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期刊信息/Journal information
光电子·激光
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巴恩旭

月刊

1005-0086

baenxu@public.tpt.tj.cn；　baenxu@263.net

022-23679707

300191

天津市南开区红旗南路263号

光电子·激光/Journal Journal of Optoelectronics·LaserCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为专业技术性刊物。报道光电子、激光技术领域的研究成果，内容包括新型光电子器件、装置和材料、光电控制和检测、光存贮和光电信息处理、通讯和光纤应用技术光电集成技术、光计算和光学神经网络、激光加工和激光应用、光电生物医学等方面。
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    水填充太赫兹空芯布拉格光纤温度特性研究

    苏梦雅徐伟石嘉郭翠娟...
    337-341页
    查看更多>>摘要：空芯太赫兹(Terahertz,THz)光纤因其损耗低和易集成功能材料等优点是当前研究热点.液态水在太赫兹频段具有的独特性质使其在太赫兹辐射、传感和器件等方面具有多种潜在应用.本文设计一种带有水缺陷层的太赫兹空芯布拉格光纤(hollow core Bragg fiber,HCBF),并采用有限元法分析了其温度特性.结果表明,设计的太赫兹光纤在0.34 THz到0.44 THz频段内存在明显的温度可调的吸收峰,且限制损耗随着水温的升高而增加.同时,光纤具有较高的核芯功率比,其值均大于98.6％.本文所研究的水填充太赫兹光纤在研究太赫兹与液体相互作用、太赫兹调控器件等领域具有潜在的应用价值.

    太赫兹(Terahertz,THz)空芯布拉格光纤(hollowcoreBraggfiber,HCBF)调控器件液态水温度

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    基于多锥晶体的多能点X射线光谱仪

    施军赵雨鑫黎淼王拂晓...
    342-348页
    查看更多>>摘要：为了克服传统弯曲晶体光谱仪存在检测的像差问题,基于衍射聚焦X射线特征能量谱范围、衍射光源位置、聚焦成像距离等关键的物理参数,设计了具有高光谱分辨力及宽光谱检测范围的多锥晶体X射线谱仪.从结构原理上讨论了该光谱仪的特点,研制完成了连续光滑的多锥表面X射线衍射聚焦弯曲晶体,通过单次X射线衍射聚焦诊断实验即能实现不同能量X射线无像差检测.对Ti的Kα与Kβ射线光谱进行了多次衍射聚焦检测实验,获得了不同聚焦成像位置下的Kα与 Kβ特征谱线强度分布,并完成了光谱仪谱线聚焦能力与光谱分辨力分析.根据晶体对X射线聚焦程度与成像位置的关系,进行了不同聚焦成像位置处连续锥面光谱仪的聚焦性能分析,确定了最佳聚焦位置.实验结果表明:多锥晶体X射线光谱仪的聚焦能力得到显著提升,能谱检测范围可以覆盖4.51-5.14 keV,且在较大尺寸光源基础上仍能保证光谱分辨力达到600以上.

    X射线光谱多锥晶体光谱范围聚焦能力

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    光纤端面涂覆敏感材料的高灵敏度传感器

    陈海林江超叶文豪王媛...
    349-355页
    查看更多>>摘要：描述了一种基于法布里-佩罗干涉仪(Fabry-Perot interferometer,FPI)结构的双参数光纤传感器,并演示了它可以同时测量气压和温度.所提出的FPI传感结构由覆盖在单模光纤端面上半球形的紫外固化胶组成,FPI产生的光谱干涉峰对环境温度和气压变化敏感.选择传感器干涉谱中两个谐振峰波谷Dip 1和Dip 2,跟踪它们的波长随气压和温度的变化,构建传输矩阵,能够同时测量气压和温度,并消除交叉敏感.实验结果表明Dip1点的气压与温度灵敏度分别为2.925 nm/MPa和-1.165 nm/℃,Dip 2点的气压与温度灵敏度分别为4.715 nm/MPa和-1.209 nm/℃.利用Dip 1和Dip2的气压与温度灵敏度构建测量矩阵,传感器实现了多参数测量.通过长时间稳定性实验发现传感器测量气压与温度的最大误差分别为0.068 MPa和0.19℃.该传感器具有灵敏度高、结构简单紧凑、造价低廉等优点,在工业生产中具有一定的应用价值.

