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激光脉冲回波模拟综述:从理论建模到半实物仿真的演进与挑战
1
作者 徐伟 文心怡 +3 位作者 田磊 郭翠娟 徐德刚 姚建铨 《量子电子学报》 北大核心 2026年第2期163-177,共15页
激光脉冲回波模拟是激光雷达系统验证与环境建模的关键技术,广泛应用于自动驾驶与遥感领域。本文综述了激光回波模拟从理论建模到半实物仿真的技术演进。在理论建模方面,分析了瑞利散射与米氏散射在非理想介质中引起的多路径传播与波形... 激光脉冲回波模拟是激光雷达系统验证与环境建模的关键技术,广泛应用于自动驾驶与遥感领域。本文综述了激光回波模拟从理论建模到半实物仿真的技术演进。在理论建模方面,分析了瑞利散射与米氏散射在非理想介质中引起的多路径传播与波形畸变机制,介绍了蒙特卡洛方法与神经辐射场方法在建模精度与仿真连续性方面的优势。在半实物仿真方面,重点介绍了时延模拟,比较了光纤延迟线与高速电子调制方法的系统特性,并进一步归纳了多种调制机制的仿真表现与硬件适配性。最后总结了当前面临的时序控制、能量非线性与系统集成等挑战,并展望了数据驱动建模与光电融合的发展方向。 展开更多
关键词 激光回波 多路径传播 散射建模 延迟模拟 调制机制 半实物仿真
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一种高功率638nm红光半导体激光器
2
作者 黄建华 孙玉润 +3 位作者 朱鲁江 于淑珍 张瑞英 董建荣 《半导体技术》 北大核心 2026年第2期125-131,共7页
研制了一种80μm脊宽的双脊波导AlGaInP/GaAs高功率638 nm波长红光半导体激光器。为抑制宽条型激光器高功率工作的腔面光学灾变损伤,通过Zn杂质扩散诱导GaInP/AlGaInP量子阱混杂,在器件腔面构建了非吸收窗口(NAW)结构,有效提高了器件的... 研制了一种80μm脊宽的双脊波导AlGaInP/GaAs高功率638 nm波长红光半导体激光器。为抑制宽条型激光器高功率工作的腔面光学灾变损伤,通过Zn杂质扩散诱导GaInP/AlGaInP量子阱混杂,在器件腔面构建了非吸收窗口(NAW)结构,有效提高了器件的输出功率。此外,结合干法刻蚀与湿法腐蚀工艺刻蚀脊条间隔离沟道,有效降低了脊侧壁损伤并获得较为陡直的侧壁形貌。制备了宽度520μm、腔长1500μm的常规结构和NAW结构两类激光器,在脉冲电流下测试其输出特性。结果显示,室温下NAW结构激光器在3 A时最大输出功率达2.31 W,相较常规器件提升了近2倍。NAW结构激光器的特征温度为91 K,波长随电流和温度的漂移系数分别为2.08 nm/A和0.22 nm/K。 展开更多
关键词 红光激光器 量子阱混杂 非吸收窗口(NAW) 干法刻蚀 湿法腐蚀
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非干涉定量相位显微成像的传递函数调控:理论、方法与应用(特邀)
3
作者 范瑶 符庆杨 +9 位作者 束业峰 熊立翔 卢桂锋 张泽众 孙佳嵩 叶燃 张晓磊 沈德同 陈钱 左超 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第2期36-79,共44页
定量相位成像作为无标记、非侵入式光学显微的重要范式,通过从强度测量中反演光学相位,实现样本厚度、折射率分布与干质量等关键生物物理参量的精确重建,为活体细胞动力学、肿瘤微环境以及神经元三维结构等复杂生命过程的定量研究提供... 定量相位成像作为无标记、非侵入式光学显微的重要范式,通过从强度测量中反演光学相位,实现样本厚度、折射率分布与干质量等关键生物物理参量的精确重建,为活体细胞动力学、肿瘤微环境以及神经元三维结构等复杂生命过程的定量研究提供了重要的基础性工具。激光器的诞生为相干成像奠定了器件基础,并发展出以迈克尔逊干涉和数字全息为代表的一系列经典干涉式定量相位成像方法。