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光电量子器件研究进展(封面文章·特邀)
1
作者 宋海智 张子昌 +3 位作者 周强 邓光伟 代千 王浟 《红外与激光工程》 EI CSCD 2024年第1期1-16,共16页
量子科技的发展多年来得到了光电技术的有力支撑,笔者团队由此进行了一系列光电量子器件的研究和开发。为在光纤量子通信中实现单光子信号的按需产生,笔者设计了几种微纳柱型光腔-量子点单光子源;发展了频分复用技术,研制了高纯度、高... 量子科技的发展多年来得到了光电技术的有力支撑,笔者团队由此进行了一系列光电量子器件的研究和开发。为在光纤量子通信中实现单光子信号的按需产生,笔者设计了几种微纳柱型光腔-量子点单光子源;发展了频分复用技术,研制了高纯度、高全同的宣布式单光子源;利用GaN缺陷的单光子特性,制备了室温量子随机数发生器。笔者优化周期极化铌酸锂的级联波导结构设计,大幅提升了通信波段量子纠缠光源性能,使保真度高于97%,噪声特性提高10倍;设计和制备Si3N4微环腔纠缠源器件,实现了99%的干涉可见度,展示了芯片集成量子光源的技术可行性;应用所制备的纠缠光源,实现了数十千米光纤基量子密钥分发和量子隐形传态。笔者发展了单光子探测器制造工程,研制了用于太阳光谱量子测量的低噪声高速雪崩单光子探测器和用于量子成像的128×32及以上规模的雪崩焦平面单光子探测器。笔者制备了光纤基量子存储器,实现了1 650个光子模式的有效存储;研究了光机械量子器件的原理机制,探索了纳米光机电系统用于量子精密测量的技术前景。希望以上综述为未来量子信息网络的发展提供研究参考和技术储备。 展开更多
关键词 光电子学 量子器件 量子信息 单光子 量子纠缠 量子网络
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多尺度粒子调控功能复合膜的数值计算
2
作者 徐海霞 谢元峰 于小英 《合成树脂及塑料》 CAS 2024年第1期45-47,51,共4页
以聚碳酸酯基体与荧光粉粒子构成的功能复合膜为研究对象,结合实验和蒙特卡洛计算机数值计算方法,研究了荧光粉粒子粒径和含量对复合膜光通量与色温的影响。结果表明:荧光粉粒子含量相同时,随着粒径增大,光通量表现为先升高后降低的趋势... 以聚碳酸酯基体与荧光粉粒子构成的功能复合膜为研究对象,结合实验和蒙特卡洛计算机数值计算方法,研究了荧光粉粒子粒径和含量对复合膜光通量与色温的影响。结果表明:荧光粉粒子含量相同时,随着粒径增大,光通量表现为先升高后降低的趋势,在粒径为4.0μm时均具有最大值,色温则表现为先降低后升高的趋势;荧光粉粒子粒径相同时,粒径为0.8~4.0μm,光通量与含量表现为正相关趋势,粒径为4.0~16.0μm,光通量与含量表现为负相关趋势;最优组合为原始掺杂荧光粉粒子粒径为8.0μm,质量分数为25%,搭配粒径为4.0μm,质量分数为75%,对应的光通量为139.81 lm,色温为4 257 K。 展开更多
关键词 聚碳酸酯 功能复合膜 荧光粉粒子 光通量 色温
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基于红外热成像的古建筑墙内暗柱材料缺失检测
3
作者 王皓宇 彭林 +5 位作者 张厚江 雷智勋 王辉 张典 唐家英 管成 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 2024年第3期132-144,共13页
