作者单位
摘要
1 中国科学院 西安光学精密机械研究所, 陕西西安709
2 中国空气动力研究与发展中心超高速所, 四川绵阳61000
为满足在瞬态条件、不同物距下获得稳定高质量序列图像的成像需求,设计了四通道序列前光高速成像系统。系统采用像空间平行分光,以成像原理为出发点,对系统的设计关键进行分析。以理论计算参数为设计依据进行分镜组(物镜组、场镜及准直镜租、汇聚镜组)设计并分别进行像差独立校正,加入场镜减小系统体积和重量,提升光能利用率,通过视场和光瞳的准确衔接提高光束的传输效果,在此基础上对分镜组进行整合优化,加入分光器件形成最终的四通道序列前光成像系统。设计物距可调光路,使用中通过调节物镜组手轮保证系统在0.5 m~∞物距下的成像质量,同时保持一次像面位置不变,增强系统性能稳定性的同时降低了装调难度。系统可根据实际需要对接收端进行更换,且在分光区域加入分光器件后可拓展至八通道系统。利用装调后的序列前光成像系统进行实验室检测和现场试验,其主要光学性能良好,各通道实测分辨率可达到72 lp/mm,成像一致性大于98%。现场试验结果表明,该光学系统可满足瞬态条件下序列图像的拍摄要求。
序列前光成像 多通道 光学设计 镜组衔接 一致性 sequential front light imaging multi-channel optical design lens group connection consistency 
光学 精密工程
2024, 32(4): 478
作者单位
摘要
1 安徽工程大学计算机与信息学院,安徽 芜湖 241000
2 计算机网络和信息集成教育部重点实验室(东南大学),江苏 南京 210096
3 东南大学影像科学与技术实验室,江苏 南京 210096
提出一种基于多通道交叉卷积UCTransNet(MC-UCTransNet)的图像域双材料分解方法。该网络以UCTransNet为基础架构,采用通道交叉融合转换器和通道交叉注意模块来提高基材料分解性能,实现双输入双输出的端到端映射。网络中通道交叉融合模块和通道交叉注意模块可更好地捕捉复杂的通道信号相关性,以更充分地进行特征提取与融合,实现基材料生成路径之间的信息交换。为进一步提高模型的拟合性能,网络训练时采用混合损失及Sigmoid函数的归一化方法。实验结果表明,在骨骼基材料及软组织碘基材料分解任务中,所提方法能获得优质的基材料图像,与对比方法相比,其分解后的基材料图像在准确度及噪声伪影抑制上表现更好。
机器视觉 双能计算机断层成像 基材料分解 多通道交叉卷积 注意力 噪声抑制 
光学学报
2024, 44(5): 0515001
陈玉 1,2,3吴倩楠 1,2,3湛永鑫 1,2,3李晓琪 1,2,3[ ... ]李孟委 1,2,3
作者单位
摘要
1 中北大学 仪器与电子学院, 太原 030051
2 中北大学 前沿交叉科学研究院, 太原 030051
3 中北大学 半导体与物理学院, 太原 030051
目前通讯、导航等领域对单刀多掷开关有广泛的需求,而此类开关存在体积大、工作频带窄、插入损耗大、隔离度低等问题。文章设计了一种串联接触式双边多触点型RF MEMS单刀六掷开关。开关的下电极上设有三个圆形触点,远端连接有喇叭状过渡带,其上是带有带状孔的“X”形上电极,通过减小接触电阻和耦合电容来改善射频性能。经HFSS软件仿真优化,该开关工作频率可覆盖L~Ka波段,且在26.5 GHz下,插入损耗≤ 0.3 dB,隔离度≥ 37 dB,性能良好,尺寸为1.05×1.05×0.5 mm3。结果表明,设计的单刀六掷开关射频性能具有较大优势,同时满足小型化的要求,因此在L~Ka波段的导航、认知无线网络以及微波测试等领域具有较大的应用前景。
单刀六掷开关 多通道 高隔离度 single pole six throw switch MEMS MEMS multichannel high isolation 
微电子学
2023, 53(2): 326
作者单位
摘要
1 山东科技大学测绘与空间信息学院,山东 青岛 266590
2 中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室,北京 100101
