• 2015年第26卷第1期文章目次
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    • >光电子器件和系统
    • 延时反馈双环掺铒光纤激光器互注入系统中的混沌同步研究

      2015, 26(1):1-8.

      摘要 (1236) HTML (0) PDF 748.45 K (82) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了延时反馈双环掺铒光纤(EDF)激光器互注入 系统的动态特性,并引入一种量化时间序列复杂度的评 价方法——排列熵(PE,permutation entropy),对激光器输出状 态和混沌同步质量与复杂度的关系进行讨论。研究表明,通过调节反馈 延迟时间和反馈强度可控制系统的输出状态,使系统输出为周期态和混沌态,而且利用PE熵计算激光器 输出信号的复杂度相对于分岔图同样能直观准确的反映出系统动态行为;在激光器独立工作 情况下,输出 信号的混沌区域内夹杂有较多的周期态,而在互注入情况下,混沌区域增宽且较为平坦,同 时输出信号复 杂度的PE值较高,互注入系统有利于参数选择的范围和提高混沌通信系统的安全性;提 高注入强度可 得到高质量的混沌同步,两个激光器在同步和不同步时输出信号的复杂度是 不同的,可见 研究激光器输出信号的复杂度可成为分析混沌同步质量的一种参考。

    • 基于Sagnac环和M-Z级联的可调谐掺铒光纤激光器

      2015, 26(1):9-14.

      摘要 (1235) HTML (0) PDF 580.08 K (57) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于Sagnac环和M-Z级联滤波的可调 谐掺铒光纤(EDF)激光器,实验测得M-Z滤波器 的梳状谱周期为2.2nm。将一段长为10m的保 偏光纤(PMF)作为Sagnac环滤波器中的高双折射光纤,并测 得其梳状谱周期为0.42nm。谐振腔中加入一段15km长的单模光纤(S MF),用来产生非线性效应,稳定激光输 出。实验获得的单、双波长的激光线宽均小于0.07nm,峰值功率大 于-17dBm,边模抑制比(SMSR)大 于32dB,单、双波长激光的输出功率最大波动均小于1.2dBm。对加在M-Z上的驱动电压与Sagnac环 中的偏振控制器(PC)进行调节,实现了各波长激光在2.2nm范围内 整体连续可调谐。

    • 基于单膜片FBG的加速度传感器优化设计

      2015, 26(1):15-19.

      摘要 (1706) HTML (0) PDF 590.45 K (61) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于单膜片全粘封装的光纤布拉格光 栅(FBG)加速度传感模型。首先,理论分 析了其传感原理,并优化了最佳加速度灵敏度,深入分析和讨论了该模型的加速度灵敏度的 频率响应。然后,基于该模型设计了 FBG加速度传感器,实验研究了加速度的幅频响应特性、谐振频率和加速度的线性响应。结 果表明:在小于共振频率的低频段 具有较好的平坦区,加速度与波长具有较好的线性关系,线性度为99.8%,加速度响应灵敏度为36.6pm/G,实验值与理论值得的 相对误差为3.68%;实验研究了传感器的横向抗干扰能力,交叉灵敏 度小于1.3%,表明基于该模型的FBG加速度传 感器具有较好的响应特性。

    • 基于弱反射FBG串的随机分布反馈掺铒光纤激光器

      2015, 26(1):20-24.

      摘要 (1396) HTML (0) PDF 495.36 K (59) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于弱反射光纤光栅(FBG)串的随机分布 反馈掺铒光纤(EDF)激光器。激光器利用1480nm半导体激光泵浦一 段2m 长的高浓度EDF进行增益放大,由弱反射FBG串提供随机分布反馈,具有阈值 低、线宽窄、效率高和输出稳定等优点。 实验中,在激光器谐振腔的一端用一个反射率为90%的窄带FBG进行波长选择性反射 ,在另一端连接由20个波长相同、反射 率在5‰左右的弱反射FBG组成的FBG串(总反射率为9%)提供随机分布反馈, 在最大输出功率为400mW的1480nm 泵浦激光作用下获得了峰值波长为1549.48nm、阈值功率为3mW、斜率效率达24%的窄线宽 稳定激光输出。在相同泵浦激光功 率下,间隔一定时间,多次测量激光输出光谱,证实该随机分布反馈FBG激光器具 有良好的波长和功率稳定性。

    • 红色磷光材料Ir(hpiq)3对白光LED显色性能的影响

      2015, 26(1):25-29.

