融合单目先验信息的快速神经隐式表面重建算法

1

作者 吴锦湖 杨晓君 王靖 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第5期1570-1575,共6页

近年来,神经隐式表面重建方法已成为多视图三维重建的热门技术。然而,现有的方法存在一些缺点,主要表现在训练时间较长,其主要原因有两个:首先,相机与物体表面之间存在大量空旷区域,而这些区域的信息对最终的重建质量贡献较低;其次,每... 近年来,神经隐式表面重建方法已成为多视图三维重建的热门技术。然而,现有的方法存在一些缺点,主要表现在训练时间较长,其主要原因有两个:首先,相机与物体表面之间存在大量空旷区域,而这些区域的信息对最终的重建质量贡献较低;其次,每个射线样本都需要通过庞大的多层感知器(MLP)进行查询,这导致训练时计算负担过重,影响效率。此外,在进行三维重建时,由于缺乏几何约束,导致重建结果不够理想。为了解决这些问题,提出了FM-NeuS算法:在射线行进时,使用跳过空区域和在遮挡区域终止射线的策略,以减少每条射线上采样点的数量,从而加速模型的训练;采用融合多分辨率哈希编码的轻量型MLP,加快采样点的查询效率,减少训练时间,并提升重建物体的表面细节;利用单目先验知识约束表面几何,以提高重建质量。大量的实验证明,该方法能够产生高质量的表面,并且其训练速度比NeuS快20倍。 展开更多

关键词 神经隐式表面重建 单目几何约束 多分辨率哈希编码 NeuS MLP

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基于深度学习的小目标检测技术研究进展(特邀) 被引量：4

2

作者 刘耿焕 曾祥津 +4 位作者 豆嘉真 任振波 钟丽云 邸江磊 秦玉文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期184-216,共33页

小目标检测在自动驾驶、安防等领域具有重要的应用价值。然而,由于小目标自身视觉特征不明显、复杂背景干扰以及信噪比低等因素,使得小目标检测一直以来都是一个极具挑战性的难题。笔者系统回顾了当前基于深度学习方法的小目标检测技术... 小目标检测在自动驾驶、安防等领域具有重要的应用价值。然而,由于小目标自身视觉特征不明显、复杂背景干扰以及信噪比低等因素,使得小目标检测一直以来都是一个极具挑战性的难题。笔者系统回顾了当前基于深度学习方法的小目标检测技术,对现有算法进行了系统地归类、分析和比较:界定了小目标检测的概念,总结了小目标检测所面临的主要挑战;着重讨论了几种主要的网络优化策略,如利用数据增强技术提高模型的泛化能力,通过超分辨率技术改善小目标可视性,采用多尺度信息融合技术提升检测精度,以及基于上下文信息学习和大核卷积策略改进特征表达能力、无锚框检测机制、DETR技术和针对特定应用场景的多模态小目标检测等方法并详细分析了其优缺点;全面介绍了现有小目标数据集,并在常用公共数据集上对目前经典的小目标检测算法进行了测试和性能评估;对小目标检测领域未来的研究方向进行了展望,旨在推动小目标检测技术的进一步发展和应用拓展。 展开更多

关键词 深度学习 小目标 目标检测 双模态 大核卷积

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基于传输矩阵的公里级多模光纤计算成像技术(特邀)

3

作者 马梓豪 刘淏天 +2 位作者 叶建伟 徐毅 秦玉文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期235-242,共8页

