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TDLAS气体激光遥测高灵敏光电探测电路设计 被引量：2
1
作者 裴梓伊 胡朋兵 +3 位作者 潘孙强 戚海洋 刘素梅 刘东 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期198-208,共11页
针对气体激光遥测光信号微弱、环境因素干扰强等特点,结合波长调制技术,设计和研究了用于TDLAS激光遥测的高灵敏度光电探测电路(Highly Sensitive Photoelectric Detection Circuit,HSPDC)。基于波长调制技术,确定了TDLAS信号噪声抑制方... 针对气体激光遥测光信号微弱、环境因素干扰强等特点,结合波长调制技术,设计和研究了用于TDLAS激光遥测的高灵敏度光电探测电路(Highly Sensitive Photoelectric Detection Circuit,HSPDC)。基于波长调制技术,确定了TDLAS信号噪声抑制方法;采用光电二极管理想模型,分析了光电探测电路的线性响应特性并确定了光电二极管的关键参数;基于级联放大原理设计、仿真并对HSPDC进行测试。结果表明:所设计HSPDC的光功率检测下限为0.11 nW,信号衰减仅为0.79 dB(f=10 kHz),截止频率较现有108 V/A跨阻放大电路高一个数量级,可用于高速调制微弱光信号的探测。搭建了气体激光遥测系统,当调制频率为3 kHz时,激光遥测系统获得了良好的检测性能,检测灵敏度达到88.66 mV/ppm,检测限优于0.565 ppm,线性拟合度R2为0.9996。研究表明,研制的HSPDC光电探测电路具有响应速度快、检测灵敏度高等优点,可集成化,能满足气体激光遥测应用需求。 展开更多
关键词 光电探测 跨阻放大 TDLAS 开放光路 激光遥测
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基于CMA-ES算法的集成光学陀螺中弯曲波导损耗优化
2
作者 黄腾超 蒋知佑 +3 位作者 赵薪然 张义 赵子强 梁璀 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第6期601-606,共6页
片上集成敏感环圈是集成光学陀螺仪的基本组成部分之一,其环长直接决定陀螺仪的零偏稳定性和角度随机游走。传感环的直波导传输损耗和弯曲波导辐射损耗共同决定了敏感环圈的最终品质。优化弯曲波导的结构以降低其辐射损耗是提高片上集... 片上集成敏感环圈是集成光学陀螺仪的基本组成部分之一,其环长直接决定陀螺仪的零偏稳定性和角度随机游走。传感环的直波导传输损耗和弯曲波导辐射损耗共同决定了敏感环圈的最终品质。优化弯曲波导的结构以降低其辐射损耗是提高片上集成陀螺仪性能的关键技术之一。通过引入CMA-ES算法设计片上集成传感环上的90°弯曲波导结构,对弯曲波导的几何参数进行了全局空间下的有效优化。仿真结果表明,对于截面3μm×0.15μm的90°氮化硅弯曲波导,在弯曲半径达到200μm以上时可以将弯曲波导的损耗优化降低至10^(-4)d B/90°的水平。证明了CMA-ES算法可以有效优化片上集成传感环的设计、降低其损耗,从而提升集成光学陀螺仪的性能指标,具有工程应用价值。 展开更多
关键词 CMA-ES算法 集成光学陀螺 弯曲光波导
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内窥镜下提高出血点可见性的饱和度色调映射算法
3
作者 宋萌 倪旭翔 +3 位作者 王立强 袁波 陈可 张基强 《光电工程》 北大核心 2025年第3期2-10,共9页
针对内窥镜手术中淹没性出血点可见性差影响止血操作时间的问题,提出了一种4LED照明结合饱和度-色调映射算法的出血点增强显示方法。该方法使用对粘膜组织和不同浓度血液成像具有特异性的4个窄带LED进行同步照明,以代替传统的氙灯光源... 针对内窥镜手术中淹没性出血点可见性差影响止血操作时间的问题,提出了一种4LED照明结合饱和度-色调映射算法的出血点增强显示方法。该方法使用对粘膜组织和不同浓度血液成像具有特异性的4个窄带LED进行同步照明,以代替传统的氙灯光源实现彩色成像;然后在xyY颜色空间中,对彩色图像的饱和度信息进行拉伸后再向色调映射,进而有效提升淹没性出血点与出血点周围区域的色差。针对动物材料的硬镜体外实验结果表明,饱和度-色调映射成像(saturation-to-hue mapping imaging,SHMI)在出血点与出血点周围区域的色差明显大于常规白光图像(41.31>11.78),有效提高了淹没性出血点的可见性,可进一步降低内窥镜手术风险。 展开更多