      摘要 (1364) HTML (0) PDF 601.55 K (58) 评论 (0) 收藏

      摘要:分别将质量分数为0、1%、2%和3%的有机磷光材 料Ir(hpiq)3混合加入YAG荧光粉中,经点粉、 点胶等工序制成LED器件。研究了有机磷光材料掺杂浓度、驱动条件对器件显色指数CRI的影响;通过测试填 充硅胶和增加配光透镜前后LED器件的CRI变化,研究二者对器 件CRI的影响。实验结果表明, 随着Ir(hpiq)3浓度的增加,器件CRI也随之增加 ,平均CRI由62.7增加到了85.7。其原因为随着 红色磷光材料质量分数的增加,LED管芯所激发的蓝光被吸收的概率越高,器 件的红光成分也在不断增加, 对应的CRI在不断提高。随着电流的增加,除了质量分数为2% 的样品的CRI变化曲线为几乎平 行于横轴的直线外,其余样品的CRI随电流变化都有明显改变。其原因是红光成 分的增加和光辐射转 换效率降低互相竞争的结果。分析了填充硅胶和增加配光透镜前后,样品显CRI随电流变 化的规律及原因。

    • >材料
    • InAs/InP量子点激光器中欧姆接触合金层特性研究

      2015, 26(1):30-34.

      摘要 (1187) HTML (0) PDF 591.79 K (66) 评论 (0) 收藏

      摘要:合金层与InAs/InP量子点激光器的接触电阻对激光 器的性能有很大影响,而接触电阻的 大小与合金材料、退火温度和退火时间有关。本文采用Au/Ni/Au/Ge做InAs/InP量子点激光 器的欧姆接触合金层,通过改变退 火温度和退火时间调节量子点激光器中接触电阻的阻值。实验发现,退火时间对接触电阻的 改变不 大,但是提高退火温度却能极大地降低接触电阻的阻值。实验获得了Au/Ni/Au/Ge 合金层与InAs/InP量子点激光器最佳欧姆接触条件,通过矩阵传输法测得相应接触电阻率为 1.34×10-6 Ω·cm2。在此条件下,制备激射中心波长为 1.577μm的多模量子点 激光器,室温下单面最大输出功率达到和超过39mW。

    • 一种窄带高消光比的可调谐聚合物微环谐振器的仿真分析

      2015, 26(1):35-42.

      摘要 (1414) HTML (0) PDF 751.17 K (65) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于耦合模理论、微环谐振理论和电光调制理论, 提出了一种可由电光调谐并带有两段U 型波导的微环谐振器,通过仿真结果讨论了输出光谱、U型波导长度和耦合系数等参数的变 化关 系。仿真结果证明,相比较于其他报道过的带有U型波导的微环谐振器,本文所提出的微环 谐振器 在耦合系数取0.1时,实现了60dB以上的极高 消光和极窄的带宽,同时自由光谱范围(FSR)可 达到56nm。通过改变加载在微环和U型波导上的电压,可以分别实现 波长和消光比的调谐。

    • 基于双激光束的微型光热驱动器研究

      2015, 26(1):43-47.

