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基于半导体光放大器的纳秒脉冲串激光种子源系统

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中国激光 2024年第14期51卷 72-79页

作者：黄磊邱基斯齐耀东袁峰刘昊中国科学院空天信息创新研究院光学工程研究部北京100094 中国科学院大学光电学院北京100094

设计了一种基于半导体光放大器的纳秒脉冲串激光种子源系统。在该系统中,半导体光放大器具有40 dB以上的高消光比,可实现高信噪比的脉冲串激光输出。利用半导体光放大器腔外调制窄线宽连续激光光源,研究了不同重复频率下纳秒脉冲串激光... 详细信息

设计了一种基于半导体光放大器的纳秒脉冲串激光种子源系统。在该系统中,半导体光放大器具有40 dB以上的高消光比,可实现高信噪比的脉冲串激光输出。利用半导体光放大器腔外调制窄线宽连续激光光源,研究了不同重复频率下纳秒脉冲串激光的输出特性,通过调控触发信号实现了子脉冲重复频率为10~100 kHz、子脉冲脉宽为8.6~88.2 ns、单脉冲能量为0.892~6.124μJ的高光束质量1064 nm脉冲串激光输出,最大平均功率为86.4 mW,输出不稳定度为1.66%,横向光束质量因子(M_(x)^(2))和纵向光束质量因子(M_(y)^(2))分别为1.12和1.16。该系统可作为高平均功率纳秒脉冲串激光器的种子源系统。

关键词：激光器半导体光放大器脉冲串激光激光器种子系统

基于VR孪生实验的群组疏散时空行为特征分析

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遥感学报 2024年第5期28卷 1314-1329页

作者：黄琳李文航龚建华马浩男胡梦雨中国科学院空天信息创新研究院国家遥感应用工程技术研究中心北京100094 中国科学院大学北京101408

“数字孪生”概念的提出为人群行为研究提供了新思路,本文提出了数字孪生人群行为实验理论框架,从基本理论、基本原则等方面进行总结,包括地理认知理论、相似性理论、尺度理论、复杂性问题理论和地理智能模拟原理,以及实验相似性、协同... 详细信息

“数字孪生”概念的提出为人群行为研究提供了新思路,本文提出了数字孪生人群行为实验理论框架,从基本理论、基本原则等方面进行总结,包括地理认知理论、相似性理论、尺度理论、复杂性问题理论和地理智能模拟原理,以及实验相似性、协同和异构、规范化和标准化原则,并进一步提出数字孪生人群疏散实验研究内容及分类。根据该理论框架开展基于VR的群组疏散孪生实验,并根据实验数据定性和定量分析群组空间结构特征和疏散行为特征。结果表明,群组成员在孪生疏散过程中呈现出V型和“side by side”结构,在扶梯这类特殊区域中群组的空间结构有较大的变动,疏散个体面向方向与其他群组成员间的夹角小于60°,并且群组成员间的较小间距和信息扩散交互可以大大提高疏散效率。此外,分析孪生场景中的疏散轨迹和眼动轨迹得出疏散人群在柱子、出口、换乘通道等位置与环境交互较多,表明疏散人群在这些位置期望得到环境信息的需求较大。本文的孪生实验结果能够发现地铁站内的疏散瓶颈区域和群组行为规律,为地铁站内的布局规划和应急预案提供优化建议。

关键词：遥感数字孪生人群行为实验地铁疏散群组交互行为

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微观人群数字孪生的概念、框架与研究方法

遥感学报 2024年第5期28卷 1295-1313页

作者：李文航龚建华黄琳马浩男中国科学院空天信息创新研究院国家遥感应用工程技术研究中心北京100094

传统地理学/GIS对人群时空行为的研究集中在中宏观尺度,对微观时空行为的研究相对不足。针对这一问题,提出了微观人群数字孪生的概念及其基础逻辑框架,从人群行为实验方法、基础行为/场景行为建模、典型应用及案例分析等方面总结了微观... 详细信息

传统地理学/GIS对人群时空行为的研究集中在中宏观尺度,对微观时空行为的研究相对不足。针对这一问题,提出了微观人群数字孪生的概念及其基础逻辑框架,从人群行为实验方法、基础行为/场景行为建模、典型应用及案例分析等方面总结了微观人群数字孪生的技术基础及其研究现状,并从地理学的视角,对基于系统论的人群实验思路和可信人群实验方法、以及利己—利他、个体—群体、确定—随机统一的人群行为建模方法、微观行为地理学和微观人地关系理论体系构建等未来研究进行探讨,希望推动地理学、GIS和虚拟地理环境对微观人群时空行为理论、方法和技术的研究。