关键词 图像增强 内窥镜 多光谱成像 出血点检测
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窄线宽激光器线宽测量时最短延时光纤长度计算方法
4
作者 韩昊益 毕然 +3 位作者 陈蒙 王磊 陈侃 舒晓武 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第7期707-712,共6页
针对传统延时自外差法测量窄线宽激光器线宽时延时光纤长度需大于6倍相干长度的严格约束,在深入分析延时自外差测量原理的基础上,建立了适用于延时光纤长度小于此极限情况的激光器线宽精确测量理论模型。通过开发数值仿真算法,推导并验... 针对传统延时自外差法测量窄线宽激光器线宽时延时光纤长度需大于6倍相干长度的严格约束,在深入分析延时自外差测量原理的基础上,建立了适用于延时光纤长度小于此极限情况的激光器线宽精确测量理论模型。通过开发数值仿真算法,推导并验证了所提模型的准确性,进一步提出了确定短延时光纤下保证测量精度的最短光纤长度计算方法。选取55 km和2 km延时光纤分别对3 kHz和100 kHz两激光器进行线宽测量,计算得到激光器线宽分别为3.066 kHz和108.6 k Hz,实验结果均满足误差要求,证明延时自外差法测量窄线宽激光器线宽时判别延时光纤所需最短长度的有效性,为优化窄线宽激光器线宽测试方法提供了理论依据和实践指导。 展开更多
关键词 窄线宽激光器 线宽测量 延时自外差法 短光纤延时线
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基于光源感知的跨相机颜色一致性算法
5
作者 杨敏航 徐海松 +3 位作者 黄益铭 叶正男 张云涛 胡兵 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期557-565,共9页
针对相机传感器光谱灵敏度和内置图像信号处理(ISP)模块差异导致的图像间颜色不一致的问题,提出2种基于光源感知的跨相机颜色一致性算法,即色温(CCT)感知的自适应分区映射算法和类别感知的自适应分类映射算法,用于将RAW图像从待处理相... 针对相机传感器光谱灵敏度和内置图像信号处理(ISP)模块差异导致的图像间颜色不一致的问题,提出2种基于光源感知的跨相机颜色一致性算法,即色温(CCT)感知的自适应分区映射算法和类别感知的自适应分类映射算法,用于将RAW图像从待处理相机的颜色空间转换到目标相机的颜色空间.通过在不同色温和类型的典型光源下得到的训练算子来推导目标场景最终的映射算子,为不同照明场景建立特定的映射关系,进而实现跨相机图像的转换.在实验中采用颜色差异指标来对算法进行客观评估,结果表明所提出的2种算法在色差和视觉效果方面均比现有经典方法展现出更好的性能,能够有效适应照明条件的多样性和复杂性,具有广泛的应用潜力. 展开更多
关键词 图像处理 颜色一致性 跨相机应用 RAW图像 光源感知
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量子剪裁型镱离子掺杂钙钛矿纳米晶的合成及其在X射线多能谱成像中的新应用
6
作者 惠娟 杨旸 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第7期1121-1131,共11页
近年来,稀土离子掺杂钙钛矿材料凭借其优异的光电特性、可调节的带隙及独特的量子剪裁效应,在光电功能材料领域引起了研究者的广泛关注。其中,镱离子(Yb^(3+))掺杂钙钛矿纳米材料因其显著的光学特性,如超大的斯托克斯位移、超过100%的... 近年来,稀土离子掺杂钙钛矿材料凭借其优异的光电特性、可调节的带隙及独特的量子剪裁效应,在光电功能材料领域引起了研究者的广泛关注。其中,镱离子(Yb^(3+))掺杂钙钛矿纳米材料因其显著的光学特性,如超大的斯托克斯位移、超过100%的荧光量子产率及高效的近红外发光,在X射线成像、多能谱X射线成像、荧光型太阳能聚光器、太阳能电池和近红外电致发光器件等领域展现出巨大的应用潜力。本文聚焦于Yb^(3+)掺杂钙钛矿纳米晶的量子剪裁特性,系统性地展开论述:全面梳理了Yb^(3+)掺杂CsPbCl_(3)纳米晶的合成策略、量子剪裁发光机理及其在光电领域的应用;深入探讨了量子剪裁型钙钛矿闪烁体的发展及其在X射线成像、多能谱X射线成像等前沿领域的最新突破性进展。通过分析当前面临的科学挑战与技术瓶颈,本文展望了未来的研究方向与发展趋势,为量子剪裁材料的进一步研究与应用提供了参考。 展开更多
