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偏振成像技术中偏振角模型的数学优化

新潮电子 2024年第4期 16-18页

作者：祖鸿宇吴云智黄勤超偏振光成像探测技术安徽省重点实验室安徽合肥2230000

偏振成像技术中常常使用偏振角的图像化方法来描述图像,而准确描述偏振角对于偏振成像技术具有重要意义。本文针对偏振成像技术中偏振角区间与其定义区间不匹配的问题进行了研究,通过分析偏振角的物理模型,提出了一种通过坐标象限划分... 详细信息

偏振成像技术中常常使用偏振角的图像化方法来描述图像,而准确描述偏振角对于偏振成像技术具有重要意义。本文针对偏振成像技术中偏振角区间与其定义区间不匹配的问题进行了研究,通过分析偏振角的物理模型,提出了一种通过坐标象限划分来统一偏振角定义区间和图像取值的方法。通过该方法优化的偏振角能够更准确地反映图像的物理意义。

关键词：偏振成像探测偏振角

基于中值滤波和偏振调制的雾天偏振图像快速增强方法研究

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光学技术 2024年第1期50卷 106-111页

作者：周玉叶袁宏武凤瑞王峰徐国明安徽建筑大学电子与信息工程学院安徽合肥230601 安徽新华学院大数据与人工智能学院安徽合肥230088 偏振光成像探测技术安徽省重点实验室安徽合肥230031 安徽大学互联网学院安徽合肥230039

针对现有偏振去雾算法难以兼顾去雾效果和实时性问题,提出了一种基于中值滤波和偏振调制的雾天偏振图像快速增强方法。利用中值滤波估算大气光;采取半反法估计无穷远处大气光强,并基于大气散射模型对图像进行恢复;使用场景偏振度对恢复... 详细信息

针对现有偏振去雾算法难以兼顾去雾效果和实时性问题,提出了一种基于中值滤波和偏振调制的雾天偏振图像快速增强方法。利用中值滤波估算大气光;采取半反法估计无穷远处大气光强,并基于大气散射模型对图像进行恢复;使用场景偏振度对恢复的图像进行偏振调制增强。相比较其他方法,文章通过降采样方法减少图像尺寸,选取小尺度的滤波窗口,在保持足够的大气光估算精度的同时,显著降低了处理时间,并采用偏振调制和直方图均衡化方法提高目标与背景的对比度,较好地解决了去雾效果和算法实时性问题。实验结果表明,经过该方法增强的图像,在信息熵、去雾前后梯度比、目标与背景对比度等三个指标上都有较大提升,达到了良好的去雾效果;对于分辨率为1393×986的图像,处理时间仅为16ms,完全满足实时性要求。

关键词：偏振去雾大气散射模型中值滤波偏振调制实时处理

基于集中注意力接受场网络的偏振成像伪装目标检测

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计算机应用研究 2024年

作者：徐国明陈奇志刘綦马健王峰安徽大学农业生态大数据分析与应用技术国家地方联合工程研究中心安徽大学互联网学院偏振光成像探测技术安徽省重点实验室

针对伪装物体分割中图像识别鲁棒性较差，模型泛化性不强的问题，受神经科学中人类视觉系统接受场结构的启发，提出一种基于集中注意力接受场网络的偏振成像伪装目标检测方法。根据偏振成像目标探测需要，构建了能有效遏制背景噪声以及... 详细信息

针对伪装物体分割中图像识别鲁棒性较差，模型泛化性不强的问题，受神经科学中人类视觉系统接受场结构的启发，提出一种基于集中注意力接受场网络的偏振成像伪装目标检测方法。根据偏振成像目标探测需要，构建了能有效遏制背景噪声以及获取目标细节特征的偏振成像数据集。方法基于识别与定位网络框架，通过改进特征提取模块和解码器模块，该模块利用了偏心度和感受野大小之间的关系，涵盖多尺度的目标信息，可以有效提高伪装目标特征的可分辨性和鲁棒性。实验验证利用自建数据集在多个典型目标上进行，并与经典算法进行分割结果的主观视觉与客观评价指标对比，对比实验结果验证了本分方法的有效性。

