期刊基本信息
创刊:
1964年 • 半月刊
名称:
激光与光电子学进展
英文:
Laser & Optoelectronics Progress
主管单位:
中国科学院
主办单位:
中科院上海光机所
出版单位:
中国激光杂志社
主编:
范滇元
执行主编:
邱建荣
副主编:
戴琼海 张龙 张雨东 曹良才
ISSN:
1006-4125
刊号:
CN 31-1690/TN
电话:
021-69918427
邮箱:
地址:
上海市嘉定区清河路390号
邮编:
201800
定价:
120元/期

本期栏目 2019, 56(1)

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激光与光电子学进展 第56卷 第1期

作者单位
摘要
太原理工大学物理与光电工程学院新型传感与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 310024
钙钛矿材料因其可调带隙工程、高吸收系数、长程平衡载流子传输距离等光学、电学特性而在光电探测领域表现出光明的应用前景。钙钛矿晶体包含了微晶/多晶薄膜、块体单晶和低维纳米单晶等不同形貌。依次介绍了基于不同形貌钙钛矿晶体制成的光电导型、光伏型、晶体管型与光电倍增型光电探测器的发展历史及研究现状,展示了不同类型器件在光谱响应率、探测率及响应速度等性能参数方面所表现出的不同特征。总结了钙钛矿光电探测器在柔性、窄带探测、自驱动及阵列化等特殊性能方面所取得的研究进展,并对钙钛矿光电探测器的发展前景进行了展望。
光学器件 钙钛矿 光电探测器 光电导 光伏 晶体管 光电倍增 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010001
作者单位
摘要
1 北京航空航天大学物理科学与核能工程学院, 北京 100191
2 中国科学院半导体研究所固态光电信息技术实验室, 北京 100083
激光半主动制导技术极大地提高了导弹命中率,激光器作为目标指示器的核心器件,其研究进展对整个激光制导**系统意义重大。首先介绍了用于目标指示器的激光器的发展历程和研究现状;然后阐述了当前该激光器的主要技术原理和方案,分析了其优势和不足;最后对该激光器的未来发展方向进行了展望。
激光器 激光二极管抽运固体激光器 激光半主动制导 激光目标指示器 免温控技术 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010002
作者单位
摘要
中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621999
太赫兹量子级联激光器(THz QCL)是一种紧凑、相干的固体连续辐射源,具有重要的潜在应用价值,是当前国际上研究的热点之一。目前,THz QCL面临进一步提高输出功率的问题,而阵列耦合是突破这一瓶颈的有效途径,因此,相关研究就显得尤为重要。概述了THz QCL的现有阵列耦合结构,并总结和讨论了THz QCL阵列研究现状及其未来可能的发展方向。
激光器 量子级联激光器 太赫兹 阵列 波导 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010004
作者单位
摘要
1 空军工程大学航空航天工程学院, 陕西 西安 710038
2 中国人民解放军95084部队, 广东 佛山 528226
机载光电雷达随着使用频次的增加,其探测距离会与出厂时的指标产生严重偏差。为此,分析了机载光电雷达的工作原理,以及光电雷达的最大探测距离受目标辐射强度、大气条件、光学系统等影响;根据光电雷达的探测原理,提出了新型便携式光电雷达测试系统的设计思路,利用黑体和特制平行光管模拟无穷远目标红外辐射强度,将衰减片与步进电机、传动齿轮结合来模拟不同的大气条件,最终确定其样机,并完成了红外衰减片的计量测试;阐明了新型便携式光电雷达测试系统的使用方法及测试结果。该测试系统便于携带,测试效率较高,适用于极端恶劣的环境条件,并可推广至各种类型的红外探测系统的性能测试中。
大气与海洋光学 光电雷达测试系统 黑体 组合式衰减片 伺服系统 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010101