关键词 量子剪裁 掺杂 稀土离子 钙钛矿闪烁体 多能谱X射线成像
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基于闪烁体编码器的X射线多能谱成像技术
7
作者 刘嘉程 杨旸 《发光学报》 北大核心 2025年第7期1209-1220,共12页
X射线成像技术作为医疗诊断和工业无损检测的核心手段,其成像质量直接影响诊断准确性和检测精度。但传统X射线成像技术受限于能量积分探测模式,在复杂场景下的成像对比度明显不足。为突破这一技术瓶颈,多光谱X射线成像技术应运而生。本... X射线成像技术作为医疗诊断和工业无损检测的核心手段,其成像质量直接影响诊断准确性和检测精度。但传统X射线成像技术受限于能量积分探测模式,在复杂场景下的成像对比度明显不足。为突破这一技术瓶颈,多光谱X射线成像技术应运而生。本文聚焦基于闪烁体编码器的X射线多能谱成像技术,详细阐述基于叠层闪烁体编码和基于侧入射提取X射线深度信息的多光谱探测器。通过深入分析材料选择与制备工艺、器件结构设计、算法分析等关键技术环节,全面探讨了该技术的原理、特点及研究进展。总结现有成果及面临的挑战,并对未来发展趋势进行展望,以期为多光谱X射线成像技术的深入研究与工程应用提供理论指导和实践参考。 展开更多
关键词 闪烁体编码器 X射线多能谱成像 叠层闪烁体 侧入射探测器 算法分析
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基于计算全息图零位补偿的同轴高次非球面干涉检测技术研究
8
作者 王慎 刘泉 +1 位作者 国成立 闫力松 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第2期237-244,共8页
为了解决同轴高次非球面的高精度面形检测问题,本文提出了一种基于CGH的同轴高次非球面零位补偿检测设计方法。利用所提方法,可以实现同轴非球面补偿设计中各衍射级次的有效分离,可实现对于待测镜面的零位补偿设计。结合工程实例,本文... 为了解决同轴高次非球面的高精度面形检测问题,本文提出了一种基于CGH的同轴高次非球面零位补偿检测设计方法。利用所提方法,可以实现同轴非球面补偿设计中各衍射级次的有效分离,可实现对于待测镜面的零位补偿设计。结合工程实例,本文对一口径为260 mm的同轴高次非球面反射镜实现了零位补偿检测设计。从CGH设计结果可以看出,基于本文检测设计方法,其理论设计检测残差(RMS值)可以达到0 nm。此外,还完成了对于该同轴高次非球面反射镜的实际检测。针对检测过程中的误差源进行了误差分析,以验证本方法的可靠性与精度。 展开更多
关键词 光学检测 补偿 计算全息 同轴高次非球面
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基于半球形声学共振腔的光声光谱气体传感系统研究
9
作者 王高旋 丁志华 高晓明 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第3期608-615,共8页
声学共振腔是光声吸收光谱技术的重要器件,相比于传统使用的圆柱形声学共振腔,球形声学共振腔具有体积小、品质因数高、更易提高气体吸收路径等优点。为进一步减小声学共振腔体积,实现微型化声学共振腔,本文首次报道了一种基于半球形声... 声学共振腔是光声吸收光谱技术的重要器件,相比于传统使用的圆柱形声学共振腔,球形声学共振腔具有体积小、品质因数高、更易提高气体吸收路径等优点。为进一步减小声学共振腔体积,实现微型化声学共振腔,本文首次报道了一种基于半球形声学共振腔的光声光谱气体传感系统,该半球形声学共振腔半径为15 mm,容积为7.07 mL。通过理论仿真和实验测试验证,测量出半球形声学共振腔的频率响应曲线,进一步确定了半球形声学共振腔的最佳工作频率和麦克风位置。为进一步提高光声光谱气体传感系统性能,通过增大声学共振腔的光线入射口尺寸,与多通池相耦合在一起,进一步增加气体吸收路径。