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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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    干涉仪速度波动对光谱信噪比的影响规律研究

    秦玉胜李相贤韩昕童晶晶...
    449-457页
    查看更多>>摘要：干涉仪速度波动是影响光谱信噪比的重要因素之一,为了进一步提高光谱信噪比,对干涉仪速度波动与光谱信噪比之间的关系进行了研究.文中从旋转角度、反馈速度测量、电路噪声等方面定量分析了倾斜式干涉仪光程差速度波动的成因,在此基础上,通过理论分析和实验验证了光程差速度不稳定性对光谱信噪比的影响规律.实验结果表明,在同一波数区间,光程差速度稳定性越高,光谱信噪比越好,速度稳定性提高5％时,光谱信噪比提高约14％-16％.当光程差速度恒定时,低波数段的光谱信噪比明显优于高波数段,2 100～2 200 cm-1波段比2 500-2 600 cm-1波段的信噪比高约20％.该研究成果为高信噪比光谱仪的设计提供了理论基础.

    干涉仪速度波动光谱仪波数信噪比

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    单模光纤拉伸器分布式双折射特性实验研究

    苗甜甜冯亭路子億姚晓天...
    458-464页
    查看更多>>摘要：在偏振敏感光纤系统中,光纤双折射是重要的参量.基于压电陶瓷的单模光纤(single-mode fiber,SMF)拉伸器是光纤系统中引入应变、光程或相位变化等常用的器件,而少有人关注过光纤拉伸器引入的双折射特性.本文提出基于分布式偏振分析的SMF拉伸器双折射特性表征方法,结合全穆勒矩阵分析和光频域反射仪技术,可以得到SMF拉伸器缠绕光纤的分布式双折射特性.实验得到:在光纤拉伸器使用过程中,光纤双折射随驱动电压增大而增加;当光纤拉伸器缠绕光纤表面不平整时,可引入更高的基底双折射,且在施加驱动电压时,基底双折射增加更加明显;设计合适的拉伸机构和光纤缠绕方法,能有效地避免光纤拉伸器使用过程中双折射的改变,但可能会引入较强的基底双折射.本文研究结果对于在偏振敏感光纤系统中使用光纤拉伸器时系统性能的评估及优化具有指导意义.

    光纤拉伸器双折射分布式偏振分析

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    基于琼脂薄膜的微型端面光纤F-P湿度传感器

    赵云楠王伟牛慧莉孙哲...
    465-470页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于琼脂薄膜的微型法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)光纤湿度传感器.传感器通过将标准单模光纤插入空芯玻璃管并在玻璃管端面浸涂琼脂薄膜形成双F-P结构.当环境相对湿度变化时,琼脂薄膜的体积和折射率发生改变,从而引起干涉光发生波长偏移.搭建了湿度传感实验系统,对传感器的湿度传感特性进行了表征,在50％RH—80％RH的相对湿度范围内实现了高达1.2324 nm/％RH的相对湿度测量灵敏度.该传感器尺寸紧凑、成本低、具有较好的线性灵敏度,且制备方式简单.

    光纤传感器湿度琼脂法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)腔

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    微纳光栅结构提高OLED器件性能的研究

    朱忠昶王帅石超君李淑红...
    471-478页
    查看更多>>摘要：有机发光二极管(organic light emitting diode,OLED)具有重量轻、功耗低、响应时间快及具有柔性等特点,在平板显示及固态照明等方面均显现出巨大的优势.为进一步提高OLED器件性能,本文利用ExpertOLED仿真软件对具有不同光栅结构的实际OLED器件进行仿真模拟,分析不同结构的微纳光栅对双金属电极OLED器件电致发光((electroluminescent,EL)光谱、发光视角及器件内部电场强度分布的影响.通过优化,得到增强器件发光强度和拓宽发光视角的微纳光栅结构.在不同的光栅周期下,改变光栅高度对器件的发光性能有不同的影响.调节发光层中分子偶极取向,优化器件内部电场强度分布,可进一步对器件的发光性能进行优化,从而为实验上利用周期性微纳光栅结构提高OLED器件性能提供了具有价值的参考.

    微纳光栅ExpertOLED仿真软件电致发光(electroluminescent,EL)发光视角

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    基于多级特征选择的自然场景文本识别算法

    李利荣张开张云良乐玲...
    479-487页
    查看更多>>摘要：针对现有场景文本识别方法只关注局部序列字符分类,而忽略了整个单词全局信息的问题,提出了一种多级特征选择的场景文本识别(multilevel feature selection scene text recognition,MFSSTR)算法.该算法使用堆叠块体系结构,利用多级特征选择模块在视觉特征中分别捕获上下文特征和语义特征.在字符预测过程中提出一种新颖的多级注意力选择解码器(multilevel at-tention selection decoder,MASD),将视觉特征、上下文特征和语义特征拼接成一个新的特征空间,通过自注意力机制将新的特征空间重新加权,在关注特征序列的内部联系的同时,选择更有价值的特征并参与解码预测,同时在训练过程中引入中间监督,逐渐细化文本预测.实验结果表明,本文算法在多个公共场景文本数据集上识别准确率能达到较高水平,特别是在不规则文本数据集SVTP上准确率能达到87.1％,相比于当前热门算法提升了约2％.

