• 2015年第26卷第10期文章目次
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    • >光电子器件和系统
    • 大功率LED散热回路热管的实验研究

      2015, 26(10):1843-1848.

      摘要 (1200) HTML (0) PDF 623.12 K (21) 评论 (0) 收藏

      摘要:大功率LED热问题是制约大功率 LED的稳定性、可靠性和寿命的技术瓶颈之一,有效的低热阻封装LED热设计是提高LE D性能的关键。本文提 出一种应用于大功率LED散热的铜-水回路热管(LHP),研究了加热方 式、充液率、风压和倾角 等对LHP均温性、起动性和热阻等的影响。研究结果表明:在输入功率为30W时,LHP的启动时间约为 6.5min;热阻范围为0.48~1.62K/W;在热 负荷为30W时,蒸发器的温度可以稳定控制在75℃以下;蒸发器表 面均温差被控制在1.6℃以下;LHP的最佳的充液率为60%;冷凝器侧 风压在一定范围内(小于130Pa)时,冷凝器侧风压力越大,LED产 品的散热性能越好。

    • 驱动信号占空比对声光调Q脉冲光纤激光器输出脉冲重频的影响

      2015, 26(10):1849-1853.

      摘要 (1056) HTML (0) PDF 454.50 K (12) 评论 (0) 收藏

      摘要:搭建了声光调Q脉冲光纤激光器实验 系统,通过调节声光调制器(AOM)驱动信号的占空比,研 究了驱动信号占空比对声光调Q脉冲光纤激光器输出脉冲重频的影响。结果显 示,当AOM驱动信号频率 固定时,随着占空比的减小,输出脉冲重频依次为AOM驱动信号频率、AOM驱动信号频率的1/ 2、1/3。 实验结果表明,在声光调Q脉冲光纤激光器中,输出脉冲重频受A OM驱动信号频率和占空比的共同影响。

    • 基于倾斜光纤Bragg光栅的横向压力传感器研究

      2015, 26(10):1854-1859.

      摘要 (1185) HTML (0) PDF 621.51 K (11) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了一种基于4°倾斜光纤Bragg光栅(TFBG)和弹 性 材料的横向压力传感器。利用TFBG光谱对周围介质折射率响应的特性,实现了 对较低压力范围(0~7N)的线性测量。采 用快速傅里叶变换(FFT)方法对光谱进行解调,测量灵敏度可达1920 a.u./(N/mm),线性拟 合度为0.998。研究了不同弹性材料对测量灵敏度的影响,实现对测 量范围和测量灵 敏度的调谐。本文传感器工作在反射光谱方式,易于集成(光栅区长度仅5mm),可以植入弹 性材料内部用于协调接触压力的测量。

    • 均分直槽微结构光纤光栅磁场传感器

      2015, 26(10):1860-1865.

      摘要 (1597) HTML (0) PDF 696.33 K (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:对微结构光纤磁场传感器的增敏性能进行研究, 设计了一种基于飞秒激光微加工的均分直槽型微结构光纤磁场传感器。 利用飞秒激光在刻有光纤布拉格光栅(FBG)的单模光纤(SMF)包层上刻蚀均分直槽微结构, 并采用HF溶液清除直槽内的残留碎屑和 应力集中点,随后用磁控溅射技术在加工部位溅射一层磁致伸缩薄膜TbDyFe。当外界磁 场强度变化时,通过观测传感器中心 波长的变化可实现对磁场强度的测量。直槽微结构能减小光纤横截面积,改善光纤轴向伸缩 性能,增大薄膜附着表面积,从而 提高传感器探头灵敏度。理论分析了直槽微结构提高传感器性能的工作原理,介绍了传 感器探头的制备工艺和性能影响因 素,给出了不同参数传感探头的磁场测试结果。实验结果表明,利用飞秒激光加工直槽微结 构能明显改善传感器探头灵敏度, 其中直槽个数对性能影响最为明显;相对于无微结构传感器探头,有微结构光纤探头灵敏度 最高可提升3.8倍。

    • 一种基于光纤布拉格光栅的金属腐蚀传感器

      2015, 26(10):1866-1872.