然而,受限于散斑噪声、光路稳定性及有限频谱带宽,干涉式方法在高分辨、高通量与复杂场景成像应用中难以充分胜任。为了突破上述瓶颈,非干涉“强度–相位”反演方法逐渐成为定量相位显微成像的重要方向。其核心思想在于通过可控照明与光场传播调制,主动打破成像系统的旋转与平移对称性,将相位信息以可解析方式编码至强度域,并以传递函数建立强度分布与相位(或相位梯度)之间的映射关系。在这一统一框架下,相位可通过傅里叶反演或迭代求解直接恢复,无需条纹解调或相位展开,且与传统明场显微镜兼容,从而在保持系统简洁性的同时提升成像的分辨率、灵敏度与稳定性。文中围绕“传递函数调控”这一核心主线,系统梳理了非干涉定量相位显微成像的物理调控机制与重建算法原理,重点介绍光强传输方程(TIE)、傅里叶叠层显微(FPM)和差分相衬显微(DPC)在照明设计、传递函数工程与重建算法方面的最新进展及其向三维衍射层析的自然拓展。同时,结合上述技术在细胞成像、组织病理与神经科学等领域的典型应用,展望了传递函数调控在推动非干涉定量相位显微成像技术发展、深化生命科学定量化研究以及支撑未来临床诊断的潜在价值与发展方向。 展开更多
关键词 定量相位成像 非干涉 无标记成像 衍射层析 部分相干成像 传递函数
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用于天文K波段观测的短波碲镉汞红外焦平面探测器
4
作者 黄健 李珣 +6 位作者 朱立祁 梁清华 孙权志 周松敏 马斌 魏彦锋 林春 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第3期208-217,共10页
短波红外探测技术在天文观测中具有重要的应用。红外天文观测的目标辐射信号较弱,要求红外探测器需具备极低的暗电流和读出噪声以及高量子效率。针对国内红外天文观测对红外探测器的应用需求,文中开展了天文用短波碲镉汞红外焦平面探测... 短波红外探测技术在天文观测中具有重要的应用。红外天文观测的目标辐射信号较弱,要求红外探测器需具备极低的暗电流和读出噪声以及高量子效率。针对国内红外天文观测对红外探测器的应用需求,文中开展了天文用短波碲镉汞红外焦平面探测器的研究。采用液相外延技术进行材料生长,通过在器件表面形成高镉(Cd)组分的钝化层和对读出电路进行优化设计来抑制暗电流,研制出了像元中心距15μm的极低暗电流640×512短波碲镉汞红外焦平面探测器,并基于“光子转移曲线”的测试方法对探测器进行了系统的表征。测试结果显示,液氮温度下探测器的截止波长为2.8μm,器件暗电流为4.7 e^(-)/s·pixel^(-1),读出噪声为65 e^(-),K波段量子效率达到85%,满阱电荷量为97340 e^(-),有效像元率达到99.4%。在冷湖中山大学80 cm红外望远镜进行了外场观测实验,在20 s的积分时间下,探测器单次成像灵敏度在K波段达到15.1 mag,与国际著名的2MASS近红外巡天的成像灵敏度相当。以上结果表明该探测器的性能指标满足地基红外天文观测需求,具备了在天文K波段进行观测的能力。该研究成果将为国内红外天文领域的发展提供有力的技术支持。 展开更多
关键词 红外天文 碲镉汞红外焦平面探测器 暗电流 读出噪声 量子效率
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基于金属纳米光栅结构修饰的D型光纤表面等离激元共振超材料传感器研究
5
作者 刘琨 熊艺扬 +8 位作者 井建迎 朱枫彤 肖璐 战晓寒 刘津畅 江俊峰 徐天华 王双 刘铁根 《量子电子学报》 北大核心 2026年第1期141-150,共10页
