江南大学机械工程学院江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏 无锡 214122
针对金属球面高反光及高曲率对表面微缺陷检测的不利影响，提出一种基于空间全角度光源和图像融合的检测方法。通过空间全角度光源系统提供不同照明方案扫描球面获得图像信息，利用图像融合对有效检测区域内微缺陷与背景的差异性进行累积，放大微缺陷与背景差异，提升微缺陷检测能力。实验结果表明，基于所提方法的检测装置对直径为20 mm、精度为G16的轴承钢球表面不同位置微缺陷的检测效果显著，解决了金属球面高反光引起的检测盲区问题，并对轴承钢球表面各种微缺陷具有良好的检测能力。
测量 空间全角度光源 钢球表面缺陷检测 图像融合 机器视觉 激光与光电子学进展
2022, 59(2): 0212002
中国工程物理研究院 电子工程研究所, 四川 绵阳 621900
基于T2模四臂螺旋，提出一种新型的全向圆极化天线。T2模全向圆极化天线无需采用复杂的馈电网络，而采用同轴线直接馈电，即同轴电缆的内、外导体依次交替馈电至天线的四个螺旋臂，巧妙实现了T2模四臂螺旋的馈电相位要求(0°-180°-0°-180°)；为了提高天线的辐射效率，螺旋线采用线宽捷变技术（即螺旋臂的前面部分窄、后面部分宽）；为了保持天线的圆极化特性，螺旋线末端加载吸收导线。对天线进行了仿真和测试，两者结果吻合好，天线的实测增益为10.5 dBi、轴比为1.3 dB，水平圆度为2.3 dB。
高增益 四臂螺旋天线 全向 圆极化 T2模 high gain quadrifilar helix antenna omni-directional circular polarization T2 mode 强激光与粒子束
2015, 27(9): 093003
上海大学 通信与信息工程学院 特种光纤与光接入网省部共建教育部重点实验室, 上海 200072
理论研究了由级联一维光子晶体构成的光子异质结构的全方位透射(反射)特性.其中各级联光子晶体的高低折射率介质相同、光学厚度比不同.以两个光子晶体级联的结构为对象,利用传输矩阵方法系统研究了不同偏振态光在不同入射角时光子帯隙的变化,得出实现全方位光子带隙的最大展宽条件,即前一光子晶体的帯隙上限要和后一光子晶体的带隙下限在最大入射角时重合.分别给出了满足和不满足该最大展宽条件的级联结构的全方位带隙参量,通过对全方位带隙宽度的比较说明了满足最大展宽条件的级联结构具有最大的全方位带隙宽度.
一维光子晶体 异质结构 光子帯隙 全方位反射器 扩展 One-dimensional photonic crystal Heterostructure Photonic bandgap Omni-directional reflector Extension 光子学报
2014, 43(10): 1023001
1 深圳信息职业技术学院电子与通信学院, 广东 深圳 518072
2 清华大学材料学院, 北京 100084
介绍了几种利用复合技术提高光子晶体LED出光效率的方法。利用复合技术在LED上形成光子晶体结构和微腔结构、全方位反射镜、图形化衬底、AlGaN限制层或嵌入式光子晶体层复合的结构，可以改变LED的发光光路与内部导波模式分布，有效地提高光子晶体LED的发光效率。以五种复合结构为例进行分析，通过实验制备和时域有限差分(FDTD)模拟仿真，证实了与传统LED结构相比，经过适当优化参数配置，具有复合结构的LED比只具有表面光子晶体的LED结构出光效率有显著提高。
光电子学 嵌入式光子晶体 全方位反射镜 微腔 图形化蓝宝石衬底 激光与光电子学进展
2013, 50(10): 100006
1 军械工程学院光学与电子工程系, 河北 石家庄 050003
2 国防科技大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
针对目前散射激光告警中只能定位到散射激光光斑，而不能追溯到敌方来袭激光源的现状，构建了战场环境下包括敌方威胁激光源、照射于某平台上的散射激光光斑以及全向激光告警系统在内的空间三维几何模型，推导了平台上散射激光光斑轮廓解析表达式，以及轮廓上任意一点相对鱼眼镜头的物方半视场角表达式。将成像于探测器上的光斑进行鱼眼成像畸变校正并取光斑边缘点，计算得到三维几何模型诸参数。再将模型参数与传感器阵列信息相结合，可最终获取敌方威胁激光源相对系统的方位和距离信息。最后对以上方法进行了实验验证并对产生误差的原因进行了分析。