多通池由两个反射镜构成,反射镜直径为25.4 mm,曲率半径为100 mm,距离20 cm,反射镜面上反射光斑为单线点模式,最终通过使用多通池提高了6倍的甲烷光声吸收信号幅值和4倍的甲醛光声吸收信号幅值。通过使用多麦克风方法,将光声光谱信号幅值提升了4倍。最终,光声光谱仪器耦合了发射波长位于1653和3640 nm的两个可调谐激光器,两个激光器通过不同位置入射至声学共振腔中,实现了甲烷和甲醛两种气体的测量,检测灵敏度为2.11×10^(-6)(20 s)和0.71×10^(-6)(20 s)。通过测量不同甲烷浓度下光声信号校准了光声光谱系统,实验结果表明光声信号与气体浓度具有良好的线性关系。通过使用Allan标准差方法评估光声光谱系统在长时间工作下的仪器稳定性,在仪器最佳积分时间660 s,甲烷检测灵敏度提升至0.4×10^(-6)。半球形声学共振腔由于其良好的光源适用性、体积小等特点,在光声光谱气体传感领域具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 光声光谱 半球形声学共振腔 气体传感 甲烷 甲醛
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基于四波前横向剪切干涉的波前传感技术与应用(特邀) 被引量：1
10
作者 杨甬英 凌曈 +1 位作者 曹频 江佳斌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期18-31,共14页
高科技的发展对精密干涉成像提出了更高的要求。在现代光学和生物医学领域,无标记成像技术不依赖于传统的染料或荧光标记,进行3D活细胞原位观察和分析,促进定量相位显微术的发展。在光学检测技术领域,对于干涉系统的现场化、实时化的应... 高科技的发展对精密干涉成像提出了更高的要求。在现代光学和生物医学领域,无标记成像技术不依赖于传统的染料或荧光标记,进行3D活细胞原位观察和分析,促进定量相位显微术的发展。在光学检测技术领域,对于干涉系统的现场化、实时化的应用具有迫切需求,如激光波前的瞬态检测分析、高速流场检测、自适应光学的检测和控制、高精度光学系统像差分析等都迫切需要一个紧凑型、抗环境干扰、瞬态成像的干涉系统。为此,针对针对这些需求,全面介绍了四波前横向剪切干涉相位成像技术的原理、发展历程、波前重构方法以及其广泛的应用。四波前横向剪切干涉仪能够通过在一个单一的干涉图中获取两个正交剪切方向的四个剪切波前来实现瞬态相位成像,由随机编码光栅和相位棋盘组成新颖的四波干涉传感器(Four-wave Interferometric Sensor,FIS4)。FIS4干涉传感器凭借其独特的优势,如紧凑性、鲁棒性、高时间分辨率以及与现有显微系统的兼容性,在生物医学、光学测量、材料表征等众多领域展现出广阔的应用前景。这一技术的发展不仅为相关领域提供了新的研究工具,也为跨学科的创新和发现开辟了新的可能性。 展开更多
关键词 四波剪切干涉 衍射光栅 共路干涉 高速流场 自适应光学 白光轮廓仪
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FIB/SEM双束系统样品旋转器研制
11
作者 郭海林 王大森 +3 位作者 王伟 黄思玲 夏超翔 赵仕燕 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第12期39-42,63,共5页
针对聚焦离子束/扫描电子显微镜双束系统中样品工作台无法实现回转微小特征结构的定位、成像和多自由度加工等难题,研制真空环境下基于步进电动机驱动的高精度样品旋转器。采用NX10.0计算机辅助设计软件建立样品旋转器三维数字模型;开... 针对聚焦离子束/扫描电子显微镜双束系统中样品工作台无法实现回转微小特征结构的定位、成像和多自由度加工等难题,研制真空环境下基于步进电动机驱动的高精度样品旋转器。采用NX10.0计算机辅助设计软件建立样品旋转器三维数字模型;开展运动部件的运动模拟仿真,避免了工作时出现运动干涉情况;采用ANSYS有限元软件对其关键部组件的静动态特性进行仿真分析和优化,保证了该部件的工作精度和工作强度的要求,样品旋转器的最大转速为30 r/min,角度分辨率达到了0.0014°。所研制的样品旋转器具有精度高、操作简单等特点,为聚焦离子束加工下一代高精度三维微纳光子集成器件提供了参考。 展开更多
关键词 FIB/SEM双束系统 微小特征结构 样品旋转器 有限元分析