多模光纤因其高通量的优点,成为短距光纤通信的重要传输介质之一。然而,不同模式在多模光纤的传输过程中会发生模式色散,导致输出端形成杂乱无序的散斑,无法直接通过简单的强度探测解调出输入信息。为解决这一问题,该研究探讨了基于传... 多模光纤因其高通量的优点,成为短距光纤通信的重要传输介质之一。然而,不同模式在多模光纤的传输过程中会发生模式色散,导致输出端形成杂乱无序的散斑,无法直接通过简单的强度探测解调出输入信息。为解决这一问题,该研究探讨了基于传输矩阵方法在公里级多模光纤上实现信息并行传输,结合精准传输矩阵测量及求逆,不仅成功实现了256阶灰度图像信息的高保真计算成像,而且实现了基于传输矩阵的公里级多模光纤视频传输,验证了该方法的准确性和有效性。实验结果表明:借助空间光波前调制手段,结合传输矩阵求逆方法,随机二维码和高清全彩视频传输的准确性均达到了100%,解调准确率优于传统的散斑相关散射矩阵方法。该研究的成果可为短距光纤通信、空间光通信和光学安全保密通信等领域的发展提供新的思路。 展开更多

关键词 多模光纤 传输矩阵 波前整形 计算成像

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基于超辐射发光二极管的并行抗干扰激光雷达

4

作者 陈聪 高俊腱 +4 位作者 陶春燕 高震森 王安帮 李毓洲 郝明明 《光学精密工程》 北大核心 2025年第9期1388-1395,共8页

多个激光雷达在同一环境中同时工作时会互相干扰而引发事故,为了有效解决多雷达系统中的干扰问题,提出了一种利用超辐射发光二极管产生的宽带非相干自发辐射噪声源,并行探测的激光雷达方案;该方案不需要经过复杂的调制,并且通过滤波方... 多个激光雷达在同一环境中同时工作时会互相干扰而引发事故,为了有效解决多雷达系统中的干扰问题,提出了一种利用超辐射发光二极管产生的宽带非相干自发辐射噪声源,并行探测的激光雷达方案;该方案不需要经过复杂的调制,并且通过滤波方案实现多个模式并行输出,每个模式之间没有相关性从而具有强抗干扰能力。多通道的发射及探测也可以提升成像速度。在此基础上,搭建了四通道并行抗干扰激光雷达系统,利用光纤阵列及振镜组成的发射接收系统实现了0.3 m的三维成像,获得了5 cm×7 cm的目标场景图像,测距精度达到1.6 mm;并评估该系统的抗干扰能力,可抵御11.2 dB其他类似激光雷达信号的干扰。 展开更多

关键词 激光雷达 抗干扰 超辐射二极管 放大自发辐射噪声

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基于铋铒共掺光纤的高增益L波段扩展光纤放大器

5

作者 巫智凯 董新永 +5 位作者 邹泳芳 文建湘 王廷云 汪松 王云才 秦玉文 《光子学报》 北大核心 2025年第4期94-100,共7页

研究了铋铒共掺光纤的L波段扩展增益性能,研制了主放大器为双程放大的二级结构高增益L波段扩展铋铒共掺光纤放大器,在63 nm(1555~1618 nm)范围内获得高于20 dB的增益,最高增益达52.84 dB,最小噪声系数为4.23 dB,3 dB平坦增益带宽达到35 ... 研究了铋铒共掺光纤的L波段扩展增益性能,研制了主放大器为双程放大的二级结构高增益L波段扩展铋铒共掺光纤放大器,在63 nm(1555~1618 nm)范围内获得高于20 dB的增益,最高增益达52.84 dB,最小噪声系数为4.23 dB,3 dB平坦增益带宽达到35 nm(1565~1600 nm)。研究工作有效提高了L波段扩展放大器的增益水平和增益平坦度,对L波段扩展放大器的发展及在大容量光纤通信传输系统中的应用具有促进作用。 展开更多

关键词 光纤放大器 掺铒光纤放大器 铋铒共掺光纤 L波段扩展 双程放大技术

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光纤耦合器精细结构的热激励表征及缺陷分析(特邀)

