摘要:根据CH4气体近红外的光谱吸收特性,讨论并制作了一种易于实现的光纤CH4气体传感器。传感器基于Lambert-beer定律,采用1653nm的分布反馈式激光器(DFB-LD)光源,具有很高的测量精度。通过分析实验测得的CH4吸收曲线,得出系统的灵敏度为6.252×10-4μW/ppm,分辨率为64ppm,可探测最低浓度为100ppm。

摘要:基于光纤光栅(FBG)传感和应变式力传感器机理,采用纤维增强树脂(FPR)封装和金属焊接布设的可靠工艺,研究开发出一种高耐久性的FBG压力环,并实现了相应的温度补偿。标定实验表明,线性度为0.99%,灵敏度为2.02×106kN,重复性为1.11%,迟滞为0.65%,静态误差为1.62%。

摘要:实验研究了以注入锁定光参量振荡器(OPO)为工作机制的10Gb/s的光时钟恢复系统。携带信息的高速信号光作为OPO的注入锁定触发源,OPO的输出作为恢复的光时钟,OPO中的非线性光子晶体光纤(PCF)不仅提供动态的非线性增益,同时也提供了OPO模式锁定机制。实验得到恢复时钟的脉冲宽度大约为3.6ps,时间带宽积约为0.45,时间抖动约为252fs。

摘要:报道了从一个典型的基于非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器中产生双波长锁模脉冲的研究。双折射诱导的波长相关腔传输使得激光器能同时在2个或多个波长上振荡,本文设计的激光器中最多有3个波长同时产生。由于偏振相关隔离器(PDI)引入的另外偏振相关腔损,通过调节偏振控制器(PC),3个波长中的任意2个能同时共振,并同时锁模。此外,双波长脉冲中2个不同波长的脉冲会相互作用,并通过交叉相位调制形成各种各样的调制格式。

摘要:利用低压金属有机物化学气相沉积(LP-MOCVD),对红光发光二极管(LED)的窗口层掺杂进行研究。分别在Ⅴ/Ⅲ比为13、26和52的情况下生长GaP材料,结果发现,Ⅴ/Ⅲ比影响Mg的掺杂浓度和载流子迁移率。在上述Ⅴ/Ⅲ比下生长的GaP,外延生长出红光LED外延片并制备器件,结果发现,生长GaP层时,Ⅴ/Ⅲ比为52的红光LED与Ⅴ/Ⅲ比为13相比,输出光功率提高了23.7%,轴向光强提高了20.4%。

摘要:利用蓝色有机发光二极管(BOLED)激发色彩转换膜的方法,制备了一种新型的白色有机电致发光器件(WOLED)。BOLED的发光层采用CBP主体掺杂高效蓝色荧光染料N-BDAVBi来制备;色彩转换膜是将橙红色荧光颜料VQ-D24均匀分散到A、B环氧树脂中涂敷、固化而成。通过调整与分析转换膜的厚度和荧光颜料的掺杂比例来优化白光器件的发光光谱,获得了色稳定性较高的WOLED。当驱动电压由7V升至14V时,WOLED的色坐标(CIE)仅在(0.33,0.32)和(0.34,0.28)间变化,器件最高电流效率约为7.3cd/A(4.35mA/cm2),最高亮度为12000cd/m2(14V)。

摘要:采用半导体激光器(LD)单端泵浦Nd:GdVO4晶体,在谐振腔内同时利用声光器件、Cr4+:YAG晶体和KTP晶体,实现532nm内腔倍频双调Q绿光运转。当泵浦功率为7.7W,重复频率为10kHz时,获得最短脉冲宽度为24ns,单脉冲能量为32.4μJ及相应峰值功率为1.35kW的激光脉冲。

摘要:为了研究有机电致发光器件(OLED)在高亮度下存在的电流下降现象,在不同强度的荧光激发下观察了单层和双层器件的电流密度(J-V)特性和电致(EL)光谱。在单层器件中发现,随着激发光的增强,发生了电流密度下降以及光谱蓝移现象,这是因为在低迁移率的有机物中,过剩的阴离子基对光子的强烈吸收,从而导致了载流子浓度的降低。在单层器件中插入4个不同厚度的空穴传输材料组成双层器件以平衡过剩的阴离子基,结果发现,随着厚度的增加电流密度下降和光谱蓝移的程度减少,当厚度超过50nm后,这种减少的程度变化不大。研究表明,插入适当厚度的空穴传输层能够抑制器件中的电流下降现象。

