作者单位
摘要
中国航天科工集团 北京遥感设备研究所,北京 100039
为实现高数据传输率、强抗干扰性和超低误码率的目标,采用光纤通信技术传输高帧频、高分辨力的数字图像数据。本设计针对Cameralink 接口红外图像数据源,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)控制的自适应分辨率和帧频的光纤收发系统,采用了低成本SPARTAN6器件XC6SLX45、串并转换芯片组DS90UB903/904、小型化单模小封装可插拔(SFP)单纤双向收发光模块,实现了双路图像光纤收发功能。其中FPGA 接收Cameralink 接口图像数据,进行图像转换处理,再通过内部集成电路(I2 C)总线控制串并转芯片组实现自适应图像串行化和解串功能,并驱动光模块实现光电转换。本设计实现了分辨率640×512、帧频100 Hz 红外图像数据的发送和接收功能,并通过了各项环境试验,已应用于实际型号项目中。
光纤通信 Cameralink 接口 串并转换芯片组 optical fiber communication Cameralink serial-to-parallel conversion module 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(6): 782
作者单位
摘要
1 京市农林科学院质量标准与检测技术研究所, 北京 100097农业农村部农产品质量安全风险评估实验室(北京), 北京 100097
2 京市农林科学院质量标准与检测技术研究所, 北京 100097
3 延安产品质量安全检验检测中心, 陕西 延安 716099
4 北京市农林科学院质量标准与检测技术研究所, 北京 100097农业农村部农产品质量安全风险评估实验室(北京), 北京 100097
以番茄可溶性固形物含量(SSC)的无损速测为例, 分别采用线性渐变分光(LVF)、 数字光处理(DLP)近红外光谱仪对大、 小番茄采集近红外光谱数据; 分别基于两种近红外光谱仪数据计算大、 小番茄平均光谱及差谱, 并比较两种近红外光谱仪所采集大、 小番茄近红外光谱数据的特征; 对两种近红外光谱仪的数据分别进行主成分分析(PCA), 并比较了大、 小番茄前3主成分的得分分布; 按SSC梯度对数据进行分级, 采用偏最小二乘(PLS)回归结合全交互验证算法分别基于两种近红外光谱仪数据建立番茄SSC定量校正模型。 结果表明: (1)大、 小番茄LVF近红外光谱的平均光谱及其差谱的光谱特征分别与DLP近红外光谱的平均光谱及其差谱的光谱特征相似。 (2)大、 小番茄LVF近红外光谱数据PCA前3主成分得分散点分离趋势不明显, 而DLP近红外光谱数据PCA前3主成分得分散点基本上不具有分离趋势。 (3)基于LVF近红外光谱数据所建各模型的相对预测性能(RPD)皆不低于2.11, 其中标准化预处理所建模型具有最佳性能, 模型维数(Nf)、 校正测定系数(R2C)、 校正均方根误差(RMSEC)、 交互验证测定系数(R2CV)、 交互验证均方根误差(RMSECV)、 RPD、 预测相关系数(RP)、 预测均方根误差(RMSEP)分别为8、 0.949 1、 0.27、 0.899 9、 0.38、 3.16、 0.882 6、 0.63; 基于DLP近红外光谱数据所建各模型的RPD皆不低于1.60, 其中标准化预处理所建模型具有最佳性能, Nf、 R2C、 RMSEC、 R2CV、 RMSECV、 RPD、 RP、 RMSEP分别为5、 0.823 5、 0.49、 0.728 6、 0.62、 1.94、 0.788 4、 0.80。 该研究可为番茄SSC的无损快速测定以及果蔬品质无损快速检测的仪器选择与评价提供一定的参考。
番茄 可溶性固形物含量 近红外光谱仪 定量模型 Tomato Soluble solid content Near-infrared spectrometer Quantitative models 
光谱学与光谱分析
2023, 43(5): 1351
田兴 1,2,3朱乐文 2,3李龙 1,2,3华子森 1,2,3[ ... ]程刚 1,*
作者单位
摘要
1 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室, 安徽 淮南 232001
2 安徽理工大学人工智能学院, 安徽 淮南 232001
3 人工智能与大数据研究院, 安徽 淮南 232001
离轴积分腔输出光谱技术具有实验装置简单、灵敏度高、响应时间快等特点,常被应用于一些超高灵敏度的气体探测领域。高反射率镜片作为系统的重要组成部分,其反射率是影响整个光谱系统测量准确性的重要因素之一。结合射频噪声源搭建了一套离轴积分腔输出光谱测量系统,首先以CH4气体在6046.96 cm-1处的吸收谱线作为研究目标,对不同压力下有无噪声源时的腔镜反射率进行了标定研究,结果表明在有无噪声源两种不同条件下标定的镜片反射率具有一致性,而且反射率随着压力的增加有降低的趋势,计算得到的镜片最高反射率约为0.99992。进而对有无噪声源时0.4 μmol/mol浓度下的CH4测量信号进行了研究,发现引入噪声源后,虽然降低了信号的峰值高度,但信噪比提高了约1.3倍,最小可检测浓度为0.0045 μmol/mol,表明该系统可有效用于大气环境以及工业应用过程中的CH4高灵敏度测量。