关键词：偏振成像伪装目标分割机器视觉卷积神经网络数据集

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基于柔性超材料的高灵敏度拉力传感器

光学学报 2024年第2期44卷 304-311页

作者：邓光晟方林颖郭澳然杨军李迎尹治平合肥工业大学光电技术研究院特种显示与成像技术安徽省技术创新中心安徽合肥230009 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院测量理论与精密仪器安徽省重点实验室安徽合肥230009

提出了一种基于柔性超材料的高灵敏度拉力传感器,该超材料传感器由刻蚀在聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜表面的多方形谐振单元的平面阵列组成。拉伸柔性PDMS薄膜会改变谐振单元的结构参数,进而使传感器的谐振频率产生变化。该超材料传感器可... 详细信息

提出了一种基于柔性超材料的高灵敏度拉力传感器,该超材料传感器由刻蚀在聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜表面的多方形谐振单元的平面阵列组成。拉伸柔性PDMS薄膜会改变谐振单元的结构参数,进而使传感器的谐振频率产生变化。该超材料传感器可以同时实现应变或拉力的高灵敏度检测。同时,谐振结构中央的方形连接环起到了不对称分裂间隙的作用,激发了具有更高Q值的高阶谐振模式,实现了更高的频谱分辨率。实验结果表明,施加拉力从0增大至1.2 N时,结构尺寸拉伸率达到初始状态的1.2倍,超材料的谐振峰频率从109.23 GHz红移到99.42 GHz。该传感器可以实现8.43 GHz/N的高灵敏度拉力传感。耐久性测试表明在该样品的使用中至少可以经历100次拉伸-松弛循环。所提出的传感器具有灵敏度高、加工方便、成本低和无线测量的优点,具有潜在的应用价值。

关键词：传感器拉力传感器柔性超材料光谱高灵敏度

KTiOPO_(4)晶体和光参量振荡技术产生900 nm波段激光

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红外与激光工程 2024年第5期53卷 57-63页

作者：周权赵鑫强孔辉卞进田徐海萍舒涵邹杰瑞谢运涛国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037

利用KTiOPO_(4)(简称KTP)晶体和光参量振荡技术(Optical Parametric Oscillator,OPO),产生900 nm波段激光。利用成熟的1064 nm激光,通过LiB_(3)O_(5)(LBO)晶体倍频产生532 nm激光,再用532 nm激光泵浦KTP OPO产生调谐范围为898~911 nm,调谐分辨率优于1 nm,输出能量达1.85 mJ,重频1~10 Hz的近红外激光。利用该方案产生的900 nm波段激光,具有全固化、小型化、宽调谐、高调谐分辨率、高光束质量等优势,在光电对抗领域有着广泛的应用前景。

关键词： KTiOPO_(4) 光参量振荡 900 nm波段激光高可调谐分辨率

一种结合增强对齐与多注意力融合的偏振视频超分辨方法

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光学技术 2024年第3期50卷 269-276页

作者：徐国明金苗梁栋马健王峰李毅安徽大学互联网学院安徽合肥230039 安徽大学农业生态大数据分析与应用技术国家地方联合工程研究中心安徽合肥230601 偏振光成像探测技术安徽省重点实验室安徽合肥230031 安徽文达信息工程学院智能技术研究所安徽合肥231201

在偏振成像探测中,偏振多通道视频序列给数据传输和处理带来挑战,同时探测精度又依赖高分辨率图像,为此超分辨率计算成像就成为偏振成像探测系统的关键技术。从视频运动特征入手,提出一种结合增强对齐与多注意力融合的偏振视频超分辨率... 详细信息

在偏振成像探测中,偏振多通道视频序列给数据传输和处理带来挑战,同时探测精度又依赖高分辨率图像,为此超分辨率计算成像就成为偏振成像探测系统的关键技术。从视频运动特征入手,提出一种结合增强对齐与多注意力融合的偏振视频超分辨率重建方法。采用三级级联结构实现特征对齐,每一级特征由上一级特征下采样两倍得到,并采用光流引导的可变形卷积进行特征对齐;在融合阶段结合包括时间注意力、空间注意力、通道注意力在内的多种注意力机制,以充分利用通道间依赖性和时空相关性来提升超分辨率重建效果。所提方法与VSR-DUF、RBPN、EDVR、RLSP、RSDN、RRN、DARN、MSAWN等视频超分辨率方法在0°、45°、90°、135°偏振角视频上进行定性和定量对比实验,该实验表明该算法峰值信噪比和结构相似度指标高于其他算法,并且视频帧的高频纹理细节的修复更加丰富,接近偏振成像系统的原始高清图像帧。