作者单位
摘要
1 川北医学院医学影像学院, 四川 南充 637000
2 川北医学院基础医学院物理教研室, 四川 南充 637000
为研究截断光束在非Kolmogorov湍流中的扩展区域,求解了湍流距离及瑞利区间解析式,将传输路径划分为三个区域,并对三段区域进行相关数值分析。研究结果表明,第一区域和第二区域长度随相干参数、截断参数的增大而缩短,第三区域起点随相干参数、截断参数的增大而减小;相干参数、截断参数越小,忽略湍流在瑞利区间内对光束扩展影响的可能性则更大;三个区域内,湍流距离随广义指数的变化依次加剧。对主要结果进行了相应的物理解释。
大气光学 非Kolmogorov湍流 截断光束 湍流距离 扩展区域 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010102
作者单位
摘要
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
2 南京理工大学泰州科技学院基础科学部, 江苏 泰州 225300
基于扩展小波树理论和多任务贝叶斯模型,提出了彩色图像自适应压缩采样方法。根据扩展小波树结构中父子系数和兄弟系数的关系,对彩色图像中红、绿、蓝三通道图像分别进行了自适应压缩采样。利用彩色图像三通道间的相关性和多任务贝叶斯模型,分别处理了采样得到的三通道高频小波系数,并重构融合得到彩色图像。研究结果表明,当采样次数为600、采样率为14.6%时,利用所提方法得到的彩色重构图像的峰值信噪比均大于27 dB,色差均值最小,色差值也趋于稳定,图像色调保持着较好的一致性和稳定性。
相干与统计光学 彩色压缩成像 扩展小波树 贝叶斯模型 自适应压缩采样 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010301
作者单位
摘要
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
实芯保偏光子晶体光纤在双折射、温度、抗辐照等方面具有独特的优势,非常适合于光纤陀螺应用,然而其损耗较大,影响着光子晶体光纤陀螺性能的提高,空气孔内壁表面粗糙度引起的散射是导致损耗的原因之一。针对实芯保偏光子晶体光纤散射损耗,建立了光纤散射模型,仿真计算散射损耗为0.179 dB/km;搭建了全自动测试装置,测量灵敏度可达1 pW,散射角测量范围可达15°~165°,光纤旋转角度分辨率可达1°,实现了三维散射球的测量,得到散射损耗为0.23 dB/km,验证了理论仿真结果的可靠性。
光纤光学 光子晶体光纤 散射损耗 散射分布测量 实芯保偏光子晶体光纤 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010601
作者单位
摘要
1 国网河北省电力有限公司电力科学研究院, 河北 石家庄 050021
2 华北电力大学, 河北 保定 071000
基于互相关法和Levenberg-Marquardt(LM)算法,提出了互相关-LM算法以拟合布里渊频谱的中心频率。此方法发挥互相关法无需给定初值且对噪声不敏感的优点,将其用来寻找迭代初值,得到精度较低结果作为初值输入LM算法中进行迭代,最终得出布里渊散射频谱的精确信息。同时提出了新的双峰布里渊谱的拟合方法和出现双峰时的布里渊峰值选择原则。此算法有效提高了拟合精度和拟合效率,使得单峰拟合误差在1 MHz以内,双峰拟合误差在2 MHz以内,拟合度达0.9988。为了检验其实用性,将其应用于变压器绕组变形检测。对改造过的外表面敷设光纤的绕组施加两处应变,互相关-LM算法能精确提取中心频率,解耦出应变信息,平行测试误差在3 MHz以内,拟合度可达0.9964,均方根误差约0.005,并能实现应变的精确定位,充分证明了此方法的优越性和实用性。
光纤光学 布里渊散射 互相关Levenberg-Marquardt法 双峰拟合 分布式光纤传感 绕组变形检测 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010602
作者单位
摘要