6

作者 张登峰 温坤华 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第4期287-293,共7页

光纤耦合器广泛应用于光通信、光传感、航空航天、能源、交通、医疗等领域中,其性能与可靠性直接决定了各类光纤系统的性能。提出了一种光纤耦合器内部精细结构测试与缺陷分析方法。通过对光纤耦合器加载较宽范围的温度激励,将器件内部... 光纤耦合器广泛应用于光通信、光传感、航空航天、能源、交通、医疗等领域中,其性能与可靠性直接决定了各类光纤系统的性能。提出了一种光纤耦合器内部精细结构测试与缺陷分析方法。通过对光纤耦合器加载较宽范围的温度激励,将器件内部不可见的精细结构转换为光纤所受的热应变分布;再使用光频域反射计以毫米级的超高空间分辨率观测光纤沿线应变,进而反演光纤耦合器内部结构,并进一步通过应变分布畸变特征识别胶层缺陷,实现器件缺陷分析与质量评价。该方法具有高精度、无损的优势,且能够广泛适用于光纤耦合器、波分复用器等众多无源器件,为其缺陷成因分析、失效机理研究提供了有效测试手段,可以支撑其器件性能与可靠性的进一步提升。 展开更多

关键词 光无源器件 光频域反射计 精细结构测量 无损检测

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高超噪比宽带毫米波噪声信号光子学产生研究 被引量：2

7

作者 黄海碧 刘文杰 +3 位作者 孙粤辉 王安帮 秦玉文 王云才 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期251-258,共8页

受电子器件工作频率及功率的限制,传统电子学方法产生的噪声源的超噪比通常小于20 dB,针对这一问题,本文提出了一种基于非相干光拍频产生高超噪比宽带毫米波噪声技术。首先,用两个光滤波器对宽带放大自发辐射光源进行滤波整形。将获得... 受电子器件工作频率及功率的限制,传统电子学方法产生的噪声源的超噪比通常小于20 dB,针对这一问题,本文提出了一种基于非相干光拍频产生高超噪比宽带毫米波噪声技术。首先,用两个光滤波器对宽带放大自发辐射光源进行滤波整形。将获得的两束频率不同的放大自发辐射光耦合进入光电探测器进行拍频,从而产生电噪声信号。理论分析发现,通过调节拍频光的光谱线型、线宽与功率,在当前的高速光电探测器响应水平下,可获得超过50 dB的高超噪比毫米波噪声源。在利用数值方法分析影响噪声源超噪比主要因素的基础上,通过实验方法产生了超噪比大于50 dB的毫米波噪声信号。如果采用更高速的光电探测器,这一技术可在毫米波乃至太赫兹波段构建大超噪比的噪声源。 展开更多

关键词 毫米波 噪声源 超噪比 微波光子学 拍频

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深度学习在水下成像技术中的应用(特邀) 被引量：7

8

作者 谢俊 邸江磊 秦玉文 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1-48,共48页

近年来,我国海洋发展战略逐步兴起,水下成像技术在海洋工程、海洋资源开发及海洋环境保护等领域发挥日益重要的作用。同时,深度学习技术在图像处理领域获得广泛应用。本文在介绍深度学习基本概念的基础上,对其在水下成像技术中的最新应... 近年来,我国海洋发展战略逐步兴起,水下成像技术在海洋工程、海洋资源开发及海洋环境保护等领域发挥日益重要的作用。同时,深度学习技术在图像处理领域获得广泛应用。本文在介绍深度学习基本概念的基础上,对其在水下成像技术中的最新应用研究进展进行了系统综述,针对深度学习在水下图像增强技术、水下图像复原技术、水下偏振成像技术、水下关联成像技术、水下光谱成像技术、水下压缩感知成像技术、水下激光成像技术及水下全息成像技术等典型水下成像场景中的应用特点及不足进行了分析对比,并对该技术的未来发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 深度学习 水下成像 图像增强 图像重建

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基于光栅反馈技术的掺铥光纤随机激光器 被引量：1

9

作者 朱德才 胡耀宗 +2 位作者 周乐文 黄昌清 董新永 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期117-123,共7页

