摘要:针对交叉条形(XS)阳极探测器所存在的 解码误差问题,分析了XS阳极解码误差产生的原因及变化规律,得到了微通道板 (MCP)出射电子云的直径需要覆盖XS阳极约1.64个周期的最佳工作条 件。根据 分析结果设计制备了一种周期为635μm的XS阳极结构,并对该阳极 的电荷输 出信号波形进行了采样。在分析了输出信号波形的线性及噪声的基础上,估算 出XS阳极探测器的最大计数率和空间分辨率分别为1MHz和4μm。

摘要:用熔体外延法(melt epitaxy),在砷化铟(In As)衬底上,制备了长波铟 砷锑(InAs0.05Sb0.95)厚膜单晶。熔体外延法,是一种改进的液相外延法(LPE)。 用扫描电子显微镜(SEM)观察了样品的横截面,测量出外延层的厚度达到150 μm,这个厚度有效地抑制了外延层与衬底之间晶格失配的影响。制作了近室温 工作的中长波铟砷锑探测器,是光导型器件,安装了半导体制冷器。250 K下, 光谱响应的波长范围为2－11 μm,峰值响应率为153.7 V/W,加装锗(Ge)场镜 后,峰值响应率提高到1912.6 V/W,指示了在 红外探测领域的应用前途。

摘要:由于晶体硅间接带隙的本质,光的吸收系数较低 ,影响了硅基光电探测器的量子效率。倒金字塔结构被证明是能够使得单晶硅片的光吸收效 率接近Yablonovitch limit的有效陷光结构。本论文采用金属催化腐蚀技术在单晶硅上制备具有随机分布的 倒金字塔陷光结构,并将其应用 到PIN光电探测器。结果显示具有倒金字塔结构的黑 硅PIN光电探测器加权平均反射率从20.18%降低至4.77%,探测器的漏电流仅0.9 nA, 光谱响应度达到0.64 A/W,较常规硅探测器提高33%。这些结果表明金属催化腐蚀技 术形成的倒金字塔结果能有效降低器件的表面反射率,从而提高探测器的光谱响应度。

摘要:采用湿法溶液粗化AlGaInP基红光LED表面GaP层 ,并在粗化后的GaP表面沉积ITO,研究了粗化时间对GaP表面形貌的影响,并利用SEM、半导 体 芯片测试机、X射线衍射仪、X射线光电子能谱对LED器件表面形貌、光电特性曲 线、界面晶向、元素特性进行表征,比较了粗化前后的LED亮度和光电特性变 化。测试结果表明:采用HIO₄、I₂、HNO₃系列粗化液在室温、粗化时间为30 S 时,有效增加了光在通过GaP面与ITO界面时的出光角度,使AlGaInP发光二极管 的发光效率提高21.4%,同时引起界面处的缺陷密度升高,费米能级 远离价带,主波长蓝移0.36 nm,正向电压上升0.04 V。

摘要:空间光到光纤的耦合是自由空间光通信的关键技 术,针对光纤纤芯直径很小,给耦合 带来很大困难这一问题,文章先分析了空间光到单光纤的耦合模型,然后提出了采用锥形光 纤阵列提高耦合效率的接收方法,之后,在实验室试制了锥形光纤阵列样品,并在微振动环 境下采用两种方法测量接收光功率,第一种方法是采用一个大靶面雪崩光电二极管(APD) 同时接收九根光纤光功率,第二种方法是采用熔融拉锥型光分路器将9根光纤中的光合并进 入一根光纤,然后用光功率计进行测量,测量结果表明,采用第一种方法比第二种方法得到 的光功率稍高,这是因为熔融拉锥后的光纤会有能量泄露。从总体上看,两种接收方法均说 明锥形光纤阵列样品达到了预期的接收效果。

摘要:信道估计作为相干光OFDM(CO-OFDM)系统的一种 关键技术对系统的性能有着十分重要的影响, 光纤通信系统通过信道估计,可以将信号经过光纤传输后的影响,如损耗、色散、非线性等 ,通过在发送 端发送已知数据,在接收端利用均衡等恢复出原始信号。本文首先介绍了相干光OFDM系统, 并使用 optisystem和matlab软件搭建了相干光OFDM系统仿真平台,提出了适用于相干光OFDM系统 的基于DFT 算法及其进一步的改进算法,并在此平台上进行了仿真试验。结果表明,基于DFT算法及其 改进算法能够 很好地提高相干光OFDM系统的传输性能,改进的DFT算法与DFT算法在BER的值 为10－4的条件下,有1dB的光信噪比增益；与LS算法比较, 有3dB的光信噪比增益。

