摘要:垂直腔面发射激光器是先进光学信息系统的关键 器件之一,具有低成本、低发散角、窄线宽等优点。 为满足垂直腔面发射激光器在微型原子钟、军事通信等领域的应用,优化激光器的结构参数 来改善腔模位置以及在 顶层集成光栅改善出光信号的光场分布就变得尤为重要。基于增益腔模失谐技术以及光栅优 异的光束会聚、偏振分 束功能,提出一种基于非周期性亚波长光栅的894 nm垂直腔面发射激 光器。利用光栅的偏振分束功能,可使器件输 出端口的消光大于30 dB。通过改善腔模位置以及氧化孔径,器 件在20 ℃范围内基本工作性能保持稳定 , 在85 ℃环境下工作波长满足微型原子钟的要求,输出光功率为2mW ,为下一代微型原子钟、军事通信等的发展提供了良好的理论基础。

摘要:本文采用主客体交错结构的发光层,即发光层是 由多组主体材料CBP和客体材料Ir(piq)₂(acac)异质结堆叠构成的。为了改善器件的性能 ,分别优化 了单主体层和单客体层的厚度。研 究表明,单主体层厚度为3~4 nm,单客体层厚度为0.3 nm时,器件能够获得的最大电流效率为3.92 cd/A,色纯度 和发光稳 定性俱佳,1mA工作电流下的CIE色坐标为(0.669,0.308),当工作电流从0.1 mA变化 到1mA,色度坐标的变化值(Δ(x,y)) 仅为(0.004,0.002)。所采用的 主客体交错发光层的制备方法,工艺简单,且因为能分别调整主客体层的厚度而改善因客体 分子聚集或因长程偶极子间相互作用对发光效率的影响,为非掺杂磷光有机发光二极管的制 备提供了思路。

摘要:基于SOI的光学微环谐振腔具备低功耗、高集成 、高灵敏等特点而被广泛应用于光互连、光通信和光信息传输 等很多方面,本文利用耦合模理论,微环谐振理论和热光调制理论,提出了一种可以同时达 到反射率可调、带宽可调和 波长可调的微环反射腔镜,波长选择在1550 nm 附近 ,微环半径设置为10 μm,硅波导尺寸选择220 nm的条波导,波导 宽度为450 nm。利用转移矩阵方法和matlab仿真软件计算并仿真讨论 了输出光谱与耦合系数k等参数的变化关系。仿真 结果证明,该器件反射率变化为15%(在 无损耗的情况下),带宽调谐范围为0.25 nm～0.95 nm,通过在微环上加热 电极可以实现一个FSR(自由光谱范围)范围波长的调谐。该器件在高速光网络传输、光增 益谱均衡和信道选择方面有着重要应用。

摘要:为拓宽活性材料对太阳光谱的吸收范围,实现器 件的宽谱吸收增强,本文提出一种基 于光栅结构的新型有机太阳能电池器件,该器件在一个周期内引入不同占空比的光栅来构成 级联光栅。本文采用时域有限差分法从理论上研究了级联光栅结构对器件吸收性能的影响, 结果表明该结构可激发多个表面等离激元谐振,这些不同波长下的谐振模式可以在吸收光谱 中同时存在,从而实现宽谱吸收增强。考虑太阳光谱的影响,在TM和TM/TE混合偏振模式 下,活性材料的整体吸收效率从等效平板结构的23.9%分别提高到54.2%和36.4%,分别增 强126.8%和52.3%,且基于该级联光栅结构的 太阳能电池器件可实现在0到65度入射角范 围内的广角吸收。此外,在TM偏振模式下,该器件的吸收性能对光栅参数微小误差变化的 敏感性较低,适用于实际纳米器件 的制备。这项工作的理论结果有助于纳米金属光栅在有机 太阳能电池中的应用提供新的理论指导。