西安理工大学自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
设计了基于单光源的全双工可见光通信系统,实现了可见光兼具照明和通信的功能。利用“猫眼”逆向调制器对下行光信号进行两次调制,将上行信息调制到下行光信号上并反射回主动端。实验表明,单光源可以实现全双工可见光通信链路,并且使上下行链路的通信互不干扰,通信效果良好。
光通信 逆向调制 上行链路 下行链路 全双工通信 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010603
作者单位
摘要
华北理工大学电气工程学院, 河北 唐山 063200
在基于条纹投影的物体表面形貌测量中,条纹相位畸变是影响物体测量精度的主要因素。为了准确判断条纹相位是否发生相位畸变,在相位矫正算法中借助傅里叶变换,从频域中分析条纹图样,形成了一种基于频域分析辨别干涉条纹相位畸变的技术。利用迈克耳孙干涉的基本原理搭建平行光束干涉投影装置,将干涉条纹投射到光屏上,通过CCD相机进行图像采集,并将得到的干涉条纹图像传输到计算机上,再利用小波滤波对图像进行滤波,噪声和干扰通过傅里叶变换将空域图像转换为频域图像,分析频域图像中的基频临近位置的能量分布信息,判断是否发生相位畸变。实验结果表明,该方法能够准确判别采集条纹图像是否发生相位畸变,识别灵敏度为60 mrad。
傅里叶光学 干涉投影 相位畸变 频域分析 傅里叶变换 小波滤波 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010701
作者单位
摘要
江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室, 江苏 无锡 214122
针对传统核相关滤波器(KCF)无法处理严重遮挡及光照变化等问题,提出一种结合快速角点检测与双向光流法的长期KCF跟踪算法。首先利用KCF跟踪器在目标位置上提取融合方向梯度直方图特征、颜色属性特征和灰度特征的多通道特征,计算输出响应图并得到所跟踪目标的峰值旁瓣比(PSR),然后通过比较PSR与经验阈值来判断目标是否被遮挡;当目标出现遮挡时,在快速角点检测的角点基础上利用双向光流法重新检测下一帧目标位置,并采用一种新模板更新策略来应对严重遮挡。与其他算法进行对比实验,验证了本文算法对处理遮挡和光照变化具有高效性及稳健性。
傅里叶光学 目标跟踪 核相关滤波 快速角点检测 双向光流 遮挡 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 010702
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对叠栅条纹图像在精密测量方面的应用需求,提出了一种基于图像局部自相似性和去块效应后处理的超分辨率算法。该算法利用叠栅条纹图像的局部自相似性,首先对原始低分辨率条纹图像插值,得到初始高分辨率图像,然后寻找各高分辨率图像块对应的低分辨率最优匹配块,从高、低分辨率图像块对中提取先验知识,完成单帧图像的超分辨率重建。本文算法对图像进行了块操作,在重建结果中引入了块效应。针对该问题,同时提出了一种能够快速消除块效应的后处理算法。结果表明,将本文两种算法结合使用,能够有效提高图像质量,同时消除重建图像中块效应的影响。本文算法不需要借助外部图像,计算复杂度低,适用于叠栅条纹图像超分辨率重建。
图像处理 叠栅条纹 超分辨率 自相似性 块效应 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011001
作者单位
摘要
1 江南大学物联网应用技术教育部工程中心, 江苏 无锡 214122
2 无锡太湖学院江苏省物联网应用技术重点实验室, 江苏 无锡 214122
教育部-中国移动科研基金项目、青海省高端创新人才计划;
图像处理 深度学习 目标检测 卷积神经网络 实时检测 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011002
作者单位
摘要
1 中国矿业大学(北京)现代教育技术中心, 北京 100083