提出一种基于光栅反馈技术的掺铥光纤随机激光器。激光器采用半开腔设计,封闭端采用中心波长为1 940 nm的高反射率光纤光栅为激光器系统提供强反馈,增益介质采用1.5 m长的掺铥光纤,泵浦源采用793 nm半导体激光器,开放端采用光纤随机光... 提出一种基于光栅反馈技术的掺铥光纤随机激光器。激光器采用半开腔设计,封闭端采用中心波长为1 940 nm的高反射率光纤光栅为激光器系统提供强反馈,增益介质采用1.5 m长的掺铥光纤,泵浦源采用793 nm半导体激光器,开放端采用光纤随机光栅提供随机分布反馈。该光纤随机光栅由飞秒激光逐点刻写技术制备,在10 cm单模光纤上刻写超过6 000个间距随机分布的折射率畸变点,以增强光纤的后向瑞利散射效应。实验测得中心波长为1 940 nm的随机激光输出,其泵浦阈值为2.33 W,在3.8 W泵浦功率下的输出功率为57 mW,光信噪比达56 dB。输出激光在1 h内的波长偏移量小于0.1 nm,功率变化约0.26 dB,具有良好的稳定性。 展开更多

关键词 光纤激光器 随机激光器 掺铥光纤 光纤光栅 光栅反馈

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空间激光通信与测距一体化研究 被引量：4

10

作者 王熹 邓磊 +7 位作者 陶坤宇 付森 杨奇 戴潇潇 曹哲玮 沈勤 刘陈 付松年 《光通信研究》 北大核心 2024年第3期23-30,共8页

【目的】随着卫星技术和通信技术的不断提高,空间激光通信与测距一体化技术也逐渐成熟。而伴随着深空探测、卫星导航等领域的进一步发展,大量的业务及应用需求对星间的通信容量和测距精度又提出了更高的要求。在综合考虑卫星荷载与功耗... 【目的】随着卫星技术和通信技术的不断提高,空间激光通信与测距一体化技术也逐渐成熟。而伴随着深空探测、卫星导航等领域的进一步发展,大量的业务及应用需求对星间的通信容量和测距精度又提出了更高的要求。在综合考虑卫星荷载与功耗的前提下,如何在实现激光卫星高速通信的同时,完成测距并进一步提升测距精度,成为亟待解决的课题。【方法】基于双向单程测距原理,设计并实现了一种同时支持正交相移键控(QPSK)和二进制相移键控(BPSK)的相干通信与测距一体化系统,为进一步提升测距性能,又从提升时钟精度入手,通过使用差拍采样方法,使用鉴频与鉴相来获取发送时钟与接收时钟之间的频率差与相位差,以此来获取到更高的时钟精度,从而对测距值进行校正。【结果】该系统能稳定工作在接收光功率大于-48 dBm的环境,针对不同应用需求可设置不同的速率,QPSK模式下最高速率为5 Gbit/s,BPSK模式下速率分别为2.5 Gbit/s、1.25 Gbit/s和625 Mbit/s,系统测距精度理论上可达最小值53 ps,在正常通信时,使用Matlab与Vivado对测距数据进行计算处理,验证了系统测距精度小于0.1 ns。进一步采用差拍采样方法,仿真条件下,测距精度可提升至码元宽度的10^(-3)量级,达±0.36 cm。【结论】所提通信测距一体化系统能够在高速通信的同时实现高精度测距,对未来激光卫星的相关应用具有一定的实际意义。 展开更多