云的存在影响着遥感影像的广泛应用。基于高光谱观测卫星全谱段光谱成像仪的空间分辨率高和波段范围广的特点,提出一种适用于全谱段光谱成像仪数据的改进多通道阈值云检测算法。首先,根据云层在可见光到热红外通道的变化特征分离潜在云像素和清晰像素;然后,将温度概率、变异概率和亮度概率相结合,分别生成陆地和水体的云概率掩模;在此基础上,利用潜在云像素和云概率掩模得到潜在云层;最后,对潜在云层应用晴空恢复测试来减轻陆地水体以及冰雪上空云的误判。将改进的多通道阈值云检测算法结果与传统的多通道阈值云检测算法结果进行定量对比分析。结果表明:改进的算法能适用于不同的地表场景且得到较好的检测效果,平均总体精度为92.0%,差异度总体降低3%,平均云像元正确率和晴空像元正确率分别为92.4%和91.8%,错分和漏分误差显著降低;尤其在高亮地表,在城市和冰雪上空的平均云像元正确率分别提高4%和5%,差异度分别降低4%和2%。所提算法的云识别效果优于传统的多通道阈值云检测算法的结果,并且运行效率较高。
云检测;高光谱观测卫星;全谱段光谱成像仪;热红外;多通道阈值法 
激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2228003
朱帅民 1郭文阁 1,*刘韬 1张远杰 2,3[ ... ]鱼卫星 2,3,*
作者单位
摘要
1 西安石油大学 理学院,西安 710065
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 中国科学院光谱成像技术重点实验室,西安 710072
3 中国科学院大学 光电学院,北京 100049
开展了基于仿生曲面复眼相机的空间目标定位实验研究。采用CALibration Tag标定板结合MATLAB标定工具箱对自研仿生复眼相机进行内外参数的标定。针对目标的三维定位,从曲面复眼相机成像原理出发并利用相机定标参数,确定目标点在复眼相机中各子眼坐标系下坐标的线性关系并建立线性方程组,通过最小二乘法进行求解以获得目标点的准确空间定位。设计了光斑定位实验,实验结果表明,在至少4 m的工作距离内,仿生曲面复眼相机的定位误差可以控制在2%以内,该目标定位方法应用于仿生曲面复眼相机能实现较高精度的目标定位。在此基础上,采用尺度不变特征转变算法实现了两个子眼所拍摄子图像的特征点粗匹配,结合随机抽取一致算法去除错误匹配点,进而由特征点在子眼像素坐标系中的二维坐标反演出其在空间坐标系中的三维坐标,最后通过对所有点进行点云拼接获得完整的重构点云。实验结果表明,对距离相机约0.6 m处的边长为5.5 cm的正方体可以实现较好的三维立体重构。
多通道成像 相机标定 图像处理 三维定位 三维重构 Multichannel imaging Camera calibration Image processing 3D positioning 3D reconstruction 
光子学报
2023, 52(9): 0911003
光电工程
2023, 50(7): 230086
奚邦朝 1,2,3,4杨佳羽 1,2,3,4黄绍磊 1,2,3,4戴皓正 1,2,3,4[ ... ]张东旭 1,2,3,4,*
作者单位
摘要
1 厦门大学公共卫生学院,福建 厦门 361102
2 分子疫苗学和分子诊断学国家重点实验室(厦门大学),福建 厦门 361102
3 国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心(厦门大学),福建 厦门 361102
4 国家药品监督管理局传染性疾病检测技术研究与评价重点实验室,福建 厦门 361102
随着医学检验对核酸检测技术要求的不断提高,现场检测(POCT)已经成为该领域的研究重点和难点。为了规避目前使用的POCT核酸检测仪器的缺点,构建了一种直轴型多通道光学检测系统,兼顾实现了多通道核酸实时荧光检测与即地即检。首先,基于正交式几何关系搭建了光路;然后,设计了一种新的直轴型多通道集成与切换装置以实现多个荧光检测通道的实时切换;最后,通过仿真验证了光路设计的有效性,并将本系统集成于自主设计的聚合酶链式反应装置上,以新型冠状病毒标准品进行了实时荧光检测实验。实验结果显示:本系统的变异系数最小可达0.02%;通道分辨率最低可达0.49 μg/mL,且没有通道串扰。同时,拥有良好的现场检测能力,可以配合仪器完成“样本进、结果出”的现场检测,为核酸POCT的多通道实时荧光检测提供了一种新思路。