2 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院, 北京 100083
为了解决煤矿井下复杂光照条件导致人脸识别率低的问题,提出了一种适用于煤矿井下复杂光照条件下的人脸识别方法。首先利用小波分解将人脸图像分解为低频和高频部分,对低频部分利用直方图均衡化处理,增强图像对比度;然后采用引入模糊隶属度因子的小波去噪模型对高频部分进行滤波处理,并通过新的PAL模糊增强算法对高频部分进行模糊增强,在不同阈值下的非线性变换得到不同尺度、不同方向的特征图像,并进行反模糊处理;最后对处理后的低频和高频部分进行小波重构。实验表明,在井下复杂光照条件下,本文提出的人脸识别方法能有效改善人脸图像的整体效果,增强图像的细节信息,且平均识别率能够达到94.45%,显著提高了井下复杂光照下的人脸识别率。
图像处理 小波变换 模糊处理 隶属度 重构 人脸识别 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011003
作者单位
摘要
1 西南科技大学材料科学与工程学院, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
提出荧光成像技术用于无损探测熔石英光学元件亚表面缺陷,利用该方法获得不同加工工艺下熔石英光学元件的亚表面缺陷。结合熔石英光学元件损伤性能研究,分析了熔石英光学元件亚表面缺陷与其损伤性能的关联关系。结果表明,熔石英光学元件损伤阈值与荧光缺陷密度呈反比关系,即亚表面荧光缺陷较少的样品损伤性能较好。这说明利用该技术方法可以有效评价熔石英光学元件的损伤性能。该研究结果对光学元件加工技术具有指导意义。
图像处理 荧光成像 亚表面缺陷 激光损伤性能 熔石英 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011004
作者单位
摘要
安徽工程大学电气工程学院, 安徽 芜湖 241000
总变分修复算法在去除图像划痕和文本时需要较多迭代,对边缘细节信息的保持性不理想,并且存在阶梯效应,修复后的图像峰值信噪比较低。针对这些缺陷,提出了改进的算法,在原算法正则项中加入对数运算以及附加方向梯度算子,从而避免了阶梯效应,减少了迭代次数,降低了图像在边缘细节处的平滑力度。仿真结果证明,改进的算法减少了迭代次数,并且可以很好地保留图像的细节信息,所修复的图像具有很好的视觉效果。
图像处理 总变分修复算法 迭代次数 对数运算 附加方向梯度算子 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011005
作者单位
摘要
云南师范大学旅游与地理科学学院, 云南 昆明 650500
提出一种加速分割特征算法与快速视网膜关键点描述子(FREAK)结合的图像配准算法。首先对图像建立尺度空间,并在此基础上利用加速分割特征优化算法检测图像特征点,结合Harris算法对特征点进行过滤,保留强角点用于图像配准;其次结合 FREAK对检测的特征点进行描述,计算其特征向量,采用汉明距离替代传统的欧氏距离进行图像匹配,并采用随机采样一致性方法精炼匹配点来避免由于噪声和物体位置移动等原因产生的误匹配。从配准精度和配准时间两个方面,对本文方法与尺度不变特征变换算法、二进制稳健独立基本特征算法及原始FREAK算法进行对比实验,结果表明,本文方法具有配准速度快、准确性高、稳定性好等特点。
图像处理 加速分割特征优化算法 视网膜的特征点描述法 单应性变换 图像配准 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011006
作者单位
摘要
天津城建大学计算机与信息工程学院, 天津 300384
针对视觉背景提取算法在复杂环境下检测出现鬼影现象、动态背景因素形成噪声干扰等问题,提出一种改进的视觉背景提取算法。通过创建辅助样本集,对复杂环境中像素点的重要特征信息进行收集;引入像素点鬼影因子和区域复杂度分析,自适应调节各像素点的匹配阈值和更新速率;最后通过基于滑动窗的像素点闪烁程度分析,将可能被误检为前景的噪声点向辅助样本中依概率更新。多场景下对比实验表明,该算法可将错分率降低至1.49%,且在检测时能快速消除鬼影现象,有效抑制动态背景产生的噪声干扰,同时保证前景目标能被完整识别,在复杂环境下的检测结果更加准确。
