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深紫外高陡度滤光膜的研制

光学学报 2024年第7期44卷 252-260页

作者：蔡元浩付秀华林兆文王奔黄卓彬潘永刚董所涛付广元长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 长春理工大学中山研究院广东中山528437 中山吉联光电科技有限公司广东中山528437

为抑制非相干光产生的干扰,提高紫外单色仪的分辨率,本文选择Al2O3、AlF3分别作为高、低折射率材料,在熔融石英基底上设计并制备了深紫外全介质高陡度滤光膜。通过优化沉积工艺及膜层应力分析方法,解决了薄膜应力过大所导致的膜裂问题;... 详细信息

为抑制非相干光产生的干扰,提高紫外单色仪的分辨率,本文选择Al2O3、AlF3分别作为高、低折射率材料,在熔融石英基底上设计并制备了深紫外全介质高陡度滤光膜。通过优化沉积工艺及膜层应力分析方法,解决了薄膜应力过大所导致的膜裂问题;并对实验结果进行反演分析,通过优化监控方法提高了膜厚控制精度。制备的深紫外高陡度滤光膜在232~400 nm平均透过率为97.67%,在115~228 nm平均透过率为0.61%,过渡区陡度为3.6 nm,满足紫外单色仪的使用需求。

关键词：光学薄膜紫外单色仪深紫外滤光膜高陡度薄膜应力

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基于深度学习的癌变组织显微高光谱图像分类

激光与光电子学进展 2024年

作者：张勇黄丹飞张乐超张丽丽周尧唐鸿宇长春理工大学光电工程学院长春理工大学中山研究院

深度学习技术结合高光谱成像技术在医学图像分析方面具有显著的优势，高光谱图像波段众多含有丰富的空间和光谱信息，能够为深度学习模型的训练提供大量的数据支持。本文在分解神经网络和残差结构的思想下，利用膨胀卷积，并添加注意力... 详细信息

深度学习技术结合高光谱成像技术在医学图像分析方面具有显著的优势，高光谱图像波段众多含有丰富的空间和光谱信息，能够为深度学习模型的训练提供大量的数据支持。本文在分解神经网络和残差结构的思想下，利用膨胀卷积，并添加注意力机制，提出了一种残差分解卷积神经网络。该网络主要是把传统3*3的二维卷积分解为3*1和1*3的两个一维卷积串联，这样不仅增加了网络模型的深度，还减少了参数，是一种轻量级的网络模型。在显微高光谱成像系统采集的甲状腺癌图像上的实验结果显示，与其它深层的神经网络相比，本文提出的网络能有效提升显微高光谱图像的分类精度，其分类的总体准确率为98.23%,F1值为98.66%,kappa系数为0.909。

关键词：显微高光谱图像分类分解卷积膨胀卷积注意力机制轻量级网络

中红外抗CO_(2)气体辐射负滤光片的研制(特邀)

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光子学报 2022年第9期51卷 42-50页

作者：付秀华张天翔熊仕富林兆文王奔长春理工大学光电工程学院长春130022 长春理工大学中山研究院广东中山528436 天津理工大学功能晶体研究院天津300384

为提高中红外探测系统在载体高速运动过程中的探测精度,研制了抗CO_(2)气体辐射的负滤光片,在非球面单晶Si基板表面,选择Ge、ZnS和YbF_(3)作为镀膜材料,结合膜系设计基础理论,使用OptiLayer膜系设计软件对负滤光膜进行设计,石英晶体膜... 详细信息

为提高中红外探测系统在载体高速运动过程中的探测精度,研制了抗CO_(2)气体辐射的负滤光片,在非球面单晶Si基板表面,选择Ge、ZnS和YbF_(3)作为镀膜材料,结合膜系设计基础理论,使用OptiLayer膜系设计软件对负滤光膜进行设计,石英晶体膜厚控制仪进行厚度监控。根据实验结果及膜层敏感度反演分析,优化膜厚监控方案解决了负滤光膜通带次峰过多及透射率下降等问题。测试结果表明,制备的负滤光片在4.15~4.4μm、5.15~5.5μm波段平均透射率分别为0.87%和0.23%;3.65~3.95μm、4.50~4.85μm波段平均透射率分别为87.04%和89.79%。研制的负滤光片有效提高了目标的探测精度,为中红外探测技术提供了重要的技术支持。

关键词：光学薄膜负滤光片膜层敏感度气体辐射红外探测器

低密度SnO_(2)靶激光等离子体极紫外光及离带热辐射

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物理学报 2023年第6期72卷 209-216页

作者：司明奇温智琳张齐进窦银萍李博超宋晓伟谢卓林景全长春理工大学物理学院长春130022 长春理工大学重庆研究院重庆401120

极紫外光刻技术是我国当前面临35项“卡脖子”关键核心技术之首.高极紫外光转换效率和低离带热辐射的激光等离子体极紫外光源是极紫外光刻系统的重要组成部分.本文通过采用激光作用固体Sn和低密度SnO_(2)靶对极紫外光源以及其离带热辐... 详细信息

