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选择下列全部论文 将 选定结果
光学器件
吴蓉  李龙飞  马岩岩  
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摘要
基于光子晶体谐振腔的耦合原理,采用环形腔与微腔结构结合的形式,设计了一种六通道波分复用器。利用平面波展开法研究了晶格常数为0.55 μm时光子晶体禁带范围随介质柱半径的变化关系,并得到其能带结构。采用时域有限差分法分析了谐振腔结构对波长的影响,得到了该谐振腔结构的传输特性曲线及电场分布,并实现了波长为1.3298,1.4316,1.4419,1.5564,1.5966,1.6191 μm的六通道波分复用。实验结果表明,该器件通过调节微腔内外的介质柱半径进行选频,通过增加反射点的微腔结构减少串扰,通过改变输出端边缘介质柱的半径提高输出效率。最终实现透射率大于90%,平均带宽为9 nm的通道,且通道间串扰小,窄带特性好。器件尺寸仅为13.4 μm×17.6 μm,有利于进行光器件集成,具有潜在的应用价值。
激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0323002-1
Early Posting
赵贺  张金秀  张正刚  
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摘要
针对医学图像融合过程中出现的细节损失严重、视觉效果不佳等问题,本文提出了一种基于非下采样轮廓波变换与离散小波变换的脉冲耦合神经网络医学图像融合算法。首先,对医学源图像进行非下采样轮廓波变换,得到相应的低频和高频子带,并对得到的低频子带进行离散小波变换。然后,采用脉冲耦合神经网络对低频子带进行融合,输入项为平均梯度和改进型拉普拉斯能量和,对高频子带采用信息熵与匹配度相结合的融合方法。最后,对融合后的结果进行多尺度逆变换得到融合图像。实验结果表明,本方法能够有效提升融合图像的对比度并保留源图像的细节信息,在主观和客观评价上均有优良的性能表现。
激光与光电子学进展
2021, 58(20): 0
图像处理
李新颖  冉思园  廉敬  
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摘要
针对简单线性迭代聚类(SLIC)方法对图像边缘细节处理效果不佳的问题,提出一种参数可控、改进的简化脉冲耦合神经网络模型(PC-MSPCNN)与SLIC结合的彩色图像分割方法。该方法首先改进MSPCNN模型的加权矩阵和连接系数,并增设辅助参数,以提高分割准确度。随后将彩色图像输入至PC-MSPCNN模型中,依据改进模型中输出Y值的分布划分物体的边缘,使分割结果更好地贴合物体的边缘,利用所提出的相似性准则合并散布的碎片,减小后续处理的复杂度;其次,在SLIC度量相似距离的基础上引入PC-MSPCNN中RGB三个通道的内部活动项U值,完成对图像剩余部分的加权融合聚类,改进聚类效果。实验结果表明,本文方法能更精确地贴合图像中物体的边界,大幅减少碎片,有效提高图像的边缘贴合度。
激光与光电子学进展
2021, 58(2): 0210023
机器视觉
邸敬  王景慧  廉敬  
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摘要
针对脉冲耦合神经网络在交通标志分割中准确度不高和参数设置复杂的问题,提出一种参数可调的改进脉冲耦合神经网络(PA-MSPCNN)。通过分析交通标志颜色特征,对图像进行红化预处理,区分出交通标志和环境背景;根据周围神经元对中心神经元的影响,改进MSPCNN模型中的加权矩阵和连接系数;通过分析动态阈值间的关系,增设辅助参数,使动态阈值的调节更加合理。实验结果表明,PA-MSPCNN对交通标志的检测准确率达85%。PA-MSPCNN在减少传统PCNN模型中的参数量同时,能准确分割图像,在光照条件变化、交通标志尺度变化和几何旋转等复杂情况下具有更好的适用性。
激光与光电子学进展
2021, 58(2): 0215002
Early Posting
庄瑞  洪晶晶  刘爱萍  周兴平  王琴  
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摘要
本文主要研究了三维集成光学芯片中波导之间的耦合问题。我们通过全波仿真数值模拟了波导阵列不同架构情况下的电磁场分布,并分析平行波导和交叉波导间的耦合效率与波导间距、周围环境、工作波长和夹角之间的关系。波导之间的能量耦合是集成光路设计的重要参考因素。提高波导之间的耦合效率可以有效增强光学芯片的集成度。
激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1
Early Posting
摘要
为了研究大气激光通信中光纤耦合接收效率起伏概率分布特性,建立了受大气湍流扰动的瞬态耦合效率计算模型,据此得出影响光纤耦合效率统计分布的最少无量纲参数。通过对空间光到单模光纤的瞬态耦合效率进行蒙特卡罗模拟与分布特征分析,提出使用双Johnson SB分布来拟合瞬态耦合效率的概率密度函数,并用实验测量数据进行了验证。通过研究发现,表征湍流强度的孔径半径-大气相干长度比 和耦合几何参数 这两个无量纲参数会对耦合效率的统计分布产生影响。本文结果可以为不同大气湍流条件下的空间光到单模光纤耦合系统参数优化设计提供参考,有助于使用光纤耦合的大气激光通信系统的工程实现。