      摘要 (1388) HTML (0) PDF 548.65 K (63) 评论 (0) 收藏

      摘要:实现了一种利用双激光束(双光斑)的微型光热 驱动的器(OTMA)。利用准分子激光微加 工系统加工制作了膨胀臂宽为100μm、总长为750μm的非对称型OTMA;利用 波长650nm的双激光束开展了OTMA的光热驱动实验研究,借助CCD显 微视频运动测量系统,测 定了光热偏转量与激光功率之间的关系曲线。实验结果表明,OTMA的光热偏转量与激光总功 率之 间近似成线性关系;当双光斑功率为4mW时,OTMA获得的光热偏转量达到15.2μm,大于单光 斑分别照射时的偏转量之和(13.1μm);同时,当双光斑照射与单 光斑照射获得的光热偏转量相 同时,双光斑的功率密度仅为单光斑的1/2甚至更小,从而可有效地避免单光斑照射时因 局部温升 过高而导致OTMA烧结损坏,延长了器件的工作寿命。本文的OTMA结构简 单,易于加工,偏转量大,易于操作,并且可以实现无线远距离控制;可望在微纳米技术及 微型光机电系统等领域获得广泛应用。

    • 并行多通道大功率LED回路热管散热器

      2015, 26(1):48-53.

      摘要 (1362) HTML (0) PDF 676.04 K (59) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决大功率LED散热问题,构造了一种一体化并 行多通道大功率LED回路热管散热器。利用水作为工质,在不同加热功率、不同倾斜角以及 不同充液比条件下对该新结构热管散热器的热性 能进行了研究。结果表明,这种新结构热管散热器不仅能使散热器上下底板处于均温状态, 而且当芯片加 热功率达到200W时,芯片加热面中心最高温度不超过71.8℃;倾斜角度对热管换热性能影响不大;在一 定加热功率范围内,新结构热管散热器的热阻随加热功率的增大而减小,当芯片加热功率达 到240W时, 热阻最小,最小可达0.19K/W。构造的一体化并行多通道大功率LED 回路热管散热器具有很好的传热性能,并提高了承载高热流密度的能力。

    • P型掺杂区工艺对Si基Pinned型光电二极管量子效率的影响

      2015, 26(1):54-62.

      摘要 (2033) HTML (0) PDF 902.96 K (60) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更全面、系统地分析Si基Pinned型光电二极管(PPD,pinned photodiode)量子效率的工艺敏感特性,基于考虑表面(SRH,shockley-read -hall)复合率模型的时域有限差分数值模拟方法,对不同P+型表面层和P型外延(EPI,e pi taxial)层工艺条件下PPD可见光谱量子效率的变化特征及物理机制进行了研究。结果表明 ,P+型表面层离子束注入剂量和注入能量的增加分别引起非平衡载流子SRH复合率升高和 PPD势垒区顶部下移,均可导致低于500nm波段量子效率的衰减,而 后者进一步引起的势垒区纵向宽度缩 减使该影响可持续至650nm波段;P型EPI掺杂浓度增加引起PPD势垒 区底部上移,导致500~750nm 波段量子效率的衰减;P型EPI厚度增加引起衬底强SRH复合区光电荷比重降低,导致高于700 nm波段量 子效率得到提升并趋向饱和。通过分析发现,Si基材料中光子吸收深度对波长的强依赖关系 是导致两种P型 掺杂区工艺条件对量子效率存在波段差异性影响的根本原因。

    • WO3对Rubrene/C70有机太阳能电池性能的改善

      2015, 26(1):63-67.

      摘要 (1387) HTML (0) PDF 523.60 K (63) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了WO3对Rubrene/C70有机太阳能电池 (OSCs)性能的 改善,制备了结构为ITO/WO3/Rubrene/C70/BCP/Al的OSCs,其中WO3插入在I TO和Rubrene中间作为阳极修饰层。通过优化WO3的厚度,研究了WO3对OSCs性能的改善及其作用机理。实验发现,器件的短路电流Jsc、开路电压Voc、 填充因子(FF)、光电转换效率(PCE)和串联电阻Rs等性能参数随WO3厚度的变化呈规律性变化;当 WO3厚度小于80 nm时,器件PCE随着厚度的增加不断增大;当W O 3厚大于80 nm时,器件PCE随着厚度的 增加不断减小;当WO3厚度为80 nm 时,器件PCE达到最高为1.03%, 相应的J sc、Voc、FF分别为2.81mA·cm-2、 0.83V、43.85%,Rs为45.3Ω·cm2,对比没有WO3修饰层, 器件的Jsc、Voc、FF和PCE分别提高了31%、137%、17%,Rs降低了33%。

    • >光电子信息技术
    • 无线紫外光非视距通信网络的连通性能研究

      2015, 26(1):68-74.