极紫外光刻技术是我国当前面临35项“卡脖子”关键核心技术之首.高极紫外光转换效率和低离带热辐射的激光等离子体极紫外光源是极紫外光刻系统的重要组成部分.本文通过采用激光作用固体Sn和低密度SnO_(2)靶对极紫外光源以及其离带热辐射进行研究.实验结果表明,两种形式Sn靶在波长为13.5 nm附近产生了强的极紫外光辐射.由于固体Sn靶等离子体具有较强自吸收效应,在光刻机中心工作波长13.5 nm处的辐射强度处于非光谱峰值位置.而低密度SnO_(2)靶具有较弱的自吸收效应,其所辐射光谱的峰值恰好位于13.5 nm处.相比于固体Sn靶,低密度SnO_(2)靶中处于激发态的Sn离子发生跃迁所产生的伴线减弱,使其在13.5 nm处的光谱效率提升了约20%.另一方面,开展了极紫外光源离带热辐射(400-700 nm)的实验研究,光谱测量结果表明离带热辐射主要是由连续谱所主导,低密度SnO_(2)靶中含有部分低Z元素O(Z=8),导致其所形成的连续谱强度低,同时离带辐射时间短,因而激光作用低密度SnO_(2)靶所产生的离带热辐射弱于固体Sn靶情况.离带热辐射角分布测量结果表明,随着与靶材法线夹角逐渐增加,离带热辐射强度逐渐减弱,且辐射强度与角度满足Acos^(α)θ的关系.

关键词：低密度靶极紫外光源离带热辐射光谱效率

中红外抗CO气体辐射负滤光片的研制(特邀)

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光子学报 2022年

作者：付秀华张天翔熊仕富林兆文王奔长春理工大学光电工程学院天津理工大学功能晶体研究院长春理工大学中山研究院

为提高中红外探测系统在载体高速运动过程中的探测精度，研制了抗CO气体辐射的负滤光片，在非球面单晶Si基板表面，选择Ge、ZnS和YbF作为镀膜材料，结合膜系设计基础理论，使用OptiLayer膜系设计软件对负滤光膜进行设计，石英晶体膜厚...

为提高中红外探测系统在载体高速运动过程中的探测精度，研制了抗CO气体辐射的负滤光片，在非球面单晶Si基板表面，选择Ge、ZnS和YbF作为镀膜材料，结合膜系设计基础理论，使用OptiLayer膜系设计软件对负滤光膜进行设计，石英晶体膜厚控制仪进行厚度监控。根据实验结果及膜层敏感度反演分析，优化膜厚监控方案解决了负滤光膜通带次峰过多及透射率下降等问题。测试结果表明，制备的负滤光片在4.15～4.4μm、5.15～5.5μm波段平均透射率分别为0.87%和0.23%;3.65～3.95μm、4.50～4.85μm波段平均透射率分别为87.04%和89.79%。研制的负滤光片有效提高了目标的探测精度，为中红外探测技术提供了重要的技术支持。

关键词：

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复杂背景下的反无人机系统目标检测算法

吉林大学学报（工学版） 2023年第3期53卷 891-901页

作者：薛珊张亚亮吕琼莹曹国华长春理工大学机电工程学院长春130022 长春理工大学重庆研究院重庆401135

针对在公园、游乐场、体育场等具有复杂飞行背景的公共安全区域对无人机进行实时检测困难的问题,提出了一种基于注意力机制和尺度自适应特征融合的YOLOv5-UAV反无人机系统目标检测算法。首先,运用自拍图片和公共数据集DUT-Anti-UAV融合... 详细信息

针对在公园、游乐场、体育场等具有复杂飞行背景的公共安全区域对无人机进行实时检测困难的问题,提出了一种基于注意力机制和尺度自适应特征融合的YOLOv5-UAV反无人机系统目标检测算法。首先,运用自拍图片和公共数据集DUT-Anti-UAV融合,构建了无人机数据集;其次,使用k-means方法重新设计先验框;再次,设计了尺度自适应特征融合模块;然后,采用CIoU损失函数作为算法的定位损失函数;最后,在主干网络引入协调注意力机制。在无人机航拍数据集VisDrone2019上进行对比实验,改进算法YOLOv5-UAV对所有类别的平均准确率(mAP@0.5)均高于原始算法YOLOv5s,且对复杂背景下的小目标检测效果较好,表明了改进算法的普适性。将改进的算法YOLOv5-UAV与基线算法YOLOv5s在建立的数据集上进行对比实验,实验结果表明,YOLOv5-UAV与YOLOv5s相比,在准确率、召回率、平均准确率(mAP@0.5)上分别提高了6.1%、5.8%、5.2%,检测速度为39帧/s;在建立的数据集上,与YOLOv5m、YOLOv5l、YOLOX目标检测算法进行对比实验,改进算法的平均准确率(mAP@0.5)分别高于对比算法4.4%、3.6%、1.3%,表明了改进算法的有效性。

关键词：计算机应用技术反无人机系统目标检测 YOLOv5s算法复杂背景

基于YOLOX-drone的反无人机系统抗遮挡目标检测算法

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工程科学学报 2023年第9期45卷 1539-1549页