关键词：成像探测视频超分辨率深度学习偏振视频注意力机制

面向室外应用的重复频率锁定皮秒脉冲光纤激光器

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中国激光 2024年第2期51卷 10-18页

作者：姚波段典豆贤安陈雨君刘孝兵毛庆和中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室安徽合肥230031 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026

本文报道了一种可满足室外应用的具有重复频率锁定功能的皮秒脉冲光纤激光器。通过选用Figure-9光纤激光器结构,并通过优化腔结构来调控非线性,确保了激光器的快速锁模自启动功能;采用低导热材料绝热封装创建“恒温”微环境,松弛了室外... 详细信息

本文报道了一种可满足室外应用的具有重复频率锁定功能的皮秒脉冲光纤激光器。通过选用Figure-9光纤激光器结构,并通过优化腔结构来调控非线性,确保了激光器的快速锁模自启动功能;采用低导热材料绝热封装创建“恒温”微环境,松弛了室外环境下锁定重复频率对PZT频率调谐执行器件调谐量的要求。以此为基础,设计并研制了质量仅为3 kg的10 MHz、20 ps锁模光纤激光器样机。在室温、极端温度(-40℃或50℃)和振动(加速度为1.5g)环境下,该激光器样机都能保持快速锁模自启动和重复频率锁定功能;在室外环境下,该激光器样机的重复频率锁定功能可抵御夏季高温环境下的10℃温度波动。

关键词：激光器锁模激光皮秒脉冲重复频率锁定环境温度

不同单体形状生物粒子凝聚体消光特性的差异分析

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光学学报 2024年第3期44卷 179-190页

作者：陈国龙顾有林胡以华孟凡昊张熙国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037 国防科技大学安徽合肥230037

针对生物粒子凝聚体单体形状和光学特性的复杂多变,构建了5种不同单体形状的生物粒子凝聚体空间结构,并用离散偶极子近似方法计算了生物粒子凝聚体的消光特性参数,分析了不同单体形状生物粒子凝聚体的消光特性差异。计算结果表明:非球... 详细信息

针对生物粒子凝聚体单体形状和光学特性的复杂多变,构建了5种不同单体形状的生物粒子凝聚体空间结构,并用离散偶极子近似方法计算了生物粒子凝聚体的消光特性参数,分析了不同单体形状生物粒子凝聚体的消光特性差异。计算结果表明:非球形生物粒子凝聚体在将其单体形状等效为球形时,平均质量消光系数的相对偏差绝对值在6%以内;不同单体形状生物粒子凝聚体对光的散射能力不同是消光特性存在差异的主要表现,且通常情况下单体形状越偏离球形,相对偏差越大,因此,由不同单体形状引起的消光特性的差异不应被忽略。此项工作可应用于准确评估和优化生物粒子材料的消光性能。

关键词：生物粒子材料单体形状凝聚体红外消光特性

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生物材料消光特性研究进展

中国激光 2024年第3期51卷 189-206页

作者：顾有林张熙胡以华孟凡昊陈国龙丁婉莹王思雨国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037 国防科技大学安徽合肥230037

生物材料作为一种有别于传统无机消光材料的新型烟幕介质,悬浮于空气中,以烟幕的形式存在,通过对光的吸收和散射作用改变光波的传输特性。本文根据生物材料的复折射率特点,介绍了生物材料的吸收和散射特性,概括了生物材料单粒子、单分... 详细信息

生物材料作为一种有别于传统无机消光材料的新型烟幕介质,悬浮于空气中,以烟幕的形式存在,通过对光的吸收和散射作用改变光波的传输特性。本文根据生物材料的复折射率特点,介绍了生物材料的吸收和散射特性,概括了生物材料单粒子、单分散凝聚粒子和多分散凝聚粒子的消光特性的表征方式,分析了影响生物材料消光特性的因素,总结了生物材料消光性能的测试方法。最后,本文提出了生物材料在复杂空间结构模拟精确化、消光特性影响因素分析多元性、消光特性测试标准化方面的发展趋势,以期为新型消光材料的制备和改进等提供有益参考。

关键词：材料烟幕消光特性凝聚粒子复折射率