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国外差分吸收激光雷达探测大气CO2研究综述

作者：洪光烈; 章桦萍; 刘豪; 胡以华 刊期：2018年第01期

差分吸收激光雷达是探测大气CO2时间和空间分布不可或缺的工具。2.0μm波段Ho：Tm：YLF或Ho：Tm：LuLiF激光器复合外差接收机,1.6μm种子注入的KTP光参量振荡器或参量发生器复合光电倍增管的光子计数技术,可以探测7 km以下对流层大气CO2混合比的分布。调制连续波种子激光强度、共用1.6μm光纤放大器,以及相关检测技术的使用,积分路径差分吸收激光雷...

基于随机卷积特征和集成超限学习机的快速SAR目标识别

作者：谷雨; 徐英 刊期：2018年第01期

深度卷积神经网络在目标检测与识别等方面表现出了优异性能,但将其用于SAR目标识别时,较少的训练样本和深度模型的优化设计是必须解决的两个问题。本文设计了一种结合二维随机卷积特征和集成超限学习机的SAR目标识别算法。首先,随机生成具有不同宽度的二维卷积核,对输入图像进行卷积与池化操作,提取随机卷积特征向量。其次,为提高分类器的泛化能...

毛玻璃转速对干涉条纹成像质量的影响

作者：张佳莹; 王红军; 朱学亮; 刘丙才; 田爱玲 刊期：2018年第01期

针对大平面菲索干涉图像的相干噪声问题,采用旋转毛玻璃片的方法改变光束的相干性,来降低干涉系统的噪声。通过对毛玻璃的转速与条纹对比度和系统信噪比之间的关系进行仿真,获得最佳干涉条纹状态所需要的毛玻璃控制参数。在不同控制参数下获取干涉图像,并分别对各图像的条纹对比度和系统信噪比进行分析。研究结果表明,增加的毛玻璃转速,虽然在一...

一种低噪声开关电源在光纤陀螺系统中的应用

作者：陈贤; 杨建华; 周一览; 舒晓武 刊期：2018年第01期

在高精度光纤陀螺系统中,开关电源中的spike毛刺噪声会串扰光纤陀螺的信号处理电路,造成系统采样误差。本文分析了开关电源spike噪声的成因及其对光纤陀螺性能的影响机理,并在此基础上提出摆率控制是一种适用于光纤陀螺系统电源的低噪声电源技术。利用摆率控制技术,一种低噪声特性的开关电源模块被开发出来,并应用于光纤陀螺系统。该开关电源模...

基于物体表面形貌的单相机视觉位姿测量方法

作者：关印; 王向军; 阴雷; 万子敬 刊期：2018年第01期

为了获取在风洞实验中运动物体的位姿变化,提出了一种融合物体表面三维形貌信息的单相机视觉位姿测量方法。该方法以多点透视成像原理作为求解物体位姿变化的基础,以物体的图像特征角点作为特征点,并利用物体表面三维形貌模型信息获得特征点的三维坐标。通过实验完成了该测量方法的精度验证,在400 mm的观察距离上,位移平均测量误差为0.03 mm,均...

基于三维扫描的机车走行部螺栓识别与定位

作者：黄潜; 王泽勇; 李金龙; 姜雯楠; 高晓蓉 刊期：2018年第01期

使用激光线结构光扫描仪得到机车走行部三维点云数据,实现了在三维数据中对螺栓进行自动识别和定位。使用关键点的快速点特征直方图（FPFH）来描述点云特征,首先,将目标区域与预存螺栓模板进行特征匹配,并为目标区域的匹配点分配权重;然后,使用均匀的种子点在带权重的匹配点集中进行K-means聚类,并删除点数过少的聚类簇;最后,使用Hough变换的方...

