1 成都信息工程大学大气科学学院，四川 成都 610225
2 高原大气与环境四川省重点实验室，四川 成都 610225
3 成都市气象局，四川 成都 611130
大气消光系数湿度订正是气溶胶吸湿性研究的重要内容，也是利用卫星气溶胶光学厚度（AOD）产品反演近地面颗粒物质量浓度的关键技术环节。基于成都市2016年1月至12月的逐时PM2.5质量浓度、大气能见度、相对湿度（RH）观测数据，首先，深入探讨了大气消光系数与颗粒物质量浓度之间的统计关系及其对RH变化的响应特征，发现在RH小于90%时，单位质量大气消光系数均服从对数正态分布，并进一步指出该分布函数的形状参数和尺度参数均随RH的增加呈现出波动型增长。其次，以干燥环境条件下（RH小于等于40%）单位质量大气消光系数对数正态分布参数为基准，通过数学变换消除湿度变化对单位质量大气消光系数概率分布参数的影响，据此提出了大气消光系数湿度订正的原理和计算流程。最后，对该原理的适用性进行研究，结果表明，订正后大气消光系数反演得到的PM2.5质量浓度与实际PM2.5质量浓度相关系数为0.90，显著优于气溶胶散射吸湿增长因子法的湿度订正结果。
大气光学 大气消光系数 对数正态分布 概率分布参数 湿度订正 适用性 激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1901005
1 成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室，四川 成都 610225
2 成都市气象局，四川 成都 611130
基于对大气消光系数时间序列随机性的深入研究，利用成都市2015至2017年秋冬季的大气能见度、相对湿度（RH）、颗粒物（PM10和PM2.5）质量浓度和NO2含量监测数据，反演得到该区域相应时段的气溶胶消光系数时间序列。基于位置、尺度、形状的广义可加模型检测了气溶胶消光系数时间序列的平稳性，并对气溶胶消光系数序列进行了协变量分析。实验结果表明，成都秋冬季气溶胶消光系数时间序列均为非平稳序列，其均值和方差表现为非线性变化。细颗粒物（PM2.5）质量浓度、RH和气溶胶组分（PM2.5/PM10）均是气溶胶消光系数序列非平稳变化的显著协变量。其中，PM2.5为气溶胶消光系数序列非平稳性最主要的贡献因子，其次为RH，贡献最小的为PM2.5/PM10，且气溶胶消光系数的爆发式增长与PM2.5、RH和PM2.5/PM10的协同作用密切相关。
大气光学 气溶胶 消光系数 非平稳性 激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1901002
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Biomedical Engineering, College of Engineering, Peking University, Beijing 100871, China
2 College of Future Technology, Peking University, Beijing 100871, China
3 Ultrasonography, Peking Union Medical College Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College, Beijing 100730, China
Photoacoustic imaging (PAI) with a handheld linear ultrasound (US) probe is widely used owing to its convenient and inherent dual modality capability. However, the limited length of the linear probe makes PAI suffer from the limited view. In this study, we present a simple method to substantially increase the view angle aided by two US reflectors. Both phantom and animal study results have demonstrated that the imaging quality can be greatly improved with the reflector without sacrificing the imaging speed.
