1 中航华东光电有限公司，安徽芜湖 241002
2 特种显示国家实验室，安徽芜湖 241002
3 国家特种显示工程技术研究中心，安徽芜湖 241002
热红外图像中的人体目标易于观察显著性强，应用广泛，但受限于热红外设备的硬件，往往图像中的人体目标边缘模糊，检测效果较差，同时因为热红外的特殊成像原理，人体目标检测时极易受到发热物和遮挡物的干扰，检测的精度也无法得到保证。针对上述问题，本文提出了一种类 HED（holistically nested edge detection）的热红外显著性人体检测网络。网络采用类 HED网络形式，通过将不同比例的空洞卷积编解码模块进行残差相加形式，完成人体目标的检测任务。实验证明该网络可以有效地检测人体目标，准确地预测边缘结构，同时在发热物及遮挡物等环境下也具有较高的检测精度。
HED HED, VGG, U-Net VGG U-NET
上海电力大学 电子与信息工程学院, 上海 201306
电力设备的局部放电监测是发现设备的绝缘缺陷、维护电网安全运行的重要手段。文章基于分布反馈(DFB)激光器线宽窄、噪声低、相干长度长等优点, 设计了一种用于局部放电监测的振动传感系统。系统采用粘接在悬臂梁上的DFB激光器作为传感头, 利用光纤迈克尔逊干涉仪将DFB激光器波长变化转换为干涉仪的输出光强变化, 采用相位生成载波(PGC)算法进行局部放电信号解调。设计并仿真分析了悬臂梁的振动响应特性, 得到其一阶谐振频率为876Hz。研究了迈克尔逊干涉仪臂长差与系统灵敏度的关系。实验选取脉冲点火器作为局部放电源进行放电检测, 验证了系统用于局部放电检测的可行性。结果表明, 该系统能够检测到800~900Hz放电信号, 灵敏度可达-74.67dB re rad/Pa。
局部放电 DFB激光器 光纤迈克尔逊干涉仪 PGC解调算法 partial discharge DFB laser fiber optic Michelson interferometer PGC demodulation algorithm
宁波大学高等技术研究院, 红外材料与器件实验室, 浙江 宁波 315211
使用磁控溅射制备了掺铒氧化铝薄膜, 对薄膜进行了退火处理, 测量薄膜的折射率和X射线衍射图谱, 发现薄膜在600 ℃的退火温度下呈非晶态, 在1.5 μm处的折射率为1.67左右。模拟模场分布, 获得光与掺铒层之间相互作用最大的波导结构参数, 并进一步优化制备条件, 实现侧壁光滑的低损耗掺铒氧化铝脊型波导。在1.31 μm的波长下, 2 μm宽度的氧化铝脊型波导的损耗为1.6 dB/cm, 和使用超快激光灼烧的方法所制备出的损耗为3.8 dB/cm氧化铝脊型波导相比, 损耗大为降低。结果表明, 掺铒氧化铝波导在平面集成波导放大器应用方面极具潜力。
氧化铝薄膜 射频溅射 紫外光刻 脊型波导 干法刻蚀 Al2O3 film RF sputtering ultraviolet lithography ridge waveguide dry etching
1 中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心，上海 201800
2 上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240
3 中国科学院上海光学精密机械研究所，中国-俄罗斯“一带一路”激光科学联合实验室，上海 201800
4 上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093
扫描白光干涉术是目前最精确的表面形貌测量技术之一，被广泛应用于工业与科研领域。从发明至今的三十余年间，在精密光学、半导体、汽车及航天等先进制造领域的需求牵引下，该技术不断取得新的进展与突破。本文从技术应用、方法和算法创新、系统设计、理论模型、校准与误差补偿等方面，总结了过去二十年扫描白光干涉技术的重要进展，对该领域进一步发展提出了展望。
测量 白光干涉术 表面形貌 计量学 光学成像 干涉显微术 先进制造 激光与光电子学进展
2023, 60(3): 0312005
华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京 102206
