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期刊信息/Journal information
光学与光电技术
光学与光电技术

潘德彬

双月刊

1672-3392

717yfb@vip.sina.com

027-59002236

430223

武汉市阳光大道717号

光学与光电技术/Journal Optics & Optoelectronic TechnologyCSTPCD
查看更多>>本刊以“武汉中国光谷”为依托，是中国光学学会光电技术专业委员会,中国仪器仪表学会光机电技术与系统集成分会,中国造船工程学会光电技术专业委员会,湖北省光学学会,湖北省激光学会会刊。2007年被收录为“中国科技论文统计源期刊”（中国科技核心期刊）,在本刊发表论文，一律免收版面费和审稿费。
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    基于幅值与相位差判据的Rife算法的脉率测量方法

    李毅王凤森吕恒朱涛...
    92-99页
    查看更多>>摘要：针对光电容积脉搏波在低灌注时,脉率测量精度较低的问题,通过分析FFT幅值与相位差特性,提出了一种基于幅值与相位差判据的Rife算法的脉率测量方法.该方法基于Rife算法在相邻频率中心区域鲁棒性较好的特点,采用新的判据对信号进行频移处理,从而获得更高的脉率测量精度.对建立的脉搏波模型进行仿真,结果表明信噪比在-14dB的条件下,所提方法与I-Rife算法性能相当,相对于Rife算法减少了大约15％的修正方向误判率,且FFT点数在103～104的数量级条件下,所提方法相对于I-Rife算法减少了25％以上的计算量.同时使用脉搏波信号进行实验,结果表明所提方法具有较高的测量精度与稳定性.该测量方法测量精度更高,为人体脉率测量提供了一种新的思路.

    低灌注脉率测量FFT幅值相位差Rife算法

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    电子式电流互感器中的供能激光器退化机理研究

    楼钢杰黄俊昌夏历
    100-106页
    查看更多>>摘要：电子式电流互感器中的供能激光器是给远端模块供能的半导体器件.为了解决其故障频发的问题,需要研究其退化机制从而为器件可靠性提升提供可行思路.设计了一套半导体激光器外特性综合测试系统,利用恒温加热箱、振动台可测得在不同温度、振动下的激光器的PIV曲线、波长等外特性参数,并通过相关性分析,表明缓慢退化的关键参数与环境敏感参量的影响机制.其次,对故障光芯片进行失效表征得出供能激光器退化机理.最后对不同退化程度的激光器光功率进行指数拟合得到供能激光器在工况条件下的预期寿命为127 438 h,并给出运维改进措施.研究结果表明退化后的激光器斜率效率变化最为显著可达7.99％,阈值电流变化为4.98％,两参量与激光器退化呈现强相关;而芯片退化乃至失效原因主要为腔面膜层损伤不断加剧导致腔面发生光学灾变.

    半导体激光器相关性分析退化机理电子式电流互感器光学灾变

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    多厄米-高斯子波束的传输特性研究

    罗佳雯李亚清任雨航张晨...
    107-113页
    查看更多>>摘要：基于拉盖尔-高斯模和厄米-高斯模之间相互转换的关系,将拉盖尔-高斯涡旋光束展开成多厄米-高斯子波束,给出了模式转换关系的强度分布图.采用惠更斯-菲涅尔原理,推导了非傍轴条件下多厄米-高斯子波束在真空中传输时接收面处的场分布表达式.采用数值分析方法对真空传输过程中不同传输距离和拓扑荷下的多厄米高斯子波束的强度和相位分布进行了分析.结果表明:在短距离传输范围内,多厄米-高斯子波束在主扇位区域具有高光强能量集中,可以用于精确的光学操控.随着传输距离的增大,子波束场的等相位线由直线变为平滑的弧线.在远距离传输时,非傍轴近似多厄米-高斯子波束的相位变化远远小于傍轴近似拉盖尔-高斯光束的相位分布.由此可见,非傍轴近似条件下多厄米-高斯子波束更适合远距离传输.所研究的结果可为高拓扑荷、宽发散角拉盖尔-高斯涡旋光束的传输提供理论基础.

    惠更斯-菲涅尔原理拉盖尔-高斯涡旋光束多厄米-高斯子波束相位强度

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    激光通信中OOK/QPSK调制模式下图片传输特性的对比

    李帝水
    114-121页
    查看更多>>摘要：针对目前信息爆炸式增长对于通信信道容量的更高需求,以图片传输为例,在MATLAB软件中仿真对比了激光通信中开关键控(On-Off Keying,OOK)调制和正交位移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)调制这两种常见的调制方式下,图片经过加性高斯噪声信道和莱斯信道传输后的传输结果;同时也对比了两种调制方式下的误码率曲线.仿真结果显示,无论是那种调制方式,接收到的图片都会随噪声的增加而出现明显劣化,但是加性高斯信道的劣化速度比莱斯信道更缓慢;在相同信道条件下,图片经过QPSK调制后的劣化程度优于OOK调制;误码率的对比结果显示QPSK调制方式的误码率明显优于OOK调制.通过仿真结果可以得出,QPSK调制在噪声环境下的性能相较OOK调制有其独特的优势,这为激光通信系统中调制方式的选择提供了参考.

    激光通信加性高斯白噪声信道莱斯信道OOK调制QPSK调制

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    燃烧喷焰的红外辐射特性分析

    廖鹏昊汪玉琴李佳文张蓉竹...
    122-130页
    查看更多>>摘要：在探测燃烧形成的火焰目标时,由于不同红外波段辐射特性不同,不同波段下成像效果差异明显.以喷枪火焰为研究对象,用仿真与实验相结合分析了其在近红外(0.9～1.7μm)、中红外(3.8～4.7 μm)、远红外(7.5～13μm)三个波段下的红外辐射特性.从气体辐射理论出发,根据辐射传输方程对喷焰在0.9～1.7 μm、3.8～4.7 μm、7.5～13 μm三个波段下的红外辐射特性进行了计算和比较.通过辐射成像实验,对响应波段的辐射图像信息进行了采集,并与仿真计算结果进行了比对分析.结果表明:在640×512分辨率下火焰的中波红外成像目标像素约10 000个,包含了最多的信息量,其红外辐射强度最大,长波红外有效目标像素约7 000个,但其红外辐射分布最广且受环境影响最小,近红外成像像素约3 400个.为各类动力目标的探测和识别以及图像的融合、信息增强等提供了依据.

    红外辐射喷枪火焰辐射出射度红外成像图像融合

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    可见-短波红外成像系统色彩恢复滤光片研制

    庞佳裕韩军张岩
    131-139页
    查看更多>>摘要：针对当前0.40～2.50μm宽光谱响应成像系统可见光波段颜色信息丢失,全波段只能灰度成像的问题,设计并制备了用于全天时、可见光色彩恢复、短波红外(Short-Wave Infrared,SWIR)多波段成像的滤光片.使用Essential Macleod膜系设计软件,通过三种设计方案进行参数和性能对比,最终采用短波通基础膜系的两级截止带构造蓝光(B)+SWIR、绿光(G)+SWIR、红光(R)+SWIR负滤光片膜系设计,采用长波通基础膜系实现0.42～2.50μm通带膜系设计.以上四个滤光片的组合选用Ta2O5和SiO2为高低折射率材料在石英玻璃JGS-1基底上制备,经过测量通带的平均透过率均大于93.6％,通带平均透过率之差小于1.6％.最后用制备的滤光片进行拍照和计算,对色彩恢复功能进行验证.测试结果对宽光谱彩色成像技术的进一步研究具有参考价值.

    光学薄膜色彩恢复负滤光片短波红外薄膜制备

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    一种小型化的低功耗短波红外成像组件设计

    王瑞洪普宫文峰胡志强...
    140-148页
    查看更多>>摘要：短波红外兼具可见光与热红外的成像优点,近年来得到了快速的发展.现有的短波红外相机多应用于机载或车载平台,可以对快速移动的目标进行跟踪识别,但是存在尺寸重量较大、功耗成本较高等问题,限制了其在民用方向的推广.针对这一问题,提出了一种低功耗、低成本、小型化的短波红外成像组件解决方案,降低帧频以精简信号处理架构;选择国产低功耗现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)芯片;提高电源效率,在保证信噪比的前提下,单板面积减小到38mm×38mm,正常工作状态下功耗为2.8 W.在短波红外相机的尺寸和功耗方面都有了显著优化,降低了成本及装载要求,提升了续航能力,为民用方向的推广起到了一定的推动作用.

    InGaAs探测器低功耗短波红外全差分运算放大器TEC温度控制

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    基于ROS轮式机器人的网络攻防实验平台设计

    李升辉申珊靛白无瑕何婧瑗...
    149-156页
    查看更多>>摘要：当前,轮式移动机器人作为热门的人工智能技术应用领域之一,其网络安全问题备受关注.然而,由于通用实验平台的缺乏、算法的复杂性以及物联网技术发展的时间短暂等因素,导致相关先进网络安全技能往往仅限于研究团队使用,难以普及至高校教学实践中.针对上述问题,提出了 一个基于机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)的轮式机器人网络攻防实验平台.该平台首次尝试将网络攻防对抗和无人驾驶技术相结合,运用层次化、模块化的设计方法,重点关注"无人驾驶"和"攻防对抗"两个主题,并配备了一体化软硬件系统与全套方案.通过整合机器人设计、自动控制、人工智能、计算机网络和网络安全等多个学科知识,本平台旨在填补现有机器人网络安全教学实验平台的空白,让学生能够在教学平台中学习网络安全技能,并推动该领域的教育创新与实践.

    实践教学实验设计网络空间安全无人驾驶机器人操作系统

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