机器视觉 全向激光告警 威胁源定位 散射激光光斑 三维模型 畸变校正
军械工程学院 光学与电子工程系，河北 石家庄 050003
为了实现漫反射激光全向激光告警过程中定位敌方激光源的目的，采用软件方法，结合几何光学原理及机器视觉概念，引入R、α、β、d、θ、φ、ψ、δ等8个未知参量描述典型战场环境下敌方激光源、照射于某平台平面上的漫反射激光光斑以及我方全向激光告警系统鱼眼镜头三者之间的空间几何位置关系，推导像面上光斑轮廓曲线的解析形式，再结合像面上光斑坐标信息，反推得到具体情况下的8个参量，从而可以确定这种空间位置关系，并定位敌方激光源位置，达到激光告警的目的。通过实验验证，结果显示全向激光告警设备能够实现对漫反射激光光斑的告警。
全向激光告警 漫反射 空间位置关系 激光光斑 omni-directional laser warning diffuse reflection spatial position relationship laser spot
1 军械工程学院，河北石家庄 050003
2 63898部队，河南济源 454650
针对全向激光探测过程中太阳光闪烁容易引发虚假信号的现象，在相邻帧相减的基础上，提出了依据图像特征判别虚假信号的方法。在野外阳光强烈的自然条件下，对此方法抑制虚假信号的效果进行了试验验证。结果表明，相对于依靠滤波技术和提高帧频的方法抑制干扰而言，所提出的虚假信号抑制方法，能够更好地抑制太阳光闪烁引起的虚假信号，是一种依靠图像处理本身即可完成既定目标的方法。由于其对成像探测器和图像采集卡要求较低，因而具有较好的应用推广价值。
全向激光探测 虚假信号抑制 图像处理 太阳光闪烁 omni-directional laser detection suppressing false signals image processing sunlight flashing
军械工程学院光学与电子工程系， 河北 石家庄 050003
针对全向激光告警系统中SWIRFPA的盲元补偿问题，提出一种基于邻域灰度特性的加权插值盲元补偿算法。阐述该算法的基本思想和原理，根据盲元邻域灰度值的分布情况，赋予每个邻域像元与其灰度值相关的权重，进而完成盲元补偿。从主客观2个角度对补偿效果进行评价。结果表明: 与传统的邻域平均法和中值滤波法相比，加权插值盲元补偿算法对全向激光告警系统中SWIRFPA的盲元补偿效果最好，不仅使盲元补偿值与其邻域偏差最小，而且减小了盲元对系统探测的影响，有效提高了系统性能。
全向激光告警 盲元补偿 加权插值 omni-directional laser warning blind-pixel compensation weighted interpolation SWIRFPA SWIRFPA
1 浙江大学 信息与通信工程研究所,浙江 杭州 310027
2 浙江省综合信息网技术重点实验室,浙江 杭州 310027
对于全向立体视觉的三维环境测量系统,一般假设全向相机的光轴重合,即共轴立体。它具有径向上线性的对极几何关系,简化了立体匹配的搜索问题。但是在实际中,不可避免存在光轴之间的未对齐误差,从而降低了测量精度。为了补偿这种对齐误差,提出一种通用的共轴配置全向立体系统校正方法。推导并计算了泰勒模型下任意配置全向立体系统的本质矩阵。利用极曲线与其切空间的一一对应关系,将相机姿态校正到中心连线方向上,使得对应点被约束在径向直线上。图像重采样则保证图像对应点位于同一列上。算法只在图像平面上进行。最后的模拟和实验数据表明算法的有效性。
图像处理 极线校正 对极几何 全向立体视觉
为了研究含有负折射率材料的光子晶体掺杂缺陷模的光学传输特性,利用传输矩阵理论进行数值分析。采用插入和替代两种方式对排列整齐的光子晶体进行掺杂,产生了缺陷模式。结果表明,引入正折射率缺陷只能在布喇格带隙中产生缺陷模,引入负折射缺陷能够同时在全方位光子带隙和布喇格带隙中产生缺陷模。同时研究了掺杂方式、入射方向、缺陷厚度、缺陷位置、缺陷类型对缺陷模式的影响,并对含有两层缺陷的光子晶体进行研究,得到两缺陷层的距离与带隙产生的关系,即距离越近越容易产生缺陷模式,且缺陷模的深度越深。这对于制造新型的全方位滤波器是有指导作用的。
光学器件 负折射率 传输矩阵 光子晶体 缺陷模式 全方位光子带隙 布喇格带隙 optical devices negative index transmission matrix photonic crystals defect mode omni-directional gap Bragg gap