关键词 卫星 激光通信 激光测距 高精度 一体化

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基于放大器优化的无中继通信系统研究

11

作者 吴俊宇 敖学渊 +4 位作者 邓磊 戴潇潇 付松年 刘陈 杨奇 《光通信研究》 北大核心 2024年第4期13-19,共7页

【目的】传统无中继通信系统中需要使用分布式拉曼泵浦放大器和遥泵放大器,而分布式拉曼泵浦放大器和遥泵放大器均需要使用高功率泵浦激光源,并且会提高无中继通信系统光学链路复杂度。针对这一问题,文章提出了使用高功率掺铒光纤放大器... 【目的】传统无中继通信系统中需要使用分布式拉曼泵浦放大器和遥泵放大器,而分布式拉曼泵浦放大器和遥泵放大器均需要使用高功率泵浦激光源,并且会提高无中继通信系统光学链路复杂度。针对这一问题,文章提出了使用高功率掺铒光纤放大器(EDFA)取代无中继通信系统中的前向分布式拉曼泵浦放大器的无中继通信系统架构。【方法】文章通过VPI仿真平台建模分析比较了所提无中继通信系统架构的传输性能并进行了实时无中继通信传输实验验证。【结果】仿真结果表明,使用高功率泵浦提高信号光入纤功率能够实现传统无中继通信系统中的前向拉曼泵浦放大增益效果,并且更适合配合波分复用(WDM)技术实现更高速率的无中继通信传输。通过实验还证实了采用仅使用EDFA泵浦放大结构的无中继通信系统能够实现500 km跨度距离10 Gbit/s速率下的单通道无中继通信传输,并且在结合WDM技术的情况下,能够实现4×10 Gbit/s速率、500 km光纤链路跨度下的通信传输。【结论】文章所提仅采用EDFA泵浦放大的无中继通信传输系统架构能够极大地简化传统无中继通信系统架构,且能够基于EDFA泵浦放大布置多通道WDM系统从而提升系统通信传输的信号速率,对未来无中继通信系统结构简化以及通信速率提升具有重要的实际意义。 展开更多

关键词 无中继通信 实时通信 VPI仿真 光纤光学 掺铒光纤放大器

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激光相干合成系统中SPGD算法的分阶段自适应优化

12

作者 郑文慧 祁家琴 +6 位作者 江文隽 谭贵元 胡奇琪 高怀恩 豆嘉真 邸江磊 秦玉文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期303-315,共13页

为改善传统随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descent,SPGD)算法应用于大规模激光相干合成系统时收敛速度慢且易陷入局部最优解的情况,提出了一种分阶段自适应增益SPGD算法-Staged SPGD算法。该算法根据性能评价函数值,... 为改善传统随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descent,SPGD)算法应用于大规模激光相干合成系统时收敛速度慢且易陷入局部最优解的情况,提出了一种分阶段自适应增益SPGD算法-Staged SPGD算法。该算法根据性能评价函数值,在不同收敛时期采用不同策略对增益系数进行自适应调整,同时引入含梯度更新因子的控制电压更新策略,在加快收敛速度的同时减少算法陷入局部极值的概率。实验结果表明:在19路激光相干合成系统中,与传统SPGD算法相比,Staged SPGD算法的收敛速度提升了36.84%,针对不同频率和幅度的相位噪声,算法也具有较优的收敛效果,且稳定性得到显著提升。此外,将Staged SPGD算法直接应用于37、61、91路相干合成系统时,Staged SPGD算法相比传统SPGD算法收敛速度分别提升了37.88%、40.85%和41.10%,提升效果随相干合成单元数增加而更加显著,表明该算法在收敛速度、稳定性和扩展性方面均具有一定优势,具备扩展到大规模相干合成系统的潜力。 展开更多