【目的】墙内暗柱是木结构古建筑的重要承重构件之一,因其处于潮湿和缺乏通风的环境,故多存在腐朽及由严重腐朽导致的材料缺失等缺陷,容易失去原有的承载能力和稳定性。墙内暗柱自身构造导致现有的检测手段受限,易造成不可逆的损坏。故... 【目的】墙内暗柱是木结构古建筑的重要承重构件之一,因其处于潮湿和缺乏通风的环境,故多存在腐朽及由严重腐朽导致的材料缺失等缺陷,容易失去原有的承载能力和稳定性。墙内暗柱自身构造导致现有的检测手段受限,易造成不可逆的损坏。故本研究基于红外热成像原理开展墙内暗柱材料缺失缺陷检测理论与试验研究,以期为基于红外热成像的墙内暗柱缺陷状况无损检查方法的建立奠定部分前期基础。【方法】首先,从理论角度探讨古建筑墙内暗柱传热过程,推导稳态下木柱区域与纯墙体区域的温度公式,分析影响木柱材料缺失缺陷区域温度变化的因素;然后,建立试验模型,进行墙内暗柱缺陷红外检查试验,采集红外图像;最后,通过分析所获得的红外热图,探讨墙内暗柱材料缺失缺陷大小与墙体表面温度分布之间的关系。【结果】(1)理论研究表明:由于木材的横向导热系数远小于墙体导热系数,加热面加热温度相同的情况下,木柱墙体外表面所对应的温度偏低;墙内暗柱的检测效果主要受到缺陷尺寸,即缺陷高度、缺陷深度的影响。(2)试验结果表明:在稳态热传导下,木柱处的墙体外表面温度要低于纯墙体,即木柱处红外图像的颜色更浅;木柱缺陷的存在会使缺陷处墙体表面温度变高,红外图像颜色变深;木柱缺陷高度越大,缺陷导致的高温范围越大;木柱缺陷深度越大,缺陷区域温度值越高。(3)在非稳态热传导下,木柱中线温差分别与木柱缺陷高度(R^(2)≥0.964)、深度(R^(2)≥0.951)呈极强的正相关。(4)在木柱缺陷较小的情况下,墙体表面温度不因缺陷的存在而发生明显改变。【结论】木柱的缺陷高度与深度是影响缺陷红外热成像检测效果的主要因素,红外热成像法应用于古建筑墙内暗柱材料缺失缺陷的筛查与评估是可行的。 展开更多
关键词 古建筑 墙内暗柱 缺陷 红外热成像 无损检测
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光栅干涉位移传感器信息解算方法研究
4
作者 祖凯旋 赵锐 +4 位作者 石云波 张旭 陈玉楠 沈富明 刘豪 《应用光学》 CAS 2024年第2期446-452,共7页
面向光栅干涉式位移传感器信号高精度解算的需求,提出了一种基于椭圆拟合补偿及反正切算法的位移解算改进方法。采用傅里叶变换及标准化椭圆参数拟合法对信号误差估计,通过构建线性误差补偿模型对带误差信号进行正交补偿,结合反正切算... 面向光栅干涉式位移传感器信号高精度解算的需求,提出了一种基于椭圆拟合补偿及反正切算法的位移解算改进方法。采用傅里叶变换及标准化椭圆参数拟合法对信号误差估计,通过构建线性误差补偿模型对带误差信号进行正交补偿,结合反正切算法对信号进行线性化处理,实现高精度位移解算读出。Matlab仿真结果表明,该方法对信号正交补偿效果显著,线性化处理算法解算位移最大相对误差小于0.2%。为提高光栅干涉式传感器位移解算精度提供了有效途径和方法。 展开更多
关键词 光栅 位移 正交补偿 椭圆拟合 反正切 线性化处理
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计算成像技术中的点扩散函数工程
5
作者 乔敏达 白林阁 +6 位作者 王书恒 王天宇 董雪 相萌 刘飞 刘金鹏 邵晓鹏 《数据采集与处理》 CSCD 2024年第2期271-296,共26页
围绕光学成像中点扩散函数(Point spread function,PSF)在计算成像中的新内涵与应用,介绍了传统光学成像中PSF的概念以及PSF在光学系统设计中关键作用,并简要说明了几种利用PSF恢复图像算法以及图像评价指标。在此基础上以计算成像框架... 围绕光学成像中点扩散函数(Point spread function,PSF)在计算成像中的新内涵与应用,介绍了传统光学成像中PSF的概念以及PSF在光学系统设计中关键作用,并简要说明了几种利用PSF恢复图像算法以及图像评价指标。在此基础上以计算成像框架下信息传递的视角重新审视了PSF的内涵,从狭义、广义光学系统两个方面对计算成像领域中的相关研究进行了归纳总结,最后展望了PSF工程技术的应用前景及发展趋势。 展开更多
关键词 点扩散函数 计算成像 成像系统 计算复原 图像处理
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基于分布式应变测量的光纤形状还原算法研究
6
作者 武佳琪 李永倩 +3 位作者 王健健 刘婷 张雨薇 赵旭 《传感器与微系统》 CSCD 2024年第4期157-160,共4页