摘要:采用电流加速的电应力老化方法研究GaN基绿光 LED芯片的失效机理。LED芯片在经过60 mA 电流老化424 h后,其发光效率总体趋势都是随老化时间增加而减小 ,但是小测量电流相比于大测量电 流的发光效率衰减程度更为明显。同时,在正向偏压下电流电压曲线基本没有变化,而反向 偏压下的反向 电流随老化时间的增加而快速增加。笔者认为在电应力老化作用下,随老化时间增加,有源 区的缺陷能级 增多,在正向偏压下,缺陷能级起到一个有效陷阱的作用,增加了载流子的寿命,降低了辐 射复合的几率, 使得发光效率降低,但是并没有减小正向偏压下的电流,而反向偏压时,缺陷能级起到了一 个漏电通道的作用,使得反向电流增大。

摘要:为了分析在单径和多径瑞利信道下可见光信号的 收发特性,研究了基于白光LED作为光源、采用瑞 利衰落信道传输以及应用三种不同QAM-OFDM信号的室内可见光通信系统。首先,采用MATL AB软件搭建 了支持三类QAM-OFDM信号实现可见光通信系统仿真的模型；然后,分析了三类QAM-OFDM 信号在单径 和二径瑞利衰落信道下的误码率(BER)与接收信号信噪比(SNR)的关系；最 后,综合频带利用率和数字 信号处理过程考虑,建议实际应用中选用8QAM- OFDM信号进行收发。此外,还 基于照度分析结果验证了8QAM-OFDM信号的实际应用可 行性。

摘要:可调谐性作为多波长光纤激光器的重要指标之一 ,可以用来评判激光器性能。为了增强多波长光纤 激光器的可调谐性,以适应密集波分复用系统与微波光子学的需求,基于布里渊效应,通过 三个布里渊频 移腔(BFS,包括有两个双倍频腔与一个单倍频腔),以及三个掺铒光纤放大器(EDFA) 联合,设计了一 种1×5倍Brillouin频移的可调多波长布里渊掺铒光纤激光器(MWBEF L)。EDFA作为受激布里渊散射(SBS)的开关控制不同倍频间隔的多波长产生,通过适当地调节不同EDFA的输出功率在 实验中得到了 单、双、三、四、五倍Brillouin频移的多波长输出,波长间隔分别为0.086 nm、0.172 nm、0.258 nm、0.344 nm、 0.430 nm,对应斯托克斯光(BS)阶数分别为18、7、5、2、1,并且输出激光在30 min的测量时间内表现 出很好的功率稳定性,最大的功率波动分别为0.867 dB,0. 594 dB,0.438 dB,0.814 dB, 0.389 dB。

摘要:采用高温熔融淬火技术制备了1.0 mol% Tm3＋离子和x mol% Er3＋离子(x=0,0.5和1.5 mol%)掺杂 的系列碲酸盐玻璃,通过测量玻璃样品的差热扫描曲线(DSC)、X射线衍射(XRD)图和荧光光 谱,对不同 Er3＋浓度下的玻璃物理性能和Tm3＋离子荧光特性进行了研究。DSC结果显 示,研制的稀土掺杂碲酸盐玻璃 具有优异的热稳定性能,玻璃样品的析晶温度与转变温度之差大于130 ℃,而XRD图则证实了研制的玻璃 样品具有非晶结构特征。在808 nm泵浦激励下,随着Er3＋离 子的引入,Tm3＋离子³F₄→³H₆能级间跃迁产生 的1.85 μm波段荧光显著增强。当Er3＋离子掺杂浓度为1.0 mol%时,荧光强度提高了约76%,荧光强度的 显著增强归因于Er3＋离子和Tm3＋离子之间的能量传递。然而,随着Er 3＋离子掺杂浓度的继续增加,1.85 μm 波段荧光呈现出衰减现象,这归结于Er3＋离子浓度的淬灭效应。研究表明,具有合 适浓度Er3＋/Tm3＋共掺碲 酸盐玻璃是一种应用于1.85 μm波段固体激光器和光纤放大器的理想 基质材料。

