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基于神经网络的光纤温度估算方法的优化 被引量：1
1
作者 李苏雅 董艳唯 +4 位作者 李琳 张弛 李楠 宁琦 陈永辉 《光通信研究》 北大核心 2025年第1期83-88,共6页
【目的】为了有效估算基于布里渊散射的分布式光纤传感中光纤的温度,文章将多层前馈人工神经网络(ANN)应用于温度的估算。【方法】文章在Matlab软件中编写了用于光纤温度计算的单斜坡法、基于伪Voigt模型的最小二乘拟合法和ANN程序,同... 【目的】为了有效估算基于布里渊散射的分布式光纤传感中光纤的温度,文章将多层前馈人工神经网络(ANN)应用于温度的估算。【方法】文章在Matlab软件中编写了用于光纤温度计算的单斜坡法、基于伪Voigt模型的最小二乘拟合法和ANN程序,同时仿真产生了不同信噪比(SNR)下的布里渊谱,采用以上3种算法计算了光纤温度,验证了ANN方法的有效性。在此基础上基于以上仿真产生的布里渊谱研究了ANN的关键参数,即隐层数量、隐层神经元数量和训练目标对训练速度、温度计算时间和准确性的影响规律。【结果】结果表明,ANN方法在SNR为22和37 dB时最大温度误差分别仅为1.18和0.63℃,且计算时间仅为最小二乘拟合法的1/1000左右。当隐层神经元数量不变时,随着隐层层数的增加,训练时间明显下降,计算时间线性增加,但其对温度估算的准确性几乎无影响;随着隐层神经元数量的增加,训练时间和计算时间均增加,隐层有21个神经元时,训练时间近似为1个神经元的67倍,但其对温度估算的准确性几乎无影响;训练目标(布里渊频移误差的平方)小于临界值(约为1 MHz 2)时,随着训练目标的增加,温度误差几乎不变,超过临界值后,随着训练目标的增加,温度误差增大。【结论】采用多层前馈ANN应用于基于布里渊散射的分布式光纤传感中的光纤温度估算时,建议选择单隐层且隐层神经元选择1个,训练目标选择1 MHz 2。 展开更多
关键词 分布式光纤传感 布里渊散射 布里渊频移 人工神经网络 温度 优化
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基于载波频谱分析的激光多普勒振动信号解调 被引量：1
2
作者 朱军 张明蔚 +3 位作者 施鹏磊 侯聪 李翔 俞本立 《量子电子学报》 北大核心 2025年第3期345-353,共9页
激光多普勒振动测量多采用激光外差法,其解调过程中需采用正交混频、滤波、反正切等运算,过程较为复杂,硬件要求较高。本文提出一种基于激光多普勒载波信号的频谱分析的方法,利用载波主频与振动信号引起的边频之间的强度关系,直接解析... 激光多普勒振动测量多采用激光外差法,其解调过程中需采用正交混频、滤波、反正切等运算,过程较为复杂,硬件要求较高。本文提出一种基于激光多普勒载波信号的频谱分析的方法,利用载波主频与振动信号引起的边频之间的强度关系,直接解析出振动目标的振幅与频率信息,最大可检测量不受传统外差解调极限的限制。并通过仿真和实验研究,验证了该方法的可行性。在与标准振动源的对标实验中,在距离振动目标17 m、振动目标频率范围为60 Hz~20 kHz的条件下,散射光信号实测幅值范围为21.44 pm~44.21μm,与参考值相比,展示出良好的一致性,表明本文所提频谱分析方法可应用于平稳振动信号的非接触远距离测量。 展开更多
关键词 激光技术 激光测振 频谱分析 多普勒信号 相干探测
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加载策略对剪切散斑干涉无损检测影响研究 被引量：1
3
作者 王永红 郑子华 +1 位作者 刘向玮 姚彦峰 《光子学报》 北大核心 2025年第6期46-56,共11页
对于不同的复合材料,不同的加载方式和强度会在很大程度上影响检测效果。针对此问题,采用最常见的热加载和真空加载的方式,对多种复合材料进行定量加载,采用剪切散斑干涉技术获取缺陷相位图,并使用YOLOv9神经网络对其进行自动识别,以评... 对于不同的复合材料,不同的加载方式和强度会在很大程度上影响检测效果。针对此问题,采用最常见的热加载和真空加载的方式,对多种复合材料进行定量加载,采用剪切散斑干涉技术获取缺陷相位图,并使用YOLOv9神经网络对其进行自动识别,以评估检测效果,并提高检测率。结果表明:对于导热性好的复合材料,如金属复合材料,宜采用真空加载的方式,而对于导热性差、刚度大的复合材料,如碳纤维复合材料,宜采用热加载的方式。 展开更多