为了验证并行传输标架还原光纤传感器形状的可行性和准确性,设计了基于单模光纤的形状传感器,提出了利用有限元分析方法进行形状传感器建模和分布式应变信息的提取,对比分析了并行传输标架和弗莱纳标架在形状传感器不同弯曲形状和不同... 为了验证并行传输标架还原光纤传感器形状的可行性和准确性,设计了基于单模光纤的形状传感器,提出了利用有限元分析方法进行形状传感器建模和分布式应变信息的提取,对比分析了并行传输标架和弗莱纳标架在形状传感器不同弯曲形状和不同应变采样点数下的还原精度。结果表明:并行传输标架进行传感器形状还原时,不仅很好地还原了传感器的形状,而且弥补了在奇点位置前后弗莱纳标架方向发生突变,造成还原结果出现较大误差的不足。并行传输标架的远端位置误差低于光纤总长度的0.003 42%,相较弗莱纳标架,降低了10倍。 展开更多
关键词 单模光纤 形状传感器 并行传输标架 形状传感 有限元分析
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基于特征相似性的红外与可见光图像融合方法
7
作者 秦伟 段俊阳 《激光杂志》 CAS 2024年第2期119-123,共5页
单一图像无法全面描述目标的信息,实际应用价值低,针对当前红外与可见光图像融合方法存在的一些不足,如:融合质量差等,为了获得更加理想的红外与可见光图像融合效果,提出了基于特征相似性的红外与可见光图像融合方法。首先分析当前红外... 单一图像无法全面描述目标的信息,实际应用价值低,针对当前红外与可见光图像融合方法存在的一些不足,如:融合质量差等,为了获得更加理想的红外与可见光图像融合效果,提出了基于特征相似性的红外与可见光图像融合方法。首先分析当前红外与可见光图像融合的研究进展,指出各种方法的局限性,然后采用红外图像和可见光图像,并对它们进行图像去噪、增强处理,采用卷积神经网络提取红外与可见光图像的特征,最后根据特征相似性进行红外与可见光图像融合,并对红外与可见光图像融合效果进行了测试,结果表明,本方法提升了红外与可见光图像融合质量,融合效果要明显优于其他红外与可见光图像融合方法。 展开更多
关键词 卷积神经网络 红外图像 可见光图像 图像融合 图像质量
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基于光照模型的细胞内镜图像不均匀光照校正算法
8
作者 邹鸿博 章彪 +3 位作者 王子川 陈可 王立强 袁波 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 2024年第1期160-166,共7页
细胞内镜需实现最大倍率约500倍的连续放大成像,受光纤照明及杂散光的影响,其图像存在不均匀光照,且光照分布会随放大倍率的变化而变化。这会影响医生对病灶的观察及判断。为此,本文提出一种基于细胞内镜光照模型的图像不均匀光照校正... 细胞内镜需实现最大倍率约500倍的连续放大成像,受光纤照明及杂散光的影响,其图像存在不均匀光照,且光照分布会随放大倍率的变化而变化。这会影响医生对病灶的观察及判断。为此,本文提出一种基于细胞内镜光照模型的图像不均匀光照校正算法。根据图像信息由光照分量和反射分量组成这一基础,该算法通过卷积神经网络学习图像的光照分量,并基于二维Gamma函数实现不均匀光照校正。实验表明,经本文方法进行不均匀光照校正后,图像的光照分量平均梯度和离散熵分别为0.22和7.89,优于自适应直方图均衡化、同态滤波和单尺度Retinex等传统方法以及基于深度学习的WSI-FCN算法。 展开更多
关键词 细胞内镜 不均匀光照 光照模型 卷积神经网络
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基于汉宁窗变密度条纹的储罐沉降视觉测量方法
9
作者 伏喜斌 魏崴 +5 位作者 黄学斌 刘东明 钟剑锋 王东 钟舜聪 张焱 《应用光学》 CAS 2024年第1期158-165,共8页