摘要:在扫频光源光学相干层析术中,系统和样品中的 色散会影响大深度范围内成像分辨率的保持。本 文提出一种深度相关的色散补偿算法,用于精确补偿样品不同深度处的色散失配。其主要思 想是在干涉光 谱的频域中对样品图像按照不同深度进行分段,随后用基于抛物线法的迭代补偿法在每个深 度处对样品进 行色散补偿。该算法不需要对样品材料信息有预先了解,可在扫频光源光学相干层析系统得 到的光谱中原 位应用。通过在探测深度范围为5.720 mm的扫频光源光学相干层析系 统中对盖玻片堆、损伤KDP晶体 等不同样品进行的实验,证明该算法在全探测深度范围内都能有效提升纵向分辨率并使其接 近理论值,且对于不同种类的样品都有较好的适应性。

摘要:利用非接触测量技术激光多普勒测速仪(LDA) 测试得到了突扩巷道流场断面风流分布特征。实验表明,突扩前平直 巷道断面内风流呈对称分布,突扩后上下隅角形成回流漩涡区,且为不对称分布；从断面纵 对称轴上风速分布来看,回流区 内断面风速呈现出“Ω”型分布趋势,而断面横对称轴上风速分布对称性良好,未受断面突 扩影响；全断面风速等值线为环状分 布曲线,受矩形管道湍流二次流影响,在突扩巷道断面角域处风流速度分布呈现出略有凸起 的形式。研究表明,非接触LDA测速技术为复杂的矿井通风巷道流场湍流特性研究提供了实 验手段。

摘要:将目标跟踪过程看作一个多重记忆系统模型,提 出了基于相关滤波的扩展记忆系统模型,实现了基 于记忆系统模型的智能目标跟踪。首先,通过提取跟踪目标特征学习目标信息,生成短时相 关滤波器,产 生短时记忆；然后利用每一帧短期记忆的不断重复与更新,产生长时记忆,生成长时相关滤 波器。短时与 长时记忆构成相关滤波记忆系统模型,完成目标跟踪。在此模型基础上,分析与挖掘模型中 的相关滤波数 据,加入四种智能化控制信息,构建扩展记忆系统模型,实现智能化的目标跟踪。基于相关 滤波的扩展记 忆系统模型利用生物记忆的原理使目标跟踪更加自动化、智能化,增强目标跟踪的准确性。 实验结果表明, 与当前流行的相关滤波跟踪算法相比,本文算法提高了目标跟踪的抗干扰性、抗遮挡性与抗 形变能力,同时保证了在尺度跟踪的有效性。

摘要:针对行人重识别无监督跨域迁移问题,提出一种 基于域鉴别网络和域自适应的行人重识别算法。首先,使用改 进ResNet-50训练监督域鉴别网络模型,加入共享空间组件得到特征 不变属性,用于区分类间图像,并基 于对比损失和差异损失来提高模型的分类性能。其次,利用域自适应无监督迁移方法由源域 数据集导出特 征不变属性,并应用到未标记的目标域数据集上。最后,匹配查询图像和共享空间中的图库 图像执行跨域 行人重识别。为验证算法有效性,在CUHK03、Market-1501和DukeMTMC-reID数据集上进行了实验,算法 在Rank-1准确度分别达到34.1%、38.1%和28.3%,在mAP分别达到34.2%、17. 1%和17.5%,最后还验证了 模型各个组件在训练阶段的必要性。结果表明本文算法在大规模数据集上的性能优于现有的 一些无监督行人重识别方法,甚至接近于某些传统监督学习方法的性能。

摘要:提出了一种基于深度融合的深度图像修 复算法。对于单幅深度图像,首先利用形态学操作进行空洞区域优化,消除深度图像中的间 隙和随机噪声；然后针对迭 代滤波过程,提出一种新的深度融合策略计算深度值,并通过对空洞区域的分析,判断深度 图像中空洞区 域类型,自适应选择结构元进行迭代操作；最后利用局部深度值重建方法对受损的边缘处深 度值进行修复。 实验结果表明,本文算法在较好的修复深度图像中存在空洞和间隙的同时,能够保持原始深 度图深度值分 布规律,克服修复过程中存在的深度值失真,边缘模糊等不足。基于标准数据集Middlebury 的对比试验结果表明,本文算法与其它算法相比,获得了良好的效果。

