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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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    器件结构设计对异质结像素探测器性能的影响

    宋鸿宇陶科李微王博龙...
    337-343页
    查看更多>>摘要：像素探测器一直是高分辨率、高速率粒子跟踪的工作平台.本文以多晶硅/氧化硅(poly-Si/SiOx)钝化接触异质结结构设计了硅像素探测器,为了实现探测器的超快响应,采用Silvaco TCAD对异质结硅像素探测器进行器件仿真,一方面研究了不同衬底厚度对载流子输运和收集的影响,另一方面研究了器件结构设计对异质结像素探测器击穿电压的影响.仿真结果表明:在相同的偏置电压下,较薄的硅衬底可以获得更强的漂移电场,进而提高器件对信号电荷的输运与收集速率,有利于提高探测器的时间响应.较小的保护环-有源区间距有利于提高器件的击穿电压,而在保护环-有源区间距较大的情况下,在有源区边缘设计金属场板结构,也能够有效提高器件的击穿电压,使探测器可以工作在较高电压下,从而提升探测器的响应速率.

    硅像素探测器仿真模拟异质结快速响应

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    基于积分宽度法测量发光二极管结温方法的研究

    蒋福春荆利青刘文武红磊...
    344-350页
    查看更多>>摘要：本文提出了一种基于光谱积分宽度法来测量发光二极管(light emitting diode,LED)结温的新方法,并进行了理论分析和实验研究.本方法主要分为光谱数据采集、定标函数的测定和结温测量三个过程.首先,为了测量成本的降低和精度的提高而采用在正常工作电流下采集LED光谱数据,并通过采用不同温度下的光谱积分宽度与选定的某一基准状态下的值逐差可得到线性度达0.99以上的定标函数,并通过此定标函数可实时测定任意状态下的结温.其次,为了比较本方法测量结温的精确性,分别对单色和白光LED采用本方法和业界主流的正向电压法,通过自行设计的基于积分宽度法结温测量系统和美国Mentor Graphics公司的T3Ster型仪器的测量结果进行比较,两种方法测出的结温最大偏差为2.1℃,在可接受的误差范围内.实验结果表明积分宽度法测结温具有高效便捷且低成本的的特点,具有一定的应用前景.

    发光二极管(LED)积分宽度结温光谱分布自加热效应

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    基于七芯光纤的迈克尔逊干涉型光纤温度传感器

    张蓉邵敏高宏乔学光...
    351-357页
    查看更多>>摘要：为了实现对环境温度的精确测量,提出了一种基于七芯光纤(seven-core fiber,SCF)的迈克尔逊干涉型温度传感器.该传感器由单模光纤(single mode fiber,SMF)和SCF熔锥构成,当光由SMF进入SCF时,由于光纤直径的急剧变小,在光纤细锥区域会激发出SCF中的高阶模,这些高阶模与纤芯基模经SCF端面反射后,再次回到细锥区域时发生干涉,并经由SMF输出.制作了不同长度SCF的传感器样品,并分别进行了温度传感实验研究.温度响应实验结果表明,在20-160℃温度范围内,长度为47 mm的传感器的温度灵敏度为0.127 4 nm/℃,拟合线性系数为0.9983,温度测量分辨率为0.0078℃,稳定性实验测得传感器的测量标准偏差为0.289 6℃.该温度传感器结构紧凑、易于制作、成本低廉、灵敏度高且测量范围大,在温度监测领域具有一定的应用潜力.

    光纤传感温度传感光纤温度传感器迈克尔逊干涉仪七芯光纤(SCF)

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    金属/p-GaAs界面态对接触电阻作用机理的研究

    张琛辉李冲王智勇李巍泽...
    358-363页
    查看更多>>摘要：本文针对大功率垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser,VCSEL)阵列热阻大、出光不均匀的问题,研究p-GaAs层欧姆接触电阻值的作用机理,降低欧姆接触串联电阻的方法,以提高VCSEL阵列出射光功率的均匀性.基于3种常用欧姆接触金属Ti/Au、Ni/Au、Ti/Al/Ti/Au,研究各层金属厚度和金属组合对与p型欧姆接触电阻的作用规律;结合等离子体表面处理工艺,改变金属/p-GaAs界面态,研究界面态对欧姆接触电阻的影响规律.实验对比分析得到金属Ti/Au结构电极欧姆接触的比接触电阻率最低,为3.25×10-4Ω·cm2;基于金半接触势垒模型,通过表面等离子体处理,界面势垒可降低12.6％(0.269 2 eV降至0.235 3 eV),等离子体轰击功率可调控金半界面的势垒和态密度.

    垂直腔面发射激光器(VCSEL)欧姆接触比接触电阻率等离子体表面处理势垒

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    一种基于新型双轴圆弧铰链的二维FBG加速度传感器

    杨建宇段宇星童晓玲梁磊...
    364-370页
    查看更多>>摘要：为了实现大跨度桥梁中拉索构件的二维(two-dimensional,2D)振动信号高精度测量,本文设计并研究了一种小型化的新型2D光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)加速度传感器,以解决现有FBG加速度传感器体积与质量较大的问题.所设计的FBG加速度传感器主要由含有质量块的双轴圆弧铰链、4个固定支架,以及刻有4段阵列FBG的光纤组成.通过建立FBG加速度传感器的动力学普遍方程,得到灵敏度与固有频率的理论数值,另外辅以Abaqus软件对其进行有限元仿真以验证理论推导的结果.实验测试数据表明,FBG加速度传感器的固有频率约为500 Hz,双FBG的布置使其灵敏度可以达到595.2 pm/g,此外对称推挽的圆弧铰链设计还具有优异的横向抗干扰和温度自补偿性能.最后以某中承式钢管混凝土拱桥为实际工程案例,使用所设计的2DFBG加速度传感器实现了吊索索力的有效测量.