      摘要 (1463) HTML (0) PDF 652.63 K (65) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了空间角度对无线紫外光非视距(UV-NLOS)通 信系统连通概率的影响。仿真分析了500个节点均匀分布的网络处于1-连通状态时收发仰角 对网络性能的影响,并分析了 OOK和PPM调制方式下网络节点密度、通信覆盖范围、数据传输速率和发送功率等网络性能参 数。结果表明,网络处于1-连通状态时,PPM调制方式能获得比OOK调制方式更好的网络连 通性能;相同调制方式下,定向发送-垂直接收比垂直发送-垂直接收场景下网络性能更佳 ;定向发送-定向接收场景下,收发端仰角均为小角度时各网络连通效果更好。

    • >材料
    • 光OFDM系统中一种改进的SLM峰均比抑制方案

      2015, 26(1):75-80.

      摘要 (933) HTML (0) PDF 553.30 K (55) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对光正交频分复用(O-OFDM)系统中峰值平均功 率比(PAPR)较高的缺点,对PAPR抑制技术的选择性 映射法(SLM) 进行了深入研究。基于低复杂度SLM方案的深入研究,提出了一种改进的次PAP R选择的思 想与低复杂度SLM相结合的PAPR抑制方案。改 进的SLM方案能够成倍降低传统SLM方案的计算复杂 度。仿真分析表明,改进的SLM方案在载波数为256的O-OFDM系统中,计算复杂度能降低50%以上,并 且随着子载波数的增加,其复杂度降低程度更为高效;同时,该改进的SLM方案又能使其PAPR抑制性能优于传统的SLM方案,从而进一步提升了低复杂度SLM 方案的实用价值。

    • 室内可见光蜂窝网络信道特性研究

      2015, 26(1):81-85.

      摘要 (1782) HTML (0) PDF 547.34 K (65) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于可见光通信(VLC)技 术的LED蜂窝网络,设想作为第5代移动通信技术在室内应用的主要备选方式之一,得到越来 越多的关注。本 文采用广义光线追踪算法对符合蜂窝布局的室内可见光信道特性进行研究,分析了不同LED 发光角度条件 下信道冲击响应、路径损耗和信道时延等信道特性。随着LED半功率角从30°增大到60°, 系统路径损耗 与信道时延也整体增大,其中总体路径损耗变化范围为32~36.5dB ,信道时延的变化范围为0.4~1.5ns。

    • 耦合时滞光电反馈系统的同步研究

      2015, 26(1):86-90.

      摘要 (1417) HTML (0) PDF 441.94 K (56) 评论 (0) 收藏

      摘要:同步是实 现保密通信的基础,现有的基于时滞光电反馈混沌系统的同步研究主要集中在实现方面。本 文利用Lyapunov函数法,从理论研究耦合时滞光电反馈混沌系统的同步问题,包括单向耦合 和双向耦合两种形式。结果表明,耦合时滞光电反馈混沌系统能够实现鲁棒同步。对理论结 果进行了数值实验分析,结果与理论分析相一致。

    • Ca3Y2(Si3O9)2:Tb3+绿色荧光粉的光谱特性

      2015, 26(1):91-95.

      摘要 (1291) HTML (0) PDF 576.56 K (54) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用高温固相法制备了Ca3Y2(Si3O9)2: Tb3+绿色荧光粉,研究了材料的光学性能。X 射线衍射(XRD)结果显示,掺杂少量的Tb3+,并未影响Ca3Y2(Si3O9)2材料 的晶相结构。Ca3Y2(Si3O9)2:Tb3+ 荧光粉的激发光谱由较强的4f75d1宽带吸收(200~300 nm )和较弱的4f-4f电子跃迁吸收 (300~500 nm)构成,主激发峰位于236nm。取波长分别为236、376和482nm的光 作为激发源时,发现样品的主发射峰均位于544 nm,对应Tb3+5D 4→7F5跃迁发射。以236nm 紫外光作为激发源,监测544nm主发射峰,随Tb3+浓度 的增大,Ca3Y2(Si 3O9)2:Tb3+的荧光寿命逐渐减小,但在实验范围内并未出现浓度猝灭现象。

    • >测量·检测
    • 基于LMS算法的数据采集系统动态传输特性研究

      2015, 26(1):96-102.