      摘要 (2157) HTML (0) PDF 773.92 K (9) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于钢筋混凝土中钢筋锈蚀膨胀和光纤布拉格光 栅(FBG)应变测量原理,设计了一种新型的FBG金属腐蚀传感器。传感器由FBG腐蚀测量传 感器、FBG温度补偿传感器和带有通槽、凹槽、 通孔的钢筋件组成。FBG腐蚀测量传感器用于测量钢筋锈蚀引起的应变,FBG温度补偿传感器 用于消除温 度交叉敏感特性。钢筋件的通槽用环氧树脂填充后,把腐蚀测量传感器的FBG紧密缠绕在钢 筋件的表面, 并固定在环氧树脂固定点上。温度补偿传感器的FBG经过增敏处理后布置在通孔中。推导了 钢筋锈蚀率与FBG波长的理论计算公式;制作了用水泥砂浆封装的FBG金属 腐蚀传感器;最后在制作的混凝土试件上进行加速腐蚀实验,考核传感器的性能。实验结果 表明,设计的FBG 金属腐蚀传感器能够直接测量钢筋的锈蚀程度,并且具有较大的量程,可实现钢筋 混凝土结构中钢筋的 轻微锈蚀和较严重锈蚀情况监测,适用于建筑、桥梁和隧道等领域钢筋混凝土结构中钢 筋锈蚀的结构健康监测。

    • 有机聚合物1×32波导热光开关阵列

      2015, 26(10):1873-1877.

      摘要 (1078) HTML (0) PDF 552.92 K (9) 评论 (0) 收藏

      摘要:研制出紧凑型树状分支结构马赫-曾德尔干涉(MZ I)型有机聚合物1×2热光开关以及1×32集成波导热 光开关阵列。利用旋转涂覆法、紫外固化工艺、接触曝光、反应离子刻蚀(RIE)、真空镀膜 、切割和抛光等传统 微加工工艺,成功完成了器件制备。通过优化刻蚀工艺,有效减小了刻蚀后波导的表面与侧 壁粗糙度。通过在 波导和金属掩膜层之间添加聚合物隔离层,进一步减小了波导的传输损耗。实验结果显示, 制备的1×2热 光开关插损仅为2.84dB,串扰为-31.13dB ,光开关的电功耗为4.1mW;制备的1×32波 导热光开关阵列插 损为11.8dB, 串扰为-25.3dB,电功耗小于5mW, 器件开关时间 为1.15ms。测试结果与数值模拟结果 吻合很好,研制的光开关有望应用于光交换器(OXC)、 光分插复用器(OADM)以及光 控相控阵天线的波束扫描控制系统中。

    • 发光性能稳定的磷光与荧光复合型白光OLED

      2015, 26(10):1878-1884.

      摘要 (2019) HTML (0) PDF 659.61 K (15) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用荧光染料TBPe和Ir(ppy)2acac 、R-4B两种光染料,采用蓝/红绿双发光层的结构,并结合TPBi对空穴的有效限制作用 ,制备了结构为ITO/MoO3(X nm)/ADN:(2%)TBPe(30 nm)/CBP:Ir(ppy)2acac(14%):R-4B(2%)(5nm)/TPBi(10 nm)/Alq3(30nm)/LiF(1nm )/Al(100nm)的磷光与荧光复合的白光OLED,其中,MoO3的厚 分别为0、15、20、30和40nm,通过改变MoO3的厚度调控载流子的注入能力,使用空穴阻挡层提高光效; 通过测量其电压、电流、亮度、色坐标和电致发光(EL)光谱等参数,研究不同厚度的MoO 3对器件发光性能的影响。结果表明,在MoO3厚为20nm的情况下,器件的效率滚降 最为平缓。在电压分别 为8、9、10、11、12和13V时,器件的色坐标分别为 (0.31,0.33)、(0.30,0.33)、(0.29,0.33)、(0.29,0.33)、(0.29,0.33)和(0.29, 0.33),具有较高的稳定性,原因为采用 蓝/红绿双发光层结构更有利于蓝光的 出射,且使用ADN主体材料掺杂蓝色荧光染料TBPe作为蓝光发光层降低三重态-三重态 湮灭几率。 研究还发现,在电压为11V、器件的亮度为9744cd/m2和电流密度为11.50mA/cm2时,最大器件的电流效率为 7.0cd/A。

    • 等能光谱分布定标光源

      2015, 26(10):1885-1890.