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超长空间激光传输数值模拟研究进展 被引量：1
12
作者 华喆怿 徐兆锐 +4 位作者 彭韶婧 刘烨 刘崇 吴兰 刘东 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期23-32,共10页
文章主要围绕空间引力波探测中超长空间链路传输部分进行介绍,概述了目前国内外星间传输仿真时采用的计算方法,以及指向抖动引起的相位噪声分析方法。相较于地基引力波探测,空间引力波探测可以有效降低噪声,增加干涉臂长度,从而实现更... 文章主要围绕空间引力波探测中超长空间链路传输部分进行介绍,概述了目前国内外星间传输仿真时采用的计算方法,以及指向抖动引起的相位噪声分析方法。相较于地基引力波探测,空间引力波探测可以有效降低噪声,增加干涉臂长度,从而实现更高精度、更低频率的探测。在长达数百万公里的传输距离,以及皮米量级数值模拟的精度要求下,需要考虑指向角变化引起的相位噪声。研究表明,在2.5×10~9 m的传输距离下,离焦和像散是影响指向抖动噪声的主要像差。通常情况下,相位驻点位置与原点位置存在一定偏离,需要对望远镜角度进行调整,才能使相位噪声最小化。在相位驻点位置进行引力波探测,可以有效降低相位噪声,并降低望远镜出瞳波前的质量要求。而大的离焦像差与小的彗差可以使相位驻点接近光轴,提高接收到的激光功率。 展开更多
关键词 空间引力波探测 空间链路传输 指向抖动噪声 相位驻点
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隧道消防输水管道泄漏信号增强技术研究 被引量：2
13
作者 韩霄 应迪清 汪成立 《浙江工业大学学报》 北大核心 2024年第1期93-99,共7页
利用隧道消防输水管道水泵启动加压开始和结束时的水压差,提出一种泄漏信号增强技术。该技术利用振动传感器,通过监测两个水压状态下振动信号幅度差的方法实现对泄漏的监测,可在一定程度上提高泄漏信号的信噪比。通过理论推导说明了该... 利用隧道消防输水管道水泵启动加压开始和结束时的水压差,提出一种泄漏信号增强技术。该技术利用振动传感器,通过监测两个水压状态下振动信号幅度差的方法实现对泄漏的监测,可在一定程度上提高泄漏信号的信噪比。通过理论推导说明了该技术的基本原理,由数值仿真对该技术的特性进行了深入分析,发现在一定条件下,该技术相较于利用恒定水压条件下振动信号的技术可将泄漏信号增强到近3倍。根据该技术的特点提出了实现算法,通过数值仿真对算法进行了论证,发现振动信号幅度差判定阈值的合理选取有助于降低对泄漏状态的漏判率以及对非泄漏状态的错判率。 展开更多
关键词 隧道 消防输水管道 泄漏监测 信号增强 水压 振动
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自适应光学在超分辨显微成像技术中的应用(内封面文章·特邀) 被引量：1
14
作者 王韵澎 燕静 郝翔 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期11-25,共15页
荧光显微镜是研究细胞结构和动态过程的最有力的工具之一,近年来发展的超分辨显微成像技术更是突破了传统衍射极限,能够在观测活体生物样本中达到纳米级的分辨率。但由于生物样品内部折射率变化的复杂性,进行超分辨观测时成像性能往往... 荧光显微镜是研究细胞结构和动态过程的最有力的工具之一,近年来发展的超分辨显微成像技术更是突破了传统衍射极限,能够在观测活体生物样本中达到纳米级的分辨率。但由于生物样品内部折射率变化的复杂性,进行超分辨观测时成像性能往往会因样品引起的像差而降低。自适应光学是一种矫正波前误差的技术,在超分辨显微成像技术中引入自适应光学技术可以显著提高超分辨系统的成像分辨率、成像深度、成像速度。为了进一步提高超分辨显微成像系统的成像性能,研究者不断创新自适应光学在超分辨技术的应用方法。介绍了自适应光学技术,阐述了其在显微成像中的应用;详细分析了近年来自适应光学在超分辨显微成像技术的应用,最终进行了总结,并对未来技术发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 超分辨显微成像 自适应光学 机器学习 波前探测
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基于窄带成像及放大内镜的脂质分割方法