关键词 剪切散斑干涉 复合材料 缺陷检测 加载策略 深度学习
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基于FPGA的脉冲激光告警系统设计
4
作者 张瑞 武振涛 +3 位作者 薛鹏 杨帅 徐承雨 王志斌 《激光杂志》 北大核心 2025年第6期29-35,共7页
针对脉冲激光被广泛应用于编码通信、精确制导、高功率毁伤等激光武器的情况,且目前缺少对脉冲激光威胁进行有效告警的措施,为此提出了一种基于FPGA的脉冲激光告警系统。通过增加积分时间在帧周期内的占比来提高脉冲捕获概率,采用图像... 针对脉冲激光被广泛应用于编码通信、精确制导、高功率毁伤等激光武器的情况,且目前缺少对脉冲激光威胁进行有效告警的措施,为此提出了一种基于FPGA的脉冲激光告警系统。通过增加积分时间在帧周期内的占比来提高脉冲捕获概率,采用图像差分提高信噪比,并快速提取光斑坐标,最后以查表的形式读出来袭激光的方位、俯仰角度。利用FPGA并行处理的优势,能保证对脉冲激光的实时响应。实验结果表明,该系统在220 mW@1064 nm激光器模拟输入的条件下,对脉冲宽度范围为100 ns~100μs的脉冲激光实现告警,测量角度误差小于0.3°,对单脉冲的捕获概率能达到97%,并能实现1064 nm、1313 nm、1550 nm等常用激光波长的识别。 展开更多
关键词 激光告警 脉冲激光 数据处理 FPGA
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基于光栅+傅里叶光谱的宽波段大角度光谱椭偏技术研究
5
作者 张瑞 白沁 +4 位作者 徐承雨 王赛飞 孔泉慧子 薛鹏 王志斌 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第10期2930-2934,共5页
随着半导体、光电子技术的快速发展,紫外到中红外不同波段的薄膜材料被广泛应用,而薄膜厚度、折射率、消光系数等参数的高精度测量是上述器件质量和性能提高的关键。而光谱椭偏技术是其检测的最佳手段。但现有光谱椭偏测量技术无法同时... 随着半导体、光电子技术的快速发展,紫外到中红外不同波段的薄膜材料被广泛应用,而薄膜厚度、折射率、消光系数等参数的高精度测量是上述器件质量和性能提高的关键。而光谱椭偏技术是其检测的最佳手段。但现有光谱椭偏测量技术无法同时实现紫外-可见-短波红外宽波段透反射多角度测量,为此提出一种基于光栅+傅里叶光谱的宽波段大角度光谱椭偏测量技术。紫外-短波红外波段UV-SWIR(192~2100 nm)采用光栅光谱椭偏技术,短波红外-中红外波段SWIR-MIR(2000~3200 nm)采用傅里叶光谱椭偏技术,两个波段核心是探测光谱方式和位置不同,UV-SWIR波段的光栅光谱测量在检偏臂后端,SWIR-MIR波段的傅里叶干涉在起偏臂前端。为实现大角度测量,整个系统采用卧式旋转方式,两个波段起偏固定不动,检偏臂和样品台可大角度旋转,实现192~3200 nm宽波段、15°~90°大角度光谱椭偏系统集成。搭建原理样机,对Si基底上不同薄膜材料、不同厚度、不同膜层样片进行测量,其中用SiO_(2)-Si(薄膜为电介质)、ZnO-Si(薄膜为半导体)、PI-Si(薄膜为聚合物)、Si_(3)N_(4)-Al_(2)O_(3)-Si(电介质双层膜)、Au-SiO_(2)-Si(金属电介质双层膜)进行实验验证,并分别对样片穆勒矩阵M_(S)中的N=cos2Ψ、C=sin2ΨcosΔ和S=sin2ΨsinΔ与波长的关系进行测量,进而获得光谱椭偏参数Ψ和Δ,结合光谱椭偏理论拟合反演得到样片薄膜厚度。为验证该方法和系统的重复测量精度,对上述样片各进行30次重复测量实验。实验结果表明,该宽波段光谱椭偏系统的薄膜厚度测量精度优于0.7 nm,厚度重复性测量精度可达0.04 nm。该光谱椭偏测量技术可根据不同材料选择最优的光谱波段,进而提高其对更广泛材料类参数的测量精度,因此在高精度、宽波段、大角度薄膜椭偏测量领域具有重要的应用前景。 展开更多
关键词 光谱椭偏 宽波段 大视场 光栅及傅里叶光谱
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基于空间光学参数测量的运动数据捕捉方法研究
6
作者 马玲 周斌 韩峰 《激光杂志》 北大核心 2025年第7期63-68,共6页
为了精准捕捉运动物体的运动学参数,实现运动的数字化表达,提出一种基于空间光学参数测量的运动数据捕捉方法研究。以激光测距传感器作为空间光学参数测量设备,两台光电经纬仪以右手定则搭建原点和坐标系,结合单站与双站交会综合测量法... 为了精准捕捉运动物体的运动学参数,实现运动的数字化表达,提出一种基于空间光学参数测量的运动数据捕捉方法研究。以激光测距传感器作为空间光学参数测量设备,两台光电经纬仪以右手定则搭建原点和坐标系,结合单站与双站交会综合测量法捕捉运动目标姿态数据;设高速拍摄下帧间中测量目标为匀加速运动,捕捉运动目标速度与加速度数据;利用Hough变换提取目标运动轨迹中轴线,再基于中轴线的反正切值捕捉得到俯仰角;计算运动目标的长宽比的反余弦值,捕捉偏航角,完成运动数据的完整测量。经实验证明,所提方法捕捉精度高且运动限制小,最大误差不高于1%,具有极高的应用价值,特别适合于有捕捉高速运动需求的场景。 展开更多
关键词 光学参数测量 运动捕捉 激光测量器 HOUGH变换
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基于多参数互校验的高功率激光参数精密测试方法研究
7
作者 李森 张波 +4 位作者 宗兆玉 靳赛 梁樾 孙志红 赵军普 《光学与光电技术》 2025年第3期30-36,共7页
高功率激光参数精密测试是惯性约束激光聚变、超精密加工等领域实现高效稳定运行的关键,是保障前沿科学研究与工业应用落地的核心环节。为实现高功率激光参数的精密测试,提出了一种基于激光能量、光束近场灰度值及光脉冲时域波形积分值... 高功率激光参数精密测试是惯性约束激光聚变、超精密加工等领域实现高效稳定运行的关键,是保障前沿科学研究与工业应用落地的核心环节。为实现高功率激光参数的精密测试,提出了一种基于激光能量、光束近场灰度值及光脉冲时域波形积分值的多参数互校验方法。通过同发次数据比对与多发次校验,验证能量、近场分布及时间波形测试结果的自洽性。实验表明:在未改变衰减条件下,三参数测试比值的相对偏差均小于2%;当激光能量接近测试设备线性区域下限时,相对偏差可控制在3%以内。该方法有效解决了传统独立测试中数据偏差难以复核的问题,为高功率激光装置的参数精确测试提供了技术支撑。 展开更多
关键词 高功率激光 参数互校验 能量测试 近场分布 时间波形
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基于光腔衰荡大口径取样光学元件性能测试与缺陷分析
8
作者 周文超 邓婷 +4 位作者 彭琛 曹玉龙 魏蔚 刘斯靓 王静 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第7期6-12,共7页
针对前表面高反、后表面增透的取样光学元件的性能测试需求,基于光腔衰荡大口径光学元件反射率均匀性测试实验装置,分别从反射膜面入射和增透膜面入射,扫描测量得到该取样光学元件的反射率分布及光学损耗、缺陷高分辨扫描成像;并进一步... 针对前表面高反、后表面增透的取样光学元件的性能测试需求,基于光腔衰荡大口径光学元件反射率均匀性测试实验装置,分别从反射膜面入射和增透膜面入射,扫描测量得到该取样光学元件的反射率分布及光学损耗、缺陷高分辨扫描成像;并进一步通过对比分析缺陷分布图,实现取样光学元件反射膜、透射膜以及基片缺陷分类;另外通过建立双通道光腔衰荡实验装置,获取增透膜的剩余反射率分布以及透射膜缺陷类型;实现了大口径取样光学元件光谱和缺陷特性的准确测量。 展开更多
关键词 取样光学元件 大口径 光腔衰荡 高反膜 增透膜 缺陷状态
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基于改进YOLOv11的太阳能电池板缺陷检测
9
作者 包广斌 范超林 +1 位作者 罗曈 阚洪丽 《电子测量技术》 北大核心 2025年第17期16-25,共10页
针对现阶段太阳能电池板缺陷检测方法精度低、速度慢的问题,提出了一种基于改进YOLOv11的缺陷检测算法。首先,在骨干网络中引入SimSPPF模块,优化了特征提取过程。此外,采用Slide Loss损失函数提升了模型对困难样本的关注度。同时,在C2PS... 针对现阶段太阳能电池板缺陷检测方法精度低、速度慢的问题,提出了一种基于改进YOLOv11的缺陷检测算法。首先,在骨干网络中引入SimSPPF模块,优化了特征提取过程。此外,采用Slide Loss损失函数提升了模型对困难样本的关注度。同时,在C2PSA中引入LSKA注意力机制,利用分离卷积核增强特征提取能力,并应用Mish激活函数增强网络非线性。最后,引入Strip Pooling策略,提高了模型对目标形状和分布变化的适应性。实验结果显示,改进算法Persion达到86.8%,较原始算法提高3.3%,mAP@0.5达到90.1%,较原始算法提高2.6%,检测速度达到149.254fps,满足工业生产中太阳能电池板缺陷检测高精度、高效率的要求。 展开更多
关键词 YOLOv11 目标检测 深度学习 注意力机制 太阳能电池板
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基于智能形状匹配的零件全尺寸在线视觉检测方法
10
作者 许桢英 杨为涛 +2 位作者 雷英俊 刘鑫 沙之洵 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第8期218-229,共12页
针对传统视觉方法在测量不同工件全尺寸时的局限性,提出了一种基于形状匹配的工件全尺寸在线检测方法。该方法通过将目标工件图像输入到改进的Superpoin关键点检测网络,得到所有关键点,并利用关键点实现工件轮廓的描述;然后将关键点模... 针对传统视觉方法在测量不同工件全尺寸时的局限性,提出了一种基于形状匹配的工件全尺寸在线检测方法。该方法通过将目标工件图像输入到改进的Superpoin关键点检测网络,得到所有关键点,并利用关键点实现工件轮廓的描述;然后将关键点模板与目标工件的关键点一起输入点渲染层,使用增强关键点位置信息的Superglue特征全匹配算法,提取与模板点匹配的关键点,以及关键点之间的距离,实现工件的全尺寸测量。为了验证方法的有效性,分别进行了量块尺寸检测实验,标定板尺寸检测实验和原电池尺寸检测实验,实验结果表明,对于25 mm零级量块(精度优于±0.14μm)的尺寸检测实验,系统十次重复测量结果的最大偏差为±0.02 mm,标准差为0.01 mm,表明系统具有较高的重复性精度;对于棋盘格标定板,尺寸测量误差不超过±0.03 mm,验证了该方法的可行性;在原电池的尺寸测量实验中,七号电池尺寸检测的误差范围为±0.03 mm,平均耗时为0.08 s,五号电池的尺寸检测误差为±0.03 mm,平均耗时为0.09 s,均能够满足该企业原电池产线生产过程中,在线检测的±0.05 mm精度要求和0.1 s的实时性检测要求。相比于传统算法需要针对不同工件采用不同的检测算法,所提出的方法能够有效适应不同工件的尺寸检测需求,并可广泛应用于工业现场的零件在线全尺寸检测。 展开更多
关键词 关键点检测 特征匹配 在线尺寸检测 全尺寸
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线结构光系统紫色与红色激光稳定性对比分析
11
作者 张建伟 杨青桦 +1 位作者 周爽 代荣富 《激光杂志》 北大核心 2025年第4期48-56,共9页
为提升工业领域线结构光测量的精度,通过对比紫色激光与红色激光在测量系统中的稳定性参数,旨在为工业测量提供科学依据。采用了一种改进的灰度重心算法,实现了激光中心的亚像素级快速提取。在多种常见材料表面上,针对两种激光条纹的稳... 为提升工业领域线结构光测量的精度,通过对比紫色激光与红色激光在测量系统中的稳定性参数,旨在为工业测量提供科学依据。采用了一种改进的灰度重心算法,实现了激光中心的亚像素级快速提取。在多种常见材料表面上,针对两种激光条纹的稳定性进行了对比实验与分析。实验结果表明,紫色激光在陶瓷、塑料和金属表面的整体像素精度分别为红色激光的1.29倍、3.64倍和6.58倍;在最大像素差值的特异对比中,两种激光条纹表现出相同的稳定性趋势,紫色激光在金属表面的特异对比精度甚至达到红色激光的32.16倍。因此,在相同条件下,紫色激光相较于红色激光,展示出更显著的条纹稳定性优势。 展开更多