图像处理 运动目标检测 视觉背景提取算法 鬼影消除 自适应阈值 动态背景 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011007
作者单位
摘要
1 陕西师范大学计算机科学学院, 陕西 西安 710119
2 陕西师范大学现代教学技术教育部重点实验室, 陕西 西安 710119
基于全卷积网络提出了一种图像分割模型以获取目标分割结果,模型包含两个结构相同的深层神经网络分支,每个分支采用卷积-反卷积的结构实现特征提取和从特征恢复目标区域;两个分支接收不同类型图像输入,将来源于两个分支的结果通过加权融合得到最终的分割结果。模型融合了不同图像源的多级尺度特征,在训练样本数有限的情况下,通过数据增强使训练得到的模型稳健性更强。在光学图像数据集Weizmann horse和遥感影像数据集Vaihigen上进行实验,并与相关文献进行比较,结果表明,所提模型具有更高的目标分割完整度和最优的分割性能,在训练数据有限、形态各异、尺度变化较大等的遥感影像建筑物提取中取得了理想的结果,表明该模型可应用于复杂的遥感影像目标分割。
图像处理 图像分割 深层卷积神经网络 多尺度特征融合 多源输入 决策级融合 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011008
作者单位
摘要
1 燕山大学电气工程学院, 河北 秦皇岛 066004
2 陆军军医大学新桥医院疼痛科, 重庆 400000
心肌缺血(MI)是诸多心脏疾病的基础性疾病,可引发多种致命性心脏病,然而在体检筛查中极难发现,病人出现症状时往往错过了最佳治疗时间,因此,心肌缺血的早期发现和早期干预是控制心脏功能衰减或疾病恶化的关键。采集165位健康和有不同程度心肌缺血患者的红外热图像,将所有样本集分为训练集和测试集,通过对红外热图像人体几何定位,提取心前区左右两侧温差集合,并使用多种卷积核对温差集合做降维处理,最终通过反向传播(BP)神经网络在留一法交叉验证下对训练集训练,并确定网络参数,建立分类模型。3×3尺寸的高斯核算子对温差集合卷积后,测试集在BP神经网络上分类准确率达到95.56%,可以为新样本做出准确预测。该方法能够快捷、准确地辅助临床体检对心肌缺血的早期预警,为心肌缺血预诊断提供了新的思路。
成像系统 红外热成像 神经网络 心肌缺血 温差 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011101
作者单位
摘要
1 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
2 上海市计量测试技术研究院机械与制造计量技术研究所, 上海 201203
激光多边测量网是基于激光跟踪仪多站测量的大尺寸坐标测量网络。跟踪仪的位置、数目,即网络布局,是影响测量网性能的关键因素。为此,在遗传算法基础上,提出基于网格的布局优化方法。以覆盖能力、测量精度及总体成本作为多目标评价函数,利用全局网格和局部网格对布局区域进行划分,将全局搜索和局部搜索相配合,无需初始布局即可全局寻优。实验表明,相较于经验布局,该方法更易获得符合测量要求的网络布局,大大降低了对操作人员测量经验的要求,具有良好的实用性。
测量 大尺寸计量 多边测量 布局优化 遗传算法 激光跟踪仪 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011201
作者单位
摘要
重庆大学机械传动国家重点实验室, 重庆 400044
为提高对自由曲面对象细节的分辨能力,抑制解相产生的跳跃性误差,并减少正确解相的充分条件,提出基于多频外差的全频解相方法。首先,通过标准四步相移法求解包裹相位;然后,使用全频解相法,通过绝对相位与光栅节距之间的关系,转换不同节距的光栅包含的细节信息,从而提高解相相位细节的精度。相比现有方法,所提方法抑制解相产生的跳跃性误差的约束更少。仿真结果表明,所提方法解相后无跳跃性误差,且无需额外的误差校正。实验结果表明,所提方法的三维重构精度更高,且重构表面更平滑,细节更清晰。相比现有方法,所提方法的解相误差标准差减小44%。
