2018, 29(5):465-470.
摘要:采用真空蒸镀的方法,在真空度为5.0×10-4 Pa条件下,分别以传统的材料CBP、TCTA为主体材料,绿色磷光染 色材料(Ir(ppy)3)为客体材料,制备了相应的有机电致发光 器件,研究发现采用CBP做主体材料的器件比采用TCTA做主体材料的器件能量传递更充 分。之后制备了结构为ITO/NPB(y1nm)/ CBP:Ir(ppy)3(x%,y nm)/TPBi(y2nm)/LiF(0.5nm)/Al 的有机电致发光器件,进一步探究了器件磷光染色材料的掺杂比、器件总厚度对器件性能的 影响。实验结果表明,以CBP为掺杂主体材料,y=20nm,y2=40nm,x%=8%,当y1=65nm, 器件亮度达到最高,为67760cd/m2。当y1=40nm时 ,器件功率效率最高,为41.2lm/W。与此同时,OLED器件的色坐标 均为(0.30,0.61)。
2018, 29(5):471-478.
摘要:随着二极管泵浦固体激光器的应用越来越广泛, 对激光器的输出光场指标的要求越来 越高。本文通过对多边形二极管侧面泵浦固体激光器的研究,深入分析其输出光斑参数的影 响要素,详细论证其关键参量与光场均匀性指标的关系,得到了在给定泵浦条件下,芯片间 距(L1)、芯片发光面与晶体表面间距(L2)两个参量和光场均匀性、吸 收率之间的对应关 系,给出了优化设计方案。结果表明,在五边形侧面泵浦固态激光器中,在其他参数给定 的情况下,芯片间距L1的取值区间为0.4mm~0.8mm,芯片发光面与晶体表面间距L2的取 值 区间为1.8mm~2.4mm。在该范围内,光场分 布标准偏差、吸收率设计指标比较理想。最后, 通过搭建固体激光器测试平台,得到了试验效果,验证了理论分析的正确性,本研究为任意 边型侧泵激光器的设计与制作提供参考。
2018, 29(5):479-484.
摘要:合成孔径激光雷达采用的可调谐激光器通常不够 稳定,导致存在起始波长误差。本文研究可调谐激光器起始 波长误差对合成孔径激光雷达成像的影响。建立了具有起始波长误差的可调谐激光器输出信 号经合成孔径激光雷达 系统后的成像模型,利用Matlab进行模拟仿真,详细讨论了起始波长误差对合成孔径激光 雷达在方位向和距离向成 像的影响。结果表明,起始波长误差对合成孔径图像的距离向分辨率没有影响,但是恶化了 方位向成像质量。起始 波长误差对方位向成像的主瓣强度影响不大,主要影响了点目标的旁瓣从而造成方位向成像 质量恶化。起始波长误差在(0,2λc)和(0,λc)内服从均匀分 布时主瓣宽度分别约为理想情况下的2倍和1.5倍;起始波长误差在(0,0.1λc) 内服从均匀分布时,对主瓣宽度的影响可以忽略,对旁瓣仍有较明显的影响;起始波 长误差在(0,0.02λc)内服从均匀分布时,对旁瓣的影响可以忽略。可调谐激光 器起始波长为1550nm时,起始波 长误差控制在0.02个波长,方位向成像的质量比较高。对起始波长误 差恶化方位向分辨率的本质进 行了探讨,得出起始波长 误差恶化方位向分辨率的本质是导致了多普勒频率的非线性。
2018, 29(5):485-491.
摘要:鉴于低维纳米材料的大比表面积可以极大的提高材料与气体分子的接触面积,增强 氢敏材料的灵敏度,本文提出了一种基于离心沉积金钯(Au-Pd)核壳纳米粒膜的反射式光 纤氢气传感器。实验中采用种子 溶液生长法合成尺寸约40nm的立方金核,后在金核溶液中加入Pd的 生长液,进而得到粒径约62nm的Au-Pd 核壳纳米颗粒。在4000rpm,8min条件下,将4mL纳米颗粒溶液水平 离心沉积在10 mm×10mm的石英玻璃 基片上得到氢敏纳米膜。表征分析结果显示,该方法制备的Au-Pd核壳纳米粒子粒径均 一、结晶良好,离 心沉积薄膜厚度均匀为200nm。在不同浓度氢气环境下,通过搭建的 带有双光路补偿的反射式光纤束传感 器对纳米粒薄膜的氢敏特性进行了测试。结果表明,该传感器对浓度在0.1%~4%的氢气具有较高的响应速 度,在多次通/放氢循环中表现出良好的稳定性和可重复性;随着氢气浓度的降低,传感 器的灵敏度呈非线性增大,有利于对低浓度氢气的检测。
2018, 29(5):492-498.