关键词：遥感微观人群数字孪生微观时空行为人群行为模型虚拟地理环境地理学

用于皮秒种子锁模稳定检测的脉冲重频测量方法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：张振国马腾庄铭今李明山孟冬冬樊仲维中国科学院空天信息创新研究院中国科学院大学

针对皮秒激光器种子源锁模稳定性监测难题，设计了一套基于可编程门阵列（field programmable gate array， FPGA）的激光脉冲重复频率数字测量系统。该系统利用FPGA中的phase locked loop （PLL）产生多路相移高频标准时钟信号，对输... 详细信息

针对皮秒激光器种子源锁模稳定性监测难题，设计了一套基于可编程门阵列（field programmable gate array， FPGA）的激光脉冲重复频率数字测量系统。该系统利用FPGA中的phase locked loop （PLL）产生多路相移高频标准时钟信号，对输入光脉冲信号产生的时间门进行计数测量，同时采用限幅滤波和算数平均滤波的处理方法得到更为精确稳定的频率测量值，以增强系统的抗干扰能力。本文提出的测频系统对80 MHz待测信号进行测量，理论测量精度可以达到31.7 Hz，相对精度可以达到3.96×10-7。根据实验测试结果，实际精度约为18 Hz，相对精度为2.25×10-7，系统设计满足精度要求。本系统能够精准感知MHz级皮秒种子激光脉冲重复频率变化，为进一步判断与控制锁模稳定提供基础，同时也对其他工业测频装置设计有参考价值。

关键词：皮秒锁模激光器脉冲重复频率可编程门阵列等精度周期测量滤波处理

基于光参量振荡及放大技术的长波固体激光研究进展

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激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 145-155页

作者：王海赵莉莉田俊涛李志永谭荣清中国科学院空天信息创新研究院激光工程技术研究中心北京100094 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京101408

差分吸收雷达(DIAL)是有害气体检测的重要设备,对激光源的输出波长和线宽特性具有较高的需求。近年来,光参量振荡和放大技术(OPO/OPA)在中长波红外激光输出方面不断取得突破,在获得高质量长波方面表现出较大发展潜力。整理了不同非线性... 详细信息

差分吸收雷达(DIAL)是有害气体检测的重要设备,对激光源的输出波长和线宽特性具有较高的需求。近年来,光参量振荡和放大技术(OPO/OPA)在中长波红外激光输出方面不断取得突破,在获得高质量长波方面表现出较大发展潜力。整理了不同非线性晶体的特性,对部分晶体光参量振荡器的长波激光性能进行了归纳,主要包括输出功率、脉冲能量、调谐范围以及输出线宽,结合理论增益线宽计算以及近期的实验研究,分析总结了在实现窄线宽方面存在的主要问题,并展望了未来的技术路线和发展方向。

关键词：光参量振荡器窄线宽长波激光非线性晶体

“句芒号”激光光斑质心提取方法与稳定性分析

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光学学报 2024年第6期44卷 362-373页

作者：万科黎荆梅韩启金李功伟王宁徐兆鹏赵航马灵玲中国科学院空天信息创新研究院遥感卫星应用国家工程实验室北京100094 中国科学院大学北京100049 中国资源卫星应用中心北京100094

根据句芒号足印影像特点,提出一种针对复杂背景噪声的激光光斑质心提取方法:基于灰度转换模型去除地物背景,结合距离约束、高斯滤波和大津阈值分割去除影像噪声,并利用灰度重心法计算质心坐标。使用所提方法对多种地物类型仿真光斑和实... 详细信息

根据句芒号足印影像特点,提出一种针对复杂背景噪声的激光光斑质心提取方法:基于灰度转换模型去除地物背景,结合距离约束、高斯滤波和大津阈值分割去除影像噪声,并利用灰度重心法计算质心坐标。使用所提方法对多种地物类型仿真光斑和实测光斑进行质心提取,结果表明:所提方法的质心提取均方根误差约为0.074 pixel,最大误差约为0.482 pixel,对句芒号光斑影像的适应性较好。对句芒号足印影像光斑开展了稳定性分析,结果表明,所有激光波束的光斑质心坐标的标准差小于0.34 pixel,激光器与光轴监视相机的相对几何关系较为稳定。所提方法可用于激光光斑质心提取及稳定性监测,对句芒号激光数据处理和应用有一定参考价值。

关键词：遥感足印影像激光光斑影像噪声光斑质心提取

云边端架构下边缘智能计算关键问题综述:计算优化与计算卸载

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 765-776页

作者：董裕民张静谢昌佐李子扬中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院定量遥感信息技术重点实验室北京100094 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