超材料因其独特的亚波长结构设计和独特的电磁响应特性,在提升表面等离激元共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)传感器灵敏度方面具有广阔前景。本文设计了一款金属纳米光栅结构修饰的D型光纤SPR超材料传感器,并对折射率范围在1.332~1.... 超材料因其独特的亚波长结构设计和独特的电磁响应特性,在提升表面等离激元共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)传感器灵敏度方面具有广阔前景。本文设计了一款金属纳米光栅结构修饰的D型光纤SPR超材料传感器,并对折射率范围在1.332~1.344的低折射率溶液进行了传感检测。首先,基于倏逝波和表面等离极化激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)的光波矢特性,对D型光纤SPR传感器进行了理论分析,绘制得到不同折射率下共振波长随入射角度变化的解析解曲线,以便研究光纤中不同传导模式下的SPR激发条件。进而建立了D型光纤SPR超材料传感器二维有限元仿真模型进行模式分析研究,计算了模式损耗和传感器的灵敏度。最后,基于前述的仿真模型,具体构建了分别为以不同间隔的双条带或者单条带为金属光栅单元的传感器,以及使用银/铜替代金,作为金属连续层和金属光栅材料时的传感器,对比探究了这些传感器的灵敏度性能。研究结果表明,改变双条带光栅单元的条带间隔,对灵敏度的影响并不显著,与光栅单元为单条带的传感器灵敏度几乎一致;使用银替代金作为连续金属层材料时,传感器的灵敏度性能达到最优,可达1800 nm·RIU^(-1)。 展开更多
关键词 表面等离激元共振 灵敏度优化 金属纳米光栅 D型光纤
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激光驱动平面含混合层Richtmyer-Meshkov不稳定性增长实验研究
6
作者 袁永腾 姚立 +8 位作者 宋洋 涂绍勇 尹传盛 于承新 蒲昱东 李志超 杨冬 杨家敏 缪文勇 《物理学报》 北大核心 2026年第7期255-265,共11页
金属材料内爆压缩过程中,材料动态破坏形成的喷射物质会在材料界面之间形成具有密度分布的混合层,该混合层会对后期的流体力学不稳定性发展及混合产生重要影响,因此,准确预测高能量密度条件下具有混合层的Richtmyer-Meshkov不稳定性增... 金属材料内爆压缩过程中,材料动态破坏形成的喷射物质会在材料界面之间形成具有密度分布的混合层,该混合层会对后期的流体力学不稳定性发展及混合产生重要影响,因此,准确预测高能量密度条件下具有混合层的Richtmyer-Meshkov不稳定性增长及其引起的湍流混合,对于理解天体物理中的多种现象和惯性约束聚变中的工程设计有着重要作用.与激光装置上流体力学不稳定性实验研究常用的X射线背光成像方式相比,本工作利用超环面弯晶测量泡沫材料中钛原子K壳层荧光信号,实现了流体力学不稳定性增长过程中低密度混合层界面混合增长的测量.基于神光Ⅲ原型激光装置,开展了预热实验研究,证实通过降低入射激光功率和掺杂的方式,基本消除了预热对铝材料界面初始状态的影响.在此基础上开展了不同密度混合层条件下的Richtmyer-Meshkov不稳定性实验研究,实验结果显示,在界面粗糙度相同的条件下,阿特伍德数越大,混合层与铝层界面非线性增长阶段的θ值越大,低密度的混合层材料更有利于压缩,扰动界面处存在更高的密度梯度和压力梯度,从而在扰动界面处生成更多的涡量,因此较低混合层密度条件下的Richtmyer-Meshkov不稳定性增长速度更快. 展开更多
关键词 混合 RICHTMYER-MESHKOV不稳定性 预热 阿特伍德数
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不同体积分数Primitive点阵结构的AlMgScZr合金力热性能研究
7
作者 李毅 王晓强 +3 位作者 易文珏 周燕 文世峰 史玉升 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第2期406-418,共13页