摘要:制备了结构为ITO/CuPc(25nm)/NPB(40nm)/Alq3(xnm)/C60(ynm)/LiF(1nm)/Al(100nm)的有机发光二极管(OLEDs),研究了C60插入层对器件性能的影响。结果表明,在无C60的器件中,当Alq3层较厚时,器件的电流密度-电压(J-V)曲线右移,不利于获得高功率效率;当Alq3层较薄时,又会导致激子在LiF/Al阴极的严重淬灭。实验优化得出,在无C60的器件中,Alq3厚为45nm的器件可获得最高的功率效率。在Alq3与LiF之间插入15nmC60层后,对器件的J-V曲线几乎没有影响,但C60层阻挡了激子向阴极扩散,减少了淬灭。当在Alq3厚度为45nm的器件的Alq3和LiF间插入15nmC60层后,可使器件获得更高的功率效率,尤其是插入15nmC并将Alq厚度降至30nm,获得了最大的功率效率。

摘要:基于气体的近红外吸收机理,研究了一种双气室光纤气体传感系统。通过光纤光栅和压电陶瓷对宽带光源LED进行波长调制,获得与气体吸收峰对应的窄带反射出射光。利用谐波检测原理,检测测量气室和参考气室的二次谐波信号,以它们的比值作为系统输出,消除了吸收系数随环境的变化、光源光功率的波动和光路干扰对测量精度的影响。利用波分复用技术实现了多种气体的高精度测量,甲烷气体测量的实验结果表明该系统的测量灵敏度可以达到1×10-5。

摘要:提出了一种获得相干合成激光输出的新方法。利用45°半透半反分束镜和角锥反射器,通过对两路独立振荡光纤激光器(FL)成功实现外腔式能量相互注入锁相输出,在远场观察到清晰稳定的干涉条纹(可见度约0.5),获得了功率约400mW的相干合成激光输出,功率合成效率接近80%。整个互注入锁相系统中的元件均采用高功率器件,因此本方法可以在更高功率条件下运行。

摘要:采用低温GaAs与低温组分渐变InxGa1-xP作为缓冲层,利用低压金属有机化学气相外延(LP-MOCVD)技术,在GaAs(001)衬底上进行了InP/GaAs异质外延实验。实验中,InxGa1-xP缓冲层选用组分线性渐变生长模式(xIn0.49→1)。通过对InP/GaAs异质外延样品进行双晶X射线衍射(DCXRD)测试,并比较1.2μm厚InP外延层(004)晶面ω扫描及ω-2θ扫描的半高全宽(FWHM),确定了InxGa1-xP组分渐变缓冲层的最佳生长温度为450℃、渐变时间为500s。由透射电子显微镜(TEM)测试可知,InxGa1-xP组分渐变缓冲层的生长厚度约为250nm。在最佳生长条件下的InP/GaAs外延层中插入生长厚度为48nm的In0.53Ga0.47As,并对所得样品进行了室温光致发光(PL)谱测试,测试结果表明,中心波长为1643nm,FWHM为60meV。

摘要:通过脉冲激光沉积(PLD)方法,在O2中和100～500℃衬底温度下,用粉末靶在Si(111)衬底上制备了ZnO薄膜,在300℃温度下生长的薄膜在400～800℃温度和N2氛围中进行了退火处理,用X射线衍射(XRD)谱、原子力显微镜(AFM)和光致发光(PL)谱表征薄膜的结构和光学特性。XRD谱显示,在生长温度300℃时获得较好的复晶薄膜,在退火温度700℃时获得最好的六方结构的结晶薄膜;AFM显示,在此退火条件下,薄膜表面平整、晶粒均匀;PL谱结果显示,在700℃退火时有最好的光学特性。