针对储罐沉降问题,提出一种基于汉宁窗变密度条纹和二维视觉的储罐沉降测量系统。将设计的汉宁窗变密度条纹附于被测储罐的表面,在一定距离处通过远焦成像相机对表面的条纹进行实时采集,再通过特定的图像处理算法对图像进行处理以提取... 针对储罐沉降问题,提出一种基于汉宁窗变密度条纹和二维视觉的储罐沉降测量系统。将设计的汉宁窗变密度条纹附于被测储罐的表面,在一定距离处通过远焦成像相机对表面的条纹进行实时采集,再通过特定的图像处理算法对图像进行处理以提取储罐的沉降位移。通过SOLIDWORKS三维建模、运动仿真和图像成像模块模拟了不同条件下储罐沉降的图像序列,对主要的测量性能影响因素、测量可行性和准确性进行了模拟分析。搭建了储罐沉降模拟实验测量系统,对系统的测量性能进行了实验分析。结果表明,本测量方法可实现储罐沉降位移的实时监测,在7.5 m距离外沉降位移测量精度优于10μm。 展开更多
关键词 汉宁窗变密度条纹 远焦成像相机 储罐沉降 视觉监测
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355 nm激光应用于血栓及其钙化组织消融的实验研究
10
作者 李珉澄 姚育成 +4 位作者 张奥 鲁志兵 胡玥 邓晓月 张泽 《激光杂志》 CAS 2024年第2期197-202,共6页
相较于308 nm准分子激光器,355 nm脉冲固体激光器在峰值功率、成本和方便性等方面更具优势,使用离体新鲜猪血凝块与新鲜鸡胫骨块作为类血栓及其钙化组织,研究355 nm脉冲固体激光的组织消融特性及规律。实验结果显示:组织消融孔洞形貌良... 相较于308 nm准分子激光器,355 nm脉冲固体激光器在峰值功率、成本和方便性等方面更具优势,使用离体新鲜猪血凝块与新鲜鸡胫骨块作为类血栓及其钙化组织,研究355 nm脉冲固体激光的组织消融特性及规律。实验结果显示:组织消融孔洞形貌良好,无颗粒沉积;消融后微粒直径均在10微米量级,处于人体可自然代谢的范围,且25 mJ~200 mJ范围内脉冲能量越小,消融后微粒越小;灌注条件下,热影响区组织温升小于4.5℃,不会对血管壁造成热损伤。故355 nm脉冲固体激光可有效消融血栓及其钙化组织,具有较好应用前景。 展开更多
关键词 355 nm激光 消融 血栓及其钙化组织 脉冲能量 微粒尺寸 温升
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古建筑木结构无损检测内容与研究进展
11
作者 张厚江 李玉风 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 2024年第4期1-13,共13页
中国拥有大量的木结构古建筑。合理有效地检测评估木结构的存在状况,是古建筑保护和修缮工作的重要需求。古建筑木结构无损检测是以无损检测和评估古建筑木结构安全性,以现场应用和实际需求为导向的木材材性检测评估技术,检测内容主要... 中国拥有大量的木结构古建筑。合理有效地检测评估木结构的存在状况,是古建筑保护和修缮工作的重要需求。古建筑木结构无损检测是以无损检测和评估古建筑木结构安全性,以现场应用和实际需求为导向的木材材性检测评估技术,检测内容主要包括缺陷无损检测和木材物理力学性能无损检测两个方面。木结构、木构件隐藏缺陷的检测以及评估是古建筑木结构无损检测工作的重点和难点。本文首先介绍古建筑木结构的组成,总结其无损检测内容和目前常见无损检测方法;然后归纳总结古建筑木构件隐藏缺陷无损检测、古建筑木构件分等、腐朽对古建筑木材力学性能影响等应用和研究进展;最后归纳说明古建筑木材力学性能无损检测和自然老化对古建筑木材性质影响的研究状况。以期对从事木结构文物保护技术应用和科研工作的相关人员,有所启发和帮助。 展开更多
关键词 古建筑木结构 木构件 无损检测 缺陷 力学性能
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基于PSD传感器的炸点三维坐标测量方法研究
12
作者 宁威 褚文博 +1 位作者 张斌 赵冬娥 《计算机测量与控制》 2024年第3期195-203,共9页