随着航空航天等领域对高性能热管理部件的迫切需求,兼具高效散热与优异力学承载能力的多功能构件成为研究焦点。借助有限元模拟与实验表征手段,本研究系统研究了体积分数对激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术成形的AlMgScZ... 随着航空航天等领域对高性能热管理部件的迫切需求,兼具高效散热与优异力学承载能力的多功能构件成为研究焦点。借助有限元模拟与实验表征手段,本研究系统研究了体积分数对激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术成形的AlMgScZr合金Primitive点阵结构成形质量、力学响应及热交换性能的影响规律。结果表明:SLM成形的Primitive结构虽表面粗糙、存在尺寸偏差,但整体成形质量满足功能需求。在力学性能方面,体积分数的增加显著提升点阵结构的力学性能,当体积分数为25%时,压缩模量达1664.06 MPa,峰值平台应力为42.85 MPa,且单位体积能量吸收值随体积分数增加明显增长;热交换性能方面,体积分数25%的Primitive点阵结构努塞尔数(Nu)较10%的点阵结构提升41.6%,雷诺数(Re)增加进一步强化对流换热效率,但伴随摩擦因数(f)的上升。本研究通过体积分数优化实现了热交换-力学性能协同调控,为Primitive点阵结构在热管理部件中的应用提供了参考。 展开更多
关键词 Primitive点阵结构 激光选区熔化成形 力学性能 热交换性能
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掺镱光纤激光器伽马辐照响应特性
8
作者 陶蒙蒙 谌鸿伟 +6 位作者 王亚民 王科 邵冲云 李哲 李生武 李乔木 叶景峰 《物理学报》 北大核心 2026年第3期185-194,共10页
光纤激光器在太空、反应堆、大型加速器等辐射环境中应用时,辐射与光纤的相互作用会给光纤参数带来较大变化,从而影响激光器的输出性能.本文对掺镱光纤激光器的伽马辐照响应特性开展了实验和仿真研究.实验对比了无源光纤、泵浦合束器、... 光纤激光器在太空、反应堆、大型加速器等辐射环境中应用时,辐射与光纤的相互作用会给光纤参数带来较大变化,从而影响激光器的输出性能.本文对掺镱光纤激光器的伽马辐照响应特性开展了实验和仿真研究.实验对比了无源光纤、泵浦合束器、光纤光栅、增益光纤等不同光纤器件在辐照环境下的性能变化,通过对比分析明确了增益光纤是激光器系统中对辐射最为敏感的光纤器件.实验研究了泵浦方式、增益光纤长度对掺镱光纤激光器辐射响应特性的影响,并通过理论模拟对实验结果进行了分析验证;结果表明,后向泵浦方式和更短的增益光纤有助于降低光纤激光器系统的辐射敏感性.相关研究结果可为光纤激光器抗辐射优化设计提供技术参考,支撑激光器在辐射环境中的安全使用. 展开更多
关键词 辐致损耗 掺镱光纤激光器 伽马辐照
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基于最小二乘向量寻优法的三线结构光标定
9
作者 陈琳 江山 +2 位作者 朱训 潘海鸿 申毅莉 《应用激光》 北大核心 2026年第3期71-79,共9页
为解决三线结构光传感器标定过程中,光平面拟合精度低的问题,提出一种基于最小二乘向量寻优的光平面标定方法。首先,使用Steger算法和随机抽样一致性(random sample consensus,RANSAC)算法提取并拟合光条中心线;然后,提取光条与标定板... 为解决三线结构光传感器标定过程中,光平面拟合精度低的问题,提出一种基于最小二乘向量寻优的光平面标定方法。首先,使用Steger算法和随机抽样一致性(random sample consensus,RANSAC)算法提取并拟合光条中心线;然后,提取光条与标定板的所有列角点拟合直线的交点作为标定点,并通过PnP(perspective-n-point)法计算这些标定点在相机坐标系下的表示;接着,将这些标定点转换为空间向量,增加标定数据的样本量;最后,使用改进的最小二乘法求解空间向量组的最优解,进而求解出光平面参数。使用该方法对两种不同尺寸的垫片进行重复测量,平均测量误差达到0.021 mm,均方根误差(RMSE)达到0.025 mm。此外,与传统最小二乘法和RANSAC算法相比,最小二乘向量寻优法的RMSE降低了约20%~40%,验证了其优越性。 展开更多