摘要:利用微波等离子体化学气相沉积(CVD)方法,在(100)P型Si衬底上沉积得到{110}织构金刚石膜样品,并对其作退火处理。拉曼光谱和高角度X射线衍射(XRD)线型测试结果表明:{110}织构金刚石膜由于晶粒排布的有序程度提高,本征张应力较小,样品内残余应力与其热应力状态一样,均表现为压应力,且随膜的增厚,残余压应力绝对值变大,呈现随厚度的梯度分布;400℃退火3h后,膜内残余应力状态发生改变,说明退火处理可以有效调整膜内残余应力。

摘要:为实现滑坡表面速度、位移的自动实时监测,研制了一套新颖的自动跟踪激光表面测速系统(TLSV)。该测速系统基于激光多普勒效应,采用反馈控制技术,能够实现目标沿光轴方向速度、位移的精密测量,以及目标的自动跟踪。系统采用的"信号搬移消除噪声法",可以将常规去噪技术难以去除的混杂在多普勒信号中的噪声和干扰有效消除,进一步提高多普勒信号的信噪比;同时,"假随机采样一致性算法"使测速系统能够快速、准确识别目标,保证了目标跟踪的成功执行。并且,反光膜的合理应用使远距离目标的测量成为了可能。实验结果表明,该测速系统可实现目标沿光轴方向亚μm级速度、位移的准确测量,测量误差小于0.5%,测量距离大于50m。系统利用自动跟踪功能也同时实现了目标面内运动的监测,一定程度上将目标监测从二维平面扩展到三维立体空间。

摘要:提出了一种具有全局运动的视频运动对象时空联合检测算法。针对传统时间分割使用主观固定阈值的缺点,采用了对差分图像进行噪声参数自适应学习的算法获取自动阈值,并利用形态学运算获取修正的时间分割模板;考虑传统分水岭空间分割的不足,提出了基于人眼视觉特征的改进分水岭算法,包括基于形态重建滤波的图像降噪、形态梯度变换以及基于韦伯感知原理的视同灰度非线性变换,有效地解决了过分割问题;对时、空间分割结果进行信息融合处理,从而得到完整的运动对象。仿真实验结果表明,本文算法可以快速准确地分割视频运动对象。

摘要:针对饱和光诱导延迟荧光(DF)进行植物光合能力快速检测方法中存在的耗电量大、可持续工作时间短的问题,以水稻叶片为样品,实验分析了不同非饱和光与饱和光诱导下DF衰减动力学曲线及强度间的关系,用自制的便携式叶片在位DF检测系统测定样品DF强度,并与广泛使用的LI-6400光合速率测定仪测量的样品光合能力进行对比测试实验。实验结果表明,非饱和光与饱和光诱导DF的衰减动力学曲线具有相同的衰减趋势;曲线下面积有很好的线性相关性;非饱和DF强度与光合能力具有良好的线性相关性。因此,非饱和光诱导DF光强度可以作为表征植物光合能力的手段。

摘要:在几种不同的复小波函数内优选出表现最佳的小波进行小波间比较,利用连续小波变换(CWT)对同一图像进行恢复处理。通过比较不同小波的频域分布、恢复图像的效果和在恢复不同图像所得到的数据表明,复Morlet小波中的cmor1-1小波相对于其它小波在恢复图像中更具有优势。计算机模拟和实验验证了该结论的正确性和可行性。

摘要:针对光学综合孔径相位校正法中的冗余基线校正法,利用矩阵论详细分析了其原理和阵列结构要求。指出该方法可以实现由仪器或传输介质等引起的相位误差的实时校正而无需建模或反复计算,但阵列结构必须含有足够多的用于校正误差的冗余信息,即相应的矩阵必须满秩且具有较小的条件数和栅距,以保证解的唯一性。在此基础上,提出新的12孔冗余阵列结构。仿真实验结果表明新阵列相应的矩阵满秩且条件数为21.3177,栅距为1/93,满足设计要求,可以用于实际应用中。