      摘要 (866) HTML (0) PDF 617.49 K (66) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于最小均方(LMS)算法的数据采集系 统动态传输特性获取方法。在建立数据采集系统FIR滤波器模 型的基础上,以正弦信号为系统输入,以采集处理后的实验数据为系统输出,利用LMS算法 反推系统的通 道模型参数,计算系统对正弦信号的幅度衰减、相位延迟和噪声参杂3个动态传输特性;在 方法研究的基 础上,搭建了相关实验验证平台,分别进行了系统仿真和硬件验证实验。仿真实验中,3个 动态传输特性的识别精度均在98%以上,证明了算法在理论上的可行性;硬件 验证实验中,传输特性的平均识别精度均在96%以上,表明本文所提数据采集系统动态传 输特性获取方法 有效可行,且具有很好的数据动态传输特性识别精度。

    • 基于小波脊的水表面声波激光干涉探测

      2015, 26(1):103-107.

      摘要 (1202) HTML (0) PDF 582.58 K (66) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确获取水表面声波的频率,对水表面声波激 光干涉信号的时频分布特点进行了理 论分析和实验研究,发现小波脊点沿着水表面声波频率所对应的尺度 时间曲线分布,或位于该线上,或对称分布于上下两侧。根据此特征,提出了一种基于小波 脊的水表面声波频率解调方法,实验结果表明,本文方法能够对稳频的水表面声波频率进行 精确 测量,绝对误差不大于1Hz。对线性调频的水表面声波进行了探测实验,结果表明,小波脊 能 够实时地跟踪水表面声波频率的变化,通过小波脊计算得到的频率变化率与设定值相吻合, 证明了利用小波脊方法提取水表面声波瞬时频率的准确性。

    • 基于扰动观测器的机载云台扰动复合补偿方法

      2015, 26(1):108-115.

      摘要 (1572) HTML (0) PDF 793.26 K (66) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多旋翼无人机(mUAV)机载云台的扰动补 偿需求,提出一种基于改进的扰动观测器(IDO,improved disturbance observer)的伺服控 制器与减振装 置相结合的复合补偿方法。深入分析了IDO的扰动补偿能力和鲁棒性,构建 了基于IDO的云 台伺服控制结构;依据mUAV机载云台的振动特性,设计出减振装置的结构参数 及安装位置。飞行实验表明, 引入复合补偿方法后,视轴(LOS)指向误差减小到了0.03°,振动隔 离度提高了约15dB。复合补偿方法有效地补偿了机载云 台的扰动,完全满足了mUAV机载云台扰动补偿的需求。

    • 32通道光纤阵列式高灵敏飞秒激光光谱分析仪

      2015, 26(1):116-121.

      摘要 (1584) HTML (0) PDF 718.68 K (68) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对飞秒激光光谱学研究中对微弱光信号的多通 道光谱分析的需求,提出了一种32通道光纤阵列- 锁相放大光谱分析仪(OSA)设计方案。32通道光纤阵列用于传输线型分布光谱信号,经光电 探测器(PD)转换的电信号 由32通道同步数字锁相放大器进行处理。基于现场可编程门阵列(FPGA)设计的32通道同步 数字锁相放 大器,实现了各路独立的微弱光谱信号同时检测功能。针对飞秒激光光谱测量中重复频率为 1kHz的强干 扰,设计1kHz陷波器,提高信号测量的动态范围。设计的OSA的测量光谱范围 为400~1100nm,通 道光谱间隔为4nm。实验结果表明:32通道光纤阵列OSA的通道隔离度大于80dB,输入光噪声密 度为37.9fW/Hz,各通道极限检测灵敏度可达 18.9fW,动态储备达到120dB。应用于飞秒时间分辨荧光 光谱测量,对超荧光干扰抑制效果明显,同时极大地提高了测量灵敏度并缩短动力学测量时 间至6min。 本文实现的OSA具有灵敏度高、体积小和性价比高等优点,适用于对微弱光谱 信号的高灵敏与快速检测分析。

    • 基于构造边的精确快速相位解缠算法

      2015, 26(1):122-129.

