同时谐振频率连续移动,并且这种精确的分析方法计算得到的谐振频率点的偏移量相比传统分析方法修正误差2.4 GHz,这为液晶微波可调器件的进一步研究奠定了理论基础。
介电各向异性分布 液晶微带线 S参数 COMSOL仿真 distribution of dielectric anisotropy LC microstrip line S-parameter COMSOL simulation 红外与激光工程
2016, 45(8): 0820001