摘要:为了进一步提高开关型矢量中值滤波器滤除脉冲噪声尤其是细微噪声的能力,提出了一种基于颜色分量单独噪声检测的开关型标量和矢量混合中值滤波器(SVHMF)。与其它经典矢量滤波器相比,SVHMF最大的不同在于它是根据对像素点各个颜色单独进行噪声检测的结果,采用与之相适应的标量和矢量混和滤波方法。新滤波器可以最大限度地保护彩色图像图像像素中未被噪声干扰的颜色分量数据,从而可以进一步提高滤波效果。实验数据表明:SVHMF的滤波效果明显优于其它各类在彩色图像降噪中得到广泛应用的矢量中值滤波器。

摘要:利用差分平移和差分扩张,提出一种新的应用于数字矢量地图的可逆水印算法。该算法通过调整地图中的顶点坐标进行水印嵌入。与差分扩张方法不同,该算法依次计算顶点坐标序列中任意2个相邻坐标之间差分,将差分大于K-1的向右平移,差分小于-K的向左平移,差分介于-K、K-1间的进行差分扩张并嵌入水印(K是由用户所确定的正整数),同时通过适当调整顶点的坐标使得嵌入水印后差分的改动均匀分布在2个坐标上,保证了较低的数据扰动。与Wang的算法相比,该算法在保持较低变形的基础上能够嵌入更多的水印信息。

摘要:提出一种改进的图像篡改定位及恢复的双水印算法,首先将图像分成2×2大小的图像块,提取每个图像块的特征信息,2个图像块的特征信息形成的水印加密后嵌入在另外2个不重叠的图像块中,在篡改定位中,不仅采用校验码的验证,而且利用了图像块的信息及隐藏在其他图像块中该图像块水印的一致性,使篡改定位的能力进一步增强。实验表明,本文的方法有良好的篡改定位能力,尤其对于非连续的非整体篡改。

摘要:如何在大容量嵌入的同时保证隐秘信息的统计安全性是当前隐写算法设计的难点和热点。本文证明了载体图像Markov链(MC)二阶统计特性的保持等价于其一阶统计特性保持的结论,并据此以MC安全标准为优化目标,提出二阶安全的图像预测误差量化隐写算法。实验表明,在较大容量的数据嵌入过程中,该算法能很好保持二阶统计特性,取得隐写安全性的提高。

摘要:研究了基于人类视觉对比度分辨率限制的底层图像挖掘技术中挖掘参数的自动寻优问题。在用Zadeh-X变换进行底层图像挖掘中,需要求得最佳挖掘参数Sita和Delta。首先筛选出与图像视觉感知质量相关的客观物理质量指标体系:信息熵和平均对比度。其次研究信息熵和平均对比度与图像挖掘参数的函数关系,然后研究其函数特性与主观评价结果的关系,以此建立以信息熵和平均对比度为基础的无参考图像质量评价函数,通过视觉质量最佳图像判据,寻求最佳质量图像所对应的Sita和Delta,从而实现挖掘参数的自动寻优。

摘要:针对采用下采样滤波器结构的轮廓波、轮廓小波在图像去噪过程中会引入伪吉布斯现象,利用小波变换(WT)和非下采样方向滤波器组(NDFB)构造了一种新的多尺度、多分辨率图像的非下采样轮廓小波变换(NWCT)。WT去除了拉普拉斯金字塔滤波器(LPF)的计算冗余,NDFB保证了该变换具有平移不变性。为了验证该变换的有效性,对其进行了图像去噪实验。实验结果表明,所提出方法能获得比WT、轮廓波变换(CT)、轮廓小波变换(WCT)更高的峰值信噪比(PSNR),并且能够很好地抑制伪吉布斯现象。

摘要:针对仿射畸变问题,首先构建了基于最大稳定极值区域(MSER)的仿射不变性检测子:根据分离集合森林以及并查集算法提取极值区域,结合成分树和最大稳定判定条件提取MSER。以MSER为底层局部特征区域,生成SIFT描述子并聚类成视觉关键词表。利用标准加权思想,在检索图像上框选查询对象,根据库图像与查询对象的相似度对检索结果进行排序;同时,基于搜索单元区域匹配法的空间一致性度量准则,得到最终的检索结果。实验表明,该极值区域具有可靠的仿射不变性,所开发的检索机制也能显著提升图像检索系统的性能与可靠性。

