摘要:红光半导体激光器被广泛用于景观照明、塑料光纤通讯、空气质量检测和医疗等方面,但受 限于其可靠性不高及光斑质量差的缺点,在制作点光源或耦合进光纤等方面增加了应用成本 。为解决此问题,本文设计并制作了基横模工作的650 nm脊型半导体 激光器。结合AlGaInP材料的特点,我们使用极窄波导光 场扩展结构,使光场渗入限制层,增加了光场扩展宽度,有效降低了激光器的垂直发散角。 通过电感耦合 等离子刻蚀技术得到陡峭的2μm宽度的窄脊型结构,然后通过湿法工艺去除损伤并腐蚀到 阻挡层位置。干 湿结合的工艺使得激光器能稳定地基横模输出。制作的激光器远场图形呈近圆形分布,克服 了传统半导体 激光器光斑狭长的缺点。功率测试在30 mW以上没有出现功率曲线扭 折,并且制作的激光器通过了60 ℃下 10 mW的老化测试,推算的平均失效时间(MTTF)大于18000 h。

摘要:为实现极端实验环境下脉冲辐射探测信号的远距离 传输,采用电光转换和光电转换的方法设计了 一套模拟光纤传输系统。该系统基于DFB激光器的强度直接调制特性实现了电光转换；以运 算放大器为主 体构建了激光器驱动电路；利用专用集成芯片MAX1968实现了激光器 半导体PN结的无死区温度控制。为 提高系统测试精度,光接收端采用带有暗电流校正的平衡PIN 前置放大器将光信号还原为电 信号,以提高 系统动态范围。最后,实验测试了系统性能指标。结果表明,系统的－3dB带宽为DC~155 MHz,线性动态 范围> 40 dB(100倍),输出噪声峰-峰值<3mV。该系 统适用于对传输带宽、安全性等要求高的科学研究中。

摘要:以黄色荧光粉和有机硅胶为原料,采用高温固相法 制备不同浓度的荧光粉混合浆料,应用热压法将一定质量比ZnO颗粒掺入AB混合胶制备成折 射胶层,于倒置蓝光芯片表面用甩胶旋涂工艺喷覆折射胶体, 利用丝网印刷法将荧光粉混合浆料旋涂于折射层四周制备成白光数码管,并对样品进行光色 性能的测量和 机理分析。研究结果表明,白光数码管色温和色坐标差值随着荧光粉浓度增加呈先降后升的 趋势。在荧光粉浓度为1.19%时,数码管色温降至最低值4761.13K,色坐标差值达到最小值3.5SDCM。随着印刷次数增 加,色坐标离散性先改善后增大,在荧光粉层膜厚为41μm时,色坐标差值达到最小值2.5 SDCM。结果表 征,针对梯度折射结构的白光数码管合理的荧光粉颗粒掺杂浓度和荧光粉层相对厚度对其空 间色均匀性影响显著。

摘要:本文提出了一种基于偏振检测原理,采用Bi₄Ge ₃O₁₂(BGO)晶体的磁光式冲击电流传感器,可以测 量幅值范围10 kA到90 kA的8/20 μs冲击电流。由于冲击电流的持续时间极短,光源功率漂移对测量的干 扰可以忽略,偏振检测结构可以保证测量结果的正确性。由于BGO晶体具有维尔德常数大的 突出优点,传 感器可以获得较高的测量灵敏度。利用小波分解法,并以信噪比(SNR)和平滑度(SR) 作为去噪结果的 评价标准,确定了合适的小波函数(Daubechies Db7)和分解层数(5层),有效地去除了 测量结果中的干 扰噪声。此电流传感器的灵敏度达到0.262°/ kA,具有较好的线性度,且冲击电流幅值的测量误差控制在 ±5%以内。本文所提出的电流传感器具有结构简单、性能可靠的优点,适用于雷电流测试、 核物理实验和高功率脉冲激光研究等恶劣环境下的冲击电流测量。

摘要:在光通信网络中,通信信号的感知分为单节点感知 与多节点协作感知,其中多节点的传感因能克服多径衰弱和隐藏终端的影响而被广泛研究, 但多节点的传感知在通信开销和融合方法上仍然存在许多难题有待解决。本文提出一种量化 与编码的方法来减少当地节点与融合中心之间的通信开销,在融合方法上提出一种基于节点 特征的加权融合方法来提升融合中心的判决准确性,该融合方法有效反应各个节点在认知网 络中的实际作用。此外,为了提升感知效率,利用强化学习的方法来得升熟悉环境下的感知 效率。实验结果表明:本文中的频谱感知方法与传统方法相比在同等条件下可减少通信开销 ,提升判决准确率并减少感知时间。