摘要:在室内可见光通信系统中,通常需要系统根据用 户的需求在不同的场合提供调光能力并要求其 通信质量不受影响。采用一种调光编码方法使得室内可见光通信系统具有调光能力,同时将 该方法与 信道编码相结合保证了系统的可靠通信。首先分析了该方法的结构、编译码原理及调光能力 ,论证了 调光率间隔与码长有关,并且如果要扩大系统的调光范围可以采用级联编码方案。接着应用 MATLAB 对加入该编码方法的可见光通信系统进行仿真,仿真结果表明该方法可以实现调光并能有效 地进行纠错,验证了所提算法有效性与可行性。
丁和胜 , 殷磊 , 袁兆林 , 任亚杰 , 黄文登 , 邓建平
2018, 29(5):499-504.
摘要:为了发展高性能、低成本和结构简单的ZnO纳米 器件,在本文中,利用简便的热分解法,在p型 硅(p-Si)基底上制备ZnO纳米晶薄膜,利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪 (XRD)、紫外- 可见分光光度计和荧光光谱仪,分别研究了ZnO纳米晶薄膜的形貌、晶相结构和光学特性。 结果显示:在 p-Si基底上形成不规则颗粒状ZnO纳米晶,为多晶六方纤锌矿结构。ZnO纳米晶薄膜在可 见光区光透过率 高于90%,光学带宽为3.26eV,仅在 387nm处出现一个很强的近带边(NBE)发射峰。进一步发现ZnO纳米 晶薄膜/p-Si异质结在暗态和365nm紫外光照射下都出现整流特性, 形成了二极管。在暗态下,该二极管的 整流率为3.95(±2.46 V),开启电压约为0.7V,理想因 子为4.65,反偏饱和电流为4.57×10-8 A。在365nm的 紫外光照射下,它的整流率高达24.85(±0.65V),说明它对365nm的紫外光有很高的响应,适合用于紫外光探测 器。
2018, 29(5):505-510.
摘要:光腔衰荡光谱技术是近十年来迅速发展起来的一 种新型光谱检测技术,具有超高灵敏度和低检测限 的优点。本文首先从比尔定律入手,分析了振荡时间和消光系数的计算方法。实验上,采用 532nm脉冲激 光器作为光源,高反射率共焦腔作为衰荡腔,搭建了一套测量大气气溶剂消光系数探测仪器 。根据不同浓 度的NO2气体对532nm激光有不同的吸收系数,实现了对消光仪准 确性的验证。所研制的消光仪系统检 测限为0.222μs,系统的稳定性为0.18%,系 统灵敏度值为1.47×10-7 m-1,基本达到达到国内外 先进水平。由实验结果可知,高反射率腔镜及脉冲腔衰荡方法对研制高稳定性、高灵敏度气 溶胶消光系数检测装置具有重要意义。
2018, 29(5):511-515.
摘要:太赫兹波具有许多独特的性质,有着广泛的应用 前景。然而,由于水汽对太赫兹波的强烈吸收,使 其在空气中的传输距离十分有限,应用受到了极大限制。TEA现象巧妙的将太赫兹波和光声 信号结合起来, 为太赫兹波的远程探测提供一种有效途径。本文初步探讨了TEA 现象的物理过程及其内在的 物理机制,推 导出了TEA过程的近似理论模型,得到了太赫兹辐射与光声信号幅度增强之间的定量关系。
2018, 29(5):516-522.
摘要:为了准确、高效地提取宽带激光熔覆熔池边缘, 排除宽带激光熔覆过程中存在的强烈弧光、金属液 滴、粉末飞溅等因素的干扰,通过CCD工业相机和复合滤光镜片组成的熔池监测系统实时采 集宽带激光熔 覆熔池图像。对获取的熔池图像进行预处理,选定阈值拟合二次曲线作为初始轮廓线,假设 目标区域与背 景区域具有最大的平均灰度差异,利用熔池本身几何结构信息与图像局部统计信息相互约束 驱动轮廓曲线 演化,准确地提取了宽带激光熔覆熔池边缘。与灰度阈值、数字形态学、C-V主动轮廓模 型等传统方法相 比,该方法有效地提高了熔池边缘提取的精度以及抗干扰性能。
谢洪波 , 毛晨盛 , 马骏 , 任德伦 , 王瑶 , 杨磊
2018, 29(5):523-529.
摘要:为了实现高斯光束的远场均匀投射,利用Zemax 优化设计了一种由双凹、平凸双透镜组成的小型匀 光组件。基于理想均匀光斑在其径向上的照度积分与半径呈线性关系的原理,首先利用双凹 透镜缩短光路, 然后对平凸透镜进行约束优化。该组件长度为24mm,可对波长1064nm、腰斑直径400μm 的激光束实现 发散角为6.6°的远场均匀投射。经过设计模型在10m、30m 和40m投射距离处的模拟仿真,结果 显示在4个投射距离处的光斑均匀度都大于93.9%,能量利用率均高于 90%。该匀光组件仅由2个球面和 1个二次曲面构成,结构简单,间隔和厚度公差可达±0.03mm,拥 有良好的可加工性和实用性,在激光通信、激光干涉照明等领域中具有潜在的使用 价值。
2018, 29(5):530-538.