15
作者 武治晟 邹鸿博 +6 位作者 朱文武 齐伟明 王立强 袁波 杨青 徐晓蓉 严蕙蕙 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期982-994,共13页
一种主要成分是脂质的白色不透明物质(WOS)会覆盖与癌症诊断有关的微观结构,但WOS的形态特征又与肿瘤分级有密切关系。为了给医生提供更多与脂质相关的可用信息,本文对脂质图像的分割方法进行了研究。首先,介绍了基于Retinex框架的脂质... 一种主要成分是脂质的白色不透明物质(WOS)会覆盖与癌症诊断有关的微观结构,但WOS的形态特征又与肿瘤分级有密切关系。为了给医生提供更多与脂质相关的可用信息,本文对脂质图像的分割方法进行了研究。首先,介绍了基于Retinex框架的脂质图像增强算法,并介绍了反光去除算法。然后,介绍了基于活动轮廓模型的脂质分割方法,该方法从校正后的色调值中提取局部信息,从强度值中提取全局信息,自适应地获得权重因子,并基于初始轮廓来分割脂质区域。最后,基于自研细胞内镜成像系统,设计了仿体实验来验证了该方法的有效性。实验结果表明,该分割方法的像素准确度、灵敏度、Dice系数均高于90%。该方法能够克服照明不均匀、反光等的影响,很好地反映脂质的形状,为医生提供可用的信息。 展开更多
关键词 窄带光成像 脂质 分割 活动轮廓模型 仿体
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一种光纤陀螺全温启动漂移补偿方法
16
作者 姚磊善 周一览 +2 位作者 赵帅 黄腾超 车双良 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期34-41,共8页
本文提出了一种光纤陀螺全温启动温度漂移补偿方法。首先,采用三个惯性传感器内置的温度计信息组成的多维温度变量构建寻北仪内部的温度场,然后使用支持向量回归(SVR)来构建多维温度变量与光纤陀螺温度漂移误差的补偿模型,最后应用麻雀... 本文提出了一种光纤陀螺全温启动温度漂移补偿方法。首先,采用三个惯性传感器内置的温度计信息组成的多维温度变量构建寻北仪内部的温度场,然后使用支持向量回归(SVR)来构建多维温度变量与光纤陀螺温度漂移误差的补偿模型,最后应用麻雀搜索算法(SSA)来调优SVR模型核参数来提高温度误差补偿模型的精度和泛化能力。寻北实验验证了所提方法的有效性:将寻北仪启动阶段的精度从0.0209°提高到0.0101°,使其启动阶段的性能与稳定阶段的性能接近,并提升了其在不同初始温度下的快速响应能力。 展开更多
关键词 光纤陀螺寻北仪 启动漂移 支持向量机回归 麻雀优化算法
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冷轧钢表面与内部缺陷检测研究
17
作者 陈名渝 谢玥辰 +6 位作者 吕雄涛 郭建荣 贾国军 许志鹏 王狮凌 项震 刘东 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期823-833,共11页
为实现冷轧钢缺陷的全面检测,针对其表面和内部缺陷检测展开研究。对于表面缺陷检测,提出采用双侧线光源照明方案,并与常规线光源照明方案进行对比。对于内部缺陷检测,从检测分辨率和缺陷边缘特征两方面分析X射线、超声以及红外热波成... 为实现冷轧钢缺陷的全面检测,针对其表面和内部缺陷检测展开研究。对于表面缺陷检测,提出采用双侧线光源照明方案,并与常规线光源照明方案进行对比。对于内部缺陷检测,从检测分辨率和缺陷边缘特征两方面分析X射线、超声以及红外热波成像等金属内部检测技术的适用性。经实验验证,双侧线光源照明不仅可以使YOLOv5目标检测算法总体平均精度mAP:0.5达到90.16%,相比线光源照明提升了15.46%,还可优化模型分类和提高训练效率。X射线和超声波检测法可检测直径为0.25 mm的盲孔,而红外热波成像技术则可有效识别出直径为1 mm的盲孔。在缺陷边缘特征评估中,X射线检测法的最小盲孔边缘灰度差值为145,超声波为89,红外热波成像为30。本研究提出了一种冷轧钢表面缺陷检测的改进方案,并为内部缺陷检测提供了思路。 展开更多
关键词 冷轧钢缺陷检测 表面缺陷 内部缺陷 双侧线光源照明
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基于光照模型的细胞内镜图像不均匀光照校正算法