摘要:本文利用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了 本征、N单掺和Li-N共掺的ZnO薄膜。 研究Li掺杂量的改变对薄膜的晶体结构、表面形貌、透过性能和发光性能的影响。采用了紫 外-可见分光光度计(UV-VIS)、光致发光谱(PL)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍 射 仪(XRD)等表征手段对样品进行了测试。结果表明:Li掺杂量的改变对薄膜的结构和性能 都有一定的影响,随着Li掺杂量的增加,(002)衍射峰强度增大,晶 粒尺寸先增加后减小, 紫外发射峰的强度和薄膜的透过性能同样是先增强后减弱。当Li元素的原子比为6at%时, 薄膜的c轴择优取向明显,结晶性能最好,薄膜紫外发光最强,透过率最大。

摘要:现有尺寸测量方式精度低,测量费时费力。为了 提高尺寸测量的精度,使测量系统便携化,操作简单, 文中实现了一种基于线阵CCD的精密尺寸测量系统。文中提出新的象元细分方法,将2个像 元间距为8μm的 线阵CCD等距错排并以60°斜放,可突破像元间距对测量精度的限制, 将最大测量误差减小为2μm,在此 基础上采用浮动阈值方法进行数据处理,实现高精度尺寸测量。利用FPGA进行硬件描述实 现线阵CCD的驱 动,对CCD的输出信号进行差分放大,采用硬件滤波方法消除曝光积分和转移过程中的电子 学噪声,采用10 位模数转换器实现数字量的并行输出,FPGA内部FIFO存储数字量结果。系统充分利用FPGA 的可编程资源, 有效降低了硬件设计复杂度,无需上位机或者ARM,节约成本,系统小型化便携化。实验表明, 该系统有效克服 光源及电子学噪声影响,可对1mm－29 mm的中型尺寸物体进行测量 ,误差小于2μm。

摘要:基于可见近红外高光谱建立番茄叶片水分含量快 速诊断模型,对不同光谱处理及建模进行优选, 对水分含量分布进行可视化研究。结合阈值法采集不同生长期192个 番茄叶片感兴趣区域光谱信息进行预 处理比较,分析β权重系数法、连续投影算法(SPA)、无信息 变量消除(UVE)、竞争自适应加权算法(CARS) 及UVE-SPA、CARS-SPA组合方法特征波长优化方法,利用提取特征波长对多元线性回归(MLR)、主成分回 归(PCR)及偏最小二乘回归(PLSR)水分含量建模方法进行有效性评价,优化出最佳组 合模型,采用特征 图像光谱反射权重系数实现叶片含水量及其分布的可视化,解析叶片含水量光谱响应特性。 最终确立 Baseline为最佳波段预处理方法,全波段建模预测集相关系数R_p 达0.97；提取特征波长后,Baseline-CARS-MLR 为叶片水分含量预测最佳模型,预测集相关系数R_p为 0. 95,预测集均方根误差RMSEP为0.042。基于高光 谱成像技术快速评估叶片水 分含量具有一定优势,为活体番茄植株生长水分亏缺状况实时评估及智能化灌 溉技术提供理论依据。

摘要:针对微型磁瓦图像对比度低、纹理背景复杂、亮 度不均匀、缺陷区域小等特点,本文提出了一种微 型磁瓦表面线缺陷视觉检测方法。首先,构造自适应静态掩膜,屏蔽微型磁瓦轮廓；其次, 采用非线性各 向异性扩散方程,抑制微型磁瓦表面纹理；进而,构造动态掩膜自下而上扫描磁瓦图像,提 取线缺陷区域； 最后,在开发的微型磁瓦视觉检测实验装置上,进行了大量的实验研究。实验结果表明,本 文缺陷提取算 法能够较准确提取出磁瓦表面图像的线缺陷,表面缺陷检测的准确率为94.6%。

摘要:针对人脸识别技术易受光照、姿态、表情等影响 ,为了增强人脸识别算法的鲁棒性,提出首先采用 LBP算法提取人脸图像的局部纹理特征,使用PCA算法将高维的空间人脸图像投影到低维的 特征空间,使 用LDA算法利用人脸类别标签信息寻找最优的投影向量,实现了人脸图像维度进一步地压缩 ,最后使用SVM 分类器分类匹配得到识别结果。分别使用ORL和Yale人脸数据库验证了算法的有效性,实 验结果表明,文 中该方法具有良好的识别性能,与其它的识别算法相比,识别率有了较大的提高。