photoacoustic imaging limited view multimodal imaging Chinese Optics Letters
2021, 19(12): 121702
针对远距航空相机视场角较小的问题，介绍了目前常用的几种像移补偿技术，并对各种补偿方法进行了比较。采用小面阵相机并结合系统光学元件通过在横滚方向的摆扫实现大场景地面成像，对摆扫过程进行了数学分析，得出了摆扫所需的扫描指令。通过仿真实验验证了推导的数学公式的正确性，仿真结果表明，应用该扫描指令即可通过小面阵航空相机实现地面大场景图像的获取。
航空相机 像移补偿 摆动扫描 大场景扫描 aerial camera image motion compensation swing scanning large scene scanning
1 燕山大学信息科学与工程学院, 河北 秦皇岛 066004
2 河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
针对视觉目标中存在的遮挡现象,提出一种基于谱聚类实现深度图像遮挡边界检测的方法。首先定义一种新的遮挡相关特征——有效标准差特征,基于相关特征利用均卡方集距抽取部分像素点,构建相似矩阵;然后基于相似矩阵利用Nystrom逼近方法近似估算全部像素点的拉普拉斯矩阵与逼近特征向量,对得到的逼近特征向量进行聚类分析,把深度图像中的全部像素点划分为遮挡边界点和非遮挡边界点两大类;最后可视化遮挡边界点得到深度图像中的遮挡边界。实验结果表明,本文方法无需标记样本,且在深度图像中目标物体的遮挡边界检测方面具有较好的有效性和普适性。
机器视觉 遮挡边界 谱聚类 深度图像 有效标准差特征 均卡方集距
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对行人检测在实时和准确率方面的要求,提出基于优化核函数支持向量机的行人检测方法,以梯度方向直方图算法提取行人特征,以支持向量机算法作为分类器。在传统算法的基础上,提出以组合核函数作为分类器核函数,并设置松弛变量,引入惩罚因子,结合遗传算法与K重交叉验证进行组合系数和参数的优化与选择,根据优化后的参数构成最终分类器进行行人检测。其检测达到较好效果,满足对实时性和准确性的要求。
图像处理 行人检测 支持向量机 核函数 惩罚因子 参数优化 激光与光电子学进展
2018, 55(4): 041001
为解决传统拉曼放大器增益系数低和增益不平坦的问题, 采用级联光子晶体光纤的设计方法设计了一种增益平坦的拉曼光纤放大器.采用受激拉曼散射效应的稳态分析理论, 分析了光子晶体光纤的拉曼增益谱, 建立了拉曼放大器的理论模型.通过解耦合方程, 推导了实现增益平坦的约束条件, 发现光纤长度和泵浦功率是影响拉曼光纤放大器增益平坦度的两个参数.仿真结果表明, 在1 508~1 544 nm的带宽范围内, 实现了一个增益高达21 dB, 增益平坦度仅为0.14 dB的光子晶体拉曼光纤放大器, 可在光纤通信系统应用中发挥重要作用.
拉曼放大器 光子晶体光纤 高非线性 增益平坦度 级联光纤 Raman amplifier Photonic crystal fiber High nonlinear Gain flatness Cascading optical fiber
基于EDFA的理论模型和受激拉曼散射效应的分析理论, 利用EDFA和RFA的增益谱互补特性, 对拉曼光纤放大器(RFA)采用两根光纤级联方式, 研究并设计了EDFA与级联光纤的RFA相结合的混合放大器结构。仿真结果表明: 在不使用增益均衡器的条件下, 所设计的混合光纤放大器在输出端得到了近似相等的输出光功率, 得到了增益平坦度为0.62 dB、波长带宽为70 nm(1 550~1 620 nm)的结果, 在密集波分复用光通信系统中有重要的应用价值。
级联光纤 混合放大器 掺铒光纤放大器 拉曼光纤放大器 cascading fiber hybrid amplifier EDFA RFA
介质阻挡放电因其体积小、 结构简单、 能耗低、 工作温度低、 样品解离/激发能力强等显著特点, 特别适合于分析仪器的微型化和便携化。 目前, 基于介质阻挡放电的原子化器或激发光源已成功应用于原子吸收光谱仪、 原子荧光光谱仪和原子发射光谱仪中, 促进了小型化原子光谱仪器的发展。 总结了介质阻挡放电技术在原子光谱领域内的研究进展, 着重阐述了介质阻挡放电-原子发射光谱系统在不同进样方式下的应用情况, 分析了每种进样方式的优缺点。 本文还对介质阻挡放电技术在诱导蒸气发生、 固体直接进样方面的新应用方向进行了评述。 虽然介质阻挡放电技术已在原子光谱领域内得到广泛的应用, 但其反应机理仍然不明确, 制约了其后续的拓展研究。
原子光谱 原子化器 激发源 蒸气发生 固体直接进样 DBD DBD Atomic spectrum Atomizer Excitation source Vapor generation Direct solid sampling
西安邮电大学 电子工程学院, 陕西 西安 710121
基于光纤中前向瞬态受激拉曼散射效应分析理论, 利用光子晶体的高非线性特性, 对光子晶体光纤拉曼波长转换进行了数值分析, 并建立了全光波长转换设计方案的理论模型, 给出了设计原理框图及实现方法。用OptiSystem对四路探测光进行波长转换仿真, 仿真结果表明: 所设计的全光波长转换器同时对四路探测光实现波长转换, 转换输出的信号光码型和输入泵浦信号光码型一致, 并且所得到的眼图线迹清晰, “眼睛”张开度良好。论证了该设计方案可行。
光子晶体光纤 受激拉曼散射效应 全光波长转换 高非线性 photonic crystal fiber stimulated Raman scattering all optical wavelength conversion high nonlinear coefficient 红外与激光工程
2016, 45(12): 1206011