近年来,随着入网设备数量与数据体量的急剧增加,以云计算为代表的中心式计算模式的缺点越来越显露出来。边缘计算,即让计算尽量靠近数据源,以减少数据传输时间和网络延迟,作为云计算的补充,已经成为学术界和工业界关注的焦点。该文面向... 详细信息

近年来,随着入网设备数量与数据体量的急剧增加,以云计算为代表的中心式计算模式的缺点越来越显露出来。边缘计算,即让计算尽量靠近数据源,以减少数据传输时间和网络延迟,作为云计算的补充,已经成为学术界和工业界关注的焦点。该文面向边缘计算中应用较广的实例架构—云边端架构,以及边缘计算的典型应用—边缘智能计算,讨论云边端架构下边缘智能计算的两大关键问题:计算优化和计算卸载。首先分析和梳理了云边端架构下边缘智能计算优化的应用与研究现状。然后讨论了云边端架构下计算卸载的研究思路和现状。最后,总结提出了目前云边端架构下边缘智能计算业务所面临的挑战和未来研究趋势。

关键词：云边端架构边缘智能计算计算优化计算卸载

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铌酸锂受激辐射太赫兹波的结构优化与模拟

激光与光电子学进展 2024年第11期61卷 192-198页

作者：孔默阳俞航航王天武中国科学院空天信息创新研究院北京100094 广东大湾区空天信息研究院广东广州510530 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

提出一种基于接触光栅的共线型铌酸锂强太赫兹辐射源方案,其特点在于实现了泵浦光入射方向与太赫兹波辐射方向的共线,直接省略了传统倾斜波前技术中复杂的角度调节工作。该方案同时兼具结构紧凑、光路简单、辐射效率高等优点,为铌酸锂... 详细信息

提出一种基于接触光栅的共线型铌酸锂强太赫兹辐射源方案,其特点在于实现了泵浦光入射方向与太赫兹波辐射方向的共线,直接省略了传统倾斜波前技术中复杂的角度调节工作。该方案同时兼具结构紧凑、光路简单、辐射效率高等优点,为铌酸锂太赫兹源的广泛应用打下基础。通过结构仿真、理论推导与数值仿真,对方案中的接触光栅结构设计与铌酸锂晶体中发生的非线性相互作用进行了研究分析,得到了最优化光栅结构参数以及太赫兹波在铌酸锂晶体内部传播的辐射场强度分布情况。根据仿真结果,当泵浦光传播一定距离后,太赫兹辐射能量将会达到最大值。本次仿真得到了该最大值所在位置,并以此确定了晶体的最佳厚度,为制作铌酸锂强太赫兹辐射源提供了参考。

关键词：铌酸锂太赫兹波倾斜波前技术非线性相互作用接触光栅

基于深度学习的高分辨率遥感影像飞机掩体检测方法

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激光与光电子学进展 2024年第4期61卷 426-437页

作者：史姝姝陈永强王樱洁王春乐中国科学院空天信息创新研究院北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

飞机掩体是关键的飞机防护工事,利用遥感影像实现飞机掩体的快速准确检测有重要意义。为探究遥感影像飞机掩体检测方法,收集了60个包含飞机掩体的机场信息及Google Earth影像,构建了一个飞机掩体高分辨率遥感影像数据集。对比Faster R-... 详细信息

飞机掩体是关键的飞机防护工事,利用遥感影像实现飞机掩体的快速准确检测有重要意义。为探究遥感影像飞机掩体检测方法,收集了60个包含飞机掩体的机场信息及Google Earth影像,构建了一个飞机掩体高分辨率遥感影像数据集。对比Faster R-CNN、SSD、RetinaNet、YOLOv3和YOLOX等5个深度学习目标检测模型的综合性能,结果表明,在飞机掩体影像数据集上YOLOX模型表现更佳,平均精度可达97.7%,但水平框的检测结果无法获得飞机掩体的精确边界和朝向。为此,对YOLOX模型进行改进,提出针对不同朝向下的飞机掩体检测新方法R-YOLOX,实现对飞机掩体的旋转检测,旋转预测框更加贴合目标轮廓,采用KL散度损失改进后的模型精度显著提升,准确率提升了7.24个百分点,对飞机掩体具有更好的检测效果。从水平框和旋转框这2个角度都能实现飞机掩体的准确检测,为高分辨率遥感影像中飞机掩体的准确识别提供了新思路。

关键词：遥感目标检测深度学习遥感影像旋转框