2017, 28(3):233-237.
摘要:为了更加有效地实时检测井下硫化氢(H2S)气体,提出一种在光纤Bragg光栅(FBG)上二次 涂镀银(Ag)膜的光纤气敏传感器。一方面,采用二次镀Ag的制备方法增加Ag膜的均匀性,提 高气敏元件的灵敏度;另一方面,采用特殊的油气分离、流线型设计,保证了H2S气体与 气敏元件的有效接触,实 现井下低浓度气体的实时检测。根据实验,当镀Ag的FBG气敏元件置于H2S气体中时,传入 光 纤的倏逝波能量减小,反射光谱的峰值功率下降2.0dBm。
2017, 28(3):238-242.
摘要:为了诊断热核聚变等离子体状态,研制了用于热 斑区等离子体诊断用的新型X射线谱仪,能够同 时探测X射线光谱与聚爆靶图像信息。光谱检测功能由4块椭圆晶体分析器实现,分别覆盖2~20keV能带范围不同能带的X射;图像检测功能由分幅相机匹配小孔 阵列成像完成,理想状态能够得到20幅不同时间的聚爆靶图像。在中 物院“神光- Ⅱ”升级装置上进行了打靶实验,获取了X射线光谱与聚爆靶图像信号。分析了光谱及图像 信息,并针对光谱 仪漏光问题改进了谱仪结构。在神光-Ⅲ原型装置上进行了验证实验,获得比较理想的 图像信号,信噪比(SNR)数据达到30。
2017, 28(3):243-249.
摘要:采用水热法制备TiO2浆料,用La(NO3)3溶 液浸泡TiO2薄膜获得修饰电极。用X射线光电子能谱(XPS) 和扫描电子显微镜(SEM)对修饰电极的主要成分及形貌进行表征的结果显示,电极薄膜分为 上下两层,表 面包覆层粒径较大,为La2O3颗粒;下层颗粒粒径较小,为TiO2颗粒。电流-电压测 试结果显示,与修饰 前相比,用La(NO3)3溶液浸泡30min获得的膜电极性能最优,使 开路电压和短路电流分别提高了6.8%和 18.5%。电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明,相同偏压下,TiO2/La 2O3电极界面复合电阻比TiO2要大,说明 La2O3包覆层在一定程度上抑制了界面的电子复合,改善了电池的光电化学性能。
王磊 , 赵明辉 , 聂劲松 , 胡瑜泽 , 李志明 , 豆贤安
2017, 28(3):256-262.
摘要:利用自行设计的0.53μm双波长复合输出激光器,对复合激光干扰COMS相机和激光半 主动(SAL)制导系统的效能进行了实验评估。在CMOS相机干扰实验中,分析了复合激光连续 和5kHz高重频输 出时的干扰效果;分别在有无激光防护两种情况下,对比了复合激光与单波长激光的有效干 扰面积曲线。 结果表明,存在激光防护措施时,复合激光的有效干扰面积较单波长激光干扰提升显著,其 有效干扰面积分 别最大增加67.0%和53.1%。在SAL制导系统干 扰实验中,对比了导引头在复合激光和0.53μm波长激光 干扰下的预处理信号波形。结果表明,高重频复合激光能有效扰乱导引头的预处理信号,使 其波形相关度 最大降低25.1%,干扰效果较0.53μm波长激 光提升显著。
2017, 28(3):263-268.
摘要:针对目前的自由空间光通信存在空间光-光纤难以 有效耦合这一问题,考虑到空间光耦合进入光纤后需要将光信号转换为电信号才能实现通信 ,为此本 文提出直接将空间光信号转换为电信号的思想,设计了一种应用于空间光通信的PIN光电二 极管阵列接收器,每一个PIN光电二极管可 以独立接收空间激光并将其转换为电信号,多个PIN光电二极管通过串联和并联将电信号汇 合以方便后续信号处理。对这一新的接收器进行理论分析和模拟实验的结果表明,新的接收 器能有效提高空间光的接收效率。
2017, 28(3):269-274.
摘要:在光纤传输系统中,未来众多通信新业务对传输 容量和传输速度提出了更高的需求, 而采用多芯光纤(MCF)的空分复用(SDM)技术可以有效解决传统单模光纤(SMF)对传输容量的 限制。本文采用光 束传输法和有限元法设计了一种7芯光纤,基于优化的结构参数制备了相应的7芯光纤。搭 建了MCF传输特性测试平台,对所制备的7芯光纤进行测试和分析,得其传输损耗为 0.36dB/km、弯 曲损耗为0.053dB和芯 径间串扰为-18.5dB。这种结构的7芯光纤制备简单,性能良好, 对SDM技术的发展具有重要的推动作用。
2017, 28(3):275-284.
