1 1.天津理工大学 理学院, 天津 300382
2 2.中国科学院 物理研究所, 北京 100039
3 3.中国科学院大学, 北京 100049
传统的人工视觉系统基于冯•诺依曼架构, 其视觉采集单元、处理单元和存储单元分离, 因而冗余数据在各个单元之间传递会造成高延迟和能耗。为了解决这一问题, 新一代神经形态视觉系统应用而生, 其具有感知、存储、计算一体化的架构, 既可以减少数据传递, 又可以提高数据处理效率。作为神经形态视觉系统的硬件实现基础, 光电人工突触器件近年来得到广泛研究。光电人工突触器件将光敏元件与突触器件的功能相结合, 为实现低延迟、高能效和高可靠性的神经形态视觉系统提供了新的可能。虽然光电人工突触材料千差万别, 但其工作机理主要包括氧空位的电离和解离、光生载流子的捕获和释放、光致相变以及光与铁电复杂相互作用等。本文从工作机理的角度, 介绍了光电人工突触器件的最新研究进展, 并分析了不同工作机理的优点及其面临的挑战。最后, 概述了未来光电人工突触的应用前景和发展方向。
光电人工突触 氧空位 光生载流子 光致相变 光致铁电极化反转 综述 optoelectronic artificial synapse oxygen vacancy photo-generated carrier light-induced phase change light-induced ferroelectric polarization reversal review
提出一种基于无监督域适应的低空海面红外目标检测方法。首先利用图像翻译网络将源域图像翻译为目标域图像并共享标签。其次在YOLOv5s目标检测网络中使用梯度反转层优化网络提取特征的域间适应性。此外利用最大均值差异损失进一步缩小从网络中提取的不同红外探测器图像的特征分布。最后采用AdamW异步更新优化算法进一步提高模型在训练过程中的稳定性与检测精度。将所提方法在不同红外探测器采集的低空海面红外船只与无人机数据集中进行实验。实验结果表明,相较于传统有监督学习方法,所提方法有效降低了人工标注成本,且源域检测精度提高6.56个百分点,目标域检测精度提高2.62个百分点,有效提升目标检测模型在不同红外探测器间的泛化能力。
机器视觉 红外探测器 无监督域适应 梯度反转层 稳定训练 目标检测
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
青岛理工大学 土木工程学院,山东 青岛 266033
螺栓球节点具有安装方便、受力性能合理等优点, 被广泛应用于各类大跨度空间结构中。然而, 安装时杆件错位、螺栓假拧和使用过程中材料老化等问题会使节点连接发生松动, 导致结构承载力下降, 甚至坍塌; 另一方面, 连接螺栓位于螺栓球节点内部, 从外部很难察觉内部螺栓连接发生了松动, 造成节点连接状态监测难。该文提出了一种基于压电传感的螺栓球节点连接松动状态监测方法, 通过在螺栓球和杆件上外贴压电陶瓷片, 分别作为驱动器和传感器, 利用压电陶瓷材料的正、逆压电效应, 基于时间反演技术对螺栓球节点连接松动状态进行监测。设计制作了一个螺栓球网架模型, 利用对套筒施加不同的扭矩来模拟螺栓球节点的不同松紧状态, 通过模型试验, 基于节点松动前、后压电陶瓷片接收到的聚焦信号峰值的变化, 实现对螺栓球节点连接松动状态的监测。试验结果表明, 该方法具有一定的有效性、可重复性和良好的抗噪性。
空间结构 螺栓球节点 压电陶瓷传感器 时间反演 连接状态 损伤监测 spatial structure bolt spherical joints PZT time reversal connection status damage monitoring
武汉工程大学 机电工程学院, 湖北 武汉 430205