摘要:针对基于匹配的图像修复算法中存在线性结构和 重复区域不能良好保持结构连贯性的问题,提出基 于偏移差值的结构化稀疏图像修复算法。首先定义一个新的特征偏移差值,结合图像颜色特 征构造样本块 间相似度项,并利用该相似度项寻找最佳匹配块；然后将偏移差值信息和颜色信息共同作为 稀疏约束项来 构造约束方程,以提高稀疏表示的准确性,从而保证邻域信息一致性。实验结果表明, 文 中方法对线性结 构和重复区域的破损修复能获得更好的效果。

摘要:在石油天然气超声测井中,裂缝是油藏和储层非 均质研究中的重要参考依据,裂缝参数的提取是成像测井资料解释的重要技术之一。而在测 井中,过井裂缝是最主要的裂缝形 态。因此研究过井裂缝的提取对测井资料的进一步解释具有重要意义。针对现有的过井裂缝 提取算法抗干扰能力差,提出了一种基于边缘检测的过井裂缝提取算法。该算法首先通过限 定对比度直方图均衡化提高测井图像的对比度,提高边缘检测的准确性。为进一步提高其抗 干扰性,对检测的边缘图像进行自适应滤波和形态学处理。最后,通过降维后的Hough变 换提取裂缝。实验结果表明,该算法所需要设置的参数较少,所提取的裂缝准确度较高,抗 干扰性较好。可以基本实现测井图像中过井裂缝的有效提取。

摘要:古斯-汉欣位移是一种灵敏度极高的折射率测量办法,在温度、压力传感等方面有 巨大的应用潜力, 但测量精度要求较高。为解决测量的困难和提高古斯-汉兴测量精度,本文设计了一种棱镜 -银纳米膜界面层, 搭建了一套可测量多偏振态多角度古斯-汉兴位移的测量装置,以此测量了棱镜-空气和棱 镜-银纳米膜不同 界面的光束的古斯-汉欣位移,并对其物理机制进行了探讨。实验结果显示棱镜-空气界面 的古斯-汉欣位移 平均值是2.7 μm,棱镜-银纳米膜界面的古斯-汉欣位移平均值是 27.7 μm,比棱镜-空气界面的位移增大了 约10倍。使用COMSOL multiphysics软件模拟了棱镜-银纳米膜以及 棱镜-空气界面的电场分布,对比棱镜- 空气的情况,表明在消逝场作用下,银纳米颗粒表面形成了较强光场分布,光场方向沿入射 光电场振动方 向；银颗粒表面光场和消逝场的叠加使得消逝场增强,从而导致棱镜-银纳米膜界面的古斯 -汉欣位移增大。 本工作为提高基于古斯-汉欣位移效应的生物传感器的灵敏度提供了一个可供选择的手段。

摘要:菱形相位展开算法以菱形为路径进行相位展开, 具有展开速度快、易理解等特点而倍受亲睐,但是 当展开路径上遇到不可靠点时相位展开容易出错,并向后累计,形成拉线或孤岛现象。因此 ,本文提出一 种改进的菱形相位展开算法,先用大津法对调制度进行二值化形成基本模版,并以该模版非 零区域为导航 找出截断相位分布中的极点,通过对极点的所在位置进行标记进而生成极点模板；再根据基 本模版与极点 模板将极点与不可靠点进行隔离,从而对可靠点进行相位展开；最后根据相位的连续性原则 ,利用相位逼 近和插值拟合方法校正不可靠点处的相位,从而得到完整并且逼真的相位展开结果。实验结 果验证所提算 法的可行性和有效性,表明改进菱形相位展开算法可以有效地避免相位展开中的拉线和孤岛 现象。