泥料含水量是陶瓷生产中的重要参数，会影响陶瓷的收缩率、抗弯强度等性能。以电厂粉煤灰为主要原材料、糊精为造孔剂、羧甲基纤维素为黏结剂，采用挤出成型法制备了管状多孔陶瓷膜支撑体。通过控制陶瓷泥料用水量和烧结保温时间制备了不同支撑体，并对支撑体进行性能表征，考察了泥料含水量和烧结保温时间对支撑体微观结构、收缩率、孔隙率、孔径以及机械强度等性能的影响。结果表明：在水/固质量比质量为0.19时，1 150 ℃保温烧结2 h获得孔隙率40.5%、抗弯强度23.6 MPa、平均孔径0.41 ?m的支撑体。制备的支撑体应用于脱硫废水微滤处理，固体悬浮物截留率99.98%。为制备低成本粉煤灰陶瓷膜支撑体提供研究基础，有利于膜法水处理的扩大化应用。
粉煤灰 陶瓷膜 含水量 制备 废水 微滤 coal fly ash ceramic membrane water content preparation wastewater microfiltratio
1 福州大学化学学院，福建 福州 350108
2 中国科学院福建物质结构研究所，福建 福州 350002
采用激光选区熔化技术（SLM），通过改变工艺参数对比线、体能量密度对TC4钛合金成形质量的影响，结果表明：随着线能量密度的增大，熔道宽度增加，但增加趋势逐渐减小，最后收敛于最大值（122 μm），熔道高度差则从27 μm先减小至18 μm后增大至28 μm。在设定铺粉厚度为30 μm的基础上，考虑松装密度及成形密度，推导出实际铺粉厚度为55 μm，进而修正了体能量密度。通过对比线、体能量密度与成形件表面粗糙度、致密度的关系，发现体能量密度可以作为评估成形品质的工艺参数。
激光光学 激光选区熔化 TC4 线能量密度 体能量密度 激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0114007
红外与激光工程
2021, 50(10): 2021G004
1 清华大学精密仪器系光子测控技术教育部重点实验室, 北京 100084
2 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室, 北京 100084
光纤熔丝损伤是一种发生在正在传光的光纤中的链式损伤效应,从1987年首次被发现至今,已在几乎所有类型的光纤中被观察到。它具有类似燃烧的导火索的外观,可以在条件合适时自发发生,并沿着光纤正在传光的反方向快速传播至整个系统,不可逆地毁坏其经过的光纤组件,因而对光纤系统,特别是高功率光纤激光器,构成严重威胁。本文结合作者团队对于光纤熔丝损伤效应十余年的观测和研究,全面回顾了有关光纤熔丝损伤效应的历史和最新研究进展,介绍了目前已知的光纤熔丝损伤关键物理过程、预防和阻断方法,以及光纤熔丝损伤本身的应用,并展望了未来相关研究的热点方向和重点问题。
激光光学 光纤熔丝损伤 高功率光纤激光 损伤预防监测和阻断传播 光纤内微腔 光纤传感 中国激光
2021, 48(15): 1501005
1 贵州大学大数据与信息工程学院, 贵州 贵阳 550025
2 贵阳铝镁设计研究院有限公司, 贵州 贵阳 550009
针对传统卷积神经网络(CNN)中仅有对单手手势语义进行识别的算法和深度学习手势识别算法中CNN的收敛性差和识别精度低的问题,提出了一种基于两个分类器的自适应单双手手势识别算法以对单手和双手进行识别。该算法的核心是联合两个分类器进行单双手手势识别。首先,采用手数分类器对手势进行分割分组预测,将手势识别转化成部分手势图像识别;其次,采用自适应增强卷积神经网络(AE-CNN)进行手势识别,利用自适应模块分析出现识别误差的原因和反馈模式;最后,在迭代次数和识别结果的基础上进行参数更新。实验结果表明,手数分类器进行手势预测分组的正确概率为98.82%,AE-CNN的收敛性优于CNN和CNN+Dropout,对单手手势的识别率高达97.87%,对基于LSP数据集自建的9类单手手势和10类双手手势的整体模型识别率为97.10%,对复杂背景和不同光照强度下手势的平均识别率为94.00%,并且具有一定的鲁棒性。
图像处理 特征自适应增强 双分类器 单双手势识别 卷积神经网络 激光与光电子学进展
2021, 58(2): 0210005