    场景文本识别特征序列自注意力机制多级注意力选择解码器中间监督

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    一种基于可变形卷积的高光谱图像分类算法

    唐婷潘新
    488-494页
    查看更多>>摘要：随着深度学习的不断发展,基于深度学习的机器视觉方法被广泛应用,其中,卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)对高光谱图像(hyperspectral imagery,HSI)分类有着显著的效果.传统卷积网络中卷积核的采样位置是固定的,不能根据HSI中复杂的空间结构而改变,忽略了数据在空间分布上的特征,为了提高高光谱图像分类在实际应用中的性能,本文提出了 一种基于可变形卷积的高光谱图像分类方法,考虑到HSI高维度的特性,将可变形卷积从2D引伸到3D,从而更好地提取3D空间上的特征.本文结合双分支双注意机制网络(double-branch dual-at-tention mechanism network,DBDA)的网络结构和 3D 可变形卷积,在 Indian Pines(IP)和 Botswana(BS)2个数据集上进行了实验.实验结果表明,本文的方法在综合精度(overall accuracy,OA)、平均精度(average accuracy,AA)、KAPPA评价标准上均获得了更好的分类准确率,相较于次优算法,OA提高了 0.15％-0.23％,AA提高了 0.21％,KAPPA提高了 0.0003-0.0014.

    高光谱图像分类可变形卷积深度学习卷积神经网络

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    基于FPGA的实时幸运区域融合算法

    陈柄宇李彬华
    495-504页
    查看更多>>摘要：大气湍流对光学目标图像的分辨率会产生随机性的影响.幸运区域融合(lucky-region fu-sion,LRF)是一种针对受大气湍流影响图像序列的图像合成技术,通过在一系列短曝光图像中选取具有高分辨率的区域进行融合,从而获得一张清晰的图像.LRF算法在台式计算机上实现比较简单,但这是事后处理的方法,没有实时性.描述一种针对灰度图像流实时地进行提取、分区处理和合成的LRF算法及其系统实现技术.根据现场可编程门阵列(field programmable gate ar-ray,FPGA)数字信号处理的特点,提出了一种适合于FPGA处理的实时LRF算法.用硬件描述语言对该算法进行逻辑设计,将其嵌入到一个中小规模的FPGA上,从而构成一个纯硬件的紧凑的LRF处理系统.通过模拟的序列图像和在实验室实际拍摄了短曝光序列图像,对该系统进行了测试.实验结果表明,所提出的实时LRF算法可行,所实现的FPGA系统可以实现输入灰度图像序列的实时动态幸运区域融合,并最终获得高分辨率的融合图像.

    大气湍流图像处理幸运成像现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray,FPGA)

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    基于PiT的皮肤镜图像分类方法研究

    韦春苗徐岩蒋新辉魏一铭...
    505-512页
    查看更多>>摘要：随着计算机技术的进步,现有的Transformer被扩展成处理计算机视觉任务的网络结构.为提高黑色素瘤的早期确诊率以提高皮肤病患者的治愈率,本文提出一种改进的基于PiT(pyra-mid pooling transformer)的网络模型来实现对7种皮肤病变的皮肤镜图像进行自动分类.本文模型主要由PiT模块和抗干扰模块等2个部分组成,Pit继承了 ViT的优点,并通过池化进行空间尺寸转换来提高模型的鲁棒性,经过预训练的PiT网络拥有大量的自然图像特征,且PiT部分网络可为下游的分类任务提供所需的图像特征,本文设计出抗干扰模块,用来抵抗皮肤镜图像中的干扰因素(如毛发、异物遮挡)的影响,从而提高模型性能、提高分类精度.实验结果表明,本文模型在ISIC2018验证集上的分类准确率、精确率、召回率、F1-score值分别高达91.58％、83.59％、89.92％、86.34％,每秒传输帧数(frames per second,FPS)达到85 Hz与现有的几种先进的分类网络相比,分类性能和模型效率都有所提高,具有相对优势,证明本文模型具有一定的实用价值.

    图像处理图像分类PiT抗干扰模块

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    基于深度学习和灰度纹理特征的铁路接触网绝缘子状态检测

    姜香菊杜晓亮
    513-520页
    查看更多>>摘要：铁路接触网绝缘子状态检测对铁路行车安全有着重大的意义,为解决目前人工对绝缘子图像检测结果的不确定性,提出一种深度学习结合灰度纹理特征的检测方法.首先使用Faster R-CNN(faster region-based convolutional neural network)目标检测算法对图像中绝缘子精确识别,再通过灰度共生矩阵对绝缘子纹理特征进行分析提取,之后结合支持向量机将绝缘子分为正常绝缘子和异常绝缘子,实验数据结果证明使用能量、熵、相关度3种纹理特征进行绝缘子状态分类时对实验数据中的正常状态绝缘子的分类精度可达100％,异常状态绝缘子的分类精度达97.5％,最后依据绝缘子图像灰度分布的周期性特点,利用灰度积分投影将异常绝缘子分为破损绝缘子和夹杂异物绝缘子.实验结果表明所提方法可以有效对绝缘子状态进行检测分类.

    绝缘子FasterR-CNN(fasterregion-basedconvolutionalneuralnetwork)纹理特征支持向量机

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    自适应光电混合互连分流结构建模与性能分析

    惠超蒋林山蕊杨博文...
    521-528页
    查看更多>>摘要：针对片上光电混合互连网络(hybrid optoelectronic network-on-chip,HONoC)拥塞控制与自适应能力差、无法实现光电联合仿真等问题,提出一种适用于可重构阵列处理器的自适应光电混合互连分流结构,在此结构上设计了自适应分流路由算法与一种低损耗无阻塞的5端口光路由器,并搭建了基于System verilog与Verilog的光电混合互连功能仿真与性能统计模型.实验结果表明,在边缘节点阻塞的情况下所设计的路由算法避免拥塞能力平均提升了 17.5％,光路由器所需交叉波导与微环谐振器数量大幅减少,平均光路由器级插入损耗仅为0.522 dB,所设计的光电混合互连性能统计模型具有支持设计拓扑、结构和路由策略等功能,并且可以对资源使用、功耗开销、插入损耗等性能进行统计分析.

    片上光电混合互连电配置路由器分流结构光路由器性能分析

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