针对野外炸点空间三维坐标测量的问题,提出了基于二维PSD位置传感器的炸点位置测量方法,构建了基于二维PSD位置传感器的炸点三维坐标测量系统;基于双目视觉原理建立了炸点空间三维坐标测量数学模型;研究了被动探测系统在野外远距离下的... 针对野外炸点空间三维坐标测量的问题,提出了基于二维PSD位置传感器的炸点位置测量方法,构建了基于二维PSD位置传感器的炸点三维坐标测量系统;基于双目视觉原理建立了炸点空间三维坐标测量数学模型;研究了被动探测系统在野外远距离下的标定技术;通过系统误差分解传递,分析了各参数的误差;在Matlab中分别绘制了炸点位置坐标3个维度的误差分布图,并分析了测量系统误差随炸点实际位置变化的分布情况;根据误差分布图得到了在理论100 m测试距离下X坐标最大测量误差约为0.292~0.303 m,Y坐标最大测量误差约为0.251~0.371 m,Z坐标最大测量误差0.270~0.336 m;最后通过静爆实验对测量方法正确性、被动探测系统标定技术可行性和测量系统功能性进行了验证,结果表明测量系统响应速度快且功能正常,被动探测系统标定技术具备可行性且操作方便,可适用于野外炸点位置的快速测量。 展开更多
关键词 PSD位置传感器 炸点位置测量 双目视觉原理 被动探测标定 误差分析
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风向角和倾角对光伏阵列风荷载的影响
13
作者 全勇 吴建高 +2 位作者 陈艳 王辛铭 敬海泉 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 2024年第1期25-31,共7页
该文通过数值模拟方法,系统研究单竖排光伏阵列的风荷载特性以及风向角和倾角的影响。结果表明:光伏阵列在横风作用下,迎风侧光伏组件的风荷载系数最大;光伏组件阻力系数、升力系数以及扭矩系数均随倾角的增大而增大,且在倾角小于20... 该文通过数值模拟方法,系统研究单竖排光伏阵列的风荷载特性以及风向角和倾角的影响。结果表明:光伏阵列在横风作用下,迎风侧光伏组件的风荷载系数最大;光伏组件阻力系数、升力系数以及扭矩系数均随倾角的增大而增大,且在倾角小于20°时变化速率较大,大于20°之后体型系数趋于平缓;光伏阵列中,组件风荷载系数的遮挡效应十分明显,迎风侧光伏组件降低了背风侧组件的来流风速,使得位于下游区域的光伏组件所受风荷载显著减小,且倾角越大遮挡效应越明显。 展开更多
关键词 光伏系统 风荷载 数值模拟 风向角 倾角
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基于主动加热方法的隧道积水分布式光纤传感器
14
作者 方忠强 王皓宇 +3 位作者 胡慧江 张坤 任康 张丹 《激光与红外》 CAS CSCD 2024年第3期473-480,共8页
针对目前隧道积水事件及积水范围监测需求,研发了两种新型隧道积水传感器,提出了基于分布式温度传感(DTS)的隧道积水分布式感测方法。通过将传感光缆按二维平面螺旋封装方式提高了传感器的空间分辨率,利用主动加热方法,显著提高了水-气... 针对目前隧道积水事件及积水范围监测需求,研发了两种新型隧道积水传感器,提出了基于分布式温度传感(DTS)的隧道积水分布式感测方法。通过将传感光缆按二维平面螺旋封装方式提高了传感器的空间分辨率,利用主动加热方法,显著提高了水-气界面传感光缆的温度差异,进而实现对积水事件和积水范围的识别。通过室内模型试验,对传感光缆的性能及影响因素进行了研究。结果表明,研发的两种传感器均具有较高的空间分辨率,由于螺旋Ⅰ型的环间距更小,其空间分辨率及定位精度均高于螺旋Ⅱ型;在多种典型工况下两种传感器均可以准确识别积水的水-气界面,定位误差均小于10cm;适当增大加热温度可以提高传感器的定位精度,50℃加热工况时的定位精度明显优于35℃和20℃。 展开更多
关键词 隧道 积水 DTS 光纤传感 主动加热方法
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基于太赫兹成像的输送带撕裂检测与分类识别研究