关键词 最小二乘向量寻优 三线结构光 光平面标定 平面拟合
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亚表面孔洞的激光-电磁超声检测研究
10
作者 王玉庆 廉洁 马世榜 《激光技术》 北大核心 2026年第2期284-290,共7页
为了实现亚表面孔洞缺陷的非接触式检测,采用激光-电磁超声复合式检测技术扫描人工缺陷试样,研究检测过程中信号幅值的变化特征,并以此作为缺陷存在的判定依据。分析了线状光斑对应表面波声场的指向性、电磁超声换能器(EMAT)的接收原理... 为了实现亚表面孔洞缺陷的非接触式检测,采用激光-电磁超声复合式检测技术扫描人工缺陷试样,研究检测过程中信号幅值的变化特征,并以此作为缺陷存在的判定依据。分析了线状光斑对应表面波声场的指向性、电磁超声换能器(EMAT)的接收原理以及直通波信号与缺陷反射信号发生干涉叠加形成复合信号的现象;实验中用于形成线状光斑的柱面聚焦透镜与表面波EMAT相对固定,组成前端检测模块;获得了含有相同直径、不同埋深缺陷试样以及含有不同直径、埋深相同缺陷试样的扫描检测数据。结果表明,对于完全处于表面波1个波长范围内的亚表面缺陷,其复合信号最大幅值出现时,所对应EMAT位置随着埋深的增加从–1 mm处逐渐后移至5 mm处,随着直径的增加则从1 mm处前移至–1 mm处;最大幅值随埋深的增加而减小,随着缺陷直径的增加而增加;上述现象归因于表面波能量分布特点、反射发生的位置以及反射面的曲率。该研究工作为亚表面孔洞缺陷的非接触式检测提供了参考,有利于推动激光-电磁超声复合式检测技术在工程中的应用。 展开更多
关键词 测量与计量 亚表面缺陷检测 激光超声 电磁超声换能器 信号干涉叠加
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基于单目线激光多模态融合的系统应用研究
11
作者 杨成禹 何琦 +1 位作者 艾广燚 韩冬 《激光与红外》 北大核心 2026年第1期31-37,共7页
针对高精度激光三维扫描在复杂工业场景中的应用需求,本文提出偏振-线激光融合重建在一维移动扫描系统和转台旋转扫描系统中解决了高反射表面(如工业零件、抛光金属、釉面陶瓷)导致的激光散射和重建失真。在激光器传感器和CMOS工业相机... 针对高精度激光三维扫描在复杂工业场景中的应用需求,本文提出偏振-线激光融合重建在一维移动扫描系统和转台旋转扫描系统中解决了高反射表面(如工业零件、抛光金属、釉面陶瓷)导致的激光散射和重建失真。在激光器传感器和CMOS工业相机端前加入旋转偏振片捕捉多角度偏振信息。通过偏正特性区分镜面反射与漫反射,修正三维坐标。采用自适应曝光控制模块降低过曝区域影响,融合多模态图像数据提升特征提取精度,引入反射抑制算法优化点云重建。实验表明,该方法在金属工件、镜面陶瓷等典型高反光物体上的重建误差亚毫米级。 展开更多
关键词 线激光 三维重建 激光投影
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基于改进Chahine算法的水下气泡激光衍射分布反演技术
12
作者 张宇 种慧琪 +2 位作者 张进 吴羽 芮小博 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第1期212-224,共13页
舰船在航行过程中会产生一条绵延数公里的尾流带,不同排水量、航行速度的舰船产生的尾流气泡大小分布不同,因此可以用于舰船的识别与追踪。针对传统光散射反演方法存在病态性及噪声敏感问题,提出一种基于自适应正则化算子的改进Chahine... 舰船在航行过程中会产生一条绵延数公里的尾流带,不同排水量、航行速度的舰船产生的尾流气泡大小分布不同,因此可以用于舰船的识别与追踪。针对传统光散射反演方法存在病态性及噪声敏感问题,提出一种基于自适应正则化算子的改进Chahine算法,通过构造自适应正则化矩阵,保留较大奇异值并修正较小奇异值,以提升气泡分布反演的稳定性和抗噪性。搭建了一套用于气泡分布反演的水下激光衍射装置,实验采用气泡机模拟舰船尾流气泡幕。结合仿真与实验验证方法有效性。仿真结果表明:在高噪声干扰下,文中算法对正态分布和Rosin–Rammler分布气泡的反演相对均方根误差分别为7.95%和9.70%,具有相对较好的反演效果;实验结果表明:改进算法对标准颗粒反演误差为2.39%,误差较小,证明了激光衍射装置的有效性,通过对气泡群进行反演,证明了改进算法的可行性。改进算法通过自适应正则化策略有效抑制噪声干扰,提高了反演结果的稳定性,为高噪声环境下舰船尾流气泡分布反演提供了可靠的解决方案。 展开更多