摘要:分析了随机Hough变换(RHT)与基于最小二乘法圆拟合(CBL)的圆检测算法的基本原理,讨论了他们在圆检测算法中具体实现方法。针对RHT与CBL各自的优点,提出了RHT与CBL相结合的圆检测新方法:首先对PCB图像进行预处理,用RHT原理确定所求一定数量的初候选圆参量;然后由这些参量求出边缘图像中各点到初候选圆边界的距离,从而确定每个初候选圆附近的点集,剔除干扰点与噪声;最后利用最小二乘法(LSM)对各点集进行圆拟合得到各个点集较精确的圆参量,用简单模式聚类方法提取出最后真实的缺陷圆孔边缘。将该方法应用于包含模糊与噪声的PCB显微图像缺陷圆孔检测,尽可能真实地提取出了缺陷圆孔边缘。

摘要:基于图上的随机游走过程,提出了一种新的合成孔径雷达(SAR)图像图谱分割方法。首先根据SAR图像的统计性质,构造了适合于SAR图像的相似度度量函数;然后在正交谱分解和矩阵逼近理论的基础上,建立了SAR图像图谱分割方法中分类数目的确定准则。最后实现了基于谱聚类的SAR图像分割,并通过实验证明了所提方法的有效性和应用潜力。

摘要:为了提高视频的空间分辨率,提出了一种利用帧间运动信息进行超分辨率重建的方法。对于整个视频的重建,提出了一种基于滑动窗的分段重建模型。在每一个滑动窗中,首先对相邻帧进行子像素级精度的运动配准;然后通过迭代反投影算法进行超分辨率重建。在配准算法中,提出了一种基于四参数刚体变换模型的配准方法,通过迭代求解和高斯金字塔图像模型由粗及精地进行运动估计。分别对模拟图像及实拍彩色视频进行重建,实验结果表明,该配准算法具有较高的精度,重建算法取得了较高的峰值信噪比(PSNR)值,重建视频具有更好的视觉效果和更高的分辨率能力,可被广泛应用于在帧间主要存在平移和旋转运动的视频序列的超分辨率重建。

摘要:提出了一种可以在完全性骨折手术前获取目标预弯钢板几何参数的仿真方法。通过CT扫描获取骨折部位的序列断层图像,利用Curvelet变换对CT序列图像进行去噪处理并建立三维模型。针对断骨模型的特殊结构,使用顶点法矢特征分割得到断骨截面。采用基于最小包围盒的粗配准和基于非迭代估计的精配准相结合的策略对两断骨截面进行配准,并驱动两断骨模型配准。最后拟合出预弯钢板的形态,测量其几何参数。通过对肱骨和肋骨骨折进行的实验表明,此方法可以精确地建立预弯钢板模型,大幅度缩短手术时间,提高手术质量。

摘要:建立了光动力疗法(PDT)照射方式下578nm激光视网膜热损伤能量密度阈值计算的数值模型。模型由模拟激光能量在组织内分布规律的基于网格的Monte Carlo模拟方法、计算组织内温度分布的考虑组织热物性参数以及血液灌注率动态变化的Penens生物传热方程和计算组织热损伤程度的Arrhenius方程3部分组成。数值结果表明,视网膜热损伤能量密度阈值随黑色素含量、观测时间和光斑大小不同而不同:黑色素含量越高,热损伤能量密度阈值越小;观测时间越长,热损伤能量密度阈值越大;光斑直径越大,热损伤能量密度阈值越小。活体动物实验验证了数值结果的精确性。

摘要:以405nm发光二极管(LED)为激发光源,分别测量了正常牙齿和牙结石的荧光光谱,由于其荧光光谱均有较宽的荧光带,且相邻的荧光峰互相重叠,不易于分析比较。用高斯函数对其进行进一步分析对比,提出了6种诊断龈下结石的评价方法,并对6种方法的灵敏度进行了分析。研究结果表明,利用波长为676和486nm处的荧光强度之比诊断牙结石具有较高的灵敏度,这一比值可以作为诊断牙结石的检测标准。

摘要: