检索结果-内蒙古大学图书馆

光子学报 2025年第3期54卷 228-237页

作者：张鹏翁建文康晴李健军中国科学技术大学物理学院中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室

针对现有天基参考太阳光谱辐照度数据分辨率不足，限制其应用范围的问题，提出一种基于卷积神经网络的太阳光谱辐照度超分辨率重建方法。该网络由一个基于物理模型的全连通层、一维卷积层、非线性层和一系列具有跳跃连接的残差网络组成... 详细信息

针对现有天基参考太阳光谱辐照度数据分辨率不足，限制其应用范围的问题，提出一种基于卷积神经网络的太阳光谱辐照度超分辨率重建方法。该网络由一个基于物理模型的全连通层、一维卷积层、非线性层和一系列具有跳跃连接的残差网络组成。同时考虑现有均方误差损失函数无法捕捉太阳光谱峰谷特征的问题，提出将光谱相对于波长的一阶、二阶导数加入损失函数，使残差的特征更集中于关键的光谱内容。将所提方法应用于TSIS-1 SIM测量太阳光谱辐照度可见光波段的超分辨率重建，结果表明该方法重建光谱与TSIS-1 HSRS产品的测量结果质量相当，且重建耗时仅需0.942 1 s，可有效提高天基观测太阳光谱辐照度数据的分辨率。

关键词：高分辨率太阳光谱辐照度卷积神经网络残差网络光谱超分辨率重建

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分焦平面式偏振相机偏振误差分析及偏振定标

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光子学报 2024年第9期53卷 28-39页

作者：汪伟张海裕柯链宝康晴李健军毕海季华实验室佛山528200 中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室合肥230026

分析了相机结构和测量原理,建立了相机响应模型,理论推导了相对透过率和偏振方位角对偏振测量的影响。采用积分球光源测量了相对透过率,采用旋转线偏振片法和马吕斯定律测量了偏振方位角,最后进行了偏振测量精度验证。测试结果表明,经... 详细信息

分析了相机结构和测量原理,建立了相机响应模型,理论推导了相对透过率和偏振方位角对偏振测量的影响。采用积分球光源测量了相对透过率,采用旋转线偏振片法和马吕斯定律测量了偏振方位角,最后进行了偏振测量精度验证。测试结果表明,经过偏振定标后,偏振度测量误差约为0.44%。该检测方案可以定标分焦平面式偏振相机性能,定标精度高,能够为分焦平面式偏振相机高精度应用奠定基础。

关键词：遥感分焦平面偏振相机测量相对透过率偏振方位角偏振定标误差分析

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大气消光系数多基线透射式光电测量影响分析

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光学学报 2024年第12期44卷 122-135页

作者：曹韩晖陈洪耀张黎明李佳伟中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽合肥230031 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

针对透射式消光系数测量精度不高、难以实现自校准等问题,研究一种基于主动光源的多波段、多基线透射式消光系数测量方法,定量分析光电探测电路信号分辨率、噪声特性、动态范围、随机噪声、响应温度敏感性、数字信号处理、背景辐射等因... 详细信息

针对透射式消光系数测量精度不高、难以实现自校准等问题,研究一种基于主动光源的多波段、多基线透射式消光系数测量方法,定量分析光电探测电路信号分辨率、噪声特性、动态范围、随机噪声、响应温度敏感性、数字信号处理、背景辐射等因素对消光系数的影响。结果表明:探测光电流应不小于1.27×10^(-7)A,每次移动距离应不小于1 m,每个测量点时长应不少于40 s,采样率应不小于10 kHz,在目前可实现的基线距离5~20 m范围内,采用谱峰搜索法或取样积分法进行准同步测量,消光系数测量精度受随机噪声影响小于0.8%,这为仪器实现高精度测量研究提供理论基础。

关键词：大气光学消光系数变基线透射仪光电测量大气透过率

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基于便携式EM27/SUN光谱仪的点源碳排放监测方法——以合肥皖能发电厂为例

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光学学报 2025年第6期45卷 36-50页

作者：李超王先华叶函函吴时超施海亮孙二昌安源中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

以点源扩散烟羽的测量方式为基础,以合肥皖能发电厂为对象,使用EM27/SUN仪器进行多次地基观测实验,结合理论与实验结果的研究与分析,提出了优化的CO_(2)排放监测方法。优化的监测方法避开了排放源近段对羽流轴线的敏感性和远段高层建筑... 详细信息

以点源扩散烟羽的测量方式为基础,以合肥皖能发电厂为对象,使用EM27/SUN仪器进行多次地基观测实验,结合理论与实验结果的研究与分析,提出了优化的CO_(2)排放监测方法。优化的监测方法避开了排放源近段对羽流轴线的敏感性和远段高层建筑对风场的干扰性,对羽流中段进行测量。实验结果显示,距离排放源较近的近段CO_(2)排放强度的平均偏差为(28.63±17.57)kg/s,中段CO_(2)排放强度的平均偏差为(7.13±5.39)kg/s,远段CO_(2)排放强度的平均偏差为(27.01±17.98)kg/s。研究结果表明,基于测量优化的方法可以显著提升热电厂CO_(2)排放强度的估算精度。

关键词：点源排放碳估算 EM27/SUN 排放强度发电厂

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分焦面偏振探测器的串扰研究

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光学学报 2025年第5期45卷 14-23页

作者：聂安然裘桢炜孙晓兵孟炳寰洪津中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

分焦面偏振探测器像素间的串扰会影响偏振透射率曲线,从而限制探测器的偏振精度和空间分辨率的进一步提升。探测器钝化层和其中的微结构带来的光学串扰以及衬底层中的电学串扰对分焦面偏振探测器的影响被长期忽略。围绕这个问题开展了... 详细信息

分焦面偏振探测器像素间的串扰会影响偏振透射率曲线,从而限制探测器的偏振精度和空间分辨率的进一步提升。探测器钝化层和其中的微结构带来的光学串扰以及衬底层中的电学串扰对分焦面偏振探测器的影响被长期忽略。围绕这个问题开展了相关研究:半定量地分析了图像传感器中串扰对消光比的影响;基于聚焦离子束直写技术制备了分焦面偏振探测器;搭建了线光源线偏振测试系统,并对串扰进行了量化测量;设计了可使电学消光比大幅提升的光电隔离沟道。研究结果不仅可以用于分焦面偏振探测器的设计,同时也为超表面与探测器的集成提供了参考。未来将以更真实的物理模型和探测器参数,定量地研究光电隔离沟道对探测器的串扰和性能的影响。

关键词：串扰微偏振阵列分焦面偏振探测器光电隔离沟道

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高分辨率大气谱线并行计算方法研究

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光学学报 2024年第18期44卷 264-272页

作者：马志昂李大成吴军程晨安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

大气谱线计算是大气辐射传输中的一个重要环节,其计算速度慢是长期以来限制大气辐射传输计算效率的主要问题之一。通过对大气透过率中谱线计算可并行性的分析,利用图形处理器(GPU)构建了基于GPU并行处理的大气谱线计算模型。针对大气环... 详细信息

大气谱线计算是大气辐射传输中的一个重要环节,其计算速度慢是长期以来限制大气辐射传输计算效率的主要问题之一。通过对大气透过率中谱线计算可并行性的分析,利用图形处理器(GPU)构建了基于GPU并行处理的大气谱线计算模型。针对大气环境和高温环境进行仿真计算,结果表明,相较于中央处理器(CPU),基于GPU的并行算法模型可以在达到相同精度的同时,计算速度提升1~3个数量级。在此基础上,使用Malkmus带模式参数拟合法,基于并行计算构建了相关K分布系数表,能够支持并行计算成果在无GPU或内存受限设备上的使用,提高该技术的普适性。为常规大气、高温燃气等条件下的高分辨快速辐射传输计算提供新的技术途径。

关键词：光学计算并行处理逐线积分法计算统一设备架构相关K分布

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基于改进的自适应迭代重加权惩罚最小二乘的空间外差拉曼光谱基线校正方法

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光学学报 2024年第7期44卷 243-251页

作者：白云飞罗海燕李志伟丁毅熊伟中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

空间外差拉曼光谱技术因其非接触、无损、快速、高稳定性和高光谱分辨率等特点,已经广泛应用于各个物质探测领域。由于复原光谱中存在荧光背景干扰,对样品进行定性和定量分析时需要对光谱进行基线校正。为了解决由拉曼峰引起的拟合基线... 详细信息

空间外差拉曼光谱技术因其非接触、无损、快速、高稳定性和高光谱分辨率等特点,已经广泛应用于各个物质探测领域。由于复原光谱中存在荧光背景干扰,对样品进行定性和定量分析时需要对光谱进行基线校正。为了解决由拉曼峰引起的拟合基线抬升的问题,提出了一种改进的自适应迭代重加权惩罚最小二乘(airPLS)的基线拟合方法,即基于拉曼峰截断的airPLS基线拟合方法。该方法能够自动识别拉曼峰,并在对光谱进行拉曼峰截断后进行airPLS迭代拟合,以获得更准确的基线。使用仿真光谱和实测光谱进行验证,并与常见的基线拟合方法进行对比,结果显示,改进的airPLS基线拟合准确度显著提升,仿真光谱的基线拟合均方根误差优于0.0052。实测拉曼光谱的校正谱特征峰清晰可见,荧光基线趋势被有效去除,满足拉曼光谱数据处理的需求。

关键词：拉曼光谱空间外差基线校正最小二乘法

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大气CO_(2)成像卫星遥感的点源排放分辨能力影响因素分析

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光学学报 2024年第12期44卷 71-83页

作者：李超王先华叶函函吴时超施海亮李大成孙二昌安源中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

对卫星成像遥感的分辨能力开展理论分析,基于拉格朗日粒子扩散理论的CALPUFF模型得到点源大气CO_(2)排放烟羽分布结果,设计可探测像元统计和排放强度估算方法,以1×10^(-6)和4×10^(-6)的卫星反演精度和现有CO_(2)排放强度估算... 详细信息

对卫星成像遥感的分辨能力开展理论分析,基于拉格朗日粒子扩散理论的CALPUFF模型得到点源大气CO_(2)排放烟羽分布结果,设计可探测像元统计和排放强度估算方法,以1×10^(-6)和4×10^(-6)的卫星反演精度和现有CO_(2)排放强度估算误差为标准,分析不同排放强度和气象条件下监测点源CO_(2)排放所需的最低空间分辨率。理论分析表明:空间分辨率越高,探测到的CO_(2)烟羽越完整,CO_(2)排放强度定量精度越高,对气象和排放强度因素的适应范围越广。探测分辨能力与排放强度成正比,与500 t/h排放强度对应所需的空间分辨率2.0 km相比,3000 t/h排放强度所需的空间分辨率提高至4.5 km;探测分辨能力与风速成反比,静风(风速为0)条件对应所需的空间分辨率为3.0 km,在10.0 m/s风速条件下,所需的空间分辨率为1.0 km。分析成像卫星的分辨能力并说明其适用场景,为未来成像探测数据的CO_(2)排放分辨能力分析和信息解译方法提供理论基础。

关键词：大气光学 CO_(2)烟羽排放强度卫星成像遥感空间分辨率扩散模型

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基于无监督学习的风洞压敏漆图像配准算法

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光学学报 2024年第9期44卷 156-168页

作者：刘康孙熊伟施海亮王先华叶函函程晨朱锋吴时超中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

为满足压强敏感涂料(简称“压敏漆”)图像准确、快速的配准需求,提出一种基于无监督学习的压敏漆图像配准方法——PIR-Net。首先,针对风洞环境中零件的大程度形变问题,构造多尺度的网络框架,实现压敏漆图像由粗到细的配准;其次,构造类似... 详细信息

为满足压强敏感涂料(简称“压敏漆”)图像准确、快速的配准需求,提出一种基于无监督学习的压敏漆图像配准方法——PIR-Net。首先,针对风洞环境中零件的大程度形变问题,构造多尺度的网络框架,实现压敏漆图像由粗到细的配准;其次,构造类似U-Net结构的卷积网络,实现图像宏观结构特征和局部细节特征的融合;最后,设计基于结构相似性的损失函数并引入梯度场约束,以提高特征稀疏图像的配准精度。实验结果表明,相较于领域内的典型配准方法,所提方法的归一化互相关指标提高了16.4%,均方误差提高了19.1%。

关键词：机器视觉压敏漆图像非刚性变形图像配准无监督学习

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面阵CMOS传感器图像噪声仿真与验证

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光学学报 2024年第12期44卷 367-375页

作者：陈静远刘晓杜丽丽宋波孙晓兵中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

基于面阵互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器成像物理过程,分析成像过程中各种噪声的来源,构建了一套面阵CMOS传感器图像噪声模型,并进行了噪声仿真及效果验证。首先,分析CMOS传感器信号转换过程中产生的噪声;然后,基于噪声特性构建噪声... 详细信息

基于面阵互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器成像物理过程,分析成像过程中各种噪声的来源,构建了一套面阵CMOS传感器图像噪声模型,并进行了噪声仿真及效果验证。首先,分析CMOS传感器信号转换过程中产生的噪声;然后,基于噪声特性构建噪声模型,提出该模型的参数标定方法;最后,利用自行设计的面阵CMOS相机在实验室拍摄的图像和航拍图像进行仿真效果验证及对比分析。测试结果表明,所提模型仿真图像与实验室实拍图像之间的信噪比(SNR)、峰值信噪比(PSNR)、结构一致性(SSIM)的平均相对偏差分别为3.85%、0.99%、1.33%,且与现有的噪声模型仿真结果相比有较小的相对偏差。不同噪声模型参数下航拍图像噪声仿真效果符合理论和实际情况。上述结果充分验证了所提出的噪声仿真模型的有效性。

关键词：传感器面阵CMOS 噪声模型噪声标定仿真分析

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