关键词 水下探测 改进Chahine算法 自适应正则化 激光衍射 气泡分布
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激光冲击强化12%Cr马氏体不锈钢抗腐蚀行为分析
13
作者 柳岸敏 张翀昊 陈烜 《应用激光》 北大核心 2026年第2期73-83,共11页
马氏体不锈钢基于其优异的力学性能和中等的耐蚀性,被广泛应用于汽轮机叶片和医疗手术工具等关键构件,然而碳化物附近发生的局部点蚀限制马氏体不锈钢的进一步发展。通过残余应力测量、微观组织表征、电化学腐蚀试验和腐蚀形貌观测,研... 马氏体不锈钢基于其优异的力学性能和中等的耐蚀性,被广泛应用于汽轮机叶片和医疗手术工具等关键构件,然而碳化物附近发生的局部点蚀限制马氏体不锈钢的进一步发展。通过残余应力测量、微观组织表征、电化学腐蚀试验和腐蚀形貌观测,研究激光冲击强化对12%Cr马氏体不锈钢耐蚀行为的影响机理。结果表明,激光冲击强化使得材料表面的电荷转移电阻提升约129.2%,钝化电流密度降低约70.1%,点蚀电位提高80.4%。激光冲击强化诱导的马氏体细化、碳化物分解和残余压应力是耐蚀性提升的主要原因。 展开更多
关键词 激光冲击强化 马氏体不锈钢 双相微观组织演变 残余压应力 耐蚀性
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基于激光多普勒测振技术的水下声源定位方法
14
作者 辛光红 林甄 汪源 《激光杂志》 北大核心 2026年第3期217-222,共6页
为了实现水下声源精确定位,提出基于激光多普勒测振技术的水下声源定位方法。先利用激光多普勒测振技术获取水面振动信号,然后采用小波变换对振动信号进行分解,并滤除水下各噪声分量,以降低背景噪声,得出纯净声源信号,经过分析挖掘出其... 为了实现水下声源精确定位,提出基于激光多普勒测振技术的水下声源定位方法。先利用激光多普勒测振技术获取水面振动信号,然后采用小波变换对振动信号进行分解,并滤除水下各噪声分量,以降低背景噪声,得出纯净声源信号,经过分析挖掘出其时频变换特征。最后借助非相干匹配波束技术分析特征与拷贝场数据等多个维度的信息,得出声源的角度、距离等位置信息,以解决因传播路径弯曲声源定位不佳的问题。实验结果表明,所提出方法能实现水下声源的高精度定位,定位误差在0.019 m~0.381 m,定位响应时间均低于4 s,定位实时性好。 展开更多
关键词 激光多普勒效应 小波变换 水下声源 非相干匹配波束技术 拷贝场数据
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基于分层超点自注意力模型的自动驾驶3维语义分割研究
15
作者 杜荣华 李宗 +5 位作者 张金来 尹潜 段腾 李康成 刘文正 高凯 《激光技术》 北大核心 2026年第1期9-21,共13页
为了解决自动驾驶车辆语义分割时的物体边界划分模糊和全局语义混淆的问题,提出了一种基于分层超点自注意力模型的层级融合点云语义分割方法。其中边界轮廓增强模块通过多尺度卷积增强边界特征,双重注意力机制通过局部与全局建模超点特... 为了解决自动驾驶车辆语义分割时的物体边界划分模糊和全局语义混淆的问题,提出了一种基于分层超点自注意力模型的层级融合点云语义分割方法。其中边界轮廓增强模块通过多尺度卷积增强边界特征,双重注意力机制通过局部与全局建模超点特征的坐标差异和长依赖关系、层级融合机制融合邻近层超点细粒度特征和拓扑关系;在S3DIS、KITTI-360和DALES 3个大规模点云数据集进行了大量实验和可视化对比。结果表明,采用该方法在3个数据集上分别获得67.6%、61.7%和79.2%的高平均交并比,推理时间为1.8 s。该方法可显著提升点云分割精度并且具有良好的鲁棒性和推理效率,为车辆在多个驾驶场景下提供准确的语义信息,为后续高精地图定位等工作提供了重要的语义支撑。 展开更多