      摘要 (1103) HTML (0) PDF 671.87 K (9) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了减小定标光源对空间光学遥感器定标系数的 影响,设计了一种基于积分球混光的等能光谱分布定标光源; 采用设计的光源模拟不同亮度的等能光谱用于遥感器的实验室绝对辐射定标,得到的定标系 数是遥感器光学系统、探测器和电子 学系统自身响应特性的客观度量。首先,理论分析了等能光谱分布定标光源用于遥感器 绝对辐射定标精度的机理;然后 解决了研制等能光谱分布定标光源的3项关键技术:积分球辐射特性仿真与结构设计、等能 光谱分布定标光源驱动控制系统以 及等能光谱匹配技术;最后对标定后的光源进行了性能测试,结果表明,在水平方向上,± 30°内辐射亮度角度非均匀度为0.80%,出光 口的辐照度非均匀度为0.53%,400~900nm波 段3个辐亮度等级10W/(m2·sr)、20W/(m2·sr)和30W/(m 2·sr)的光谱匹配 误差分别为5.45%、4.68%和6.37%,增加400~600nm波 段的LED种类将会降低光谱匹配误差。

    • 石墨烯掺杂Cs2CO3作为高效电子注入层的OLEDs性能研究

      2015, 26(10):1891-1894.

      摘要 (1500) HTML (0) PDF 470.45 K (15) 评论 (0) 收藏

      摘要:研制了石墨烯掺杂Cs2CO3(Cs2CO3:Graphe ne )作为高效电子注入层、结构为ITO/N,N′-bis-(1-naphthyl) -N,N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (NPB)(50 nm)/tris-(8-hydroxy quinoline)-aluminum Alq3(80 nm)/Cs2CO3:Gra phene (mss 20% 1nm)/Al(120 nm)的OLEDs。将其与标准器件ITO/NPB(50 nm)/Alq3(80 n m)/LiF(0.5 nm)/Al(120 nm)作性能比较,研究石墨烯掺杂在Cs2CO3中作为电子注入层 对 OLEDs性能的影响。结果表明,基于Cs2CO3:Graphene结构作为电子注入层的器 件效率要高于LiF作为电子注入层的器件,其最大电流效率达到2.02 cd/A, 是标准器件的2.59倍;亮度也高于LiF作为电子注入层的器件,在10 V时达 到最大值7690cd/m2,是标准器件最大亮度 的2.07倍。性能得到提高的主要机理是由于Cs2CO3:Graphene的引入提高了电子注入效率。

    • 基于峰值电流可调的PWM调光方法减小LED漂移

      2015, 26(10):1895-1901.

      摘要 (1150) HTML (0) PDF 692.11 K (13) 评论 (0) 收藏

      摘要:荧光粉和发光二极管(LED)芯片的发光性质受 电流和结温影响,其变化使白光LED调光时产生 色漂移。通过对白光LED在线性调光和脉冲宽度调制(PWM)调光下色度学参数的 测试分析发现, PWM调光具有更优异的色稳定性;温度升高导致荧光粉转换效率降低;峰值电流增大 致使蓝光与荧 光粉的匹配程度降低。为了进一步降低PWM调光过程中的色漂移,采用峰值电流可调 的PWM调光方 案,当相关色温CCT大于设定值时,可通过降低峰值电流增加占空比的方法 降低CCT,反之则通过增 加峰值电流降低占空比的方法增加CCT。实验结果表明,通过调整峰值电流可补 偿因荧光粉转换效 率变化造成的色漂移,在预设调光范围内的CCT变化小于33 K。对目标 CCT与色稳定范围的关系进行了探讨。

    • 一种用于周界入侵监测的FBG振动传感器

      2015, 26(10):1902-1907.

      摘要 (3573) HTML (0) PDF 668.71 K (19) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统周界入侵监测中电学类振动传感器存在 的误报率高、易受电磁干扰和不易实现大面积网络 化和长期可靠的远程监测等不足,研究设计一种基于等强度梁结构的低频光纤布拉格光栅(FBG)振动传 感器。在分析等强度梁振动理论的基础上,推导了基于等强度梁的FBG振动调谐原理。 结合工程应用 实际,确定了等强度梁的结构尺寸,并针对振子质量进行优化设计。采用ANSYS对传感 器进行有限 元分析,得到其一阶谐振频率为94.74Hz。分别采用激振频率为35Hz的振动源对传感器进行振 动试验,试验数据的时域及频域分析结果表明,本文传感器具有良好的动态响应特性,能 够实现对振动频率的准确测量,可以满足特定环境下周界入侵监测的特殊需求。

    • >光电子信息技术
    • 多输入多输出可见光通信的天线布局研究

      2015, 26(10):1908-1915.