关键词 工业测量 结构光 紫色激光 机器视觉
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基于激光干涉测速技术的枪弹测速系统
12
作者 杨晟 严岩 《轻工科技》 2025年第4期116-118,125,共4页
针对法庭科学领域,设计一种基于激光干涉测速技术的光纤激光干涉枪弹测速系统,用于精确测量枪弹出膛瞬时速度,系统包括半导体激光器、单模光纤、光纤耦合器、光电倍增管及示波器等,系统速度分辨率小于2 m/s,最小可测弹丸直径2 mm,测速... 针对法庭科学领域,设计一种基于激光干涉测速技术的光纤激光干涉枪弹测速系统,用于精确测量枪弹出膛瞬时速度,系统包括半导体激光器、单模光纤、光纤耦合器、光电倍增管及示波器等,系统速度分辨率小于2 m/s,最小可测弹丸直径2 mm,测速范围在10 m/s-1000 m/s之间,测量靶区200 mm×200 mm。系统采用瞬时速度法测量原理,测速精度、测量范围均优于法庭科学领域目前使用的平均速度法原理的光幕靶测速系统。 展开更多
关键词 干涉 激光 多普勒效应 测速系统 光纤
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基于激光检测技术的高精度传感器开发与性能分析
13
作者 任胜杰 《仪器仪表用户》 2025年第7期127-129,共3页
随着激光检测技术的快速发展,高精度传感器在工业检测、自动化控制等领域的应用逐渐增多。本文深入分析基于激光检测技术的高精度传感器的设计与开发,探讨传感器系统的基本构成、设计要求以及关键技术。通过对激光源与光学系统、信号采... 随着激光检测技术的快速发展,高精度传感器在工业检测、自动化控制等领域的应用逐渐增多。本文深入分析基于激光检测技术的高精度传感器的设计与开发,探讨传感器系统的基本构成、设计要求以及关键技术。通过对激光源与光学系统、信号采集与数据处理单元的详细分析,提出了提高测量精度和响应速度的技术路径。此外,本文还分析了高精度传感器的性能指标,重点讨论了测量精度、响应时间、灵敏度等性能的测试方法,并深入剖析了激光源、光学系统及环境因素对测量误差的影响。为进一步提高系统的稳定性与精度,本文提出了包括误差补偿、环境因素控制等性能优化策略。研究结果为未来高精度传感器的设计和应用提供了理论基础和技术指导。 展开更多
关键词 激光检测技术 高精度传感器 性能分析 数据采集与处理
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双折射测量系统的弹光调制器原位定标及数据处理研究 被引量：1
14
作者 王爽 李克武 《激光杂志》 北大核心 2025年第3期76-83,共8页
针对高精度双折射测量需求,开展了双弹光调制型双折射测量研究,重点解决测量系统中弹光调制器(Photoelastic Modulator,PEM)在线原位定标及数据处理问题。运用数字锁相技术完成了调制信号的多个频率成分提取,利用各频率调制信号幅值的比... 针对高精度双折射测量需求,开展了双弹光调制型双折射测量研究,重点解决测量系统中弹光调制器(Photoelastic Modulator,PEM)在线原位定标及数据处理问题。运用数字锁相技术完成了调制信号的多个频率成分提取,利用各频率调制信号幅值的比值,实现PEM相位调制幅值在线原位定标,在此基础上进一步完成双折射延迟量和快轴方位角同时测量。利用搭建的实验系统对索利尔巴比涅补偿器标准样品进行了实验测试,结果表明本方案能够实现PEM实时在线原位定标,并且在200 ms时间内实现相对误差低于0.60%,标准偏差不超过0.049 nm的高精度、高灵敏、快速双折射测量。本研究为光学材料、元器件在线实时双折射检测提供了很好的解决方案。 展开更多
关键词 双折射测量 弹光调制 相位幅值定标 数据处理
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一种基于BiCNN的ToF测距精度补偿方法
15
作者 亓林 高传顺 +4 位作者 林珑君 伍明娟 曹飞 朱斌 吴海游 《半导体光电》 北大核心 2025年第1期16-22,共7页
