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碲锌镉晶体生长温度梯度与界面形状稳定性关系的研究

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人工晶体学报 2024年第4期53卷 641-648页

作者：曹聪刘江高范叶霞李振兴周振奇马启司牛佳佳华北光电技术研究所北京100015

碲锌镉晶体被广泛用作红外探测器碲镉汞薄膜的外延衬底和制造室温核辐射探测器。在晶体生长过程中,界面形状与热量传输状态密切相关。本文结合数值模拟技术控制碲锌镉晶体生长过程中温度场分布,设计了垂直布里奇曼法和垂直温度梯度凝固... 详细信息

碲锌镉晶体被广泛用作红外探测器碲镉汞薄膜的外延衬底和制造室温核辐射探测器。在晶体生长过程中,界面形状与热量传输状态密切相关。本文结合数值模拟技术控制碲锌镉晶体生长过程中温度场分布,设计了垂直布里奇曼法和垂直温度梯度凝固法微凸固液界面的晶体生长程序,并根据实际晶体生长实验,分析了晶体生长方法差异与碲锌镉晶体单晶率之间的关系。通过光致发光谱进行成分测试获得了碲锌镉晶体等径段纵截面中Zn值分布谱图,以研究固液界面温度场分布与晶体Zn值宏观偏析之间的关系。结果表明,在晶体生长过程中固液界面两侧温场梯度分布对界面的形状选择和稳定性有重要影响,更大的固相侧温度梯度有助于实现稳定的凸界面晶体生长,从而提高晶体成晶率。

关键词：碲锌镉晶体数值模拟晶体生长界面形状界面稳定性宏观偏析

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微环外腔可调谐窄线宽半导体激光器特性分析

激光与光电子学进展 2024年第13期 316-321页

作者：刘绍殿肖永川李朋飞冯琛瞿鹏飞重庆光电技术研究所

对基于氮化硅的微环外腔反馈窄线宽半导体激光器进行了性能表征和研究。通过对增益芯片的驱动电流、两个微环热电极电压、相位节热电极电压和半导体制冷器（Thermoelectric cooler,TEC）温度控制等参数的调节，实现了C波段可调谐输出，... 详细信息

对基于氮化硅的微环外腔反馈窄线宽半导体激光器进行了性能表征和研究。通过对增益芯片的驱动电流、两个微环热电极电压、相位节热电极电压和半导体制冷器（Thermoelectric cooler,TEC）温度控制等参数的调节，实现了C波段可调谐输出，所提激光器的边模抑制比≥52 dB，输出功率>10 dBm。通过对激光器高频白噪声进行表征，计算得到激光器的线宽为0.84 kHz，相位噪声在0.01、0.1和1 kHz处分别为581.04、60.47和6.70μrad/Hz1/2。通过对激光器的相对强度噪声（RIN）进行测试，在1～20 GHz范围内，激光器RIN≤-156 dB/Hz。基于上述优异的性能，基于氮化硅的微环外腔反馈窄线宽半导体激光器有望在光纤传感、微波光子、相干通信和多普勒激光雷达等领域发挥潜在应用价值。

关键词：微环谐振腔氮化硅宽带可调谐波长窄线宽半导体激光器

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面向机载分布式光电的图像拼接算法

激光与红外 2024年第2期54卷 274-280页

作者：刘彤宋嘉乐张子林舒瀚达华北光电技术研究所北京100015

随着航空无人系统技术的迅猛发展,分布式机载图像拼接技术已成为备受瞩目的研究领域。本文针对分布式机载图像拼接中存在的视差大和空间几何变换关系复杂等问题,在APAP图像拼接算法基础上提出了一种改进算法。该算法采用变形处理、线性... 详细信息