      摘要 (1322) HTML (0) PDF 607.04 K (12) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过改变LED及光电探测器(PD)的 空间分布,得到不同的天线布局,同时通过改 变LED间距dTX、发射端和接收端平面的高度差h等条件,得到了不同的信道传输矩阵H,仿 真分析了以上各种情况下的室内可见光通信系统(VLC)的性能。结果表明,影 响VLC性能的关键参数包含最小欧式距 离dmin和行列式Det(H)。根据系统的关键 参 数,将天线布局分为圆形布局和格点布局两类,圆形布局是指所有LED或PD均 匀地分布在一个 圆上,而格点布局是指所有LED或PD均分布在二维平面中的格点上。仿真结果表明,当dTX变化时,在采 用圆形布局的系统中,行列式Det(H)是影响误码率(BER)的关键因素 ;在采用格点布局的系统中,dmin和Det( H)均是影响系统误码率的关键因素,但在d TX的一定范围内dmin是决定系统性能的关键因素 。而当h发生变化时Det(H)是影响系统性能的 关键因素。

    • >材料
    • Eu3+掺杂Na2La2Ti3O10红色荧光粉的光谱性质

      2015, 26(10):1916-1923.

      摘要 (1074) HTML (0) PDF 836.03 K (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用传统高温固相法制备了不同Eu3+浓 度掺杂的Na2(La1-xEux) 2Ti3O10荧光粉,研究了Eu3+浓度 对样品结构及发光性质的影响。X射线衍射(XRD)结果表明Eu3+掺杂浓度不大于40%的 样品为四方相Na2La2Ti3O10;当 Eu3+浓度达到60%时,出现了正交相NaEuTiO4。对样品进行 激发、发射光谱的 测试发现,样品可被较 宽波段的紫外光有效激发,获得明亮的红橙色光发射,且Na2La2Ti3O10到Eu 3+存在有效的能量传递。利用 Van模型,证实了Eu3+间的交换相互作用是引发浓度猝灭的主要原因。利用Auzel模型 ,解释了Eu3+发光的自猝 灭行为。测试了样品在不同温度下的发射光谱和时间衰减曲线,确定样品发光产生 温度猝灭的主 要机理是Crossover过程。利用Arrhenius公式对实验数据进行拟合,确定激活能值约为0.26eV,说明Na2(La1-xEux)2Ti3O10荧光粉具有较好的发光热稳定性。

    • 热处理对掺Er3+碲酸盐玻璃近红外发光性能的影响

      2015, 26(10):1924-1930.

      摘要 (928) HTML (0) PDF 671.06 K (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用高温熔融冷却法和原位受控析晶法,制备了两 种Er3+掺杂碲酸盐玻璃及微晶玻璃。对比研究了其析晶 性能及近红外发光性能;计算了Er3+在玻璃与微晶玻璃中的J-O强度参数、自发辐射 概率、荧光分支比和 荧光辐射寿命;在980nm波长泵浦源下测量样品的荧光光谱,计算荧 光有效线宽、峰值受激发射截面。结果发现, 采用合理的析晶热处理制度,可以获得透明度高的Er3+掺杂碲酸盐微晶玻璃;析 晶热处理能够有效地提高 Er3+在近红外波段的发光效率和拓宽其有效发光带宽;Er3+掺杂85TeO2- 10TiO2-5La2O3(TTL)碲酸盐微晶玻璃较78TeO2-17ZnF2-5Bi2O3(TZBF)碲酸盐微晶玻璃在1.55μm波段增益性能更好,有望在光纤放 大器中得到应用。

    • 退火Cu2O薄膜的结构及光学特性

      2015, 26(10):1931-1936.

