摘要:实现了一种工作在连续波(CW)模式下InAs/InP(100)外腔量子点激 光器(EC-QDL)。激光器采用小型化的Littrow 外腔结构,中心波长为1.6μm且输出光方向固定。在室温条件下, 对InAs/InP(100)量子点外腔激光器进行 了一系列性能测试。实验结果表明,器件的单模大范围波长调谐达56.5nm,覆盖波长从1566.9623.4 nm,获得30 GHz的无跳模连续调谐范围,在中心波长1.6μm附近单 模输出功率达8mW,并 在无跳模连续调谐范围内获得了30dB以上的边模抑制比(SMSR)。

摘要:针对多层透射式光纤氢气(H₂)传感器其特殊的多层结构造成了类似于F-P 腔 效应的周期性光谱特性变化尚未可知问题,构建了一种适用于多层 透射式探头的原位H₂敏光谱观测系统,通过实验研究了在不同H₂浓度下这种多层膜 结构的光谱特性, 讨论了光源波长变化对传感器测量稳定性的影响规律,为进一步提高传感器性能奠定了实 验基础。实验 结果表明,光源波长变化对传感器测量的可靠性有显著影响,但是通过扫描波长的方式测 量可以有效避免这类H₂传感器的波长漂移问题,达到较高的测量可靠性。

摘要:基于二维光子晶体,提出一种多频段 太赫兹(THz)波滤波器。在光子晶体中引入3条平行的横向波导,通过改变介质柱的半 径或插入半径较小的介质柱在 相邻波导之间构成耦合区域,使特定频率的THz波从中部波导耦合至上、下侧光子晶体波 导并分别从端口2和1输出, 其余的THz波经中部波导从端口3输出,最终达到多频段滤波的效果。利用时域有限差 分法和平面波展开法对所提出 的器件计算和仿真结果显示,频率为f=3.24和3.75THz的THz波分 别从端口1、2和3输出中,传输效率分 别达到95%和99% ,表明本文结构能很好实现多频段滤波效果。

摘要:在单模光纤(SMF)上拉出级联对称缓锥,形成马赫 -曾德尔干涉仪(MZI)结构,将其置入光纤环镜中, 理论和实验研究了它对滤波器特性的改善。环镜滤波器的透射谱由MZI和Sagnac干涉 结合的非相干叠加而成,调谐MZI能实现可调谐滤波。实验表明,滤波器在自由 谱60nm(1425～1485nm)范围内可提高梳状滤波 器的滤波器特性,实现了可调谐滤波。本文结构输出波形稳定, 调制深度大于20dB,优化了光纤环镜滤波特性。

摘要:利用自主研发的软硬件搭建了基于可见光通信(VLC )的一对多视频广播系统。通过传输流(TS,transport stream)音视频数据流解决了通信信道 不可靠的问题,通过广播流量控制算法和控制指令的设计解决了多媒体数据广播传输时服务 器和客户端速率不匹配带来的超大缓存需求问题。可见光收发模块采用荧光型LED和PIN探测 器作为光源和探测器。系统拥有蜂窝网络结构,每个蜂窝可以有多个用户,客户可以同时接 收广播信号且不会相互干扰。通过实验实验证了系统的可行性。测试结果表明,本文系统支 持1对多的1080P视频数据光学无线广播传输,每个用户的接收带宽为 2Mbit/s,传输距离为2m。

摘要:在工艺参数实验和理论设计分析的基础上,制备 了包括多孔硅Bragg反射镜、多孔硅微腔和稳定 性很好的多孔硅三元结构在内的多孔硅一维光子晶体,对3种多孔硅光子晶体的结构进行了 表征,不同孔 隙度的多孔硅呈现出周期性的排列。采用单光束反射Z扫描方法 分别对3种结构的多孔硅在1064nm波长处的 非线性折射率进行了测量。实验结果表明,多孔硅三元结构光子晶体的三阶非线性折射率比 多孔硅Bragg 反射镜和多孔硅微腔高1个数量级,这将为多孔硅一维光子晶体用于先进光电器件的设计提 供了重要参考。