摘要:研究了IP over WDM网络的低碳路由问题,综合 考虑业务持续时间和利用可再生能源和传统能源供能两个 因素,基于分层图模型,提出一种带有业务持续时间感知的绿色路由(HTAGR)算法。HTAGR 依据节点处太阳能 供能情况以及节点和链路的能耗情况动态调整链路权值,并鼓励选择业务持续时间内需要额 外消耗传统能源最少的 路径建立连接。仿真结果表明,与传统节能路由算法相比,HTAGR 有利于消耗更少的传统能 源和使用更多的可再 生能源,在保持较低阻塞率的同时,进一步降低了业务平均传统能耗和CO2排放量。
冯少君 , 薛玉明 , 刘浩 , 宋殿友 , 夏丹 , 孙海涛 , 李鹏宇 , 乔在祥
2017, 28(3):285-289.
摘要:采用热蒸发法制备铟锌锡硫(CZTSSe)薄膜。采用低 温一步 法在300℃衬底温度下制备CZTSSe薄膜;采用两步法,即在衬底温度 分别为300℃制备CZTSSe 薄膜;将衬底温度设定为480℃不变,一步蒸发沉积CZTSSe薄膜。通 过对X射线衍射(XRD)、 扫描电镜(SEM)、拉曼谱对比发现,在300℃低温下一步法和300℃ 、480℃两 步法沉积的薄膜表面粗糙,碎小晶粒较多;在480℃一步高温法制备 的薄膜表面平整, 晶粒大小均匀,3个衍射峰的半高峰宽变窄,薄膜的结晶质量得到 改善,且没有发现其它杂相的拉曼特征峰,沉积出适合作为制备CZTSSe薄膜太阳电池的 吸收层。
2017, 28(3):290-295.
摘要:为了改进基于径向基函数的相位解缠(RBFPU)算法 ,针对不同的缠绕图, 提出了一种自适应参数的RBFPU(ADRBFPU)算法:先对图像进行分块 ,然后按照各块的图像复杂度确定对应的径向基函数的宽度。实验结果表明,在不同噪声水 平下,与经典RBFPU算法及经典的质量图导向(QGPU)法和图割(PUMA)法等相比,本文算法具 有更好的鲁棒性。
2017, 28(3):296-303.
摘要:高效视频编码(HEVC)采用编码单元(CU)四叉树的 分割结构,相比H.264/AVC显著地提升了编码效 率,但却使编码复杂度急剧增加。为此,本文提出一种帧内快速编码算法。首先,根据视 频图像纹理复 杂度,提前判断是否进行最大编码单元(LCU)分割。然后,根据空域相邻CU的深度预测当前C U的深度范围, 跳过不必要的计算;最后,根据预测模式被选为最优预测模式的统计特性,去掉可能性小的 帧内预测模式。本文算法在HM14.0的基础上实现。 仿真结果表明,本文算法在全I帧模式下与HM14.0相比,帧内编码时 间平均减少38%,码率(BR)只增加1.41%,峰值信噪比(PSNR)只降低0.29dB,在保证编码性能和视频质量几乎不变的 情况下,本文算法降低了编码的计算复杂度。
2017, 28(3):304-310.
摘要:为了提高生成型目标跟踪算法在遮挡、背景干扰 等复杂条件下的性能,在稀疏编码模型中引入l0范数正 则化约束,以减少冗余编码信息并改善目标表观重构效果。同时提出一种新的基于非凸近端 加速梯度的快速迭代算法, 解决由此产生的非凸非光滑优化问题。设计了一种增量低秩学习策略,和传统方法需 要将目标观测数据作为 一个整体进行低秩学习不同,本文方法通过l0正则化稀疏编码能够有效地对目标低秩特 征子空间进行在线学习和更 新。在多个视频序列上的实验表明:基于l0正则化的增量低秩学习方法能有效提高目标 跟踪算法的准确率和鲁棒性; 和8种优秀的跟踪算法相比,本文算法在中心误差稳健性和重叠率稳健性两个指标上都取得 了最好结果。
2017, 28(3):311-315.
