摘要:详细研究了直接液体冷却薄片固体激光器的关键技 术,主要包括增益模块内流道结构的设 计、薄片增益介质的装夹方式的选择等。从流场的流动状态和 流道换热能力的角度出发分析了增益模块内流道结构的设计；对比分析了采用 “软装夹” 和“硬装夹”对增益 介质热应力和增益介质所能承受最大抽运功率的不同影响,计算结果表明,采用“软装夹” 增益介质所能承受 的抽运功率大约是“硬装夹”的8倍。最终,基于课题组所研制的1kW量级直接液体冷却薄 片固体激光器对其关键技术进行分析总结。

摘要:研究了薄膜太阳电池电致发光特性,并运用AAA极太阳模拟器测试其I-V特性。采用高灵敏度光谱仪检测薄膜电池电致发光的光谱波长在860 nm之间,讨论其对 应禁带宽度为1.12 eV；运用制冷的CCD相机探测电致发光的EL 图像,分析不同的薄膜电池在相同偏 压80V下电致发光强度与其电性能的内在关系；研究不同偏压35 V\ 55 V\80 V下,电压、电流与薄膜电池的 EL发光强度正相关性；结果分析表明串联电阻太高对电压具有分压作用导致发光光谱强度 减弱,并联电阻 太低具有分流作用电致发光强度减弱,通过电致发光检测和电性能测试相结合可为硅薄膜电 池的工艺改进提供快速、准确的判断依据。

摘要:设计了基于Nd:YVO₄/Nd:YLF组合晶体的双波长(1047 nm和1064 nm)激光器。理论分析了 组合晶体双波长激 光器的速率方程,实验研究了在固定抽运条件下双波长激光器的温度输出特性。在实验研究 过程中设置抽运功率为600 mW,调节组合晶体热沉温度以1.0 ℃为间隔逐步增加,当热沉温度从 7.0 ℃增加至22.0 ℃时,激光器获得了频差 范围 为4.58 THz～4.63 THz、功率均衡度可调的双 波长信号 输出。在实验温度上升的范围内,频差最大值出现在8.0 ℃时,为 4.63 THz；频差最小值出现在21.0 ℃,为4.58 THz。 实验结果表明,频差随温度的变化稳定在4.60 THz附近。尤其的当 热沉温度处于17.8 ℃时,获得了功率均衡的、频差为4.58 THz的双波长信号输出,此时功 率为18.48 mW。这种超大频差的双波长激光器在提升功率之后可用于 外差拍频获取太赫兹波信号。

摘要:以实现宽谱减反介质复合纳米结构表面的高 效单结GaInP太阳电池为目标,利用严格耦合波分析理论, 仿真研究了该电池表面的介质复合纳米结构对太阳电池宽谱减反、归一化吸收、最大化理想 效率的影响。该介质复 合纳米结构从上往下依次为SiO₂纳米锥、SiO₂介质层和SiNx介质层,通过对SiO₂纳米锥占空比、深宽比以及对SiO₂和SiNx介质层厚度等参数的系列仿真最终优化出适用于单结Ga InP电池的表面结构。结果表明:当SiO₂纳米锥底部 直径D=550nm、高度H=650 nm、SiN x介质层厚度为60 nm时电池具有最高的 最大化理想转换效率为28.58%。上述结果为后期实验以及该类电池 实现规模化生产奠定了基础。

摘要:采用高温固相法合成了一系列Ce3＋、Tb 3＋及Ce3＋/Tb3＋掺杂的Zn₃(BO₃)(PO₄)荧光粉, 研 究了材料的发光性能。结果显示,在Ce3＋、Tb3＋在Zn₃(BO₃)(PO₄)中,分别发射蓝和绿色光, 同时,Ce3＋的发射光谱和Tb3＋的激发光谱有明显的重叠,通过分析Ce 3＋、Tb3＋共掺时,材料 的荧光寿命曲线,发现在Zn₃(BO₃)(PO₄):Ce3＋/Tb3＋中 ,Ce3＋对 Tb3＋有明显的能量传递,在实验范围内,能量传递效率可以达 到68%。