关键词 激光相干合成 相位控制 随机并行梯度下降算法 SPGD算法

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光纤陀螺光路热致零漂误差机理与抑制方法

13

作者 张天乐 温坤华 +2 位作者 张翔 林蹉富 杨军 《弹箭与制导学报》 北大核心 2024年第5期14-24,共11页

光纤陀螺(FOG)作为一种高精度角速度传感器,在惯性导航、定位定向和姿态控制中扮演着至关重要的角色。然而,光纤陀螺光路热致零漂误差是限制陀螺精度提升的关键因素之一。通过分析Shupe效应、Mohr效应及交扰效应,解释了热致零漂误差的... 光纤陀螺(FOG)作为一种高精度角速度传感器,在惯性导航、定位定向和姿态控制中扮演着至关重要的角色。然而,光纤陀螺光路热致零漂误差是限制陀螺精度提升的关键因素之一。通过分析Shupe效应、Mohr效应及交扰效应,解释了热致零漂误差的产生机理;从内因(几何对称性和物理对称性)和外因(环境影响和物理场激励)两方面归纳了影响零漂误差的不同因素;进一步讨论了对内因和外因的关键因素(如光路的应变和温度分布)检测的布里渊光时域分析(BOTDA)技术、光频域反射(OFDR)技术以及拉曼光时域反射(ROTDR)技术的研究现状;最后介绍了光纤环绕制工艺的优化、特种光纤的应用、尾纤长度的调整以及温度补偿技术等多种抑制热致零漂误差的措施和方法。上述研究为恶劣环境下导航级光纤陀螺测量精度和环境适应性的进一步提升奠定了基础。 展开更多

关键词 光纤陀螺 热致零漂 光路对称性 分布式测试 零漂误差抑制

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太赫兹混频器噪声系数测量

14

作者 陶星宇 刘文杰 +6 位作者 孙粤辉 秦菲菲 宋青娥 赵泽宇 刘丽娟 陈天香 王云才 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期943-949,共7页

噪声系数是评价高频电子器件传输信号性能的重要参数,随着工作频率的增加,高频电子器件的噪声系数通常会增大,现有噪声源的超噪比无法满足测量需求。为了实现高频电子器件噪声系数的测量,本文基于非相干光混频技术,将三束非相干光耦合... 噪声系数是评价高频电子器件传输信号性能的重要参数,随着工作频率的增加,高频电子器件的噪声系数通常会增大,现有噪声源的超噪比无法满足测量需求。为了实现高频电子器件噪声系数的测量,本文基于非相干光混频技术,将三束非相干光耦合进入单行载流子光电二极管,研制了220~325 GHz高超噪比且可调谐的太赫兹光子噪声源,超噪比可调谐至45 dB。通过Y因子法将其应用于大噪声系数、负变频增益太赫兹混频器噪声系数的测量。测量得到太赫兹混频器噪声系数的范围为16~32 dB,变频增益约为-13 dB,测量不确定度为0.43 dB。研制的高超噪比且可调谐的太赫兹光子噪声源,能够满足大噪声系数太赫兹电子器件的测量需求,对太赫兹电子器件噪声系数的测量以及指导器件的进一步优化有着重要的作用。 展开更多

关键词 噪声系数 噪声源 太赫兹混频器 光混频 Y因子法

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双光反馈短腔半导体激光器动力学特性分析

15

作者 龚全 郭园园 +2 位作者 赵彤 孙粤辉 王云才 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第1期49-53,共5页

提出并数值验证了双光反馈短腔半导体激光器可以稳定产生宽带混沌信号。通过理论分析对比了单光反馈和双光反馈两种结构下,反馈系数对激光器动力学特性的影响,发现双光反馈结构的短腔半导体激光器在很大的参数范围内可以产生混沌信号。... 提出并数值验证了双光反馈短腔半导体激光器可以稳定产生宽带混沌信号。通过理论分析对比了单光反馈和双光反馈两种结构下,反馈系数对激光器动力学特性的影响,发现双光反馈结构的短腔半导体激光器在很大的参数范围内可以产生混沌信号。对激光器不同输出状态的信号特性进行分析,结果表明双光反馈结构的激光器经由倍周期路径演化为混沌状态。另外,研究了双腔的反馈系数对激光器输出信号带宽的影响,发现双光反馈结构的激光器产生混沌信号的带宽可达10 GHz以上,并且随着反馈系数增大而逐渐增加。 展开更多

关键词 半导体激光器 双光反馈 混沌 混合集成

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基于多尺度分层残差网络的光学遥感图像微小目标检测

16

作者 曾祥津 刘耿焕 +4 位作者 陈建明 豆嘉真 任振波 邸江磊 秦玉文 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期247-259,共13页