医用光学与生物技术 核酸现场检测 光路设计 多通道光学检测 
激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1722001
作者单位
摘要
清华大学深圳国际研究生院,广东 深圳 518055
光子的轨道角动量(OAM)由于理论上的无限模式数而被广泛用于提高数据传输的信道容量。由光学薄膜和亚波长结构阵列组成的超表面可以操纵光学维度,实现高性能的光子集成,而利用超表面实现OAM复用有利于光学器件向小型化、多功能化方向发展。通过设计超表面的幅度与相位分布可以实现OAM全息,将OAM与偏振、波长、角度等其他光学维度结合可以获得多自由度大容量OAM复用全息。本综述将从这些方向展开,论述近年来利用超表面实现OAM复用全息的研究进展。提高OAM复用全息的自由度并改善成像质量,实现安全性、集成度更高的光学元器件,是未来OAM全息的发展方向。
全息 轨道角动量 超表面 多通道 复用 
中国激光
2023, 50(18): 1813011
作者单位
摘要
济南量子技术研究院量子探测与波导器件实验室,山东 济南 250101
转换效率是周期性极化铌酸锂(PPLN)波导的主要性能指标,其与温度具有很强的关联性。受限于工艺问题,波导各个通道之间的一致性很难保证。提出一种多通道波导的温度自动控制方法,该方法通过FPGA芯片获取与多通道波导对应的多个单光子探测器探测到的光子数,并通过相应均衡算法来处理各个通道的光子数,从而确定多通道波导的最佳温度工作点,达到自动调节波导温度的目的。通过FPGA实现半导体制冷片(TEC)驱动控制、具有主动淬灭和快速恢复功能的单光子探测器,并通过均衡算法实现多通道波导温度的自动控制,实现探测效率更均匀的多通道上转换单光子阵列探测器,极大地减少前期人力投入,避免人为因素导致的误差。
周期极化铌酸锂(PPLN) 多通道PPLN波导 单光子阵列相机 FPGA 单光子探测器 
激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1706006
侯培国 1,2高艳菲 1,2,*宋涛 1,2,3祁继辉 1,2
作者单位
摘要
1 燕山大学 电气工程学院,河北 秦皇岛 066004
2 河北省数字影像装备与数字显示技术重点实验室,河北 秦皇岛 066004
3 秦皇岛试听机械研究所,河北 秦皇岛 066004
为了解决多通道投影显示系统中各投影仪投影画面之间颜色不一致的问题,设计了一种基于自由变形技术的多投影颜色校正方法。首先,通过Bernstein基函数建立自由变形技术模型,建立各投影仪原始图像和摄像机拍摄图像之间的颜色转换关系;其次,采集原始图像集和摄像机拍摄的投影显示画面集,确定自由变形技术模型的参数;然后,通过Matlab分析验证投影图像各颜色通道之间是相互影响的;最后,对原始图像进行颜色扭曲,将本文颜色校正方法与传统方法进行直方图相似性评估对比。实验结果表明:对比广义颜色校正方法和基于B样条曲线的颜色校正方法,本文方法将投影画面的颜色强度平均差值在B通道减少了2.50,在G通道减少了2.34,在R通道减少了3.57,直方图的相关性提高了8.9%,巴氏距离降低了9.7%。基于自由变形技术的多投影颜色校正方法使投影画面衔接流畅,给用户带来更好的沉浸感受。
多通道投影系统 颜色校正 自由变形技术 Bernstein基函数 multi-channel projection system color correction free-form deformation Bernstein basis function 
应用光学
2023, 44(4): 748

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