摘要:实验分两步合成了K₃AlF₆:Eu³⁺系列荧 光粉,样品通过X射线衍射(XRD)、SEM和荧光光谱(PL)进行分析。详细研究了Eu³⁺掺 杂量对K₃AlF₆:Eu³⁺荧光粉发光强度的影响。XRD和SEM检测表明 K₃AlF₆:Eu³⁺为一纯相,结晶良好,晶体尺寸均匀。但掺杂后晶胞参 数发生了变化,说明Eu³⁺已经进入晶格中。根据离子电负性标度,Eu³⁺(1.433)与Al³⁺(1.513)电负性相近,Eu³⁺会优先取代Al³⁺。而Al 3+ 在K₃AlF₆晶体中处于对称中心位置,Eu³⁺取代Al³⁺后,使 5D₀－⁷F₁磁偶跃 迁发光增强。当Eu³⁺掺杂量为0.24%时,使用 近紫外393 nm激发样 品,在可见光区593 nm处发射最强橙色荧光,属于5D ₀－ ⁷F₁磁偶跃迁。K₃AlF₆:Eu³⁺荧光粉在白光发光领域具有一定 的研究意义。

摘要:光纤预警系统(OFPS)常应用于监测石油、天然 气管道泄露等灾害的发生,其通过对采集的振动 信号进行分析处理来判定是否存在外来有害入侵。目前该领域的研究热点主要聚焦于采用恒 虚警(CFAR) 及其衍生算法实现检测入侵信号的研究探索,然而该方法的性能常受限于实际信号的分布特 点。本文对采 集信号进一步研究发现背景噪声通常服从非独立同分布(Non-IID)。针对这一实际信号分 布特性,本文提 出一种基于背景噪声标准正态化CFAR的光纤振动信号检测方法,通过对实际Non-IID背景噪 声数据设计 高通滤波器获取其表征特性,并利用该数据特性将背景噪声转换为服从标准正态IID信号, 然后,基于标 准正态化数据,采用高效的CA-CFAR可实现对实际振动信号的有效检测。最后本文通过仿真 实验以及多 次实际实验,结果显示该算法能够有效实现对入侵信号的检测,从而验证了该算法的有效 性。

摘要:图案织物的疵点检测是织物瑕疵自动化检测的难 点,论文提出以均值hash特征描述子表示图案织 物的均值hash特征和灰度特征,实现了图案织物的疵点检测。首先,基于图案织物的周期性 ,构建了无疵 点织物的均值hash特征词典；然后,提取测试织物图像块中的均值hash特征和灰度特征；通 过图像块的 均值hash特征与词典进行匹配,利用汉明距离表示差异度,获得了结构显著图；将图像块的 灰度特征与全 局灰度平均值比较,得到灰度显著图；最后,融合显著图,定位了缺陷位置。大量图案织物 的实验结果表 明,均值hash特征描述子能有效地表示周期性图案织物的结构特征,算法结合灰度特征,提 高了织物疵点检测的成功率,并具有良好的视觉效果。

摘要:针对光纤光栅传感器在模型管 桩试验应用情况, 提出了一种光纤光栅传感器理论灵敏度系数和实验灵敏度系数应变标定方法。结合理论分析 ,在封装FBG 应变传感器前,对模型管桩内、外管进行有限元Abaqus应力分布模拟分析,得到双壁开口模 型管桩对封装 FBG应变传感器没有影响,提高了实验应变测量精度。对模型管桩封装后的FBG应变传感器进 行标定实验, 每次按200逐级加载后并卸载,循环加载5次,得到内外管FBG传感器 应变灵敏度系数分别为2.15 pm/με、2.24 p m/με,且线性度 均达到0.999以上。该方法简单、易操作,可用于光纤光栅应变传感 器在模型管桩试验前的标定,为光纤光栅传感器在试验和工程中应用奠定了基础。

摘要:运动目标检测是物联网智能视频监控中的一个重 要环节。通过对各种阴影检测方法的研究,我们发现仅仅通过一种 特征进行处理并不能准确的检测出阴影。因此,本文提出了一种基于机器学习的运动目标阴 影检测新方法。该方法深度 融合颜色信息、光学不变性以及纹理特征等因素,通过机器学习,自适应地进行目标阴影检 测,在综合分析三种信息检 测结果的基础上,实现对阴影的有效确定。该算法能够有效地结合各种方法的优势,在物联 网应用中取得了较好的效果 和运行效率。