      摘要 (1015) HTML (0) PDF 736.04 K (57) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对复杂包裹相位图普遍存在相位跳变和解缠耗 时的情况,设计了一种高精度快速的相位解缠算法。首 先通过三步相移法得到包裹相位图,由包裹相位图计算产生质量图;再由相邻两像素点的质 量值构造水平与竖直权 值边,根据构造边权值的大小作为路径引导进行相位解缠,解缠过程以两像素点所构成边为 单位,采用不连续解缠 路径,逐次解缠所有像素点,有效降低了区域不连续、测量遮挡和环境噪声对解 缠精度的影响,而且通 过一次排序即可确定解缠顺序,提高了解缠效率;最后,结合本文构造权值图的特点,对算 法进一步优化,剔除了 冗余的权值边,加快了解缠的速度。通过对比不同算法的解缠结果表明,本文提出的算法具 有较快的解缠速度和较高的精度。

    • 基于光纤干涉法的液体表面张力系数测量及温度影响研究

      2015, 26(1):130-134.

      摘要 (1901) HTML (0) PDF 496.48 K (67) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高液体表面张力系数的测量精度,并充分 发挥光纤干涉法的高精度、 非接触等优点,提出了一种利用干涉原理的空心光纤(HOF)液体表面张力系数测量 方法。即利用HOF一端与单模光纤(SMF)相连,另一端与待测液面接触形成Fabry-Perot(F- P)腔 实现液体表面张力系数的测量。毛细效应使得被测液体进入HOF内,不同 的表面张力导致HOF形成的F-P腔腔长发生变化,通过检测F-P腔两个相邻干 涉峰的间距就可以间接得出液体的表面张力系数大小。实验中,分别测定了相同 温度下5种不同液体的表面张力系数和不同温度下蒸馏水的表面张力系数,对测 量的结果进行最小二乘法线性拟合。实验中,温度的改变采用水浴加热法,不同温 度下蒸馏水表面张力系数的测量结果与理论值的最大误差为0.26%。 本文方法结构 简单,容易操作,有较高的灵敏度,可为实际液体表面张力系数测量提供参考。

    • 基于反射式太赫兹时域谱的水太赫兹光学参数测量与误差分析

      2015, 26(1):135-140.

      摘要 (1072) HTML (0) PDF 646.80 K (58) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用垂直反射式太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术 测量了水的THz光学参数并对测 量误差进行了分析。测量过程中,把高阻Si片的空气-Si表面作为参考信号,Si-水表面最 为样 品信号,通过两者之比的传输函数计算得到了水的THz折射率和吸收率,然后应用误差传 播理论分析这些光学参数的误差。结果发现,折射率和吸收率误差中,由多次测量引入的随 机 误差在0.1~1.1THz范围内基本不变,而在接近0.1THz和1.1THz处误差变大,即呈现U型 分布。这表明,在接近0.1THz和1.1THz时, THz-TDS仪器的测量灵敏度下降;由高阻Si片厚 度和Si折射率误差引入的误差比THz-TDS多次测量引入的随机误差大得多,在 0.1~1.1THz 范围对应的水折射率误差分布较均匀,而对应水的吸收率误差随着频率的增加而增大。本文 的方法同样适用于类似的垂直反射式THz-TDS系统提取其它材料的THz光学参数及其误差 分析。

    • >激光应用
    • LIBS检测污染马铃薯中的Pb及偏最小二乘定量分析模型

      2015, 26(1):141-148.