摘要:为了更安全地传输秘密信息和保护3D视频,提 出基于多视点视频特征的3D-HEVC深度视频信息隐 藏算法。首先结合彩色视频的纹理特征,考虑深度视频不同区域对绘制视点的质量和编码效 率的影响,对 深度视频进行区域分割。然后针对不同的区域,采用不同的方式调制最大编码单元(LCU) 的QP值嵌入 秘密信息。最后,用修改后的QP值进行编码压缩,传输视频信息。实验仿真结果表明,相 比于原始HTM13.0, 本算法编码重建深度视频绘制视点质量的PSNR平均下降0.0015dB, 码率平均增加0.035%。本文算法 能较好地保证绘制视点的质量,对视频流的码率影响较小,且能实现秘密信息的盲提取。
2018, 29(5):539-544.
摘要:针对Kinect相机采集的深度数据一般有噪声和黑 洞现象,直接应用于场景三维重建系统中效果差的问 题,提出了像素滤波器和中值滤波器相结合的Kinect 深度图像修复方法。首先对一帧图片 上的像素进行搜索, 找到像素值为0的点,以该点为中心,利用其邻域内的像素,定义一个两层的滤波器,根据 像素滤波器的原理 对其进行修复,填充深度图片的黑洞;然后采用中值滤波器,在平滑深度图像的同时保留边 缘信息,去除孤立 噪声点。实验结果表明,本文方法去噪的同时也能对黑洞进行修补,与原始深度图像相比, 空洞明显减少,深度图像质量大大提高。
2018, 29(5):545-552.
摘要:提出了一种基于深层特征学习的无参考(NR)立体图 像质量评价方 法。与传统人工提取图像特征不同,采用卷积神经网络(CNN)自动提取图像特征,评价过程 分为训练和 测试两阶段。在训练阶段,将图像分块训练CNN网络,利用CNN提取图像块特征,并结合不同 的整合方式 得到图像的全局特征,通过支持向量回归(SVR)建立主观质量与全局特征的回归模型;在测 试阶段,由已训练的CNN网 络和回归模型,得到左右图像和独眼图的质量。最后,根据人眼双目视觉特性融合左图像、 右图像和独眼 图的质量,得到立体图像质量。本文方法在LIVE-I和LIVE-II数据库上的Spearman等级系 数(SROCC)分别达 到了0.94,评价结果准确,与人眼的主 观感受一致。
2018, 29(5):553-559.
摘要:数据降维是处理高维数据的有效手段。子空间学 习算法由于其计算量小,性能较为出 色而广泛应用于模式识别等领域,传统的子空间学习算法均可归纳为图嵌入算法框架中。稀 疏表达是近年来的一个研究热点,并广泛应用于信号处理和模式识别等领域,但计算复杂度 较高。在稀疏表达的基础上,研究者提出了协作表达。相比稀疏表达,协作表达算法由于其 有一个闭式解,因而计算量较小且判别性能较好,可以看成是数据表达的一种有效方法。本 文从协作表达的角度来解释图嵌入算法,将图嵌入算法看作是一类回归模型。通过最小化类 内重构误差散度的同时最大化类间重构误差散度,提出了一种新的图嵌入算法,即重构判别 分析,并将它应用于该回归模型中,然后将问题归结为一广义的特征值问题,算法在某种程 度上能有效避免子空间学习过程中矩阵的奇异性问题。在人脸识别上的实验验证了算法的正 确性和有效性。
陈思琦 , 高万荣 , 周亚文 , 朱越 , 陈庭旭 , 李亚丹
2018, 29(5):560-566.
摘要:近几年来,随着OCT的发展,用分形分析用不同 形式的OCT 获取的生物组 织的光学断层图像,进而获取生物组织的分形特性成了越来越热门的研究领域。 相比于传统研究生物组织的方法,分形分析能定量描述生物组织形态学结构,对 肉眼无法观察到的生物组织的形态学结构变化也能做出判断。本文对子宫肌瘤光 学断层图像进行了分形分析,得到了不同深度下与分维有关的参数m 的具体值。 证明了子宫肌瘤组织是分形的,用分形分析子宫肌瘤的形态学结构可以为我们提 供新的定量的知识。此研究方法弥补了定性分析的不足,对术前诊断,特别是癌 变初期的诊断具有极大的运用价值。
2018, 29(5):567.
摘要:提出了利用线极化的高斯光束穿过固体表面与其电 离的一个电子在Thomson散射作用下产生单个阿秒脉冲辐射的方法。发现了上述环境中有合 适大小均匀静电场的情况下可以产生单个阿秒 脉冲。分别研究了4种不同强度的静电场大小对处在光场半腰束位置的电子产生脉冲的影响 。结果显 示在相同参数,束腰半径r0=5,脉冲宽度w0=3,持续周期时间为200ms,P=1的情况下,四种不 同大小静电场环境中均可以产生阿秒脉冲。但是只有当高斯光速强度为5,静电场大小为归 一化的 Es=5×10-4时,可以产生单个阿秒脉冲,脉冲宽度为16as。并且比无其他静电场产生脉冲的强度更 强,方向单一化。因此得出高斯强度Es=5×10 -4的静电场与静止的单个电子作用可以得出单个阿秒脉冲辐射。