1 常州工学院 光电信息工程学院 江苏 常州 213032
2 四川大学 电子信息学院 四川 成都 610065
悬浮显示技术是一种非常具有发展前景的显示技术,它可以将图像显示在空中,给观看者带来沉浸感和临场感的体验。目前国内悬浮3D显示技术研究还处于初级阶段。文章提出基于集成成像的悬浮3D显示系统,系统由集成成像3D显示器、半透半反镜和逆反光膜组成; 分析了集成成像3D显示的工作原理和逆反光膜的悬浮显示原理。将集成成像3D显示技术与基于逆反光膜的悬浮显示技术相结合,集成成像3D显示器发出的光线经过半透半反镜的反射到达逆反光膜,逆反光膜将光线以入射的角度进行反射并重建出3D图像,在实现3D图像悬浮显示的同时也解决了集成成像3D图像深度反转的问题,但是3D图像的亮度被大幅度的降低。系统为悬浮3D显示提供新的理论依据,为解决集成成像3D图像深度反转提供新的方法。
悬浮3D显示 逆反光膜 集成成像 深度反转 floating 3D display Retro-reflector film integral imaging depth inversion
1 安徽建筑大学 电子与信息工程学院, 合肥 230601
2 安徽建筑大学 安徽省古建筑智能感知与高维建模国际联合研究中心, 合肥 230601
3 北京航空航天大学 无人机系统研究院, 北京 100191
4 淮南师范学院 电子工程学院, 淮南 232038
为了准确重建正反面叶片叶绿素3维分布, 利用高光谱激光雷达, 采集了不同生长状态的绿萝叶片与植株的空间-光谱域点云数据, 设计了一种基于分类预测的重建方法。通过偏最小二乘回归构建叶片正面与反面光谱的叶绿素含量预测模型, 采用光谱自适应阈值选择方法实现植株点云中叶片正反面的分类, 并根据类别标签选择模型计算叶绿素含量, 重建植株的叶绿素3维分布。结果表明, 该方法得到的植株叶绿素3维分布更接近真实值, 决定系数达到0.69, 均方根误差为4.97。这一结果可为植物表型研究提供新的数据基础和理论方法。
遥感 高光谱激光雷达 偏最小二乘回归 叶绿素含量 3维重建 remote sensing hyperspectral LiDAR partial least squares regression chlorophyll content 3-D reconstruction
1 安徽建筑大学 电子与信息工程学院, 合肥 230601
2 安徽建筑大学 安徽省古建筑智能感知与高维建模国际联合研究中心, 合肥 230601
为了快速无损地检测评估木材的霉变及含水量, 利用高光谱激光雷达系统主动获取木材的高光谱数据, 设计了一种分析霉变特征并建立含水量预测模型的方法。首先选取白松为样本, 进行时长为4个月的间隔性测量, 分析其霉变发生发展过程(正常、潮湿和霉变状态)的光谱特征变化; 然后在分析样本不同含水量光谱特性的基础上, 采用竞争性自适应重加权采样算法、连续投影算法及竞争性自适应重加权采样-连续投影组合算法提取特征波长; 最后分别建立偏最小二乘回归预测模型。结果表明, 正常状态的光谱反射率最高而霉变状态最低;当霉变状态稳定时, 光谱反射率随时间变化缓慢并趋于稳定; 基于竞争性自适应重加权采样-连续投影组合算法建立的模型预测性能最佳, 预测集的相关系数和均方根误差分别为0.9073和0.7564。利用高光谱激光雷达主动获取的高光谱信息可以评估木材的霉变并实现含水量预测, 为木质建筑的快速无损检测提供了新思路。
遥感 高光谱激光雷达 偏最小二乘回归 木材 霉变 含水量 remote sensing hyperspectral LiDAR partial least squares regression timber mildew moisture content
1 青岛理工大学, 土木工程学院, 青岛 266520
2 海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心, 青岛 266520
3 中建八局第四建设有限公司, 青岛 266101
韧性城市构筑需要更多高强、高韧的混凝土基础设施, 现有钢纤维增强混凝土(SFRC)细观力学模型与断裂性能模拟研究仍存在挑战。本文借助Python软件对Abaqus前处理二次开发, 建立了SFRC三维细观模型, 全局插入内聚力单元模拟骨料与混凝土基体之间的界面, 研究钢纤维体积率VSF、混凝土基体强度、骨料粒径对SFRC单轴压缩断裂性能的影响。结果表明: VSF在0%~2.0%时, VSF越大, SFRC抗裂性能越好, 且残余应力更大; VSF为20%时, SFRC应力较未加入钢纤维混凝土提高了60.64%; 当基体强度增加时, SFRC的韧性也随之提高, C60、C80混凝土所对应的最大应力值与C40混凝土相比分别提高了66.48%、91.39%, SFRC的应力-步长曲线在弹性阶段变得更陡峭; 骨料粒径在5~7 mm时, 随着骨料粒径的增加, SFRC的抗裂性能显著增强。显然将分散、不定向的韧性钢纤维加入脆性混凝土基体中可有效增强混凝土设施的抗震韧性和抗裂性能。
混凝土 细观模型 钢纤维增强混凝土 内聚力单元 抗裂性能 界面韧性 concrete mesoscopic model steel fiber reinforced concrete cohesive unit rupture resistance interfacial toughness
1 安徽建筑大学电子与信息工程学院, 安徽 合肥 230601
2 南京邮电大学江苏省图像处理与图像通信重点实验室, 江苏 南京 210003
3 北京航空航天大学无人机学院, 北京 100191
4 安徽省古建筑智能感知与高维建模国际联合研究中心, 安徽 合肥 230601