关键词 激光技术 点云分割 自注意力 自动驾驶感知
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碳基材料在红外隐身技术中的研究进展
16
作者 宋绍富 贺青娜 +3 位作者 张紫璇 赵文庆 唐正刚 刘菊荣 《激光与红外》 北大核心 2026年第1期3-11,共9页
随着红外探测技术的飞速发展,红外隐身技术在现代化军事对抗中发挥着越来越重要的作用。碳基材料作为未来极具潜力的新材料,凭借其独特性质在红外隐身领域展现出广阔的应用前景。本文介绍了红外隐身的基本原理、设计方法以及炭黑、碳纳... 随着红外探测技术的飞速发展,红外隐身技术在现代化军事对抗中发挥着越来越重要的作用。碳基材料作为未来极具潜力的新材料,凭借其独特性质在红外隐身领域展现出广阔的应用前景。本文介绍了红外隐身的基本原理、设计方法以及炭黑、碳纳米管、石墨烯以及碳气凝胶这几种常见的碳基材料在红外隐身领域的技术特点,并对未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 红外探测技术 红外隐身材料 碳基材料 红外隐身原理
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基于机器学习的自适应光纤传感装配校正系统
17
作者 王春霞 宋芳 《激光与红外》 北大核心 2026年第3期474-480,共7页
装配过程中装配体与装配位置之间的偏差会导致装配后存在残余应力,偏差过大甚至会造成装配位置损伤等问题。为了实现自适应装配校正,搭建了基于多FBG传感器的应力场传感网络,设计了针对多FBG传感信号的机器学习算法。仿真分析了2种典型... 装配过程中装配体与装配位置之间的偏差会导致装配后存在残余应力,偏差过大甚至会造成装配位置损伤等问题。为了实现自适应装配校正,搭建了基于多FBG传感器的应力场传感网络,设计了针对多FBG传感信号的机器学习算法。仿真分析了2种典型装配异常时的机械臂应力场分布,并根据其分布特性得到了FBG的最优布设位置。实验对不同配重目标进行测试,各FBG的波长偏移量与配重质量的平均变化率分别为1.29 pm/g、1.30 pm/g、1.25 pm/g和1.38 pm/g,其线性度均优于0.97。实验对2种典型装配异常进行了在线测试与自适应校正。当存在位移误差时,对应位置的FBG响应值为一正一负,最大值为56 pm。当存在与z轴的角度误差时,响应均为正值,最大值为115 pm。验证了在不同装配异常类型下各FBG的响应效果明显不同。系统可根据偏差量校正机械臂位姿,使FBG响应回归正常阈值范围,从而实现自适应装配校正。 展开更多
关键词 光纤光栅传感器 机器学习 自适应装配 在线校正
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高稳定碘稳频He-Ne激光环境适应性补偿控制方法研究
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作者 周嘉晟 殷聪 +5 位作者 王建波 毕文文 赵英杰 戴杰 沐锦涛 孔明 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第3期218-227,共10页
