摘要:为进一步提高光纤传输特性,设计了两种具有高双折射的新型光子晶体光纤, 构建了光纤的模型。通过有限元法对光纤模型进行数值计算并研究了光纤结构参数对基模色 散、双折射、限制性损耗、非线性系数等传输特性的影响。研究表明,在波长为1550 nm处, 本文所设计的两种光纤分别可获得高达3.676×10－2和4.477×10－2的双折射,两种光 纤的限制 性损耗都保持在10－8 dB/m数量级及以下,且都具有较低的非 线性系数。因此,光纤传输性 能的优化使得其更有利于光信号的长距离稳定传输,可应用于高速光通信、光纤传感、色散 补偿等领域。

摘要:为了测量低频小信号,提出了一种基于L型悬臂梁的光纤光栅(FBG)加速度传感器, 并进行了理论分析,推导出了其灵敏度及谐振频率表达公式。为了得出结构的最优参数,根 据理论公式进行了仿真分析得出仿真曲线。根据仿真曲线,选定传感器各个参数,制作出传 感器实物,分别对传感器灵敏度幅频响应,线性响应及横向抗干扰性进行了实验测试,实验 测试出传感器谐振频率280 Hz,在充装硅油阻尼后测量带宽为1Hz－ 240 Hz,测量带宽内响应 曲线平坦度在±1.5 dB以内,灵敏度可达到52 pm/g,线性相关性为99.97%,与理论谐振频 率290 Hz,灵敏度59 pm/g较吻合,表明了理 论分析的正确性,同时传感器具有较好的横向 抗干扰性,横向抗干扰性为4.2%,研究表明此传感器可以应用于低频 小信号场合的振动测试。

摘要:针对传统暗通道先验去雾算法易产生明亮区域失 真、去雾图像整体偏暗等问题,提 出一种基于双通道及图像质量评价模型的去雾方法。首先,划分出图像的明亮区域与非明亮 区域；其次,利用双通道先验算法准确估计出大气光值；接下来,将暗通道先验的透射率作 为非明亮区域的透射率,在明亮区域单独构建透射率,将二者融合细化,得到带有参数的透 射率；最后,通过构造参数驱动图像质量评价模型,迭代选取最优的无雾图像。实验结果表 明,算法去雾效果良好,可以有效地抑制Halo效应,避免区域的失真,改善复原图像 的综合质量。

摘要:深度学习在金属板带材表面缺陷检测中取得良好的检测效果,但随着网络层数的增加 ,针对较小样 本的金属板带材表面缺陷数据集训练数据容易出现过拟合现象的问题,为此将残差网络与迁 移学习结合提出 了一种融合多层次缺陷特征的图像分类算法。该算法采用残差网络模块逐层提取金属表面缺 陷特征,获得丰 富的位置信息和语义信息缺陷特征的特征图,后续利用分类网络基于该融合特征图得到最终 分类结果,同时 对特征提取网络进行迁移学习,增加网络泛化能力,优化分类精度。利用钢带表面缺陷检测 数据集评估本文 算法性能,实验结果表明,提出的算法具有较好的分类效果,优于其他缺陷分类算法,分类 准确率可达到 99.07%,同时本文所提算法具有良好的抗噪性和泛化性,在金属板带材表面缺陷智能检测中 具有较好的应用价值。

摘要:为了保留红外与可见光图像更多的边缘及纹理信息,在常用的非下采样剪切波 变换(nonsubsampled shearlet transform,NSST)结合脉冲发放皮层(spiking corticalmodel,SCM)的图像融合算法基础上,引入引导滤波来处理高频系数,并将其作为SCM的外部 激励,融合高频部分。结合区域均值和区域能量,作为SCM的外部激励,融合低频部分。仿 真实验证明,所提算法的融合效果显然优于传统算法。在主观视觉上红外目标突出,背 景信息丰富,保留了良好的边缘及纹理信息,在客观评价上边缘保留因子、信息熵,以及对 比度等指标有明显的提高。