测量 表面测量 结构光 多频外差 相位解包裹 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011202
作者单位
摘要
1 四川大学电气信息学院, 四川 成都 610065
2 西南技术物理研究所, 四川 成都 610041
点云配准是三维建模过程中的关键问题之一,快速高精度的配准是点云配准研究的重点。提出了一种利用独立成分分析(ICA)的点云配准方法,通过对两组点云数据作ICA,得到其独立分量、混合矩阵,以及解混合矩阵。由于ICA存在模糊问题,两点云的独立分量可能存在顺序和符号上的差异,在F范数最小的优化准则下可以得到两独立分量的最优变换矩阵。进一步,根据点云数据与独立分量之间的关系,实现点云的精确配准。实验结果表明,该算法配准速度快,具有较高的配准精度。
测量 点云配准 独立成分分析 F范数 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011203
作者单位
摘要
1 中国科学院上海天文台, 上海 200030
2 中国科学院空间目标与碎片观测重点实验室, 江苏 南京 210008
3 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
多台望远镜同时进行信号接收可有效增加激光回波数,提升目标激光信号探测能力。多望远镜接收测量系统间的时间同步精度,直接影响测量数据误差。为此,提出了光纤时间频率传递在多望远镜测量系统中的时间频率同步方法,并测试了光纤时间频率传递系统的装置性能,其时间同步精度达62 ps,变化率每天约为4 ps,满足卫星激光测量要求。基于双望远镜信号接收激光测距系统及光纤时间频率传递装置,开展了单望远镜激光发射、双望远镜信号接收的卫星激光观测实验。与卫星精密轨道相比,双望远镜联合获得的卫星距离测量外符误差小于6 cm,可应用于卫星精密定轨。实验结果验证了光纤时间频率传递方法在多望远镜信号接收激光测距应用中的可行性。
测量 卫星激光测距 多望远镜测距 时间同步 光纤时间频率传递 卫星观测实验 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011204
作者单位
摘要
北京工商大学材料与机械工程学院, 北京 100048
采用选区激光熔化(SLM)技术对200 μm层厚的气雾化316L粉末进行单熔道及块体实验,通过分析成型样件的致密度、微观组织、拉伸性能、缺陷机理等进行了工艺优化。结果表明,当激光功率为400 W,曝光时间为120~160 μs,搭接率为50%~60%时,成型样件的致密度可达99.99%。SLM成型过程中产生的未熔合缺陷可以通过调整工艺参数进行避免;虽然微型孔洞及球化现象无法完全消除,但通过缩短曝光时间可以减小球化尺寸。SLM成型样件的微观晶粒为等轴晶及柱状晶,其拉伸性能良好,屈服强度为530 MPa,拉伸强度为635 MPa,延伸率为31%。
激光技术 选区激光熔化 微观组织 拉伸性能 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011401
作者单位
摘要
西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
放电引发非链式脉冲HF激光器在全谱输出条件下典型的输出谱线约16条,谱线集中在2.65~3 μm波段,大气中H2O分子在2.7 μm附近的吸收带对HF激光能量衰减有较大影响。利用放电引发非链式脉冲HF激光器,获得了宽谱脉冲HF激光在空气中的吸收衰减规律。实验结果表明,全谱输出条件下脉冲HF激光在激光器出口处的吸收系数约为0.066 m -1,传输40 m后吸收系数降低到0.01 m -1附近。吸收系数随着传输距离的增加而减小,并趋于常数。通过对非链式脉冲HF激光2.8 μm以下输出光谱的抑制,在激光器出口处吸收系数减小到原来的1/3,约为0.022 m -1,一定程度上降低了空气吸收对激光能量的衰减。