为满足高稳定激光光源在复杂环境中长期稳定运行的需求,报道了一种基于环境适应性补偿控制方法的633 nm碘稳频He-Ne激光系统。该系统旨在解决传统碘稳频激光器在宽温域、强波动等非稳定环境中预热时间长、易失锁、长期锁定困难的问题。... 为满足高稳定激光光源在复杂环境中长期稳定运行的需求,报道了一种基于环境适应性补偿控制方法的633 nm碘稳频He-Ne激光系统。该系统旨在解决传统碘稳频激光器在宽温域、强波动等非稳定环境中预热时间长、易失锁、长期锁定困难的问题。文中所设计的补偿控制系统以STM32单片机为核心,结合激光管温度采集、PID控制与TEC调节模块,实现对激光管温度的实时监测与高精度补偿,最终保障激光频率在变化环境中的长期稳定性。实验结果表明,该系统能够在20~26℃的自由变化环境中将激光管温度波动控制在±0.1℃以内,并保持激光频率连续锁定超过9 h,有效拓展了其适用环境范围,并在复杂工况下实现了频率的长期可靠稳定。此外,激光器热平衡时间缩短至传统系统的1/6,显著减少了预热时间,提高使用效率。同时,通过引入1f信号解调机制,用于交叉验证吸收峰的锁定情况,进一步增强稳频过程的可靠性。该方案显著提升了激光的环境鲁棒性与工程适用性,在工业现场、原位计量等场景中具有良好的应用前景与推广价值。 展开更多
关键词 HE-NE激光器 碘稳频 环境补偿 频率锁定
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基于FPGA的相位噪声补偿光频域反射仪实时处理技术
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作者 刘向阳 樊昕昱 何祖源 《半导体光电》 北大核心 2026年第1期164-171,共8页
针对相位噪声补偿光频域反射仪(PNC-OFDR)测量速度慢、解调效率低,难以满足实时性要求,文章提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的实时处理系统。该系统通过低通滤波与降采样简化相位噪声补偿计算,显著降低数据处理量;并采用多路信号复... 针对相位噪声补偿光频域反射仪(PNC-OFDR)测量速度慢、解调效率低,难以满足实时性要求,文章提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的实时处理系统。该系统通过低通滤波与降采样简化相位噪声补偿计算,显著降低数据处理量;并采用多路信号复用的二维傅里叶变换结构,实现对长序列的高效频域分析。实验结果表明,该系统完成了11阶相位噪声补偿,在27 km测量距离内实现了2.5 cm空间分辨率,且FPGA处理延时仅为8.13 ms,低于硬件系统的10 ms的扫频周期,从而实现了PNC-OFDR的实时解调。 展开更多
关键词 光频域反射仪 相位噪声补偿光频域反射仪 可编辑门阵列 并行计算
原文传递
LD侧泵Nd∶YAG吸收特性对光束均匀性的影响
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作者 王钰翔 王思博 +4 位作者 韩昌昊 方聪 魏磊 郭赞 王克强 《激光与红外》 北大核心 2026年第2期192-196,共5页
为实现均匀的激光输出,对吸收光场、增益场以及输出激光进行均匀性研究;本文从Nd∶YAG的吸收特性出发,通过晶体棒掺杂浓度以及温度两个方面改变吸收系数。仿真方面使用ZEMAX软件建立了LD侧面泵浦Nd∶YAG晶体棒的吸收光场模型,模拟不同... 为实现均匀的激光输出,对吸收光场、增益场以及输出激光进行均匀性研究;本文从Nd∶YAG的吸收特性出发,通过晶体棒掺杂浓度以及温度两个方面改变吸收系数。仿真方面使用ZEMAX软件建立了LD侧面泵浦Nd∶YAG晶体棒的吸收光场模型,模拟不同吸收系数下的吸收光场强度分布,对比分析了吸收系数对吸收光场分布的影响规律;实验方面测量不同吸收系数下晶体棒的增益分布对比验证仿真结果,并对输出激光的光束均匀性进行研究;结果得到了吸收系数与吸收光场、增益场以及输出激光均匀性之间的关系,随吸收系数增大中心强度逐渐下降,为实现高均匀性的大能量激光输出提供参考。 展开更多
关键词 激光器 固体激光 Nd∶YAG 吸收系数 增益分布 光束均匀性
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