摘要:针对激光多普勒测长仪多普勒频率的准确提取问 题,提出了一种基于FPGA的自适应采样频率的多普勒信号 处理算法。首先通过跟踪多普勒频率实现了采样频率的自适应选择,提高了低速测量的准确 度,扩大了系统的测速 范围；结合了FFT-FS频谱细化算法和比值校正算法,有效减小了测量误差,进一步提高了 多普勒频率提取的准确度； 最终通过多组长度测量实验,验证了算法的可行性,测量结果的相对误差优于0.1%。

摘要:超分辨率重建在视频的传输和显示中起着重要的 作用。为了既保证重建视频的清晰度,又面向用户 实时显示,提出了一种采用精简卷积神经网络的快速视频超分辨率重建方法。所提的精简卷 积神经网络体 现在以下三点:首先,考虑到输入的尺寸大小会直接影响网络的运算速度,所提网络省去传 统方法的预插 值过程,直接对多个低分辨率输入视频帧提取特征,并进行多维特征通道融合。接着,为了 避免网络中产 生零梯度而丢失视频的重要信息,采用参数线性纠正单元(Parametric Rectified Linear Unit,PReLU)作为激 活函数,并采用尺寸更小的滤波器调整网络结构以进行多层映射。最后,在网络末端添加反 卷积层上采样 得到重建视频。实验结果显示,所提方法相比有代表性的方法在PSNR和SSIM指 标上分别平均 提升了0.32dB和0.016,同时在 GPU下达到平均41帧/秒的重建速度。结果表明所提方法可快速重建质 量更优的视频。

摘要:针对复杂环境下目标跟踪问题,提出了一种基于 有限差分扩展卡尔曼粒子滤波的多 特征自适应融合跟踪算法。采用有限差分扩展卡尔曼滤波器对采样粒子集合进行滤波更新, 通过融入最新观测信息的方法消弱权值退化现象；在新算法的框架内,利用目标静态和动态 互补特征作为观测量,实现不同环境下目标的多特征自适应融合跟踪。实验结果表明,本文 方法具有较好的跟踪精度和抗噪声干扰能力。

摘要:针对Criminisi算法对边缘纹理分辨不足、无法识 别图像局部区域的直线和曲线的特征以及通过颜色进行块匹配而造成修复效果失真等问题, 提出一种局部特征与边缘纹理分辨相结合的分段自适应图像修复 算法。首先在分段自适应图像修复算法的优先权中引入边缘分辨因子和特征判断因子,增强 对边缘、局部 区域的直线和曲线的分辨能力,克服破损边缘不合理的修复顺序；其次在块匹配准则中引入 特征项,提高 样本块的匹配准确率,避免块匹配的颜色匹配不足；然后采用分段自适应算法进行置信项更 新,解决置信 项快速趋于0的问题；最后采用主客观的评价体系对图像修复质量进行评价。评价结果显示 分段自适应图 像修复算法的图像修复质量优于其他算法,信噪比和峰值信噪比的评价值均提高在 0~3.8之间；在结构相 似度的优化程度上提高了0~0.7%。实验结果证明,分段自适应图像修 复算法有效地修复了破损图像,获得较好的图像视觉效果。

摘要:针对目前基于模式噪声方法处理夜间场景下图像来 源检测准确效果较差问题,提出一种综合纹理和 亮度的夜间场景图像来源检测方法。首先基于夜间场景图片会存在同张图片不同区域会有不 同纹理和亮度 从而会影响提取模式噪声质量不同这一理论依据,将图片根据纹理和亮度分成若干大小相等 的块；然后对 不同块按纹理平缓亮度良好、纹理复杂亮度差、纹理平缓亮度差、温度复杂亮度良好四种情 况处理,其中 对于纹理复杂的区域提取的噪声要抑制纹理干扰、对于亮度条件差的区域提取的模式噪声需 要增强、对于 亮度差且纹理又复杂的区域提取的模式噪声、既要抑制纹理的干扰又要增强模式噪声。实验 结果表明,本 文方法在夜间场景情况对图像检测整 体识别率均在在80%以上,与传 统模式噪声提取算法相比,该算法正确率能够提高4到12个百 分点。