1 江南大学人工智能与计算机学院，江苏 无锡 214122
2 江南大学先进技术研究院，江苏 无锡 214122
3 江苏省模式识别与计算智能工程实验室，江苏 无锡 214122
4 苏州科技大学电子与信息工程学院，江苏 苏州 215000
针对红外与可见光图像融合方法存在的对源图像特征分离不充分、可解释性低且融合规则难以准确设计等问题，提出基于互信息特征分离表达的红外与可见光图像融合方法，有效分离特征的同时保留源图像的典型信息。首先，采用互信息约束的编码网络提取特征，最大化源图像与特征间互信息来保留源图像的特征表示，同时通过最小化私有和公有特征的互信息来达到分离表达的目的；其次，特征融合阶段设计了层级特征自适应融合模块来有效融合不同层级的特征信息，减小语义差距并调整感受野，增强网络对特征的学习能力；此外，损失函数采用软加权强度损失来平衡红外与可见光特征分布；最后，对比实验的主客观评价结果表明，所提方法能有效融合红外与可见光图像的重要信息，具有良好的视觉感知。
图像处理 红外与可见光图像 互信息 分离表达 层级特征自适应融合 软加权强度损失 激光与光电子学进展
2023, 60(24): 2410002
1 南华大学电气工程学院超快微纳技术与激光先进制造湖南省重点实验室，湖南 衡阳 421001
2 南华大学机械工程学院，湖南 衡阳 421001
数值研究了由同心C3型孔和圆环孔单元结构组成的复合超表面在近红外波段内的表面等离子体三重法诺共振效应与光学传感现象。研究结果表明，通过改变C3单元结构的对称性破缺不仅能够诱导产生可调的多重法诺共振效应，还能构建基于该效应的自参考光学传感。此外，通过改变圆环单元结构的内半径能够实现基于法诺凹陷深度的辐射监测传感。该研究为设计紧凑、可调谐的法诺共振光子器件提供了新的视角，同时可将周期性亚波长金属纳米结构扩展至生物传感和光通信领域的相关应用。
光电子学 表面等离子体光子学 表面等离子体 光学传感和传感器 激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0925001
1 江南大学人工智能与计算机学院, 江苏 无锡 214122
2 苏州科技大学电子与信息工程学院, 江苏 苏州 215009
为确保源图像中的显著区域在融合图像保持显著, 提出了一种自注意力引导的红外与可见光图像融合方法。在特征学习层引入自注意力学习机制获取源图像的特征图和自注意力图, 利用自注意力图可以捕获到图像中长距离依赖的特性, 设计平均加权融合策略对源图像的特征图进行融合, 最后将融合后的特征图进行重构获得融合图像。通过生成对抗网络实现了图像特征编码、自注意力学习、融合规则和融合特征解码的学习。TNO真实数据上的实验表明, 学习到注意力单元体现了图像中显著的区域, 能够较好地引导融合规则的生成, 提出的算法在客观和主观评价上优于当前主流红外与可见光图像融合算法, 较好地保留了可见光图像的细节信息和红外图像的红外目标信息。
图像融合 自注意力 生成对抗网络 红外图像 深度学习 image fusion, self-attention, generative adversari
1 南昌大学材料科学与工程学院, 江西 南昌 330031
2 南昌大学物理系, 江西 南昌 330031
3 南昌大学空间科学与技术研究院, 江西 南昌 330031
4 中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
提出了每个超晶胞由8个不同V-形天线组成的双周期超晶胞错位超表面结构,并从理论和实验上研究了其特性。计算表明,当横电光垂直入射时,会得到共偏振透射和交叉偏振异常折射。通过调节两个超晶胞周期单元的横向错开距离,可改变异常折射的相位差,调控其振幅。实验结果表明,当4.3 THz的光垂直入射到两个超晶胞周期单元横向错开距离为0,2,4,6个V-形单元的样品上时,异常折射光强分别为入射光强的3.6%,1.7%,0.7%,1.9%,与计算结果一致。
集成光学 太赫兹 超表面 异常折射 振幅调控
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Terahertz Solid-State Technology, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
We propose and experimentally demonstrate a wideband linear polarization converter in a reflection mode operating from 2.4 to 4.2 THz with conversion efficiency of more than 80%. Our device can expand the applications to a higher frequency band. A numerical simulation is performed for this metamaterial converter, which shows a good agreement with experimental results. Importantly, a concise and intuitive calculating model is proposed for the Fabry–Pérot cavity. The theoretical results indicate that the underlying reason for the enhanced polarization conversion is the additional phase difference induced by the resonance of the meta-structure and multiple reflections within the Fabry–Pérot cavity.
310.5448 Polarization, other optical properties 310.6628 Subwavelength structures,nanostructures 310.6805 Theory and design 240.5445 Polarization-selective devices Chinese Optics Letters
2019, 17(9): 093101