    光纤传感器法布里-珀罗干涉仪紫外(ultraviolet,UV)胶气压温度

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    2种不同结构的1维光子晶体窄带滤波器

    张兰戚子昂马会中
    356-363页
    查看更多>>摘要：随着光通信技术的发展,滤波器在光的波分复用技术中具有举足轻重的作用.但是,传统滤波器存在尺寸大、滤波性能差、制备较复杂的问题.对此本文设计了 2种形如(AB)NBM(AB)N、(AB)N(BA)N结构的1维光子晶体窄带滤波器,并利用传输矩阵法对这两种光子晶体滤波器进行了计算,针对其光子禁带和滤波性能进行了分析,在优化结构设计的基础上探究了不同参数对于滤波性能的影响.结果表明:1维叠层缺陷型光子晶体窄带滤波器和1维镜像型光子晶体窄带滤波器在一定的波长范围内,均可以获得一个较窄的透过带,叠层缺陷型光子晶体窄带透射率接近99％,镜像型光子晶体窄带透射率为96％,滤波性能优异,能够满足窄带滤波技术的要求,并有望在光波分复用技术中获得广泛的应用.

    光子晶体光学薄膜光子禁带窄带滤波

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    基于二值神经网络的大场景点云分类

    章国道刘儒瑜张志勇孔德伟...
    364-372页
    查看更多>>摘要：近年随着3维数据采集技术不断发展,大场景点云数据的获取越来越方便.目前深度学习网络框架在2维图像处理领域越来越成熟,而大场景点云是一种3维无规则化的数据,3维卷积神经网络直接处理大场景3维数据会存在分类精度低和计算复杂等问题.因此为了有效解决基于深度学习的点云分类任务中存在的计算时间长和分类精度低的问题,本文提出基于二值神经网络的大场景点云分类方法,针对不规则的3维点云数据设计特征值计算方法,基于IR-Net二值神经网络处理输入的点云特征图像,进一步采用Dynamic ReLU激活函数,提高神经网络的计算效率,最后得出点云分类结果.实验结果表明,所提出的方法在Oakland数据集上分类精度达到97.6％,在GML数据集中取得了 92.3％和97.2％的分类精度,实验结果证明Dy-ResNet能够有效提升了点云分类的精度,减少计算的复杂度,并提高了训练效率.

    特征图特征融合二值神经网络大场景点云分类

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    联合多通道均衡与多尺度融合的水下图像增强方法

    姜良伟全海燕钱俊兵
    373-382页
    查看更多>>摘要：针对不同场景水下退化图像出现的颜色失真和低对比度等问题,提出了一种联合多通道均衡与多尺度融合的水下图像增强方法.首先利用绿通道补偿红通道并通过区域红通道均值二次加强红通道,其次利用自适应平台直方图均衡扩展R、G、B 3通道灰度级范围并重新分配灰度值,最后将经过Gamma、GUM和CLAHE算法处理的亮度V(Value)分量进行多尺度融合.实验结果表明,本文算法简单而有效,能够明显改善图像雾化现象和蓝绿外观,增强图像清晰度,且在多种场景下均表现出较强的泛化适应能力.

    水下图像增强红通道补偿自适应平台直方图均衡多尺度融合灰度级扩展

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    基于双支路特征融合的MRI颅脑肿瘤图像分割研究

    熊炜周蕾乐玲张开...
    383-392页
    查看更多>>摘要：针对磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)颅脑肿瘤区域误识别与分割网络空间信息丢失问题,提出一种基于双支路特征融合的MRI脑肿瘤图像分割方法.首先通过主支路的重构 VGG 与注意力模型(re-parameterization visual geometry group and attention model,RVAM)提取网络的上下文信息,然后使用可变形卷积与金字塔池化模型(deformable convolution and pyramid pooling model,DCPM)在副支路获取丰富的空间信息,之后使用特征融合模块对两支路的特征信息进行融合.最后引入注意力模型,在上采样过程中加强分割目标在解码时的权重.提出的方法在Kaggle_3m数据集和BraTS2019数据集上进行了实验验证,实验结果表明该方法具有良好的脑肿瘤分割性能,其中在Kaggle_3m上,Dice相似系数、杰卡德系数分别达到了 91.45％和85.19％.