超声兰姆(Lamb)波无损检测技术是薄板结构应用很广的技术。针对由基准差信号提取损伤散射信号技术在应用中存在实用性差的问题, 该文提出了一种采用Lamb波时间反转聚焦原理结合椭圆法定位的方法。该方法首先根据ABAQUS仿真分析得到实验的可行性, 通过采集Lmab波反转聚焦信号得到时间延时, 计算出损伤与传感器的距离, 再通过几何定位得到损伤位置。结果表明, 该方法不仅能快速得到所需采集的信号, 也能准确地实现损伤定位, 达到提高薄板损伤检测能力的目的。
兰姆(Lamb)波 无损检测 时间反转 铝板 Lamb wave nondestructive testing time reversal aluminum plate ABAQUS ABAQUS
强激光与粒子束
2021, 33(12): 123006
传统阵列信号处理及雷达系统中，利用阵列进行信号源定位尤其是到达方向（DOA)估计是一个非常有意义的问题。大多数的雷达系统将多径干扰回波处理为非期望杂波噪声，因此，复杂多散射环境对雷达系统的分辨率以及目标的定位精确性有负面影响。针对多输入多输出（MIMO)雷达，引入时间反转（TR)来充分利用多散射场景中多路径传播的空间多样性，提高现有DOA估计算法的性能。仿真结果表明，基于TR的MIMO雷达Capon估计算法相较于常规Capon算法，在复杂多径环境中且信噪比不高的情况下具有很好的估计性能，旁瓣抑制能力强，估计结果更精确。
MIMO雷达 多路径 时间反转 MIMO radar multipath DOA DOA time reversal
采用一阶反转曲线方法研究了三维Ni反点阵列中的磁偶极相互作用和磁化反转行为。以自组装聚苯乙烯球为胶体晶体模板, 采用电化学沉积法制备出有 序的三维Ni反点阵列。样品的孔径尺寸均为大约500 nm, 厚度依次从0.3 μm到1.2 μm。通过一阶反转曲线方法分析表明, 随着样品厚度的增加, 磁偶极相互 作用减小, 矫顽力分布变窄。这主要是由于随着厚度的增加, 磁偶极相互作用向交换耦合作用转变的结果。
一阶回转曲线 磁化反转 反点阵列 first-order reversal curve magnetization reversal antidot array
1 国防科技大学电子对抗学院, 合肥 230037
2 中国人民解放军93046部队, 山东 青岛 266109
时间反演电磁波具有的近、远场超分辨率聚焦特性和空时自适应聚焦特性, 使得时间反演电磁波在超分辨率成像、高精度定位、低能耗保密通信等方面有着巨大的应用前景。总结了时间反演技术的研究现状, 结合电子战领域的发展趋势, 分析时间反演电磁波在电子对抗领域的技术优势及应用前景, 并提出下一步的研究重点。
时间反演电磁波 电子对抗 应用趋势 time-reversal electromagnetic wave electronic countermeasure application trend
1 天津理工大学 理学院, 天津 300384
2 天津理工大学 显示技术与光电器件教育部重点实验室, 天津 300384
利用双光子电离探测技术系统地研究了Eu原子的奇宇称态的光谱。双光子电离探测技术利用两步激发获得Eu原子奇宇称态的光谱：首先将第一步激光的波长固定, 而最后一步激光的波长在35 500~35 650 cm-1, 36 200~36 600 cm-1和46 650~46 950 cm-1三个能域范围扫描, 对处于奇宇称激发态的Eu原子进行双光子电离, 以实现探测其光谱信息的目的。本文系统地研究了35 500~35 650 cm-1, 36 200~36 600 cm-1和46 650~46 950 cm-1能域内的光谱特征, 报道了这些能域内具有特殊寿命的高激发态。通过对采用3种不同的激发路径获得的高激发态的光谱进行拟合, 不仅获得了这些高激发态能级位置、线宽和线型的信息, 而且还观察到奇宇称态光谱中的q反转现象。 此外, 通过分析所获得的3张奇宇称态的光谱, 首次证明了4f壳层的电子被激发的可能性, 该结果为检测新量子理论提供了可靠的实验依据。
铕原子 双光子电离探测技术 4f电子 q反转 Eu atom two-photon ionization 4f electrons q-reversal