光谱学 离轴积分腔输出光谱 射频噪声源 腔镜反射率 信噪比 spectroscopy off-axis integral cavity output spectroscopy radio frequency noise source reflectance of the cavity mirror signal-to-noise ratio 
大气与环境光学学报
2023, 18(5): 494
作者单位
摘要
1 西安工程大学纺织科学与工程学院,陕西 西安 710048
2 西安工程大学大学科技园,陕西 西安 710048
为修复破损纺织品文物图像,在Criminisi算法基础上,提出一种改进的基于K-means颜色分割的纺织品文物图像修复算法。根据纺织品文物图像的特点,将RGB图像转化为Lab颜色模型,采用K-means分类器对a*b*层数据基于颜色进行分割处理,对纹样图案边缘进行标定并缩小匹配块搜索区域;引入L值的标准差来表示颜色离散度,对优先权函数以及自适应匹配块进行改进。用所提算法与文献报道的3种算法对自然破损纺织品文物图像和人为破损纺织品图像进行修复,并对修复结果进行评价。实验结果表明,所提算法修复的图像纹理自然、结构合理,峰值信噪比、结构相似性、特征相似性、均方误差值更好。
破损纺织品文物 纹样图案 Criminisi算法 图像修复 K-means聚类 
激光与光电子学进展
2023, 60(16): 1610011
Zhen Jie Qi 1Jun Yan Dai 1,2,3,*Si Ran Wang 1Qun Yan Zhou 1[ ... ]Tie Jun Cui 1,2,3,****
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Millimeter Waves, Southeast University, Nanjing 210096, China
2 Institute of Electromagnetic Space, Southeast University, Nanjing 210096, China
3 Frontiers Science Center for Mobile Information Communication and Security, Southeast University, Nanjing 210096, China
4 National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University, Nanjing 210096, China
5 National Key Laboratory of Electromagnetic Information Control and Effects, Shenyang 110035, China
6 Key Laboratory of High-Speed Circuit Design and EMC of Ministry of Education, Xidian University, Xi’an 710071, China
Simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) architecture is commonly applied in wireless sensors or Internet of Things (IoT) devices, providing both wireless power sources and communication channels. However, the traditional SWIPT transmitter usually suffers from cross-talk distortion caused by the high peak-to-average power ratio of the input signal and the reduction of power amplifier efficiency. This paper proposes a SWIPT transmitting architecture based on an asynchronous space-time-coding digital metasurface (ASTCM). High-efficiency simultaneous transfer of information and power is achieved via energy distribution and information processing of the wireless monophonic signal reflected from the metasurface. We demonstrate the feasibility of the proposed method through theoretical derivations and experimental verification, which is therefore believed to have great potential in wireless communications and the IoT devices.