      摘要 (1569) HTML (0) PDF 785.74 K (58) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高农产品中重金属的光学快速检测的精度, 运用偏最小二乘(PLS)法结合激光诱导击穿光谱(LIBS) 对马铃薯中的Pb含量进行了定量分析,探讨了数据预处理方法对模型精度的影响。针对 96个污染马铃薯样 品的LIBS数据,分别进行3点到17点平滑处理,然后将平滑后的数据分别进行标准正态 变量变换(SNV)、 多元散射校正(MSC)、均值中心化(MC)、一阶导数(FD)和二阶导数(SD)求导去噪预处理。采 用湿法消解结合原子吸收分光光度 计(AAS)获取样品中Pb元素的真实浓度,选择包含Pb特征谱线的401~417nm波段进行PLS建模,对比分 析模型的相关系数r、交互验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误 差(RMSEP)。结果表明,采用13点平滑、 均值中心化预处理的PLS模型的校准质量和预测效果最好,模型的r、RMSECV和RMSEP分别达到了0.9963、16.4 和11.5,说明选择合适的数据预处理方法能有效提高LI BS检测果蔬产品定量模型的质量。

    • >视频通信
    • 基于3D-HEVC的多视点纹理加深度的联合比特分配算法

      2015, 26(1):149-155.

      摘要 (1055) HTML (0) PDF 662.35 K (67) 评论 (0) 收藏

      摘要:首先依据视频序列的统计特性,建立纹理 比特率和深度 图比特率与虚拟视点失真之间模型;然后分别建立拉格朗日算子与纹理、深度图比特率的对 应关系,在前 两步的基础上构建由虚拟视点失真模型和拉格朗日算子的代价方程,为了保证目标 码率与输出码 率在一定的误差范围内,建立纹理比特率和深度比特率的受限约束方程;最后利用目标码率 的约束方程,求解 出最优的纹理比特率和深度图比特率。实验结果表明,提出的算法与目前流行的多视点纹理 加深度的算法 相比,在相同的编码比特率情况下,虚拟视点和基本视点客观质量平均提高0.15dB,因此具有更高的编码效率。

    • >信息安全
    • 抗任意旋转攻击的数字水印防伪技术

      2015, 26(1):156-161.

      摘要 (1875) HTML (0) PDF 649.15 K (62) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前频率域水印技术无法有效抵抗旋转攻击的 问题,提出一种基于结构相似性指数(SSIM,structural simila rity)的抗旋转攻击数字水印算法。首先将水印与参考光干涉生成离散余弦变换(DCT)全息图 像后;然后利用DCT嵌入到宿主图像的B通道中 频域中;最后,在提取水印时,利用SSIM检测校正图像旋转角度后逆DCT得到 水印。实验表明,以嵌入强度a=0.1嵌入后,含水印图像的峰值信噪比(PSNR)达到43,能有效的抵抗1~360°的旋转攻击,旋 转校正精度可达1°。嵌入水印有很强的不可 见性,提取水印清晰,嵌入量较大,旋转校正时需要原始图像,属于明水印。因此,本文算 法能准确地从受到旋转、滤波、噪声、 裁切和几何形变等攻击的宿主图像中提取水印,可用于版权方的版权保护需求。

    • >模式识别
    • 双层特征优化的视觉运动目标跟踪算法

      2015, 26(1):162-169.

      摘要 (1264) HTML (0) PDF 740.66 K (60) 评论 (0) 收藏

      摘要:视觉监控中运动目标跟踪容易受到遮挡、目标快 速运动与外观变化等因素的素影响,单层特征难以有 效解决这些问题。为此,提出一种像素级与区域级特征组合优化的视觉跟踪算法。首 先在像素级利用 目标和背景区域颜色特征的后验概率对目标与背景进行初步判别;然后对候选区域进行超像 素分割,并依据 像素级的判断结果,在超像素区域内利用投票决策模型对目标与背景信息进行统计分析,得 到精确的目标位 置分布;最后结合均值漂移迭代搜索得到目标的准确位置,并利用双层判别结果对目标跟踪 过程的遮挡情况 进行检测,同时动态更新目标以及背景区域信息以适应目标外观与场景变化。与典型算法进 行对比的实验结 果表明,本文算法能够有效应对目标遮挡与快速运动等因素的影响,适用于复杂场景条件下 实时的运动目标跟踪。

    • >图像和信息处理
    • 基于多尺度导引滤波的图像融合方法

      2015, 26(1):170-176.