15
作者 蒋悦 凌平平 徐伟 《测试技术学报》 2024年第2期100-108,共9页
针对现有输送带撕裂检测方法存在灵敏度和安全性能低,且无法消除复杂工作环境带来的影响等问题,提出了一种基于太赫兹成像技术的输送带撕裂检测方法。设计并搭建了连续波太赫兹反射式成像系统,采集输送带撕裂的太赫兹图像;对原始图像进... 针对现有输送带撕裂检测方法存在灵敏度和安全性能低,且无法消除复杂工作环境带来的影响等问题,提出了一种基于太赫兹成像技术的输送带撕裂检测方法。设计并搭建了连续波太赫兹反射式成像系统,采集输送带撕裂的太赫兹图像;对原始图像进行滤波等处理获得低噪声太赫兹图像;最后搭建了基于机器学习太赫兹图像自动分类识别系统,该系统通过提取太赫兹图像的灰度直方图统计特征和几何特征,构建太赫兹图像特征库,并利用特征选择去除特征冗余,最终结合分类器实现对输送带撕裂种类的自动分类与识别。结果表明:通过太赫兹反射式成像系统对输送带进行成像实验,验证了太赫兹波成像技术检测输送带撕裂的可行性;太赫兹图像自动分类识别系统实现了对输送带3种撕裂种类的自动分类与识别,在组合特征下,使用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的分类准确率可达91.6%。 展开更多
关键词 成像系统 太赫兹成像 输送带 撕裂检测 特征提取 机器学习
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基于目标特性的光电系统作用性能评估方法
16
作者 李洁 孙科峰 《光电子技术》 CAS 2024年第1期78-83,共6页
针对复杂环境下,光电系统作用性能缺少量化指导数据的实际问题,提出了一种基于目标特性计算的光电系统作用性能评估方法。考虑目标与背景光学特性的重要影响,将目标特性计算引入到光电系统作用性能评估环节。以采用目标任务性能准则为... 针对复杂环境下,光电系统作用性能缺少量化指导数据的实际问题,提出了一种基于目标特性计算的光电系统作用性能评估方法。考虑目标与背景光学特性的重要影响,将目标特性计算引入到光电系统作用性能评估环节。以采用目标任务性能准则为判据的NvThermIP模型为基础,修正了原有模型中的视在对比度计算方法;借助辐射特性建模技术,给出了基于辐射亮度计算的视在对比度计算公式,将视在对比度计算的适用范围从红外波段扩展到了可见光波段,从而将NvThermIP模型的适用光电系统类型从红外波段拓展到了可见光波段,同时也提升了作用性能评估的准确度。以光电系统作用性能实测数据为依据,验证了文中所述方法的有效性,达到了提升光电系统作用性能评估精度的目标。 展开更多
关键词 目标特性 视在对比度 辐射亮度 NvThermIP模型 性能评估
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基于多维参量分布式光纤传感的架空输电线路覆冰监测技术
17
作者 李翠 夏炳森 +2 位作者 林斌 王若凡 张益昕 《光电子技术》 CAS 2024年第1期38-46,共9页
对比总结了典型DOFS技术的基本原理与系统结构,对现有输电线路覆冰监测技术发展现状进行介绍。在此基础上提出了一种多维参量分布式光纤传感技术,能够实现对线路的应变、温度、振动、衰耗等状态参数进行分布式的实时监测。与现有的单参... 对比总结了典型DOFS技术的基本原理与系统结构,对现有输电线路覆冰监测技术发展现状进行介绍。在此基础上提出了一种多维参量分布式光纤传感技术,能够实现对线路的应变、温度、振动、衰耗等状态参数进行分布式的实时监测。与现有的单参量、双参量传感监测方案相比,使用多维参量方案对线路进行融合感知,可以有效提高监测的准确度,降低误判率、误报率,为输电线路的安全稳定运行提供重要保障。 展开更多
关键词 分布式光纤传感 输电线路 覆冰监测 多维参量
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基于FBG的农业大棚土壤温度测量与研究
18