simultaneous wireless information and power transfer asynchronous space-time-coding digital metasurface quadrature phase-shift keying modulation 
Chinese Optics Letters
2023, 21(8): 080005
冯海智 1,*李龙 1王冬 2张凯 1[ ... ]韩平 2
作者单位
摘要
1 延安市农产品质量安全检验检测中心, 陕西 延安 716099
2 北京市农林科学院质量标准与检测技术研究所, 北京 100097
中红外光谱以及近红外光谱在现代分析化学中有重要的地位, 是人类认识物质结构、 功能、 成分以及含量的重要途径。 小杂粮泛指生育期短、 种植面积少、 种植地区和种植方法特殊, 有特种用途的多种粮豆, 其特点是小、 少、 特、 杂。 小杂粮营养丰富, 既是传统口粮, 又是保健食品资源。 随着人民生活水平的提高和膳食结构的改善, 小杂粮作为药食同源的新型食品资源, 在现代绿色保健食品中占有重要地位。 对小杂粮进行品质检测可为小杂粮生物活性物质研究、 品质分级、 小杂粮育种、 产地溯源与真伪鉴别等方面提供可靠的数据支撑。 按照麦类小杂粮及豆类小杂粮分类, 对国内近30年来小杂粮品质检测有关文献加以综述。 研究表明, 麦类小杂粮品质检测文献更多, 约占文献数量的2/3左右, 且以近红外光谱技术应用居多; 豆类小杂粮品质检测文献相对较少, 约占文献数量的1/3左右, 且以中红外光谱技术应用居多。 中红外光谱、 近红外光谱在小杂粮品质检测分析方面有诸多重要应用。 其中, 中红外光谱更多应用于小杂粮中活性物质以及小杂粮加工过程的表征, 而近红外光谱则更多应用于小杂粮中粗蛋白、 粗脂肪、 水分等主要品质指标的定量分析检测, 可为小杂粮品质监测、 科学育种提供高效的数据来源。 近年来, 随着化学计量学的发展和计算机技术的进步, 近红外光谱不再局限于小杂粮品质指标定量分析, 而且还被应用于小杂粮产地溯源等领域, 亦取得了良好的效果。 最后对中红外光谱、 近红外光谱在小杂粮品质无损分析检测方面做出了展望。
小杂粮 中红外光谱 近红外光谱 品质检测 Minor coarse cereals Mid-infrared spectroscopy Near-infrared spectroscopy Quality Testing 
光谱学与光谱分析
2023, 43(1): 16
作者单位
摘要
1 合肥工业大学 微电子设计研究所, 合肥 230601
2 合肥工业大学 教育部IC设计网上合作研究中心, 合肥 230009
随着集成电路工艺的发展以及晶体管尺寸的不断减小, ADC转换率变得更快、功耗更低, 但器件的失配误差随之变得更大, 从而影响精度, 因此引入校准电路已成必然趋势。文章首先介绍了几种ADC的常见误差及其校准方法, 然后介绍了神经网络的工作原理, 并总结了几种主要的基于神经网络的数字校准方法, 分析了不同方法的优势和劣势。最后, 针对14位流水线ADC, 给出了神经网络校准算法的系统级仿真验证结果。经校准后, 有效位数(ENOB)从10位提升到125位, 无杂散动态范围(SFDR)从80 dB提升到100 dB。
模数转换器 全数字校准 神经网络 ADC all-digital calibration neural network 
微电子学
2022, 52(2): 191
作者单位
摘要
武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
制备磷建筑石膏制品是磷石膏资源化利用的一条重要途径, 而合适的改性技术是保证建筑石膏制品能够工业化生产的关键。分别利用3种减水剂、3种缓凝剂、2种黏结剂、2种保水剂对磷建筑石膏进行改性, 探讨外加剂品种对磷建筑石膏的适应性, 研究外加剂掺量对磷建筑石膏的性能影响规律, 并采用扫描电镜对优选出的外加剂的改性机理进行分析。结果表明: 聚羧酸减水剂(PC)、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物可再分散乳胶粉黏结剂(VAE)、羟丙基甲基纤维素保水剂(HPMC)和骨胶缓凝剂(BG)对磷建筑石膏具有较好的适应性, 可分别用于改善磷建筑石膏的绝干强度、黏结强度、保水性能及延长其凝结时间; PC和VAE能改善磷建筑石膏硬化体内部晶体结构的致密性, 而BG、HPMC则使磷建筑石膏硬化体结构更加疏松。
磷建筑石膏 改性 减水剂 缓凝剂 黏结剂 保水剂 机理 phosphorus building gypsum modification water reducer retarder binder water retaining agent mechanism 
硅酸盐通报
2022, 41(7): 2400
作者单位
摘要
1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
2 武汉理工大学材料科学与工程学院, 武汉 430070
3 广东三和管桩股份有限公司, 中山 528403
4 武汉理工大学国际材料科学与工程学院, 武汉 430070
5 中山市武汉理工大学先进工程技术研究院, 中山 528400
为了实现超高性能混凝土(UHPC)流变特性的高效调控, 采用膨润土作为辅助胶凝材料并对制备的UHPC进行了性能评估, 包括UHPC浆体的流动度、静态屈服应力、动态屈服应力、塑性黏度和触变性, 并系统分析了不同掺量的膨润土对UHPC浆体流变性能的影响。结果表明: 随着膨润土掺量增加, UHPC浆体的流动度整体表现为下降趋势, 下降幅度逐渐增大; 当膨润土掺量由0%增加到15.0%(质量分数)时, UHPC浆体静态屈服应力、动态屈服应力和塑性黏度均显著增大, 分别提高了约17.05倍、5.78倍和1.16倍; 随着膨润土掺量增加, 滞回环面积和触变指数增大, 触变性得到明显改善。同时, 掺入膨润土后仍然满足UHPC的优异力学性能要求。