基于飞行时间法(ToF)的脉冲激光测距技术,凭借其脉冲宽度窄、峰值功率大等特性,已在非合作目标探测领域获得广泛应用。然而,现有基于阈值判别的测距系统仍存在以下技术瓶颈:1)回波光功率波动引起回波信号前后沿产生游走误差;2)波形抖动... 基于飞行时间法(ToF)的脉冲激光测距技术,凭借其脉冲宽度窄、峰值功率大等特性,已在非合作目标探测领域获得广泛应用。然而,现有基于阈值判别的测距系统仍存在以下技术瓶颈:1)回波光功率波动引起回波信号前后沿产生游走误差;2)波形抖动和时钟漂移引发测量数据异常波动或信号丢失;3)系统时延导致固定测量误差。针对以上问题,提出了一种基于双向卷积神经网络的ToF测距精度补偿方法,该方法首先通过双向长短期记忆网络的多层约束信息实现脉宽异常检测,继而采用一维卷积神经网络进行回归分析以实现自适应精度补偿。在4~110 m量程范围内重复测距实验中,系统测距偏差稳定在0.05~0.33 m区间,相较传统多项式拟合方法,测量精度提升率达72.5%,有效验证了所提方法的工程实用性。 展开更多
关键词 TOF 深度学习 精度补偿 激光测距
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基于交叉线约束插值的水下激光线扫描快速三维成像技术研究
16
作者 卢泽宇 魏自浩 +5 位作者 周珏 范承成 管帅 李萌 张喜林 郭金家 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期112-117,共6页
作为一种三维成像技术,激光线扫描技术在海底目标探测和地形地貌测绘中获得了广泛应用。扫描速度是动态扫描过程中影响线扫描成像精度的重要因素,在快速扫描成像的情况下,需要一种快速、稳定和准确的插值方法进行点云的加密。本文针对... 作为一种三维成像技术,激光线扫描技术在海底目标探测和地形地貌测绘中获得了广泛应用。扫描速度是动态扫描过程中影响线扫描成像精度的重要因素,在快速扫描成像的情况下,需要一种快速、稳定和准确的插值方法进行点云的加密。本文针对快速扫描下点云缺失的问题,提出了一种交叉激光线约束的点云插值方法,利用交叉激光线上点做约束,通过分行插值和带约束条件的移动最小二乘法进行点云插值。在实验室采用杠铃片和扇贝作为目标物,对基于交叉激光约束的点云插值方法进行验证。结果表明,针对杠铃片和扇贝扫描时,与单线插值相比,交叉线约束方法的整体精度提高约3倍。该方法可以有效提高测量精度和目标形貌还原程度,有利于实现高分辨率的水下快速三维成像。 展开更多
关键词 激光线扫描 水下成像 交叉激光线约束 点云插值 三维重建
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激光超声声场传播特性及参数优化
17
作者 赵威隆 李忠虎 +2 位作者 张鑫宇 王金明 杨立清 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第3期1102-1109,共8页
激光超声检测技术具有超声检测法与光学法的独特优势,在实现非接触检测的同时还可提高时间和空间分辨率。为了提高激光超声的激发效率和缺陷检测精度,就需要对激光源参数进行优化,以提高换能效率并降低成本。对不同情况下的激光超声声... 激光超声检测技术具有超声检测法与光学法的独特优势,在实现非接触检测的同时还可提高时间和空间分辨率。为了提高激光超声的激发效率和缺陷检测精度,就需要对激光源参数进行优化,以提高换能效率并降低成本。对不同情况下的激光超声声场传播特性进行了研究,通过COMSOL Multiphysics有限元软件对激光超声作用于X80管道的过程进行数值模拟,并验证了模型的准确性。结合设定的激光脉宽和激光光斑半径,研究了激光源参数与超声声场之间的关系,并利用MATLAB对相关数据进行了进一步分析。分析结果表明,当脉宽值设定为20 ns、光斑半径设定为300μm时,激光超声在X80管道中具有相对最优的激发效率。这为提高激光源的激发效率提供重要参考。 展开更多
关键词 激光超声 数值模拟 无损检测 参数优化
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基于时分复用光纤检波器阵列的延时参数测量方法
18