    磁共振成像(magneticresonanceimaging,MRI)颅脑肿瘤图像分割双支路特征融合重构VGG与注意力模型(re-parameterizationvisualgeometrygroupandattentionmodel,RVAM)可变形卷积与金字塔池化模型(deformableconvolutionandpyramidpoolingmodel,DCPM)

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    基于渐进式特征推理的裂缝图像修复方法研究

    李良福黎光耀王楠张晰...
    393-402页
    查看更多>>摘要：图像修复是计算机图形学与计算机视觉中的研究热点之一.针对传统裂缝图像修复采用一次性补全修复方法并没有语义理解能力,当语义场景较为复杂且图像缺陷较大时修复效果不佳的问题,提出了一种基于渐进式特征推理的裂缝图像修复方法.该方法从孔洞边缘逐步修复图像,加强对孔洞中心的约束.首先通过计算掩膜占比确定修复比例,使用部分卷积更新掩膜,然后利用VGG-16网络进行特征提取,再使用语义注意力机制,生成高质量的图像特征,并采用跳跃连接方法,增强遥远距离的梯度相关性,为后续图像修复提供多尺度多层次的特征信息.最后,将递归生成的特征图进行融合解码生成修复图像.实验结果表明,与传统图像修复方法相比,本方法修复的裂缝图像峰值信噪比提升了 0.5 dB-1.2 dB,产生语义明确的修复结果.

    图像修复注意力机制部分卷积裂缝图像

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    基于自适应高斯混合模型的铁轨异物入侵检测研究

    侯涛宝才文陈燕楠
    403-413页
    查看更多>>摘要：针对复杂铁路环境下异物入侵动态检测抗扰能力弱和快速性差等问题,本文提出了一种基于自适应高斯混合模型(adaptive Gaussian mixture model,AGMM)的铁轨异物入侵检测方法.通过分析铁路场景发生复合抖动时存在随机性的特点,首先对输入的铁路视频进行抖动检测,然后引入仿射变换与中值滤波,对视频序列中存在抖动的图像进行处理.再采用逐帧迭代填充的方法,对去抖后图像出现的黑边进行填充,得到无抖动和无黑边的铁路视频帧.最后,在现有高斯混合模型的基础上,设计了自适应选择高斯分布个数和学习率,利用改进后的高斯混合模型实现复杂铁路视频的背景建模,并由此提高前景目标的检测速度.实验结果表明,本文方法在铁路视频存在抖动的情形下,轨道异物入侵目标检测的精度是原有的2.6倍,检测速度是2.8倍,能提高目标检测的抗干扰性和快速性.

    异物检测图像去抖仿射变换中值滤波高斯混合模型

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    提升小波与能量检测联合优化下的频谱感知方法

    彭艺魏翔朱桢以谢钊萍...
    414-420页
    查看更多>>摘要：传统的频谱感知方法易受噪声波动的干扰,而且在低信噪比的无线通信条件下检测精度较差.通过结合提升小波去噪与动态门限能量检测算法,能有效提高传统频谱感知方法的抗噪声性能和检测精度.首先对含噪信号进行奇偶抽样,分解信号,去除噪声部分,再重构为去噪新信号,然后通过能量检测方法来统计信号的能量积累,设置动态门限,最后以动态门限判断用户信号是否存在.提升小波去噪能够有效地去除采样信号中的噪声,减少噪声对能量检测法检测精度的影响,动态门限能根据噪声波动进行调整来适应复杂的噪声环境.仿真结果表明,提升小波去噪结合动态门限能量检测算法相比于传统的频谱感知要有更优的检测精度.此方法不但提高了其对不确定噪声的抵抗性,使之能适应复杂的通信环境,而且提高了频谱感知过程的可靠性.

    提升小波动态门限能量检测频谱感知认知无线电

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