大口径光学元件瞬态波前检测

作者：孟诗; 陈磊; 朱文华; 孙沁园; 张瑞 刊期：2018年第01期

为瞬态测量大口径光学元件波前,提出一种基于斜入射结构的近红外反射式错位点衍射干涉原理的Φ400 mm瞬态波前检测方法。该方案将待测光分成两束互相错位的参考光与测试光,从而在干涉图中引入高线性载频,采集到对比度良好的干涉图后,利用傅里叶变换相位解调法从单幅干涉图中提取待测波前相位,实现瞬态波前动态测量。实验光路总长近20 m,极易受气...

融合特征分类和独立字典训练的超分辨率重建

作者：汪荣贵; 汪庆辉; 杨娟; 胡敏 刊期：2018年第01期

超分辨率重建技术在重构图像细节、改善图像视觉效果方面具有重要作用。为进一步提高图像的重建质量,提出了一种有效的超分辨率重建方法。首先提取图像块的几何特征来构造决策树,以期通过监督的方式进行图像块分类。然后针对不同类型的图像块训练集,分别基于K-SVD独立训练相应的高分辨率字典和低分辨率字典。最后为了保证图像块的准确和快速重建...

一种暗通道优先的快速自动白平衡算法

作者：王飞; 王伟 刊期：2018年第01期

针对目前自动白平衡算法中存在的白色区域检测错误导致白平衡失效的问题,本文提出了一种基于暗通道优先的白平衡算法。首先估计光线透射率,然后根据光线透射率来提取白色区域,去除掉高饱和度的区域。最后为了校正颜色并保证图像亮度不变化,在CIE-XYZ颜色空间相对于亮度通道Y来计算校正增益。实验表明,本文的算法和现有的一些经典算法相比,在主观...

融合视觉感知特性的HDR视频编码率失真优化算法

作者：杨桐; 郁梅; 姜浩; 蒋刚毅 刊期：2018年第01期

针对高动态范围（HDR）视频较之于传统低动态范围（LDR）视频所需存储资源和传输带宽急剧增加的问题,本文提出了一种基于视觉感知特性的HDR视频编码的动态率失真优化算法,以提高高效视频编码（HEVC）Main 10编码HDR视频的性能。本文通过引入视觉选择性关注信息,对不同区域采取非均等的失真权重分配策略,优化常规的失真计算方法;同时,为了进一步...

Highlights

刊期：2018年第01期

穷光电之理，究工程之极——《光电工程》改版发刊词

刊期：2018年第01期

光学是一门具有数千年研究历史的古老而又生机勃发的学科。自诞生之日起，光就与电结伴而行。无论过去、现在，还是未来，光电工程在医药、能源、信息、通信、天文、艺术和文化等诸多事关人类发展进步的关键领域均发挥着至关重要的作用。

四波混频技术为光学处理铺平了道路

刊期：2018年第01期

自然材料中的非线性响应本质上是弱的，有效的光频混频通常必须在较长的相互作用长度上积累。相位匹配的需求限制了混合过程的效率。来自伦敦帝国学院的Rupert F. Oulton团队报道了在硅基电信波长下微米尺度相互作用长度的高效四波混合技术（FWM），采用一个将光强烈限制在非线性有机聚合物中的集成等离子体缝隙波导，将光压缩到一个只有25nm宽...

混合钙钛矿材料成为有机二极管激光器的关键因素

刊期：2018年第01期

混合有机-无机材料已成为有前途的可调谐方案处理型半导体激光器的增益介质。然而到目前为止，还没有实现连续波操作。宾夕法尼亚州立大学的Noel C．Giebink团队采用具有相对较大分子的无机钙钛矿亚晶格组成的材料，成功实现了持续一个多小时的光泵浦连续波激射。

仿生结构将太阳能电池的光吸收率提高两倍

刊期：2018年第01期

红珠凤蝶的黑色翅膀上覆盖有微米和纳米结构的鳞片，这些鳞片可以在宽光谱和大角度范围内吸收太阳光，吸收效率远大于光滑表面，在光伏领域具有巨大的应用潜力。美国加州理工学院和德国卡尔斯鲁厄理工学院的科研人员研究了蝴蝶翅膀上的微纳米结构，重点分析了蝴蝶翅膀上的无序排列的纳米结构。