    光纤布拉格光栅(FBG)二维(2D)FBG加速度传感器双轴圆弧铰链索力测量

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    联合二分思想和时空管道的监控视频运动分割

    张云佐郭凯娜
    371-377页
    查看更多>>摘要：监控视频运动分割是视频浓缩、行为识别等视频智能处理的基础和前提,是计算机视觉领域的研究热点.现存运动分割方法大多步骤繁琐、计算量大,难以应用于计算能力有限的领域.为此,提出了一种联合二分思想和时空管道的监控视频运动分割方法.该方法首先使用嵌套椭圆时空管道模型计算初始累计时空流量来判断目标轨迹完整性(completeness of target trajectory,CTT);然后结合二分思想动态地调节椭圆采样线,自适应地捕捉采样区域的运动目标;最后提取采样线上的全部像素点形成自适应时空管道进行运动分割.实验结果表明,所提方法在保证精度的同时计算速度明显优于对比方法,且所提方法鲁棒性强,对运动情况多变的监控场景同样适用.

    目标轨迹完整性(CTT)二分法自适应时空管道运动分割时空流量

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    融合注意力机制与残差网络的人耳识别方法

    曹淑欣许学斌路龙宾刘晨光...
    378-386页
    查看更多>>摘要：人耳特征具有良好的唯一性与稳定性等特点,近年来被广泛应用于身份识别领域.针对人耳采集易受头发、耳饰等物品遮挡问题,本文提出了一种基于ERNet的人耳识别方法.该方法在IResNet网络的基础上,引入改进的SE模块,通过融合最大池化与均值池化的统计特性,增强身份相关特征的表示,抑制非相关特征的影响,以此解决在非受控环境下由于遮挡原因造成的识别困难问题.大量实验结果表明,相比较于原网络,改进后的方法识别性能提高较为明显.在同等遮挡条件下,本文所提出的模型具有较好的鲁棒性能.

    图像融合注意力机制卷积神经网络(CNN)深度残差网络人耳识别

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    结合线性景深和自适应雾浓度的去雾算法

    张帅杨燕林雷
    387-396页
    查看更多>>摘要：针对图像去雾中由于景深和大气光估计不准确等问题,导致军事监测、目标检测、导航、无人驾驶等系统成像设备获取到的图像质量下降,提出一种结合线性景深估计和自适应雾浓度估计的去雾算法.首先,依照景深与亮度分量和饱和度的关系,利用双滤波优化二者高亮区域,结合线性转换建立线性模型估计景深.然后,提取纹理特征构造雾浓度模型求取自适应散射系数,通过所求景深与自适应散射系数得到透射率.最后,根据对雾图是否含有天空区域的判决,采用两种不同的大气光估计方法.实验结果通过与不同去雾算法定性和定量分析,所提出的方法在保留深度边缘、颜色质量及细节方面具有良好的有效性和鲁棒性,图像恢复质量也相对较佳.

    图像去雾景深估计线性模型散射系数雾浓度大气光

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    基于轻量级光谱-空间注意力交互网络的高光谱地物分类研究

    周予程二丽张娅莉刘宇红...
    397-404页
    查看更多>>摘要：通过引入基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的分类算法,高光谱图像(hyperspectral image,HSI)分类任务的精度取得显著的提升,但目前主流CNN算法往往较为复杂且参数量大,从而导致网络难以训练以及容易产生过拟合问题.为在保证网络分类性能的前提下实现轻量化,本文提出一个轻量级架构的基于光谱-空间注意力交互机制的CNN网络用于HSI分类.为实现HSI的光谱-空间特征提取,构建了一个轻量化的双路径骨干网络用于两种特征的提取和融合.其次,为提高特征的表征能力,设计了两个注意力模块分别用于光谱和空间特征的权重再调整.同时,为加强双路径特征之间的关联以实现特征的更好融合,注意力交互机制被引入到网络中以进一步提升网络性能.在3个真实HSI数据集上的分类结果表明,本文所提网络可达到99.5％的分类准确度,并相比于其他网络至少减少50％的参数量.

    HSI地物分类轻量化CNN架构注意力交互机制光谱-空间特征提取

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    YOLO-NKLT视觉SLAM回环检测方法

    刘玮温显斌
    405-412页
    查看更多>>摘要：针对存在明显光照变化或遮挡物等室外复杂场景下,现有基于深度学习的视觉即时定位与地图构建(visual simultaneous localization and mapping,视觉SLAM)回环检测方法没有很好地利用图像的语义信息、场景细节且实时性差等问题,本文提出了一种YOLO-NKLT视觉SLAM回环检测方法.采用改进损失函数的YOLOv5网络模型获取具有语义信息的图像特征,构建训练集,对网络重训练,使提取的特征更加适用于复杂场景下的回环检测.为了进一步提高闭环检测的实时性,提出了一种基于非支配排序的KLT降维方法.通过在New College数据集和光照等变化更复杂的Nordland数据集上进行实验,结果表明:室外复杂场景下,相较于其他传统和基于深度学习的方法,所提方法具有更高的鲁棒性,可以取得更佳的准确率和实时性表现.

    室外复杂场景深度学习损失函数回环检测降维

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