摘要:针对自然场景中任意形状文本图像因文本行难以区分导致的信息丢失问题,提出了 一种基于深度学习的场景文本检测算法。首先构建特征提取模块,使用Resnet50作为骨干 网络,在增加跨层连接的金字塔网络结构中引入并联的空洞卷积模块,以提取更多语义信息； 其次,对得到的特征图进行多尺度特征融合,学习不同尺度的特征；最后预测出不同内核大 小的文本实例,并通过尺度扩展逐渐扩大文本行区域,直到得到最终的检测结果。实验结果 表明,该方法在SCUT-CTW1500弯曲文本数据集上的准确率、召回率及F1值分别达到88.5%、 77.0%和81.3%,相比其他基于分割的算法,该算 法对弯曲文本的检测效果良好,具有一定的 应用价值。

摘要:视网膜血管的形态变化,如分叉角度、扩张程度等 ,可为眼底疾病的诊断提供依据。 使用深度学习技术对视网膜病变程度进行评估成为目前研究的重点。提出了一种基于多 路径输入和多尺度特征融合的视网膜血管分割方法来解决视网膜血管分割问题。采用了 多路径输入和多特征融合的方式改进了U-Net模型,使本文的网络能够有效的解决眼底视网 膜图像的分割效果差的 问题。实验结果表明,算法在DRIVE和CHASE_DB1数据集上,敏 感性分别取得0.814和0.813,特异性 分别取得0.984和0.986,在分割准确率指标上 分别取得0.969和0.975,所提方法相较于其他方法较优。

摘要:为了解决多特征空间非线性不可分问题,充分考 虑不同类型特征局部信息的共性和个性,以及非局 部信息差异性,提出一种基于张量投影的多特征非局部动态核稀疏表示方法。在SAR图 像多特征基础 上,将核变换、张量投影理论和动态核稀疏表示进行融合,实现SAR图像分类,并在SAR数据 集上验证了所提方法有效性。

摘要:设计了一款基于SMIC 0.35 μmBCD工艺的降压型DC-DC转换芯片,主 要应用于大 功率宽输入范围的电源管理系统。采用峰值电流型PWM控制方式提供优良的负载调整特 性和抗输入电源扰动能力；在电流采样的输出端添加斜坡补偿模块消除峰值电流模式引起 的次谐波振荡问题；设计高增益、大带宽的电压反馈误差放大器以提供大的负载调整率并 提高负载的瞬态响应能力；设计高单位增益带宽的PWM控制器以满足高开关频率工作的 要求,同时提高转换效率。此外,加入了一系列保护模块以维持芯片的正常工作。系统仿 真结果表明:在10 V的输入电压范围内, 稳定输出5.5 V电压,开关频率为330 kHz, 额定输出电流为1.5 A,在输入范围内的转换效率均在80%以上,典型应用下转换效率高 达90%。

摘要:基于金属光栅结构的SSP色散曲线,本文设计了一种一侧均匀另一侧非均匀且中间开 口排布的铜带 光栅结构,用于在太赫兹波段实现紧聚焦和场增强。研究表明,当0.57 THz入射的平面 波经双侧开口型金 属光栅后,可产生明显的局域电磁场增强与紧聚焦效应,其中增强因子Q=59.9,紧聚焦焦斑的半高全宽 约为7.5 μm (1/70λ)。此外,将单个双侧开口型金属光栅视为一个独立的单元,将其在一维横向和纵向进 行排列或延伸,研究了这种结构对太赫兹波的光场调控特性。研究发现,0.57 THz入射的平面波经横 向排列的单元结构后可以生成一维的焦斑阵列,其焦斑阵列所对应的半高全宽约为 7.5 μm。同时,0.57 THz 入射的平面波经纵向延伸的结构后可产生纵向焦线,其焦线的长度为100 μm,并且焦线的宽度约为7.5 μm。 这种周期性结构所产生的焦斑阵列和纵向焦线在提高太赫兹近场成像的速度方面具有明显的 优势。