      摘要 (919) HTML (0) PDF 580.01 K (14) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用射频(RF)磁控溅射单质金属铜(Cu)靶, 在O2和Ar的混合气氛下制备了Cu2O薄 膜,并在N2气氛下对预沉积的Cu2O薄膜进行快速光热退火(RTA)处理,研究了 衬底温度及退火温度对Cu2O 薄膜的生长行为、物相结构、表面形貌及光学性能的影响。结果表明,衬底温度在300℃以 下预沉积的Cu2O薄膜 为非晶薄膜,退火处理对Cu2O薄膜的结晶行为有明显影响,在N2气氛下对Cu2O薄膜进 行退火处理不影响薄膜的物 相结构;预沉积和退火Cu2O薄膜在650nm以下波长范围内均有较强 吸收,吸收强度随退火温度的增加而增强,薄 膜在400nm以下波长范围内出现两个由缺陷引起的中间带(IB)吸收行 为,快速热退火处理不能减少或消除薄膜沉积 过程中形成的缺陷态;退火处理影响薄膜的光学带隙Eg,预沉 积薄膜经600℃退火处理,Eg值增大了 0.26eV。

    • Ca1-xZnxMoO4:Eu3+红色荧光粉的制备与表征

      2015, 26(10):1937-1941.

      摘要 (875) HTML (0) PDF 593.59 K (15) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究新型的红色荧光粉并提高其发光强度,采 用高温固相法制备了 Ca0.88-xZnxMoO4:0.08Eu3+ (x=0.0%,5%,10%,15%,20%,30%,40%,50%,60%,80%) 系列红色荧光粉,用X射线粉末衍射仪、荧光分光光度计对产物的晶体结构和发光性能进 行分析和表征。结果表明,当Zn的掺杂量达到20%时,钼酸钙晶体结构开始发生改变, 当Zn的掺杂量为15%时,红色荧光粉的发光强度最大。Ca0.88-xZnxMoO4:0.08Eu3+的激 发光谱在200~350nm波长处出现宽带吸收,归属于Mo-O的电荷迁移 ,位于395nm和465nm波长左 右的吸收峰分别对应于Eu3+7F05L67F05D2特 征吸收峰,能够很好地与近紫外和蓝光LED芯片相匹配。

    • 近紫外基白光LEDs用NaY(MoO4)2:Eu3+材料的发光特性

      2015, 26(10):1942-1946.

      摘要 (1103) HTML (0) PDF 533.65 K (10) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用固相法于550℃灼烧4h,合成了Eu3+ 单掺杂的NaY(MoO4)2材料,研究了材料的 发光特性。X射线衍射(XRD)结果显示,掺杂少量杂质的材料仍为纯相的NaY(MoO4)2。以 393nm波长 近紫外光作为激发源时,NaY(MoO4)2:Eu3+可以发射主峰位于616nm波长的红色光,对应Eu3+5D0-7F2跃迁发射。研究发现,增大Eu3+掺杂量 时,对应材料的发射强度会逐渐增大,但是 未发现浓度猝灭现象,通过相应的衰减曲线解释了此结果。测量不同Eu3+掺杂量下 , NaY(MoO4)2:Eu3+的色坐标结果显示,色坐标基本不变,位于红色区域。上述 结果表明, NaY(MoO4)2:Eu3+在白光LEDs领域有一定的应用潜力。

    • >测量·检测
    • 预混燃烧火焰的光偏折层析三维动态可视化

      2015, 26(10):1947-1952.

      摘要 (920) HTML (0) PDF 643.87 K (13) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用光偏折层析(CT)方法研究了非稳态预混燃烧流 场的参数测量及火焰结构表征。建立了适用于瞬态流场层 析的叠栅光偏折投影条纹图有序阵列采样系统,实现了单光栅副、单CCD、多方向、同时和 同光路条件的动 态采样。构建适用于少数投影光偏折计算层析的混合正则化重建算法。实验测量中,对C 4H10/空气预混燃烧 流场进行6视角动态采样,使用混合正则化算法对燃烧流场进行截面二维温度分布重建,使 用Sobel梯度 算子进行火焰内外区域温度分布的阈值分割。对4个不同时刻共计150 条莫尔条纹进行信息提取并重建出 20个截面的温度分布,使用移动立方体面绘制算法和光线投射体绘制 算法对三维体数据进行 显示,实现了燃烧流场参量分布及火焰结构的三维动态可视化。

    • 基于横向剪切的四向最小二乘相位解包裹算法

      2015, 26(10):1953-1959.