摘要:为了测试预紧组合结构的层间压力,以光子晶体 光纤为敏感单元,采用Sagnac干涉技术建立了保 偏光子晶体光纤(PM-PCF)压力传感模型和测试系统,对传感器敏感度和压力传感特性进 行了试验验证, 分析了光纤受压长度、受压形状等因素对压力传感特性的影响,并给出了光纤压力传感器测 试数据的修正 方法。研究结果表明:PM-PCF 传感器的精度(分辨率)可达到0.1 ‰,但其压力灵敏度与光纤的受压长度 和受压方向等因素有关,当受压方向接近慢轴时传感器的压力灵敏系数为可以达到0.441 nm/kN。数值模拟和测试数据的对比分 析,确定了光纤压力传感器测试数据的修正系数为1.14。

摘要:采用随机配置网络(SCN,Stochastic configurat ion network)对光纤振动信号进行识别,常由于光 纤预警系统的背景噪声问题使得网络的隐含层输出接近奇异,直接影响了SCN对光纤数据的 识别准确率。 因此本文提出了一种基于截断奇异值分解(Truncated singular value decomposition,TS VD)的SCN 方法(TSVD-SCN) 对光纤入侵信号进行识别。TSVD-SCN通过对网络的隐含层输出进行SVD分解并设置阈值去 除其中较小的 奇异值,以减少隐含层输出矩阵的条件数,提升网络识别率。本文利用占空比,平均幅差函 数,FFT求能 量占比的方法进行特征提取,采用基于TSVD-SCN算法对不同入侵振动特征矢量进行分类识 别。实验证明, 本文所提算法模型精度比SCN的模型精度更高,可以准确识别光纤入侵信号类型,对SCN网 络在实际应用中对分类精度的提高有着重要意义。

摘要:为了降低制造成本和提高测量效率,提出了基于视 觉引导的激光全站仪测量系统。此系统由非正交激光全站仪和一台变焦相机组成。介绍了此 系统的结构设计,分析了基于视觉的精确引导策略,最后通过与激光跟踪仪的对比测量实验 ,验证了该测量系统方法简单有效,并有毫米级的测量精度。在 隧道、建筑与室内等空间测量方面有很高的实用价值。

摘要:能见度是气象、环境和交通观测的重要参数,针对不同原理能见度测量设备没有统一的测试环 境和定标标准的问题,设计了能见度环境模拟舱。采用造雾和净化组合实现10 m~50 km能见度模拟。寻找模拟舱内空气均匀度监控方法, 消除由空气不均匀带来的误差。研制了一种新型能见度透射式测量系统。积分球对光源能量 监控和光信号接收起到重要 作用,消除光源不稳定带来的误差。望远镜接收光束减小了光路调节的压力。白色LED光源 受外部高频调制,信号测量端 同步解调,有效消除外界光干扰。准直和扩束透镜组将光源发散角控制在1mrad。反射光路 实现了有限空间光程的增加,缩 短了系统的安装基线。开展了实验室内模拟能见度测量实验,通过积分浊度计传递定标参数, 结果表明两个系统在 1.7 km测试区间相对偏差小于5%.与前向散 射能见度仪对比,测量误差约10%,统一定标后测量误差减小到约5%。模拟舱控制系统结构合理,透射式测量系统 稳定。

摘要:为了实现红外图像中海面弱小目标的精确检测, 提出了一种基于局部峰值检测和管道滤波 的红外图像处理算法。首先采取局部峰值检测提取疑似目标,然后根据自适应域值处理 去除多数非目 标峰值,最后通过管道滤波法排除残留干扰以准确识别目标。针对算法中包括大量条件判断 和并行计算的 特点,通过比对CPU和GPU的工作特性,最终采用CPU-GPU协作的异构计算模型对算法进 行了加速。 实验结果表明,在大量海面杂波的干扰下,该加速检测算法运行后的目标检测漏警率不高于 3.5%,虚警率 不高于5%,加速比为26,处理分辨率为640 ×512图像的速率不低于32帧/秒,具有很高的 工程应用价值。