作者 钱蔡华 冯飞 +1 位作者 赵恒 李国利 《自动化与仪表》 2024年第1期121-124,129,共5页
研究农业大棚土壤温度,对农业生产具有重要意义。针对传统热电偶等传感器测量土壤温度场存在效率低、误差大等问题,该文采用一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的温度传感器来监测农业大棚内的土壤温度变化。该方法将封装了FBG串的不锈钢管垂... 研究农业大棚土壤温度,对农业生产具有重要意义。针对传统热电偶等传感器测量土壤温度场存在效率低、误差大等问题,该文采用一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的温度传感器来监测农业大棚内的土壤温度变化。该方法将封装了FBG串的不锈钢管垂直埋入被测土壤中,采用可调谐激光器法和寻峰算法解调FBG串各传感器波长,在大棚环境下进行了土壤多层温度场测量实验。实验结果表明,土壤内部温度呈余弦函数模型周期性变化。随着土壤深度增加,温度变化逐渐减小,在一定的湿度范围内,土壤湿度越大,浅层土壤温度越低。土壤湿度对深层土壤温度影响较小,太阳辐射对浅层土壤温度影响较大。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 传感器阵列 温度场
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基于光致变色钙钛矿材料的非接触式图像识别
19
作者 周星 陈希 《光学仪器》 2024年第1期55-62,共8页
视觉是人类获取信息的主要来源。用于视觉系统模拟的人工图像识别是发展人工智能技术的关键一环。当前,光电突触凭借存算一体式处理光信号的特点被广泛应用于视觉模拟领域,但是突触的光电转换需要对输入光信号进行接触式处理,从而导致... 视觉是人类获取信息的主要来源。用于视觉系统模拟的人工图像识别是发展人工智能技术的关键一环。当前,光电突触凭借存算一体式处理光信号的特点被广泛应用于视觉模拟领域,但是突触的光电转换需要对输入光信号进行接触式处理,从而导致大量的能量消耗。针对这个问题,研究了基于光致变色钙钛矿薄膜的全光人工突触,它在紫外和可见光触发下,从光透过率的变化上表现出显著的突触特性,包括配对脉冲易化和学习能力。利用循环神经网络处理随时间变化的透射率数据,实现了对数字图像的二元识别,识别精度从第1个循环就稳定在100%。该器件具有零功耗非接触式信息读取的特点,为视觉系统模拟开辟了一条新的途径。 展开更多
关键词 光致变色材料 钙钛矿 人工突触 图像识别
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基于分数阶时域Talbot效应的宽带射频信号实时频谱分析
20
作者 杨波 赵雷 +1 位作者 杨淑娜 池灏 《光子学报》 EI CAS CSCD 2024年第4期139-145,共7页
提出一种基于分数阶时域Talbot效应的宽带射频信号实时频谱分析方案。该方案基于采样和色散结构,实现射频信号频率到光脉冲时间间隔的映射。通过预先经过一个满足分数阶时域Talbot距离的色散元件,光脉冲在采样之前的重复频率发生倍增。... 提出一种基于分数阶时域Talbot效应的宽带射频信号实时频谱分析方案。该方案基于采样和色散结构,实现射频信号频率到光脉冲时间间隔的映射。通过预先经过一个满足分数阶时域Talbot距离的色散元件,光脉冲在采样之前的重复频率发生倍增。利用分数阶时域Talbot效应,可以显著提升系统的频率测量带宽。实验结果表明,利用9阶分数阶时域Talbot效应,实现29.7 GHz带宽内单音和双音射频信号的实时频谱分析。数值仿真结果进一步验证了该方案能够有效分析频率快速变化的宽带射频信号。该方案结构简单、带宽大、可实时处理,有望应用于电子对抗、宽带雷达、认知无线电等场景。 展开更多
关键词 频谱分析 光子辅助射频频谱分析 实时傅里叶变换 TALBOT效应 分数阶时域Talbot效应
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