随着航空无人系统技术的迅猛发展,分布式机载图像拼接技术已成为备受瞩目的研究领域。本文针对分布式机载图像拼接中存在的视差大和空间几何变换关系复杂等问题,在APAP图像拼接算法基础上提出了一种改进算法。该算法采用变形处理、线性化单应平滑外推至全局性变换以及网格划分法等方法,有效消除了模糊重影、减少边缘处投影失真,提高算法运行效率。在多个场景下的实验中,该算法表现出更小的对齐误差和更高的图像质量指标,包括均方根误差、峰值信噪比、结构相似度和图像熵等。在进行大规模图像拼接时,该改进算法能够实现154张图像的大规模拼接,得到10 k×10 k的高分辨率全景图像,拼接耗时为138 s。因此,该改进算法具有重要的实际应用价值,可用于分布式机载图像拼接的实际应用中。

关键词：分布式机载图像形变处理平滑外推网格划分

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直线压缩机及关键技术研究进展

激光与红外 2024年第5期54卷 670-678页

作者：穆宇段燕波韩蓬磊迟国春华北光电技术研究所北京100015

介绍了小型低温制冷机用直线压缩机的结构和动力学理论,结合国内外近20年来的文献和报道,总结了国内外主要研究单位的直线压缩机研究进展。对影响直线压缩机的关键因素如磁路设计、支撑结构、间隙密封技术进行了总结,最后指出当前小型... 详细信息

介绍了小型低温制冷机用直线压缩机的结构和动力学理论,结合国内外近20年来的文献和报道,总结了国内外主要研究单位的直线压缩机研究进展。对影响直线压缩机的关键因素如磁路设计、支撑结构、间隙密封技术进行了总结,最后指出当前小型低温制冷机用直线压缩机的未来研究趋势。

关键词：直线压缩机红外探测发展现状制冷机

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基于区域候选孪生网络的红外目标跟踪算法

激光与红外 2024年第5期54卷 774-780页

作者：刘效伦安成斌华北光电技术研究所北京100015

目标跟踪是光电设备的基本功能。为了应对跟踪任务中目标快速运动、复杂背景干扰以及遮挡的影响,不同于传统生成式方法与核相关滤波方法,本文提出一种使用深度学习的红外目标跟踪算法,使用双分支孪生特征提取网络对输入进行空间映射,经... 详细信息

目标跟踪是光电设备的基本功能。为了应对跟踪任务中目标快速运动、复杂背景干扰以及遮挡的影响,不同于传统生成式方法与核相关滤波方法,本文提出一种使用深度学习的红外目标跟踪算法,使用双分支孪生特征提取网络对输入进行空间映射,经锚框划分图像区块后,分流为区域候选网络的“分类”与“回归”分支并进行特征模板匹配,对每个锚框进行分数评价后取“分类”分支中的最佳锚框,经“回归”分支进行预测边界回归后确定目标跟踪预测框,得到一种可以达到实时要求的红外单光宏观单目标跟踪算法。这种方法能够通过完全离线端到端训练整体系统参数获得,其制作过程简单,只要方法得当地进行参数精调,其性能有充分潜力可供挖掘。

关键词：信号与信息处理跟踪算法深度学习红外目标孪生网络锚框

基于FPGA的高分辨率红外目标检测技术研究

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激光与红外 2024年第1期54卷 130-135页

作者：于子涵李凯峰黄静颖黄成章华北光电技术研究所北京100015

本次研究面向红外对空预警探测领域的实际问题,开展高分辨率红外图像目标检测算法设计与工程化应用验证。文中研究设计了基于中值滤波、卷积滤波核形态学滤波等的目标检测算法,并基于FPGA平台进行硬件移植验证与测试。实验表明本文采用... 详细信息

本次研究面向红外对空预警探测领域的实际问题,开展高分辨率红外图像目标检测算法设计与工程化应用验证。文中研究设计了基于中值滤波、卷积滤波核形态学滤波等的目标检测算法,并基于FPGA平台进行硬件移植验证与测试。实验表明本文采用的方法可以实现对高分辨率红外图像的目标检测功能,并且基于FPGA硬件提升算法的运算速度,使算法在FPGA硬件平台上完成实时运算传输的要求。