针对光学遥感图像中微小目标空间分辨率低、有效特征不足等问题,在YOLOv5检测算法基础上,提出一种基于多尺度分层残差网络的光学遥感图像微小目标检测方法。设计了一种简单高效的多尺度分层残差特征提取模块,可在更细粒度水平上获得更... 针对光学遥感图像中微小目标空间分辨率低、有效特征不足等问题,在YOLOv5检测算法基础上,提出一种基于多尺度分层残差网络的光学遥感图像微小目标检测方法。设计了一种简单高效的多尺度分层残差特征提取模块,可在更细粒度水平上获得更丰富的感受野,强化神经网络的特征提取能力,进一步提升微小目标特征丰富度。在此基础上,进一步优化损失函数中的定位损失项,通过增加距离惩罚提升检测算法对微小目标的定位能力。在光学遥感微小目标检测数据集AI-TODv2和微小行人检测数据集TinyPerson上开展了系统对比实验,实验结果表明所提出算法相较于基准YOLOv5算法平均精度分别提升了5.5%和1.8%,有效提高了微小目标检测的召回率和准确率。 展开更多

关键词 光学遥感图像 微小目标检测 深度学习 多尺度 卷积神经网络

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基于光纤光栅法珀干涉结构的热线式风速计

17

作者 林颖 唐玉涵 +2 位作者 杜浪哲 徐鹏柏 董新永 《光子学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期146-154,共9页

为提高热线式光纤光栅风速计的性能,提出一种基于光纤光栅法珀干涉结构的热线式风速计。该风速计通过在两个光纤布拉格光栅的中间熔接一段长度为500μm的掺钴光纤以形成法珀干涉结构(FPI),该掺钴光纤吸收1480 nm激光后产生热量从而形成... 为提高热线式光纤光栅风速计的性能,提出一种基于光纤光栅法珀干涉结构的热线式风速计。该风速计通过在两个光纤布拉格光栅的中间熔接一段长度为500μm的掺钴光纤以形成法珀干涉结构(FPI),该掺钴光纤吸收1480 nm激光后产生热量从而形成热线,根据热膨胀效应和热光效应,温度变化会引起掺钴光纤中光程的变化,使得FPI的干涉谱红移。当气流流过FPI风速计时,掺钴光纤的热量散失速率加快,温度降低进而导致FPI干涉谱蓝移,蓝移量与风速成固定的关系。因此,通过测量FPI干涉谱的波长改变量,可以计算出风速值。实验中,在0~9 m/s的范围进行了风速测量,获得热线式风速计的典型响应,灵敏度随风速增大逐渐降低。在风速为0.1 m/s时,风速计的灵敏度达到-1053.86 pm·m^(-1)·s,而风速为0.5 m/s和5.0 m/s时,灵敏度分别为-746.47 pm·m^(-1)·s和-15.15 pm·m^(-1)·s。与已报道的热线式光纤光栅风速计相比,所提出的光纤光栅FPI风速计具有灵敏度高、结构简单紧凑、易于制造、成本低等优点。 展开更多

关键词 光纤传感器 热线式风速计 光纤布拉格光栅 法布里珀罗干涉仪 掺钴光纤 风速测量

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140~220 GHz光子太赫兹噪声源

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作者 宋宇辉 孙粤辉 +5 位作者 李璞 赵泽宇 刘丽娟 沈伊人 刘文杰 王云才 《电子测量与仪器学报》 2025年第6期134-141,共8页