      摘要 (930) HTML (0) PDF 626.66 K (13) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决相位变换过快导 致相位离散梯度不连 续及解包裹中欠采样的出现,本文将横向剪切干涉技术引入到四向最小二乘相位解包裹算法 中。通过对包裹相位 建立二维复光场,对复光场进行剪切,一方面可以排除相位截断的干扰,另一方面剪切的引 入可以提高算法对严 重包裹相位的处理能力。实验结果表明,本文算对恢复相位信息有较好的 效果,同时具有四向 最小二乘的抑制误差传递的优点,且适合于对部分区域变化过大的相位进行解包裹。

    • 基于摄像视频分析的降雨量测量方法

      2015, 26(10):1960-1966.

      摘要 (1230) HTML (0) PDF 716.01 K (12) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种新颖的基于视频的降雨量测量方法。首先 根据雨图亮度变化特征检测雨滴;其次,为解决雨滴离摄像机距离信息未知情况下的雨滴尺 寸估计问题,在雨滴成像光度模型中融入散聚焦因素, 构建了基于亮度差和色彩张量响应特征的散聚焦雨滴判别方法;然后,根据透视成像关系计 算聚焦雨滴的尺寸并根据气象学 雨滴谱的定义来构建观测雨滴谱;最后,为抑制观测雨滴谱中的噪声,采用气象学Gamma模 型拟合观测雨滴谱,并由模型参 数计算降雨量。在不同程度的降雨环境下实验检验算法,并与雨量计记 录数据对比,测量结果较为一致。

    • 基于锥光全息原理的测距系统研究

      2015, 26(10):1967-1973.

      摘要 (1726) HTML (0) PDF 798.76 K (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统光学非接触测量方法环境适应性差、测 量范围小以及光源依懒性强等问题,提出基于锥光全息原理 的非接触式测量方法。在简要分析锥 光全息测量原理的基础上,设计出应用于距离测量的全息干涉测量系统,提出从条纹宽度变 化量获取被测物移动距 离的方法,并推导出条纹宽度与被测距离之间的关系;同时针对条纹图像散斑严重、条纹中 心不确定、条纹不清晰 等问题,提出相应的图像处理方法以及区域条纹搜索方法,可以选择清晰、光滑的条纹区域 ,进而计算被 测距离;最后,搭建了锥光全息干涉测距系统,并完成了测距实验。实验结果显示,与激光 干涉仪对比,锥光全息 干涉测量系统的测距误差在10μm以内;具有测量范围大、测量分辨 率和测量精度高以及环境适应能力强等优点,能够满足测量要求。

    • 基于光流场理论测量物体变形相位的新方法

      2015, 26(10):1974-1979.

      摘要 (1127) HTML (0) PDF 631.26 K (10) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于光流场理论,提出一种由两幅条纹图像解调出 物体变形相位的新方法。首先根据光流场理论,获 得两帧连续图像之间的光流矢量场;然后运用双幅图像中初始图像的条纹频率与矢量场进行 计算,获得 物体的全场变形相位分布。模拟结果和实 验结果表明,本文算法将直观的运动矢量场和变形相位的提取相联系,能够解调出物体变形 相位信息, 不需要相位解包络运算,过程简单方便,并且在条纹越密集处提取的变形相位信息越准确。 本文方法为计算 物体全场变形相位分布和动态测量提供了新的途径。

    • >激光应用
    • 激光等离子体X射线成像诊断研究

      2015, 26(10):1980-1983.

      摘要 (1063) HTML (0) PDF 476.48 K (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了诊断激光等离 子体X射线二维空间信息,基于Bragg衍射原理建立了等离子体X射线背光成像系统,其核心 元件为石英球面弯曲晶 体,弯曲半径为143mm。在中国工程物理研究院神光III原型激光装 置上,利用建立的系统,进行了单色X射线背光成像实验,激光聚焦到平面 Mg靶中心聚爆产生高温等离子体X射线为背光源,成像物体为15μm ×15μm网格阵列,X射线CCD得到了清晰的Mg靶 单色X射线二维网格图像。通过对背光图像分析,在7.8mm×2.6mm的视场范围,成像系统得到空间分辨率为5μm。实验 结果表明,基于石英球面弯曲晶体的X射线背光成像系统可以用于等离子体X射线诊断研究。

    • LIBS结合ANN对不同类型土壤中的Cu的定量检测

      2015, 26(10):1984-1989.