      摘要 (1895) HTML (0) PDF 631.49 K (64) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了 一种基于多尺度导引滤波的图像融合方法。首先,对源图像进行多尺度边缘保持分解,分别 得到一幅基本图像和一系列细节图像;然后,对基 本图像和不同尺度下的细节图像采用不同的融合策略,即基于导引滤波的融合策略;最后, 将融合 后的基本图像和融合后的细节图像相加,得到最后的融合图像。实验结果表明,本文提出的 融合方法 在保留光谱信息的同时,能较好地将源图像中的边缘细节信息保持到融合图像中,而且也取 得了较高的归一 化互信息(MI)值,相对于其他融合算法,MI值平均提升0.5;能更好地体现图 像细节特征,为融合图像提供更加丰富的信息。

    • THz波连续波透射式逐点扫描快速成像实验研究

      2015, 26(1):177-183.

      摘要 (1459) HTML (0) PDF 729.29 K (53) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用CO2激光抽运太赫兹(THz)激光器,搭建了TH z连续波透射式快速扫描成像系 统。将样品置于平移台上,利用透镜将THz光束聚焦于样品表面,通过计算机控制平台 连续移动与信号实 时采集,大大缩短了成像时间,通过计算机重构获得扫描图像。从扫描速度,成像分辨率的 角度出发,对 连续THz扫描成像系统进行优化研究。实验对1cm×1cm的样品,用0.25mm步 长进行扫描成像,得到 最短成像时间仅需3min,在输出频率为4.3THz时,图像最高分辨率达到0.1mm。对刀片与树叶进行扫描 成像,分析并比较了衍射极限对成像质量的影响。结果表明,在选用高频率输出光源和扫描 平台小步长移动情况下可以获得更好的成像质量。

    • 低秩遮挡图像去噪方法

      2015, 26(1):184-191.

      摘要 (1482) HTML (0) PDF 759.66 K (70) 评论 (0) 收藏

      摘要:为获得清晰的低秩图像,提出一种将低秩矩阵填充 (LRMC)与低秩矩阵恢 复(LRMR)联合的新模型,基于非精确增广拉格朗日乘子(IALM)法进行求解,运用LRMC去除遮 挡并填充缺失部 分,再利用LRMR去除噪声,得到完整的图像。以恢复时间、信噪比(SNR)、峰 值信噪比(PSNR)、差错率(err)等做评价标准,对3幅受噪声污染的图像的恢复结果表明, 本文提出的联合LRMC与LRMR的新模型,既能去除遮挡又能够填充图像的缺失部 分,能够达到理想的恢复效果。

    • 基于分层最大熵的航拍图像增强

      2015, 26(1):192-198.

      摘要 (1075) HTML (0) PDF 628.62 K (61) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对恶劣的天气条件使航拍图像的对比度低、细 节模糊的问题,提出了一种基于分层最大熵的图像 增强算法。首先将图像的直方图平均分割成4个子层;然后根据分割后子层的特征求取每个 子层 的自适应函数;最后根据该函数完成每个子层的规定化处理。实 验结果表明,经过本文算法处理后图像的对比度得到了提高,同时图像的细节和纹理信息也 得到了增强。

    • >光物理
    • 基于有源介质的增益辅助无损耗混合表面等离子体波导

      2015, 26(1):199-204.

      摘要 (1861) HTML (0) PDF 562.60 K (67) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了一种基于有源介质的增益辅助无损耗条形 混合表面等离子体 波导。利用有限元算法,理论分析了混合表面等离子体波导在通信波段的传输特 性。结果表明,此波导在突破衍射极限的亚波长光场限制下可实现约10μm的 传输长度。在混合表面等离子体波导中引入泵浦增益后,可以实现光信号的无损 耗传输,从而实现在亚波长光场限制下的无限长传输。此类混合表面等离子 体波导兼具结构简单和易于制备等优点,在光 互联、光子集成电路、光通信和光信息处理等方面有重要的潜在应用。