作者 董小卫 田志华 +4 位作者 李佳琦 刘飞 马俊修 李一强 汪志 《光通信技术》 北大核心 2025年第4期97-100,共4页
为提高时分复用光纤检波器阵列中延时参数的测量精度与效率,提出一种基于时分复用光纤检波器阵列的延时参数测量方法。该方法通过构建数据矩阵提取方差向量,利用脉冲模板函数进行相关运算,识别干涉脉冲的位置,从而计算延时参数。实验采... 为提高时分复用光纤检波器阵列中延时参数的测量精度与效率,提出一种基于时分复用光纤检波器阵列的延时参数测量方法。该方法通过构建数据矩阵提取方差向量,利用脉冲模板函数进行相关运算,识别干涉脉冲的位置,从而计算延时参数。实验采用8时分复用阵列,在不同信噪比(SNR)条件下验证了方法的可靠性。实验结果表明:当SNR高于12 dB时,测量正确率达100%;SNR降至7 dB时,成功率仍超过98%;即使在-3 dB的极低信噪比下,仍能保持65%以上的正确率。 展开更多
关键词 时分复用 光纤检波器 延时参数 方差向量 脉冲模板函数
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基于遗传算法的多频段太赫兹类电磁诱导透明超材料传感器的优化设计
19
作者 葛宏义 贾志远 +5 位作者 蒋玉英 张元 吴旭阳 季晓迪 孙振雨 崔光远 《量子电子学报》 北大核心 2025年第3期369-380,共12页
超材料的类电磁诱导透明(EIT)效应提供了一种独特的方法来增强光与物质的相互作用,在高灵敏传感方面显示出巨大的应用潜力。然而,传统的太赫兹超材料优化方法主要依赖于研究者的经验,如何快速优化并实现多频段的高灵敏度仍然具有挑战性... 超材料的类电磁诱导透明(EIT)效应提供了一种独特的方法来增强光与物质的相互作用,在高灵敏传感方面显示出巨大的应用潜力。然而,传统的太赫兹超材料优化方法主要依赖于研究者的经验,如何快速优化并实现多频段的高灵敏度仍然具有挑战性。针对以上问题,本工作采用遗传算法,设计并优化了一种具有类EIT效应的超材料传感器,通过三维电磁场仿真计算与遗传算法的结合实现参数的自动优化。结果表明,使用遗传算法优化结构参数可以减少大量重复的人工操作,提高了设计效率。设计的传感器在0.3~1.5 THz频率范围内产生了三个类EIT透明窗口,通过衬底刻蚀的方法增强了电场与待测分析物的耦合,显著提高了传感器的灵敏度。此外,为验证所设计的EIT超材料作为生物传感器的潜力,还对农药分析物进行了模拟传感。结果表明该传感器能够通过共振频移辨别不同折射率的物质,并且具有多点特征匹配的优势,在传感检测领域具有广阔的发展前景。 展开更多
关键词 光电子学 太赫兹超材料 类电磁诱导透明 多频段 高灵敏度
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基于合成成形的光电子脉冲幅值提取方法研究
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作者 李成伟 韩振伟 +2 位作者 宋克非 何玲平 陶琛 《半导体光电》 北大核心 2025年第1期149-156,共8页
针对微通道板光子计数成像探测器输出光电子脉冲幅值提取精度不足的问题,文章系统研究了合成成形法参数与脉冲信号幅值精度的相关性。基于反褶积技术和冲激响应不变法原理,提出一种适用于光电子脉冲信号的准高斯合成成形方法。仿真结果... 针对微通道板光子计数成像探测器输出光电子脉冲幅值提取精度不足的问题,文章系统研究了合成成形法参数与脉冲信号幅值精度的相关性。基于反褶积技术和冲激响应不变法原理,提出一种适用于光电子脉冲信号的准高斯合成成形方法。仿真结果表明,当输入信号白噪声标准差为0.1时,随着成形宽度参数的增加,提取幅值的标准差降低至0.02,证实该方法有效提高了脉冲幅值测量精度。通过建立脉冲识别阈值与漏记率、误判率之间的关系模型,对探测器测量光电子脉冲进行幅值提取比对。实验结果表明,相较于Sallen-Key成形法和直接幅值提取法,合成成形法的测量结果与真实幅值分布的吻合度更高。该方法为实现更高分辨率的光子计数成像应用提供了一种新技术路径。 展开更多
关键词 合成成形法 光电子脉冲信号 反褶积 K-S检验 脉冲堆积
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