摘要:为解决只有一个训练样本时最大散度差(MSD) 鉴别分析在人脸识别中的识别性能会降低这一问题,提 出一种基于样本扩张和MSD融合的单样本人脸识别算法。首先,根据人脸的对称相似理论 ,人脸样本的相关变化信息可 以从它的对称脸上提取,并且平均脸也具有要识别测试人脸的某些可能变化,提出组合原始 训练样本及它的虚 拟平均脸和虚拟对称脸作为新的训练样本集;然后,在新的训练样本集上应用类内中间值MS D鉴别分析算法得到最 优投影矩阵,从而可以基于这个最优投影矩阵计算训练样本和待测试样本的特征;最后利用 模糊决策方法进行分类。在ORL和FERET人脸数据库上的大量实验结果表明,本文算法可以提 高识别率,具有一定的鲁棒性。
2017, 28(3):316-325.
摘要:提出了基于Kinect摄像机的 机器视觉测速方法,用于实时的测量运用目标的速度信息。首先,设计出固定在运动目标上 的由 五个已知位置关系的圆组成的标识物,利用图像处理算法根据标志物的拓扑关系检测出运动 目标标志物在Kinect坐标系下 的位置;然后,将Kinect坐标系坐标通过坐标变换转换到世界坐标系;最后,根据采样时间 内测出的距离求出速度信息。通过 以上3步骤,依次解决运动目标检测和运动目标测速问题。理论分析和试验结果表明, 本文方法在移动机器人运动或者静止 情况下能够处理运动目标作直线运动、原地转动及其合成的曲线运动等不同运动形式下的速 度测量,应用范围广泛,计算实 时性和准确性高。
2017, 28(3):326-333.
摘要:合成孔径雷达(SAR)影像的海陆分割是诸如海洋目 标检测和识别等基于海洋区域SAR影像解译的基础和关键环节之一。为解决复杂背景下遥感 影像海陆分割问题,提出一种基于混合概率模型的海陆分割算 法。首先利用Harris角点检测算法检测出影像中包含角点 的图像子块,进而通过均值漂移(MS,mean-shift)算法对图像子块进行聚类分析得到陆地 区域的 像素样本;然后利用陆地的像素样本,通过最大期望(EM,expectation maximization)迭代 算法拟合出混合模型概率 密度分布的相关参数;最后通过混合概率模型检测出陆地前景区域,得到 海陆分割结果。实验证明,本文方法能够对包含海陆的异质遥感影像实现有效的海陆分割。
张赞 , 赵星 , 李强 , 郑义 , 张娟 , 席炜 , 武鹏飞
2017, 28(3):334-339.
摘要:为开展基于涡旋光场的吸收调制效应超分辨技术 研究,对光场吸收调制效应的标量和矢量两种模型进行了计算分析和比较。选取矢量模型研 究不同拓扑荷、不同线偏振方向 涡旋光束紧聚焦情况下的吸收调制效应,计算经吸收调制后的透射光斑尺寸。结果表明, 涡旋光束的拓 扑荷和偏振方向对吸收调制效应有较大的影响。在文中计算条件下,将拓扑荷为0的x线偏振涡旋光束应 用于吸收调制单点超分辨技术中时,能获得约205nm的理论分辨率。 本文的研究结果,对于吸收调制单 点超分辨技术的研究,特别是通过优化光场分布提高分辨率的研究具有指导意义。
2017, 28(3):340-346.
摘要:基于广义惠更斯-菲涅尔原理,以随机电磁高斯- 谢尔模型(GSM)光束作为典型的随机电磁光束,推导了随机电磁GSM 光束在生物组织中交 叉谱密度矩 阵元的解析表达式,并用以研究了其在生物组织中传输时轴上偏振度、方位角和 椭圆率的变化。结果表明,随机电磁GSM光束在生物组织中轴上偏振度、方位 角和椭圆率的变化与折射率结构常数C2n、光束参数(λ,σyy和 σxy)及传输距离z有关; C2n越大,轴上偏振度P极值越小,轴上方位角θ和轴上椭圆率ε极值越大, 且极值对应的传输距离越小;当σxx固定,σxx与σyy差值的绝对值越 大,P、θ和 ε随传输距离的变化率越大;σxy越大,P、θ和ε极值越大;光束在生物组织中 传输时,光的偏振态随传输距离的变化范围是很浅的。