摘要:针对高光谱图像,在判别局部保留投影(Discri minant Locality Preserving Projection,DLPP)的基 础上,提出了一种名为正交指数判别局部保留投影(Orthogonal Exponential Discriminan t Locality Preserving Projection,OEDLPP)的特征提取方法。该算法不但保留了DLPP算法的有监督特性,还利用 了指数矩阵(the matrix exponential)来获取更有效的样本信息,避免了小样本问题。同时,OEDLPP 对投影矩阵进行 施密特正交化,解决了特征的冗余性问题。应用OEDLPP算法对高光谱图像进行特征提取后, 并采用支持 向量机(SVM)对降维后的数据进行分类。与主成分分析(PCA)、局部保留投影(LPP)、 判别局部保 留投影(DLPP)、指数判别局部保留投影(EDLPP)、正交判别局部保留投影(ODLPP)等对 比实验结 果表明,本文算法对样本有效信息的获取具有一定的优越性,分类精度提升了2%~3%左右。

摘要:为了解决局部匹配算法误匹配率高的问题,提出 一种基于AD-Census变换和多扫描线优化的半全局匹配算 法。首先,通过绝对差AD算法与Census变换相结合作为相似性度量函数计算初始匹配代价, 并构建动态交叉域聚合 匹配代价；然后在代价聚合计算阶段,将一维动态规划的代价聚合推广到多扫描线优化,利 用上下左右四个方向逐 次扫描进行匹配代价聚合的计算,并引入正则化约束以确保匹配代价聚合的一致性,大大减 少初始代价中的匹配异 常点；最后,运用简单高效的胜者为王策略选出像素点在代价聚合最小时对应的视差,并在 视差细化阶段,采用左 右一致性检测和抛物线拟合方法进行后续处理以提高立体匹配的正确率。实验结果证明,该 算法可获得高匹配率的视差图并且耗时较少。

摘要:针对现有局部立体匹配算法在计算匹配代价时, 不能很好区分强弱纹理区域,及在视差计算过程 中,不能很好的解决视差歧义问题,提出一种融合梯度特性与置信度的立体匹配算法。首先 计算梯度特 征,并根据梯度特征信息选择匹配代价计算的匹配窗口,针对强弱不同纹理区域选择不同尺 寸的匹配窗 口,有效的提高了立体匹配精度,降低了误匹配率；然后在视差计算中引入置信度约束条件 ,解决了视差 计算中视差歧义的问题,提高了立体匹配算法的稳定性与精度；最后使用水平与垂直方向交 叉区域检测进 行奇异值的修正。实验结果表明,该算法在Middlebury数据集中31对 立体图像对的平均误匹配率为7.96%,有效的提高了立体匹配精度。

摘要:为了提高虚拟视点绘制中空洞填补的质量,本文提 出一种基于卷积神经网络的虚拟视点空洞填补算 法,包括图像预处理、特征提取和空洞填补三部分。首先,对双视点虚拟视点图像进行预处 理,即利用深 度图像绘制(Depth Image Based Rendering,DIBR)技术得到空洞填补前的图像和空洞掩膜 ；然后,通过卷积 神经网络对虚拟视点图像提取多维特征,针对空洞区域,使用结构相似性损失函数优化网络 ；最后,利用 提取的特征填补虚拟视点中的空洞。实验结果表明,本文算法能较好地保持虚拟视点图像前 景和背景的锐 利边缘,主观视觉感知效果佳,同时,对不同场景测试序列的客观评价指标PS NR和SSIM都能取得满意结果,该方法能有效地填补虚拟视点中的空洞。

摘要:图像多分辨率分析在信号滤波、图像除噪、图像 融合、图像边缘检测领域中应用广泛。该文设计了一种新的 图像多分辨率分析方法,通过对全相位系统函数进行谱分解,实现了基于全相位的严格功率 互补的高低通滤波器设计, 按照全相位处理的基本理论,选择不同的正交变换方式和基窗函数可以方便地设计出具有不 同分析/合成效果的全相位波 包。实验表明,DFT域全相位分析滤波器可以实现对图像的多层分解,由合成滤波器还原得 到的图像误差几乎为零。在 图像数据压缩、自适应除噪方面具有较为广泛的应用前景。