摘要:采用双目立体视觉测量系统进行炮弹速度的测量, 实现一种利用无速度测量因素测量设备测速的新方法。选择合适参数的两 台摄像机获得被测物体清晰的像,将两台摄像机搭建成光轴平行的双目视觉测量 系统,获得炮弹在运行过程中的每一时刻的三维轮廓数据,根据获得的三维数据进 行空间位置节点的三维插值,得到炮弹在t时间段内运行的距离,并求取平均 速度。仿真实验结果表明,本文方法可以准确、快速利用无速度测量因素的测量 设备获得炮弹的运行速度。

摘要:为准确快速地定位高压线路上的障碍物,实现有 效越障,提出了一种用于巡线机器人视觉导航的单目测距算 法。采用Hough变换在视频帧图像中检测出机器人行走导线的两侧边缘；预先测取导线上可 成像 的最近点到镜头的距离且机器人移动过程中保持不变,由此处导线两侧边缘直线纵坐标差和 障碍物处的两直线纵坐标差之比,得到障碍物到镜头的距离并对其进行线性修正,最终可 得到障碍物沿导线到镜头的距离。试验结果表明,提出的方法在5000 mm内测量误差小于5%,可测距离至少能达7.4m；且算法具有精度较 高、速度快、鲁棒性强、需测量参数较少和易于实现等优点。

摘要:为了实现以较少的内存资源,快速而准确地进行圆 检测, 提出一种基于粒子群的快速圆检测方法。方法中,以每个粒子作为一个候选圆,采用优化策 略,以粒子 运动、融合更新等操作完成圆的检测。优化策略包括提出使用一种图像分块的策略限 定圆检测的感兴趣区 域,各个图像块的大小由各个块内粒子的生成结果决定,以起到抑制部分噪声的作用。为减 少生成无用粒子的概 率,提高检测效率,提出融入图像金字塔的思想,并以循证的方法对粒子的有效性加以验证 。实验结果表明,本文 方法对于检测手绘的、嵌套的、不完整的或包含有大量噪声的圆,均能起到较好的检测效果 ；能 够在较短的时间内排除众多干扰,准确地进行圆的检测,具有检测速度快、内存消耗小和适 用范围广等优点。

摘要:针对复杂背景下红外弱小目标信噪比(SNR)低、对 比度小造成的红外目标检测率低和实时性差的问题,提出一种基于多向梯度法的红外弱小目 标快速提取算法。目标提取前, 利用多尺度拉普拉斯-高斯(LoG)算子抑制图像背景,凸显背景边缘轮廓与弱小目标；然后 引 入多向梯度目标搜索算法,选取最佳梯度数,利用最简算法快速搜索目标。实验结果表明, 本文算法处理后的红外图像有较高的SNR与对比度,检测率 为传统红外目标提取算法的1.5倍,充分保证了检测精度,且计算耗 时短,实时性强。

摘要:针对传统三帧差法在运动目标检测过程中存在部分 重叠和轮廓不完整现象,提出了一种结合 Kirsch边缘检测和背景差分的改进三帧差法。算法首先对连续3帧图像进行差分得到运动区 域,然后对 当前帧进行Kirsch边缘检测,通过已得到的运动区域与边缘检测结果进行逻辑“或”运算, 获得完整的运动 目标,利用背景帧差分割运动目标并去除噪声。实验表明,提出的方法能够提取更加完整的 目标区域,有 效避免漏检、误检等情况。与现有一些同类算法相比,本文算法具有更优越的运动目标检测 性能。

摘要:为了实时掌握机场上空的风场及扰动情况信息, 保障航空飞行安全,提出一种运用相干激光探 测风场扰动的方法。在解算背景风场矢量速度模型的基础之上,建立解算风场扰动矢 量速度的模型。 基于相干激光回波信号的径向速度仿真,为解算风场扰动矢量速度提供可靠有效的径向风速 数据。在噪声 干扰情况下,采用阻尼最小二乘算法解算风场扰动矢量速度,并对比分析在不同扫描方 位角间隔下解算 得到的风场扰动矢量速度。仿真结果表明,扫描方位角间隔越小解算结果误差越小,当扫 描方位间隔小 于60°时,风场速度扰动量均方误差(MSE)小于1m/s,水平方向扰动量小于4°。