超高性能混凝土 膨润土 流变性能 屈服应力 塑性黏度 触变性 抗压强度 ultra-high performance concrete bentonite rheological property yield stress plastic viscosity thixotropy compressive strength 
硅酸盐通报
2022, 41(5): 1570
李龙 1,3张沛 1,3韩家奇 1,3崔铁军 2,3,*
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学 超高速电路设计与电磁兼容教育部重点实验室 电子工程学院,西安 710071
2 东南大学 毫米波国家重点实验室,南京 210096
3 智能超材料研究中心,琶洲实验室,广州 510330
1016001Wireless Power Transfer (WPT) and energy harvesting technologies are expected to provide revolutionary technological changes in important fields such as 5G communications and the Internet of Things. The short-range coupling WPT has gradually been commercialized, but there are still many technical bottlenecks in the practical process of microwave power transmission that can realize long-distance applications, such as the contradiction between the limited aperture of transceiver antennas and the WPT efficiency. The developments of electromagnetic metamaterials and metasurfaces have brought new breakthroughs for solving the above-mentioned problems. In this paper, we will focus on the combination of the two important technologies, and systematically review the applications of metamaterials in microwave wireless power transfer and wireless energy harvesting. The results show that the near-field focusing metasurface can significantly improve the transfer efficiency. We will also introduce the research progress of optically transparent metasurfaces and reconfigurable metasurfaces for improving WPT performance and practicability. Based on the periodically close arrangements of subwavelength metamaterial units, a wireless energy harvester with wide-angle incidence and polarization-insensitive characteristics is designed, which can replace conventional receiving antennas with higher harvesting efficiency. Furthermore, coplanar integration with the rectifying diodes makes a new concept of the rectifying metasurface, which can simplify the overall structure, reduce the size, and improve the efficiency. Finally, we will discuss the future progress of WPT, and point out the vital role that programmable and intelligent metamaterial technologies will play very important roles in future simultaneous wireless information and power transfer systems.
无线能量传输 无线能量收集 电磁超材料 近场聚焦 整流超表面 智能超材料 Wireless power transfer Wireless energy harvesting Electromagnetic metamaterials Near-field focusing Rectifying metasurface Intelligent metamaterials 
光子学报
2021, 50(10): 1016001

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