太赫兹噪声源是高频器件噪声系数测试和性能评估的重要工具。传统基于电子学的固态噪声源由于受到电子器件带宽的限制,难以实现高超噪比且功率谱平坦的太赫兹噪声输出,从而限制其在更高频段的应用。为解决这一问题,基于光子学方法研制... 太赫兹噪声源是高频器件噪声系数测试和性能评估的重要工具。传统基于电子学的固态噪声源由于受到电子器件带宽的限制,难以实现高超噪比且功率谱平坦的太赫兹噪声输出,从而限制其在更高频段的应用。为解决这一问题,基于光子学方法研制太赫兹噪声源样机,利用两束非相干光在高速光电探测器上进行光子混频,可以产生频率范围覆盖140~220 GHz,最高超噪比达47 dB,平坦度小于±2.0 dB的太赫兹噪声,可通过改变光功率实现超噪比调谐。此外,对样机的运行稳定性及输出重复性进行了测试,结果表明该样机在12 h运行中的超噪比输出稳定度为0.35 dB,10次开关机的输出重复度为0.39 dB。为了进一步验证噪声源样机的性能,测量了混频器模块的噪声系数,测量结果的不确定度小于0.48 dB。光子太赫兹噪声源的研制提升了我国噪声源的最高工作频率,为太赫兹器件的设计和优化提供了必备的测试仪器。 展开更多

关键词 噪声源 超噪比 光子混频 光电探测器 太赫兹

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基于BOTDA的分布式光纤高温传感研究(特邀) 被引量：6

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作者 徐鹏柏 王晓龙 +7 位作者 温坤华 郑永秋 周金运 董永康 董新永 杨军 王云才 秦玉文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期32-40,共9页

基于布里渊光时域分析(Brillouin optical time-domain analysis,BOTDA)测量技术分别研究了单模光纤、光子晶体光纤和镀金光纤在1100℃、1200℃和1000℃的高温传感特性,通过对石英光纤的布里渊频移(Brillouin frequency shift,BFS)跳跃... 基于布里渊光时域分析(Brillouin optical time-domain analysis,BOTDA)测量技术分别研究了单模光纤、光子晶体光纤和镀金光纤在1100℃、1200℃和1000℃的高温传感特性,通过对石英光纤的布里渊频移(Brillouin frequency shift,BFS)跳跃现象和涂覆层燃烧现象进行研究,指出石英光纤均需要退火才能够达到热稳定状态。退火后,三种光纤的布里渊频移随温度呈非线性变化。其中,单模光纤和光子晶体光纤高温状态下涂覆层气化,二氧化硅发生晶化导致其机械强度大幅下降,因此仅能作为一次性高温传感器;镀金光纤由于金涂层具有较高的熔点和良好的气密性,高温退火后仍然能够保持良好的机械强度,因此可以作为一种重复使用的高温传感器。该研究有望为高温传感应用(如涡轮发动机内部温度监测)提供一种技术参考。 展开更多

关键词 分布式光纤高温传感 布里渊光时域分析仪 光子晶体光纤 镀金光纤

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双智能反射平面辅助无线携能通信系统的安全通信优化 被引量：6

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作者 陈健锋 崔苗 +2 位作者 张广驰 武庆庆 曾慧 《电信科学》 2022年第1期47-60,共14页

研究采用两个智能反射平面保障无线携能通信系统信息传输的物理层安全。通过联合优化两个智能反射平面的反射波束成形和基站的发射波束成形以最大化系统的总信息传输速率,同时满足基站的发射功率约束、能量收集用户的最小能量收集约束... 研究采用两个智能反射平面保障无线携能通信系统信息传输的物理层安全。通过联合优化两个智能反射平面的反射波束成形和基站的发射波束成形以最大化系统的总信息传输速率,同时满足基站的发射功率约束、能量收集用户的最小能量收集约束与最大窃听速率约束,以及智能反射平面反射系数的模一约束。由于存在两个智能反射平面之间的反射链路,所构建优化问题的优化变量高度耦合,难以直接求解。提出一种基于交替优化、半正定松弛和连续凸逼近的算法求问题的次优解。仿真结果表明,与现有的基准方案相比,所提算法能在保证信息传输安全和满足能量传输要求的情况下大幅提高系统的总数据速率。 展开更多

关键词 双智能反射平面 无线携能通信 物理层安全

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