激光器 中红外激光 HF激光 输出光谱 吸收衰减 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011402
李卿 1,2赵国瑞 2闫星辰 2马文有 2[ ... ]刘敏 2,*
作者单位
摘要
1 华南理工大学材料科学与工程学院, 广东 广州 510640
2 广东省新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室, 现代材料表面工程技术国家工程实验室, 广东 广州 510651
针对Ti-6Al-4V合金植入体存在的应力屏蔽问题,采用选区激光熔化技术成形了不同孔径和孔隙率的多孔Ti-6Al-4V合金结构,对样品的相对密度、成形精度、微观组织、压缩性能和弹性模量等进行表征。结果表明,原始打印态多孔Ti-6Al-4V合金结构的显微组织为细针状α'马氏体组织;不同相对密度的多孔Ti-6Al-4V合金结构,其相对密度从0.420升高到0.548时,弹性模量从15.1 GPa升高到25.7 GPa,抗压强度也从223 MPa升高到了352 MPa,且弹性模量、抗压强度随相对密度变化的关系满足Gibson-Ashby模型。此外,多孔Ti-6Al-4V合金压缩断裂发生在支杆连接处,断口与水平方向约成45°夹角,断裂方式为脆性断裂。
激光光学 选区激光熔化 多孔Ti-6Al-4V合金 弹性模量 应力屏蔽 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011403
林伟平 1,2,3张雷 1,2王君涛 1,2,*陈月健 1,2[ ... ]高清松 1,2
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院研究生部, 北京 100088
报道了一种波长为1319 nm的准连续Nd∶YAG平面波导激光放大器。种子源为基于侧面抽运棒状Nd∶YAG激光头的振荡器,放大器的激光增益介质为平面波导结构Nd∶YAG。YAG平面波导的尺寸大小为0.6 mm×10 mm×60 mm,中心区域0.1 mm×10 mm×50 mm为掺杂区,周围均为非掺杂YAG。放大器的抽运源为半导体激光器阵列,抽运光经过耦合后从后端面进入平面波导材料,种子光从前端进入单通放大输出。Nd∶YAG平面波导与两个微通道热沉焊接起来实现良好的散热,端面镀1319、1064和808 nm高透膜层。当抽运电流为110 A、重复频率为200 Hz时,获得了功率为36 mJ的1319 nm激光输出,放大光光效率为8.3%。
激光器 平面波导 Nd∶YAG; 1319 nm 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011404
作者单位
摘要
安徽建筑大学机电学院, 安徽 合肥 230601
为了研究具有一定速度和角度的水射流在水射流辅助激光加工碳化硅材料中对加工槽体深度、宽度、热影响区的影响,利用Fluent软件,分别以不同速度和不同入射角度的水射流对材料表面冲击力大小的影响进行模拟,从理论上分析冲击力对加工结果的影响,同时进行相关实验验证。结果表明,水射流速度相同时,随着射流入射角度增加,其对槽体表面的冲击力逐渐增大。与无水激光加工相比,水射流辅助激光加工对所得槽体的深度影响较大,对宽度影响很小或基本无影响,热影响区显著降低,槽体底部和槽口处存在较少熔渣和重凝层,加工质量较好。
激光光学 激光加工 水射流 碳化硅 槽体 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011405
作者单位
摘要
中国民航大学航空工程学院, 天津 300300
叶片是航空发动机的重要部件,由于工作环境恶劣,容易出现损坏。对损坏的叶片进行修复是比较经济的做法,模型重构是航空发动机叶片修复的关键技术之一。为此提出了一种基于散斑视觉测量的叶片模型重构方法。采用散斑视觉系统采集叶片曲面散斑点;通过散斑点立体匹配得到局部点云数据;通过点云拼接得出叶片整体点云;根据叶片点云曲率提取边界点,通过三次B样条曲线对叶片点云边界点进行拟合,得出叶片包络曲线;利用包络曲线和点云重建叶片模型;进行了实验验证,证明了方法的可行性。