摘要:高性能视频编码(HEVC)作为最新的视频编码标准, 有赖于各种新技术的引入,其中Merge模式利用部分相邻块运动信息的相关性对其的 压缩性能有显著贡献,然而HEVC在显著提升编码效率的同时复杂度也有所提高, 限制了它在实际中的应用。由于需要遍历多个Merge候选点使Merge模式带来一定的 复杂度,为 降低Merge模式的编码复杂度,本文分析了不同编码单元深度和量化系数值所对应的率失真 代价值(RD cos t)变化特 点,提出使用自适应阈值的方法减少Merge模式中的率失真优化计算次数,从 而快速选择最优的Merge 候选点。基于HM14.0的仿真结果显示,所提方法能平均减少 15.38%的编码时间,而在相同客观质量下码率只增加了0.37%。

摘要:利用可见/近红外高光谱图谱融合技术对宁夏滩 羊肉嫩度检测进行研究。通过高光谱系统(400～1000nm)采集了128个滩羊肉图像,对原始光谱结合偏 最小二乘回归(PLSR)模型进行多种光谱预处理研究,优选出S-G卷积平滑预 处理方法,采用PLSR的加权β系数提取9个特征波长,对比分析 全波段与特征 波长下的PLSR模型；同时提取出与羊肉嫩度相关的4个图像特征参数,建立基 于图像特征的多元线性回归(MLR)模型；在此基础上,融合特征波长与表面脂肪分布图像特 征 参数建立了羊肉嫩度的PLSR模型。结果表明,采用单一光谱数据下S-G卷积平 滑预处理结合特征波长建立的PLSR模型取得了较好预测效果,基于图谱特征 变量融合的PLSR模型相比于单一光谱模型效果更佳,预测集的相关系数和预测 均方根误差(RMSEP)分别为0.89和0.73,表明本文提出的方法 进行羊肉嫩度定量检测是可行的。

摘要:针对卡尔曼一致滤波的应用受限于被估计系统需 满足线性条件的问题,通过容积卡尔曼滤波(CKF)和一致性策 略的动态结合,提出一种容积卡尔曼一致滤波(CKCF)算法。算法采用分布式融合机制, 传感器节点采集可通信相邻 节点的信息,并作为自身节点的量测信息应用于CKF,获取局部状态估计 值。在此基础上,利用一 致性策略实现对整个量测系统中传感器节点局部估计值的优化,进而通过增强传感器节点估 计值一致性实现目标 状态估计精度的提升。相对于标准卡尔曼一致滤波,本文算法将一致性策略推广到非线性系 统估计领域。理论分析 与仿真实验验证了算法的可行性与有效性。

摘要:为实现红外热图的自动快速处理和缺陷定量识别 ,以及提高超声红外热波技术对缺陷检测的效率,在深入研究超 声红外热波检测机理的基础上,针对红外热图中存在低对比度、高噪声和高背景等问题 ,本文基于集成化思想构 建了一套基于虚拟仪器的红外热图处理系统。实验结果表明,构建的该系统可以有效地实 现热图的采集、保存及显 示、热图增强和边缘检测,降低热图颗粒噪声,锁定损伤边缘轮廓,从而获得清晰的损伤热 图,可为损伤的定量评估奠定基础。

摘要:在认知光通信网络中,能量检测方法因不需要知晓 主用户的参数而被广泛研究,但该方法在噪声波动情形下的感知性能有待提高。该文提出认 知用户根据光通信环境变化自动调整检测阈值的方法来提升低信噪比下的感知性能。融合中 心应用坐标搜索算示为认知用户提供最优控制参数。认知用户以中心阈值为基础,依据最优 参数及自身收集的能量动态设定检测阈值,并通与融合中心的信息交换,学习特定环境下的 最佳阈值。此外,参考了各认知用户在协作感知中的贡献差异,并设计新的权值计算方法来 体现该差异。仿真实验结果表明该文中的频谱感知方法对噪声波动有卓越的鲁棒性,提高检 测概率的同时降低了错误概率,在信噪比为－20dB时的检测概率仍 高达96.9%,远高于传统方法。