激光与光电子学进展
2021, 58(19): 2
衍射与光栅
佘日银  李德洪  陈东文  李勇  
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摘要
利用光纤阵列传输高功率光能,并针对基模高斯光,提出了一种通用的满足达曼光栅分束耦合约束条件的参数设计方法。首先,确定了系统组成元件并建立数学模型。然后,利用MATLAB软件仿真1×6达曼光栅分束,得到的子光斑束腰半径为20.31 μm、两两间距为127.7 μm,其总衍射效率为84.50%、不均匀度为0.23%。由光栅衍射理论与远场发散角分别计算出子光斑半径,对比仿真结果可知,对于基模高斯光入射,由平面波推导出的子光斑半径公式不适用,子光斑半径与入射光半径成反比,而光栅周期数对其无影响,并通过了实验验证。为了满足耦合约束条件,提出了一种通用的系统参数设计方法,通过改变波长、束腰半径、准直倍率、光栅周期长度与聚焦透镜焦距等参数,得到了精确耦合所需的子光斑半径与间距。
激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0105001
Early Posting
庞铭  丁前峰  
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摘要
为突破抽油泵内筒材料表面激光熔覆高熵合金容易形成裂纹的技术瓶颈,研究团队试图建立了激光熔覆高熵合金热力耦合仿真模型,该模型以材料热物性参数随温度的变化、相变潜热、激光的功率和速度的变化为主要自变量。结果发现:由于激光熔覆过程是局部的快速加热和冷却等综合因素,高的温度梯度主要集中在激光熔覆区域及其附近;激光熔覆高熵合金在空间温度分布的非均匀性、激光辐照区域的几何结构的非对称性等综合因素影响,X方向的最大拉伸残余应力大于Y和Z方向的最大拉伸残余应力;由于熔覆区域和基体结合区域存在几何结构突变及温度梯度等综合影响,在熔覆区域与基体交界区域存在应力集中;由于残余应力的形成与温度梯度、温度大小、结构约束等综合因素相关,伴随激光功率的增大,在温度幅值及温度梯度和约束等综合作用下,X方向熔覆层的最大残余应力增加,Y方向熔覆层的最大残余应力先降低后升高,Z方向熔覆层的残余应力升高;伴随扫描速度的增加,X方向熔覆层的最大残余应力降低,Y方向熔覆层的最大残余应力先升高再降低,Z方向熔覆层的最大残余应力先升高再降低。伴随激光扫描速度的增加,温度降低带来的热膨胀变形减少和温度梯度改变诱发的非协调变形的竞争关系,最大拉伸残余应力伴随激光扫描速度的提高而增加。通过实验验证了仿真的趋势,说明了模型的正确性。
激光与光电子学进展
2021, 58(05): 2
Early Posting
田苗  瞿敏妮  乌李瑛  程秀兰  
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摘要
光子集成的发展极大地促进了对光栅耦合器的研究。非对称光栅由于打破了耦合对称条件,能够实现相对较高的耦合效率。近年来,倾斜光栅、闪耀光栅、二元闪耀光栅等均得到了极大发展,他们的结构设计、制备方法、测试方法等也都得到了诸多改进。本文介绍了光栅作为光纤到光波导的输入输出耦合器的工作原理和主要特点;梳理了光栅耦合器的主要类型和各类型所面临的主要问题及解决方法;列举了一些值得关注的研究成果。旨在通过比较各种光栅作为光纤到光波导的输入输出耦合器的优劣,帮助研究者了解光栅耦合器的研究现状和潜在的发展方向,从而为未来的相关研究提供参考。
激光与光电子学进展
2021, 58(05): 4
研究论文
李秀明  吴广涛  张 锐  
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摘要
随着信息技术的迅速发展,对声表面波器件的要求也进一步提高。为寻找性能更加优异的声表面波器件基底材料,本文利用分波解法对室温下[001]c及[011]c极化弛豫铁电0.24PIN-0.47PMN-0.29PT单晶的声表面波性能进行研究。利用[001]c及[011]c极化弛豫铁电0.24PIN-0.47PMN-0.29PT单晶的弹性、压电及介电性能参数,通过求解克里斯托弗方程计算了晶体声表面波相速度、机电耦合系数及能流角随传播角度的变换关系。结果表明,沿[011]c方向极化的0.24PIN-0.47PMN-0.29PT单晶声表面波性能要优于沿[001]c极化的单晶。[011]c极化0.24PIN-0.47PMN-0.29PT单晶的声表面波机电耦合系数显著高于沿[001]c极化单晶。同时沿[011]c极化0.24PIN-0.47PMN-0.29PT单晶的声表面波能流角的最大值也明显小于[001]c极化单晶。因此,沿[011]c方向极化的0.24PIN-0.47PMN-0.29PT单晶兼具优异的声表面波性能及温度稳定性,更适合于实际应用。
人工晶体学报
2021, 50(2): 260
00 11