机器视觉 模型重构 立体匹配 散斑 点云拼接 三次B样条 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011501
作者单位
摘要
华北电力大学计算机系, 河北 保定 071000
针对目标追踪过程中由于目标快速运动及尺度变化导致追踪失败的问题,提出了一种基于全卷积对称网络的目标尺度自适应追踪算法。首先利用MatConvNet框架构建全卷积对称网络,使用训练好的网络得到实验图像与模板的多维特征图,两者通过互相关操作,选取置信分数最大的点为所追踪目标的中心位置;其次,对中心位置进行多尺度采样,将小于模板方差1/2的错误样本过滤掉;建立目标模板和样本概率直方图,计算模板与样本间的海林洛距离,选取合适的尺度作为目标追踪窗口的尺度。在OTB-13数据集上进行实验,与其他追踪算法性能比较,本文算法追踪成功率为0.832,精度为0.899,高于同类型深度学习追踪算法,平均追踪速度达到42.3 frame/s,满足实时性的需求;挑选包含目标快速运动或尺度变化属性的追踪序列进一步进行测试,本文算法追踪性能仍高于其他算法。
机器视觉 稳健跟踪 全卷积对称网络 深度学习 尺度估计 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011502
作者单位
摘要
1 河海大学物联网工程学院, 江苏 常州 213022
2 江苏省“世界水谷”与水世界生态文明协同创新中心, 江苏 南京 211100;
相机的位姿估计广泛应用于计算机视觉和机器人学等领域。针对相机位姿估计的稳定性与实时性,基于正交迭代算法,提出了一种考虑空间参考点不确定性的相机位姿估计算法。该算法的关键思想是在考虑摄像头畸变的情况下,根据参考点的位置特征获得相应权值,并利用加速正交迭代思想对迭代过程中的重复计算进行规整,最小化加权重投影物方残差函数获得相机位姿。模拟数据实验和真实图像实验表明,该算法计算精度更高,速度更快,时间复杂度较低。在空间参考点深度较大或者偏离摄像头光轴的情况下,该算法的时间复杂度和精度均优于现有的正交迭代算法,从而实现了相机位姿估计的实时性。
机器视觉 单目视觉 相机位姿估计 正交迭代 不确定参考点 最大似然估计 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 011503
作者单位
摘要
天津理工大学电气电子工程学院薄膜电子与通信器件天津市重点实验室, 天津300384
设计了玻璃基底上的边对边型纳米棒聚合体周期性阵列结构,研究其磁共振机理,并用以实现Fano型共振。在横向激励下,即外加电场垂直于纳米棒长轴时,平面型纳米棒三聚体可实现单次Fano共振,而金属-绝缘体-金属型(MIM)纳米棒聚合体可实现双Fano共振。采用有限元法模拟分析了聚合体阵列在可见光至近红外波段内的近场电磁分布和远场消光谱,研究了其共振峰的特性与实现机理。分析表明,纳米棒局域表面等离激元共振模式的近场耦合与叠加,激发其磁表面等离激元(MSPs),从而得到Fano型共振。尤其MIM纳米棒的引入,为双次乃至多次Fano共振的实现提供更多可能。所设计纳米棒聚合体阵列的Fano共振损耗小,品质高,其带宽仅为30~50 nm,有望应用于多波长生化传感检测、光开关等器件中。
光电子学 纳米棒 双Fano共振 横向激励 金属-绝缘体-金属 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 012501
作者单位
摘要
湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室, 湖南 湘潭 411201
提出了一种大范围光电跟踪传感器并介绍了其工作原理,搭建了实验平台并开展了传感器高度角和方位角的视场范围及其跟踪精度的实验研究。结果表明,传感器在方位角的视场范围为-180°~+180°,高度角的视场范围为-90°~+90°,满足了传感器响应范围广的要求;精跟踪精度较高且误差为±1.5°,能满足太阳能光伏发电对跟踪精度的要求。该研究为太阳跟踪光电传感器的开发和使用提供了依据。
传感器 太阳能 光电跟踪 聚光器 双轴跟踪 
激光与光电子学进展
2019, 56(1): 012801