      摘要 (840) HTML (0) PDF 671.59 K (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:不同种类土壤的Cu浓度与其激光诱导击穿光谱(LI BS)强度之间存在不同的规律,本文利用LIBS结合人工神经网络(ANN)对土壤中的Cu进行 了定量分析,以实现不同种类土壤中Cu的定量检测。分别研究了单一类型土壤和3种土壤 类型基体下神经网络的应用情况。结果表明,在单一土壤基体情况下,应用反向传播(BP)神 经网络可以对土壤中 的Cu进行准确的检测,检测误差最大为10.17%;而在3种土壤基体下 ,BP神经网络的预 测准确度降低,检测误差不大于16%,并且线性神经网络对Cu浓度较 高的土壤样品预测准 确度较高,两种方法的检测准确度均高于内标法,BP神经网络能够更准确的描述单一土壤 类型的基体效应。LIBS结合ANN能有效解决土壤间存在的基体效应,LIBS结合ANN能有效解决 土壤间存在的基体效应,实现不同类型土壤中Cu元素的定量检测。

    • 基于热传导方程的长脉冲激光打孔效能比分析

      2015, 26(10):1990-1996.

      摘要 (1090) HTML (0) PDF 700.30 K (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了脉宽为ms的长脉冲激光打孔的效能比,即打 孔深度与激光能量之比。首先,测量了脉宽为1ms、不同能量密度的长脉冲激光打孔深度, 结果表明,激光打孔的效能比随着激光能量 密度的增加而下降。根据长脉冲激光功率密度低、脉冲波形近似为矩形的特点,建立了稳态 一维热传导模 型,得到了打孔深度与Al板表面温度之间的关系。然后,将实验中测量得到的打孔深度作为 边界条件,代 入到上述关系式中,计算得到了不同能量密度下激光作用过程中的Al板表面温度,进而计 算得到了气化 损失率。计算结果表明,激光的能量密度越高,Al板的表面温度就越高,气化损失率就越大 。最后,结合 文献报道的实验结果,对相同能量密度、不同脉宽的长脉冲激光打孔深度的不同进行了讨论 。所得到的结果均与文献报道结果吻合。

    • >图像和信息处理
    • 一种基于参数重估计和分层匹配的PTZ相机参数修正算法

      2015, 26(10):1997-2007.

      摘要 (878) HTML (0) PDF 1003.75 K (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于多种因素的影响,PTZ(pan-ti lt-zoom)相机经过长时间运行后其参数会偏离真实值,因 此有必要对相机参数进行修正。针对现有算法参数修正精度低、适应能力弱等问题,提 出了一 种改进的基于参数重估计和分层匹配的参数修正算法。算法通过引入参数重估计策略,避免 了参数 修正过程中的误差累积,提高了参数修正的精度;通过设计分层匹配和特征传播步骤,增强 了算法 对不同尺度图像的适应性。实际场景中的多组实验结果表明,本文算法可以准确修正PTZ相 机参数,并且较现有方法更具优越性。

    • 基于色彩距离最小化和最大色彩差的文本定位

      2015, 26(10):2008-2015.

      摘要 (1154) HTML (0) PDF 710.79 K (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于色彩距离最小化和最大 色彩差(MCD)的场景文本定位方法。首先,使用多次K均值 聚类和色彩距离最小化的方法,从不同复杂程度的场景图像中提取文本 连通区域;考虑到色彩聚类方法容易受光照影响,使用基于MCD最大色彩差的方法,提取 文本连通区域作为补充,由于将 色彩与梯度信息相结合,在一定程度上能克服光照的影响;将得到的连通区域通过设 定的字符合并规则,构建文本行; 候选文本行中通常包含错误检测的非文本行,为了提高文本检测的正确率,最后采用基于特 征提取和机器学习的方法,验证 候选文本行,得到文本定位结果。将本文方法在ICDAR2011和ICDAR2013公共数 据库上实验,对于ICDAR2011数据集,本文 获得的召回率、准确率和F指标分别为0.66、0.77;对于ICDAR2013数据集,本文获得的召回率、准确率和F 指标分别为0.65、0.77。将本文方法与 其它文本检测算法比较,结果表明本文方法的可行性、有效性。

    • 兴趣区域优先的多尺度压缩感知渐进编码算法

      2015, 26(10):2016-2022.