摘要:复杂情况下的多运动目标跟踪是视频监控中的关 键问题,在多目标运动中相互遮挡时二维视觉信息容易丢失而造 成无法准确跟踪识别目标。本文采用kinect摄像机获取三维视觉信息,从节点、边、空间结 构三个层次上建立目标的三维分 层图模型表征目标的三维特征,并在每层进行通过视频帧间的匹配从而获得三维分层图模型 匹配结果,并根据匹配结果先初 步分析目标跟踪情况,如发生遮挡则通过遮挡区域聚类块与三维分层图模型中各特征匹配确 定其匹配结果,从而得到多运动 目标在复杂运动情况中的跟踪结果。实验表明,在实验室kinect拍摄的视频序列上当目标出 现遮挡等复杂情况,也能取得较 好的跟踪结果,在实验视频中比经典方法的跟踪总体性能指标改善约3%,说明本方法能较好 地实现复杂情况下的多运动目标跟踪。

摘要:针对视觉背景提取算法(ViBe)对光照变化和运动 阴影敏感、提取的运动区域容易产生空洞的问题,本文提出了基于自 适应Lab色差阈值的ViBe运动目标检测算法。根据图像的局部背景亮度与色彩的空间频率对 人眼视觉的影响,自适应的确定 每个像素点的色差阈值,用于像素点与背景模型的匹配；然后,利用邻域像素点的空间一致 性原则,对检测结果进行修正； 最后,统计各连通域的面积,去除小面积的运动目标。实验结果表明,本算法可以有效的适 应光照变化、抑制运动阴影、填 补运动区域的空洞,具有比ViBe算法更好的检测效果。

摘要:为了研究不同失真类型和不同失真程度对血管分割 的影 响,本文将图像的失真类型和失真程度量化为图像血管分割精确度,由于现有公开库中包含 血管分割标签 的图像中均为低失真甚至无失真图像,因此本文构建了一个视网膜失真图像数据库,共包含 2种失真类型, 每种失真类型的图像均有8个等级的失真程度,共552幅视网膜失真图像,并将每幅失真图 像对应的血管 分割精确度作为该图像的标签。此外,本文提出了一种基于血管分割方法的视网膜图像无参 考质量评价方 法,通过提取视网膜图像的像素值统计特征、图像纹理特征以及血管形状特征得到最终视网 膜图像的质量。 在提出的数据库上测试结果显示,皮尔逊线性相关系数值高于0.96, 斯皮尔曼等级相关系数值高于0.95。 与现有评价方法相比,该方法优于传统的无参考评价方法,更能够客观的反映不同失真图像 对血管分割这一应用的影响。

摘要:人体外周血白细胞五分类在医学临床诊断中有重要 的作用。本文提出一种基于深度卷积神经网络(CNN)的人体外周血白细胞显微图像五分类 方法。首先以ResNet为原型结构设计了一种适用于白细胞 显微图像分类的深度卷积神经网络,并提出了一种基于特征集中的新的数据增强的方法来丰 富数据集。由 于图像的背景对物体识别有很大影响,用图像处理的方法改变同一白细胞的背景,可以生成 新的样本。经 过数据增强后的样本总量为42300。最后,针对数据集中五类白细胞样 本不均衡问题,在神 经网络训练策 略中,提出一种改进的批次(batch)随机梯度下降算法(MBGD)。通过将批次随机梯度下 降算法每个批 次中五类白细胞所占比例设置为1∶1∶1∶1∶1,可以使CNN均衡地获 取五类白细胞的特征。实验结果表明, 本文所设计的CNN结构、所提出数据增强方法和改进的批次随机梯度下降算法均可提高白细 胞图像分类 正确率。所提白细胞五分类方法可以达到95.7%的训练正确率。对8400张白细胞图像进行测试,得到95.0% 的平均分类正确率,嗜中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的 分类正确率分别为:92.2%,91.5%, 94.6%,93.3%和97.4%。

摘要:基于微腔系统与大量二能级原子对组成的非平衡 库相互作用的原子穿腔模型,研究了原子对携带的 量子相干信息对腔场的能量贡献。推导了原子对处于一般态(所有密度矩阵元均为非零参数 )下微腔动力 学演化主方程,并计算了腔场的稳态能量。 展示了能量本征基矢下库中原子对的量子相干 扮演了热力学资 源的角色——能够辅助微腔系统提取更多的能量。同时,分析了所有量子相干元(二能级原 子对密度矩阵 的非对角元)在能量贡献中的不同特征。本研究对设计高效率量子热机具有一定的参考价值 。