作者：薛珊王亚博吕琼莹曹国华长春理工大学机电工程学院长春130022 长春理工大学重庆研究院重庆400000

为解决现实场景下无人机目标被部分遮挡,导致不易检测问题,本文提出了基于YOLOX-S改进的反无人机系统目标检测算法YOLOX-drone.首先,建立无人机图像数据集;其次,搭建YOLOX-S目标检测网络,在此基础上引入坐标注意力机制,来增强无人机的... 详细信息

为解决现实场景下无人机目标被部分遮挡,导致不易检测问题,本文提出了基于YOLOX-S改进的反无人机系统目标检测算法YOLOX-drone.首先,建立无人机图像数据集;其次,搭建YOLOX-S目标检测网络,在此基础上引入坐标注意力机制,来增强无人机的目标图像显著度,突出有用特征抑制无用特征;然后,再去除特征融合层中自下而上的路径增强结构,减少网络复杂度,并设计了自适应特征融合网络结构,增强有用特征的表达能力,抑制干扰,提升检测精度.在DUT-AntiUAV数据集上的测试结果表明:YOLOX-drone与YOLOX-S、YOLOv5-S和YOLOX-tiny相比,平均准确率(IoU=0.5)提升了3.2%、4.7%和10.1%;在自建的无人机图像数据集上的测试结果表明:YOLOX-drone与原YOLOX-S目标检测模型相比,在无遮挡、一般遮挡、严重遮挡情况下,平均准确率(IoU=0.5)分别提高了2.4%、2.1%和6.4%,验证了改进的算法具有良好的抗遮挡检测能力.

关键词：反无人机系统目标检测遮挡注意力机制自适应特征融合

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快速旋转光学延迟线的非线性误差校准技术

光学学报 2024年第5期44卷 93-100页

作者：祝莉莉薛竣文任姣姣张丹丹顾健张霁旸李丽娟长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 长春理工大学光电工程学院光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室吉林长春130022 长春理工大学中山研究院广东中山528403

光学延迟线是影响太赫兹时域光谱系统中太赫兹信号准确性、信噪比以及频谱分辨率的关键环节。本文设计了一种由24个转盘反射面(TRS)构成的快速旋转光学延迟线(FRODL)。通过对FRODL工作角度的仿真,得到了其理论延迟时间和理论非线性度。... 详细信息

光学延迟线是影响太赫兹时域光谱系统中太赫兹信号准确性、信噪比以及频谱分辨率的关键环节。本文设计了一种由24个转盘反射面(TRS)构成的快速旋转光学延迟线(FRODL)。通过对FRODL工作角度的仿真,得到了其理论延迟时间和理论非线性度。基于FRODL实际耦合过程中耦合功率的波动性大小,确定了FRODL的实际工作区间,并搭建了偏振迈克耳孙干涉系统,对FRODL结构的实际延迟时间进行标定,得到了各转盘反射面工作的实际延迟时间。标定结果显示,FRODL校准前的最大非线性误差为0.094 ps,非线性度为0.215%。通过两次利用三次样条插值,对FRODL实际延迟时间和采样点信号进行匹配,获得了校准后的太赫兹等间隔时域波形。

关键词：光学延迟线非线性校准太赫兹时域光谱系统延迟时间非线性误差

基于机器学习的水下光通信信道估计与信号解调算法仿真研究

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光电子·激光 2024年

作者：叶鹏飞张鹏伍文韬于浩范云龙张鹏浩长春理工大学中山研究院长春理工大学光电工程学院长春理工大学电子信息工程学院

在水下无线光通信系统中，水的吸收、散射以及湍流等效应将造成了信道估计与信号检测的困难，从而导致了通信误比特率升高，甚至无法通信。针对水下复杂信道下光通信信道估计与信号检测的难题，提出了基于机器学习的信道估计与解调算法... 详细信息

在水下无线光通信系统中，水的吸收、散射以及湍流等效应将造成了信道估计与信号检测的困难，从而导致了通信误比特率升高，甚至无法通信。针对水下复杂信道下光通信信道估计与信号检测的难题，提出了基于机器学习的信道估计与解调算法，研究其在直流偏置光-正交频分复用光通信系统中水下信道估计及信号检测性能。首先基于所提信道估计与解调算法(深度神经网络和无监督学习的k-means星座解调器)完成复杂信道频率响应、二次均衡及误比特分析的仿真建模。其次对比传统最小二乘法、线性最小均方误差信道估计算法及最小距离解调算法，完成复杂信道下光通信信噪比增益等研究。仿真结果中，在湍流闪烁指数为0.18，距离为10 m的水下信道中，当子载波为8阶正交幅度调制(quadrature amplitude modulation，QAM)，误比特率为10-5时，所提信道估计算法相比最小二乘法与线性最小均方误差估计分别有＞6 dB与1 dB的信噪比增益。另外采用所提信号检测算法，对比传统算法有＞1 dB的信噪比增益。仿真结果表明，所提出基于机器学习的信道估计与解调算法可提高复杂信道水下光通信的性能。研究结果为远距离高速复杂水下光通信系统设计提供一定参考。

关键词：水下无线光通信光正交频分复用深度神经网络 k-means 信道估计信号检测