关键词：红外图像处理 FPGA 目标检测

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典型光电系统的数字孪生技术

激光与红外 2024年第6期54卷 958-963页

作者：张熙宁温庆荣贾文溥张乾坤崔升阳李红华北光电技术研究所北京100015

数字孪生技术将多学科多物理场的系统通过多维异构时序数据进行统一设计和管理,可构建高保真度的数字化镜像模型。本文基于此项技术,对典型光电系统的数字化模型提出了构建的思路和方法;同时结合场景要素本征物理特性分析,描述了高真实... 详细信息

数字孪生技术将多学科多物理场的系统通过多维异构时序数据进行统一设计和管理,可构建高保真度的数字化镜像模型。本文基于此项技术,对典型光电系统的数字化模型提出了构建的思路和方法;同时结合场景要素本征物理特性分析,描述了高真实感红外场景数字孪生仿真的关键技术。数字模型和场景仿真的有机结合能够准确地实现光电系统的实时交互和迭代运行及优化,高效高质量地缩短产品的研制周期。

关键词：数字孪生镜像模型光电系统场景仿真

基于改进YOLOv7的机载红外弱小目标检测算法

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激光与红外 2024年第1期54卷 84-91页

作者：张子林喻松林王戈刘彤华北光电技术研究所北京100015

随着现代化战争的技术升级,机载红外探测领域对更快更远更准地发现目标的需求日益强烈。为满足机载环境下对红外弱小目标高精度高帧率的检测,本文提出了一种基于YOLOv7改进的目标检测算法,以YOLOv7目标检测算法为基础,进行了修改网络结... 详细信息

随着现代化战争的技术升级,机载红外探测领域对更快更远更准地发现目标的需求日益强烈。为满足机载环境下对红外弱小目标高精度高帧率的检测,本文提出了一种基于YOLOv7改进的目标检测算法,以YOLOv7目标检测算法为基础,进行了修改网络结构和加深卷积层数来使特征提取更多的小目标信息特征;并对骨干网络获取的特征层引入注意力机制来提高神经网络对小目标的感知能力以及提高小目标所在区域的权重占比;使用EIOU损失函数替换原本的CIOU损失函数,提高了收敛速度和定位精度。实验结果表明,相较于原算法YOLOv7,在极小损失帧率的情况下,改进后的算法mAP可以达到98.49%,相较原始算法提升了1.24%,有助于提升对机载红外弱小目标的检测准确率。

关键词：机载红外探测 YOLOv7 注意力机制 EIOU损失函数

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温度弱敏感光纤高温压力传感器

物理学报 2024年第1期73卷 218-226页

作者：王伟李金洋毛国培杨艳高志强马骢钟翔雨史青北京遥测技术研究所北京100076

针对高温压力测量需求,提出了一种温度弱敏感的光纤微机械电子(MEMS)压力传感技术.该技术采用非本征光纤法布里-珀罗干涉模型,利用MEMS压力敏感膜片对干涉光信号进行被动调制,进而实现压力信号测量.通过仿真计算热应力和材料自身热膨胀... 详细信息

针对高温压力测量需求,提出了一种温度弱敏感的光纤微机械电子(MEMS)压力传感技术.该技术采用非本征光纤法布里-珀罗干涉模型,利用MEMS压力敏感膜片对干涉光信号进行被动调制,进而实现压力信号测量.通过仿真计算热应力和材料自身热膨胀引入的温度寄生响应来分析温度信号对膜片位移的影响.在此基础上结合亚微米级白光干涉响应技术和低热应力封装工艺,研制了高温压力传感器样机.实验测试结果表明,在20—400℃范围内,可满足0—100 kPa压力测量,由温度变化引入测量误差低于4%.

关键词：高温光纤压力传感法布里-珀罗干涉微机械电子芯片