      摘要 (816) HTML (0) PDF 641.34 K (14) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对面向目标探测识别的无线图像传输应用,为 了解决探测识别任务对图像质量的高要求和无线信道带宽约 束之间的冲突,提出一种感兴趣区域(ROI)优先的多尺度压缩 感知(CS)渐进编码算法。首先,选取多 尺度CS测量技术进行图像压缩,在相同压缩比情况下,可以保持更多的图像的细节 信息;其次,针对目标探测识别对 重构图像纹理、边缘信息完整保持的需求,选取基于小波的轮廓变换(WBCT) 作为CS的稀疏表示方法,可更多 地提取方向信息,从而可以较完整地保持边缘轮廓信息;最后,针对重构图像 ROI与背景区过度划分、ROI周边相关信息损失 过多的问题,给出ROI边界平滑处理的方法,可有效改善重构图像的主观视觉质量。 实验结果表明:在ROI压缩率高达 0.4的情况下,总的压缩率降至0.18,既保护 了ROI信息又显著提高了压缩比,基本满足目标探测识别任务的需求。

    • 基于NSCT域图像融合改进算法的SAR图像无监督变化检测

      2015, 26(10):2023-2030.

      摘要 (1110) HTML (0) PDF 755.06 K (10) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了降低合成孔径雷达(SAR)遥感图像变化检测总 误差数以及获取更好的变化检测结果,提出了一种基于非下采样轮廓变换(NSCT)域图像融合 改进算法的SAR图像无监督变化检测方法。首先用两时相遥感图像构造得到对数比值 和均值比值两种差异图,并 经过NSCT分解得到各自的高低频系数;然后对两差异图中的低频系数均采用最大梯度平方和 规则进行融合,高频 系数均采用加权规则进行融合,再利用逆NSCT融合得到最终差异图;最后用模糊局部信息C 均值聚类(FLICMC)算法实现对图像变化区 域与非变化区域的分类。通过对真实遥感数据集与模拟遥感数据集的研究表明,本文算法能 够有效抑制斑点噪声对 检测结果的影响,并且不受变化类和非变化类统计分布的限制,不需要先验知识,适用性强 ,可以得到较好的检测 效果。与DWT2-FLICMC、MRF-FCMC算法相比,本文算法具有更高的检测精度和较少的算法 运行时间。

    • 结合邻域权值和色彩信息的彩色立体匹配算法

      2015, 26(10):2031-2036.

      摘要 (1167) HTML (0) PDF 629.21 K (13) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高彩色图像的立体匹配精度,结合格式塔 心理学和像素的色彩信息,在RGB彩色空间下提出了 一种改进的基于误差绝对值累积(SAD)的立体匹配算法。算法使用色彩相似度和像素距离信 息获取邻域窗内的 像素权值,并使用线性查找表技术加速权值的计算速度;根据像素点RGB色彩分量的分布 特点,生成对应 的分量权值,进一步增强了匹配代价函数的稳定性。实验结果表明,改进后的匹配算法较灰 度SAD及标准彩色SAD算法在精度上有明显的提高。

    • >光物理
    • 多次散射影响下激光大气透射仪测量误差研究

      2015, 26(10):2037-2044.

      摘要 (1151) HTML (0) PDF 747.23 K (12) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多次散射影响激光大气透射仪的测量精度问 题,提出了不同能见度条件下的激光大气透射仪受 基线长度、接收机视场角以及多次散射影响的误差分析模型。首先,通过Monte Carlo 法和 Bouguer-Lamber 定律计算了消除和未消除多次散射的大气透过率;其次,根据仿真结果,对不同能见度条 件下多次散射 影响程度进行分析;最后,结合可变基线与可变接收机视场角的透射仪工作原理,给出能见 度误差分析模 型。结果表明,应用激光大气透射仪进行能见度测量时,能见度越低,多次散射对测量精度 的影响越严重, 选取适当的基线长度和接收机视场角对减小多次散射引起的测量误差有重要意义。