利用高光谱激光雷达系统采集涂改车牌空间-光谱域信息，根据车牌逆反射特性，设计基于光谱特征的两次阈值法实现涂改车牌识别。首先计算光谱特征波长，利用一次阈值法分离车牌部分和涂改部分；其次，计算特征波段内车牌部分各点的光谱反射率曲线的梯度值，利用二次阈值法判别涂改类型(背景转字符涂改和字符转背景涂改)；最后，根据涂改类型重建正确车牌字符，将重建信息与二维平面数据融合得到正确的二维车牌图像，送给车牌识别系统进行识别。实验结果表明该方法可实现多种涂改材料以及多种涂改类型的涂改车牌识别。
遥感 高光谱激光雷达 反射率 涂改车牌 remote sensing hyperspectral lidar reflectance altered license plate
1 安徽大学物质科学与信息技术研究院，安徽 合肥 230601
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室，安徽 合肥 230031
3 中国科学技术大学研究生院科学岛分院，安徽 合肥 230031
为了研究海洋大气气溶胶不同模态的光学特性，基于球形粒子的Mie散射理论，综合运用能见度仪、自动气象站、光学粒子计数器（OPC）以及腔衰减相移式单散射反照率监测仪（CAPS）等设备，对广东茂名地区近海海域的大气气溶胶进行粗、细模态分类以及复折射率反演和研究。反演结果表明，在530 nm处，细模态气溶胶复折射率在相对湿度大于55%时约为1.35（±0.01）?0.019（±0.003）i，在相对湿度小于55%时约为1.37（±0.02）?0.020（±0.003）i；粗模态气溶胶复折射率在相对湿度大于55%时约为1.4?0.004（±0.002）i，在相对湿度小于55%时约为1.48（±0.02）?0.005（±0.002）i。不同模态的气溶胶粒子折射率差异明显，该结论对研究海洋气溶胶气候效应具有一定的参考价值，同时对建立茂名地区海域气溶胶模型具有重要意义。
大气光学与海洋光学 海洋气溶胶 Mie散射 复折射率 气溶胶谱分布 粗模态 细模态 激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2101002
太原理工大学 光电工程学院，山西 太原 030024
对单腔双光梳拍频信号的包络提取方法进行了实验研究。在单个光纤激光器中引入具有强双折射的保偏光纤，使脉冲沿偏振正交的两个方向进行复用传输和锁模。精细调节腔内偏振态，实现了重频差在337 Hz~2.33 kHz范围内连续可调的双光梳生成。通过激光器腔外偏振态调节和偏振分束，获得了消光比分别为28.5 dB和38.2 dB的两路光频梳。两路光频梳经过异步采样后，采用所设计的包络检波电路对拍频信号的包络进行提取，与采用基于样条插值和希尔伯特变换的包络提取算法计算结果相比，所提取的包络峰值位置基本保持一致，验证了该方法的可行性。双光梳拍频信号包络提取实验研究可以快速实时提取包络形状和包络峰值位置，可进一步应用于包络信号触发和精密测距等领域。
激光器 光学频率梳 单腔双光梳 包络提取 laser optical frequency combs single-cavity dual-comb envelope extraction
1 吉林化工学院化学与制药工程学院, 吉林 132022
2 吉林化工学院分析测试中心, 吉林 132022
为了获得具有明亮红光发射的上转换发光材料, 采用简单的化学沉淀法制备了一系列Yb3+、Er3+、Mn2+掺杂的Gd2O3微晶, 并对其形貌、结构和发光性能进行了表征。结果表明, Gd2O3:10%Yb3+,1%Er3+微晶呈花状, 平均粒径为2.28 μm, 经高温煅烧后呈现结晶性良好的立方相Gd2O3结构, 且少量Mn2+掺杂并不会影响微晶的形貌和晶相。在980 nm近红外光激发下, Gd2O3:10%Yb3+,1%Er3+微晶表现为橙红色发光, 归属于Er3+的4F9/2→4I15/2跃迁。同时, 随着Mn2+掺杂浓度x(原子数分数)的增大, Gd2O3:10%Yb3+,1%Er3+,x%Mn2+微晶的上转换发光强度呈现先增强后减弱的趋势, 发光颜色也逐渐向红光移动, 与CIE色坐标颜色区域相一致。同时, 根据发光强度与激发功率关系分析了Gd2O3:10%Yb3+,1%Er3+,x%Mn2+微晶的上转换发光机制及可能存在的能量传递过程。
上转换发光 掺杂Gd2O3 红光发射 能量传递 花状微晶 化学沉淀法 up-conversion luminescence Gd2O3 doping red emission energy transformation flower-like microcrystal chemical precipitation method
1 南京工业职业技术大学 航空工程学院, 江苏 南京 210023
2 南京大学 声学研究所, 近代声学教育部重点实验室, 江苏 南京 210093
3 东南大学成贤学院 基础部物理实验室, 江苏 南京 210088
该文介绍了一种基于空气耦合超声技术的材料杨氏模量评估方法。首先采用1-3型压电复合材料及双层匹配结构, 研制了高灵敏度的空气耦合超声换能器。在一发一收模式下, 该空气耦合超声换能器的插入损耗和-6 dB带宽分别为-23.9 dB和26.9%。其次搭建实验平台, 将空气耦合超声技术与静态拉伸法结合, 以评估铜线和银线杨氏模量。铜线和银线杨氏模量评估结果与对应的公认值范围一致。
空气耦合超声 杨氏模量 双匹配层 插入损耗 静态拉伸法 air-coupled ultrasonic Young’s modulus double-layer matching structure insertion loss static tensile method