摘要:正交频分复用(OFDM)是一种能够有效对抗频率选择性衰落的通信技术。因此,结 合了OFDM技术的无线激光通信技术成为对抗大气湍流影响的一种重要技术。但是OFDM技术 容易受到符号定时同步偏移的影响,导致信号的快速傅里叶变换窗口失准而严重降低通信 性能。针对基于OFDM的无线激光通信系统的定时同步问题,提出了一种新的定时同步 方案。该方案的训练符号由格雷互补序列组成,利用格雷互补序列的自相关特性,将接收 到的训练序列与本地序列做相关运算,实现精确稳定的定时同步。结合大气湍流模型,通 过实验与仿真的方式验证了本文提出的方案相比于基于伪随机序列和恒包络自相关序列的 方案有更好的定时同步性能。尤其是在0-4 dB的低信噪比时,本方 案的定时同步偏移均方 差小于1个采样点,这也使得本方案在大气弱湍流信道下,相较于对比方案有2-4 dB的性能提升。

摘要:基于光纤光栅技术,提出一种重力式倾角传感器, 实现了对结构倾角的高精度监测。结构发生倾斜时,固定在结构上的重力式倾角传感器发生 倾角变化,其内部光纤布拉格光栅发生波长变化。通过测量光纤布拉格光栅的波长变化,得 到结构倾角的变化。通过对传感器进行标定试验,结果表明:传感器灵敏度系数8.5 pm/,相关系数均达到0.99以上；线性度误差4.78%,迟滞性8.30%,重复性误差9.34%,取得了良好的线性数据,证明该倾角传感器性能良好。研究成果对应用于倾 斜结构测量的光纤布拉格光栅传感器的设计具有一定的指导意义。

摘要:为了利用分布式光纤传感技术测量的光纤应变进行三芯光纤三维形态重构,设计 了重构算法, 并利用有限元求解数据进行了验证。首先,设计了三芯光纤曲率和弯曲方向采样值的计算方 法,利用三次 样条插值法构建了曲率和挠率连续函数,基于Frenet-Serret框架设计了弧长参数下的空间 曲线公式；然后 构建了三芯光纤有限元模型,求解并提取了单向弯曲和S形弯曲的光纤应变分布数据,并带 入设计的算法 中进行求解,实现了三芯光纤的三维形态重构；最后通过均方根误差和归一化准确度对重构 误差进行了计 算和分析。结果表明,设计的三芯光纤三维形态重构算法误差控制在0.07%以内。该算法还原效果好,精度高,具有一定的理论和工程应用价值。

摘要:随着光通信和光互联的高速发展,研究调制速率高、器件尺寸小且易于集成的电光 调制器具有重要意义。提出了一种基于Si绝缘体材料(silicon-on-insulator,SOI)的一维光子晶体纳 米梁腔(photonic crystal nanobeam cavity,PCNC)侧耦合电光调制器。根据时域耦合模理 论,通过主线波导与一维光子晶体纳米梁腔形成侧耦合结构。采用圆柱型渐变孔径的一维光 子晶体纳米梁腔,使光束更好的束缚在腔内,调整纳米梁腔的结构参数,使其工作在通信波 段波长。同时,根据自由载流子色散效应,在纳米梁腔两侧引入掺杂形成p-n 结,施加较 低 偏压调节纳米梁腔的谐振波长,从而实现对工作波长光信号的“通”“断”调制。应用三维 时域有限差分法(3D-finite difference time domain,3D-FDTD)对调制器光学特性和电学 性能进行仿真分析。结果表明,该电光调制器可以实现波长为 1550.55 nm的光信号调制,调 制电压仅为1.175 V,插入损耗为0.04 dB,消 光比为18.2 dB,尺寸仅为 25 μm²,调制 速率 为8.3 GHz,调制带宽可以达到90 GHz,可应 用于集成光子器件及高速光通信领域。