激光与光电子学进展
2024, 61(6): 0600001
长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程研究中心，吉林 长春 130022
基于空间光通信捕获、对准、跟踪技术的基本理念，笔者设计了一套基于伺服控制的水下无线光动态通信捕获跟踪系统，提出了基于跟踪微分器的电机加减速控制技术，设计了转台粗、精跟踪策略。在此基础上，笔者开展仿真验证、室内模拟测试及水下激光光斑捕获跟踪实验。仿真验证结果表明了该系统与算法策略在原理上的可行性；室内模拟测试方位、俯仰跟踪精度分别为0.08 mrad和0.27 mrad，这表明可将本系统应用于水下无线光动态通信；水下激光光斑捕获跟踪实验结果表明系统的捕获概率优于99%，捕获时间少于9 s，水箱施加扰动前后的跟踪精度分别为0.6 mrad和2 mrad。本文为后续开展水下无线光动态通信技术研究提供了一种技术方法和研究思路。
海洋光学 捕获跟踪 跟踪微分器 伺服控制 跟踪精度
长春电子科技学院 电子工程学院, 长春 130022
直线运动动态目标发生器用于检测与标定光电跟瞄吊舱的动态分辨率、跟踪带宽等性能指标。动态目标发生器内置平行光管用于模拟无限远动态目标, 动态图形置于光管的焦平面并做变速直线运动模拟地面景物的移动动态。发生器内的平行光管由于其长焦距、大口径、大视场的特点, 其二级光谱需重点考虑, 基于复消色差理论, 矫正二级光谱并平衡场曲等其余像差。设计了1m焦距、口径100mm、视场角为5°的大视场、长焦距无限远目标模拟光学准直系统。设计结果表明, 光学系统的传递函数优于0.3@100lp/mm, 畸变≤0.03%, 沿轴色差远小于焦深, 有效地矫正了二级光谱。采用分辨率板法检测光学系统的轴上、轴外点的空间分辨率, 检测结果表明光管的空间分辨率均达到20组152lp/mm, 满足系统要求。
动态目标模拟 平行光管 复消色差 长焦距 光学系统设计 dynamic target simulation the collimator apochromatism long focal length optical system design
1 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，浙江 杭州 310027
2 之江实验室，浙江 杭州 311121
激光直写技术因具有灵活的三维微纳结构加工制造能力，在工业以及各个科学领域中得到广泛应用，但要进入亚100 nm乃至亚50 nm尺度，实现高通量的三维纳米制造还是当前的技术难题。而这在后摩尔时代光电混合集成与多层堆叠集成高度发展的今天显得极为重要。从光学成像的角度，这个问题的核心就是要获得大视场和高分辨信息，即信息带宽积的最大化，在激光直写技术中，就是要实现高通量和高分辨刻写。本文将论述激光直写技术的发展，介绍本课题组在高通量激光纳米直写方向的研究进展。
激光器 光刻 激光物质相互作用 微纳制备 光学学报
2022, 42(17): 1714005
Author Affiliations
Abstract
Center for Photonics and Semiconductors, School of Power and Mechanical Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, China
Solar-blind ultraviolet photodetectors (SBPDs) have attracted tremendous attention in the environmental, industrial, military, and biological fields. Aluminum gallium nitride (AlGaN), a kind of representative III-nitride semiconductor, has promising prospects in solar-blind photodetection owing to its tunable wide bandgap and industrial feasibility. Considering the high defect density in the AlGaN epilayer directly grown on a sapphire substrate, employing an AlN/sapphire template turns out to be an effective method to achieve a high-quality AlGaN epilayer, thereby enhancing the SBPD performances. In recent years, a variety of remarkable breakthroughs have been achieved in the SBPDs. In this paper, the progress on photovoltaic AlGaN-based SBPDs is reviewed. First, the basic physical properties of AlGaN are introduced. Then, fabrication methods and defect annihilation of the AlN/sapphire template are discussed. Various photovoltaic SBPDs are further summarized, including Schottky barrier, metal-semiconductor-metal, p-n/p-i-n and avalanche photodiodes. Furthermore, surface modification and photoelectrochemical cell techniques are introduced. Benefitting from the development of fabrication techniques and optoelectronic devices, photovoltaic AlGaN photodiodes exhibit a promising prospect in solar-blind ultraviolet photodetection.
photovoltaic AlGaN photodiodes solar-blind ultraviolet photodetection AlN/sapphire template Chinese Optics Letters
2022, 20(11): 112501
1 辽宁工程技术大学电子与信息工程学院, 辽宁 葫芦岛 125000
2 沈阳理工大学自动化与电气工程学院, 沈阳 110000
针对水下图像存在雾气分布不均、光照不均等问题, 提出了全局特征双注意力融合对抗网络的水下图像增强算法。首先, 利用卷积层不断对输入图像进行下采样, 代替平均池化来提取输入图像的全局特征;其次, 通过构建全局特征双注意力融合模块, 以适应多变的水体环境, 更有效地增强不同分布程度的水下图像;最后, 在训练中加入条件信息作为限制, 提升网络的稳定性。实验结果表明, 所提算法与其他经典及最新算法相比具有优势, 表明其具有良好的图像增强效果。
水下图像增强 条件生成对抗网络 全局特征提取 注意力机制 underwater image enhancement conditional generative adversarial network global feature extraction attention mechanism
Author Affiliations
Abstract
Ordnance NCO Academy, Army Engineering University, Wuhan 430075, China
To obtain short pulse width and high peak power laser, a 7 kHz sub-nanosecond microchip laser amplified by a grazing incidence double pass slab amplifier is experimentally demonstrated in this Letter. We use a compact side-pumped bounce amplifier with grazing incidence beam for achieving high gains and power extraction. Laser output power of 7.37 W at 7 kHz, 1.2 MW pulse peak power with 877 ps duration and 1.05 mJ energy, 25 pm spectral width, and near diffraction limited mode beam quality are achieved, and the optical-to-optical efficiency is 18%. The laser is packaged in a volume of 356 mm × 226 mm × 84 mm and may be used for applications such as laser altimeters and ladar systems.
sub-nanosecond laser amplifier grazing incidence bounce laser Chinese Optics Letters
2021, 19(2): 021403
1 中国科学院智能红外感知重点实验室，上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
3 中国科学院大学，北京 100049
针对复杂背景下红外弱小目标检测难题，提出一种基于人类视觉系统对比机制的红外弱小目标检测算法。首先，对红外图像进行预处理，通过中值滤波去除红外图像中的孤立噪声点。然后对处理后的图像进行高斯函数差分滤波处理，抑制图像中大面积高亮区域。最后，通过改进的基于局部对比度方法去除高亮边缘区域，消除高疑似目标，最终实现对复杂背景下红外弱小目标的检测。实验表明：相较于传统的 LCM算法、Top-hat算法、 TDLMS算法和 Infrared Patch-Image Model算法等，该算法在虚警率、正确检测率、检测时间等方面更有优势，具有检测率高、虚警率低、鲁棒性好、运行时间短的特点。
弱小目标检测 高斯函数差分滤波器 局 部对比度方法 红外图像 dim and small target detection, difference of Gau