18
作者 邹鸿博 章彪 +3 位作者 王子川 陈可 王立强 袁波 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期160-166,共7页
细胞内镜需实现最大倍率约500倍的连续放大成像,受光纤照明及杂散光的影响,其图像存在不均匀光照,且光照分布会随放大倍率的变化而变化。这会影响医生对病灶的观察及判断。为此,本文提出一种基于细胞内镜光照模型的图像不均匀光照校正... 细胞内镜需实现最大倍率约500倍的连续放大成像,受光纤照明及杂散光的影响,其图像存在不均匀光照,且光照分布会随放大倍率的变化而变化。这会影响医生对病灶的观察及判断。为此,本文提出一种基于细胞内镜光照模型的图像不均匀光照校正算法。根据图像信息由光照分量和反射分量组成这一基础,该算法通过卷积神经网络学习图像的光照分量,并基于二维Gamma函数实现不均匀光照校正。实验表明,经本文方法进行不均匀光照校正后,图像的光照分量平均梯度和离散熵分别为0.22和7.89,优于自适应直方图均衡化、同态滤波和单尺度Retinex等传统方法以及基于深度学习的WSI-FCN算法。 展开更多
关键词 细胞内镜 不均匀光照 光照模型 卷积神经网络
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合成孔径激光雷达成像技术研究进展 被引量：6
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作者 徐晨 晋凯 魏凯 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期29-49,共21页
合成孔径激光雷达成像技术是一种能够突破光学系统衍射极限的主动光学成像技术,其概念来自工作在微波波段的合成孔径雷达,相比于合成孔径雷达,合成孔径激光雷达具有成像速度快、成像分辨率高以及能获取符合人眼感知的图像的优势,在远距... 合成孔径激光雷达成像技术是一种能够突破光学系统衍射极限的主动光学成像技术,其概念来自工作在微波波段的合成孔径雷达,相比于合成孔径雷达,合成孔径激光雷达具有成像速度快、成像分辨率高以及能获取符合人眼感知的图像的优势,在远距离目标感知与识别中具有很高的潜在价值。本文从合成孔径激光雷达的工作原理出发,回顾和梳理了合成孔径激光雷达的主要关键技术的主要进展,包括合成孔径激光雷达的系统模型和基础理论、系统设计与架构、激光相位噪声抑制、运动补偿技术以及成像算法;同时对国内外重要的外场实验进展进行了总结。最后探讨了后续实现工程化所需面对的困难和挑战。 展开更多
关键词 主动光学成像技术 合成孔径激光雷达 相干激光雷达 计算成像
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眼动跟踪仪的光源布局优化方法
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作者 徐泽夫 王晶晶 +2 位作者 曾冠中 谢迪 冯华君 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期204-215,共12页
使用角膜瞳孔反射法的眼动跟踪仪相比基于表观的方法具有较高的视线估计精度,在人机交互、AR/VR等领域具有较大的实际应用价值。但是角膜瞳孔反射法受制于角膜非球面的影响,需要光源距离较近,从而限制普尔钦斑处于逼近球面的角膜区域。... 使用角膜瞳孔反射法的眼动跟踪仪相比基于表观的方法具有较高的视线估计精度,在人机交互、AR/VR等领域具有较大的实际应用价值。但是角膜瞳孔反射法受制于角膜非球面的影响,需要光源距离较近,从而限制普尔钦斑处于逼近球面的角膜区域。但光源距离太近又会放大计算的误差,所以针对眼动跟踪仪的硬件结构缺乏量化设计指导的问题,提出了一种光源布局优化方法。通过计算机仿真的手段,建立了角膜的非球面几何模型,理论分析了不同光源布局下的平均视线估计精度,然后通过由粗到精的方式,优化求解得到最优光源布局,抑制了非球面角膜带来的影响。最后以两类典型的设备为例,在典型参数下分别讨论了头戴式和遥测式的最优双光源布局,结果可作为典型硬件设计的理论参考。 展开更多
关键词 视线估计 光源布局 瞳孔角膜反射法 非球面角膜
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