检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2025年第07期 83-91页

作者：刘炳锋祝连庆鹿利单陈伟强董明利合肥工业大学仪器科学与光电工程学院北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室

针对中波红外探测器在高工作温度（HOT）条件下的需求,研究了基于InAs/InAsSbⅡ类超晶格中波红外焦平面探测器的设计与制备技术。通过nBn势垒型结构的优化,结合分子束外延技术实现了高质量的应变平衡外延生长,制备了640×512阵列规... 详细信息

针对中波红外探测器在高工作温度（HOT）条件下的需求,研究了基于InAs/InAsSbⅡ类超晶格中波红外焦平面探测器的设计与制备技术。通过nBn势垒型结构的优化,结合分子束外延技术实现了高质量的应变平衡外延生长,制备了640×512阵列规模的中波红外探测器。材料表征表明,超晶格外延层具有优异的晶体质量和精确的晶格匹配。器件测试结果显示,在130 K工作温度下,探测器的平均峰值探测率达到4.81×1011cm·Hz1/2·W-1,噪声等效温差（NETD）为15.8 mK,盲元率仅为0.16%,响应率非均匀性为4.67%。该探测器展现出优异的光电性能及成像质量,其在高工作温度下的优异性能表明其在红外成像和目标探测领域具有广阔的应用前景。

关键词：中波红外探测器 InAs/InAsSb II类超晶格 nBn结构焦平面阵列高工作温度

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基于实例分割与点云配准的目标位姿测量方法

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工具技术 2025年第3期59卷 132-136页

作者：王奡燕必希孙鹏王君北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京市100000

在合作目标位姿检测中,应用扫描点云直接配准经常产生错误和效率低的问题,为此提出一种结合YOLOv8算法进行实例分割并实现点云高精度配准测量目标位姿的方法。对目标三维点云扫描数据进行下采样,减少数据量,提高运行效率;使用三维点云... 详细信息

在合作目标位姿检测中,应用扫描点云直接配准经常产生错误和效率低的问题,为此提出一种结合YOLOv8算法进行实例分割并实现点云高精度配准测量目标位姿的方法。对目标三维点云扫描数据进行下采样,减少数据量,提高运行效率;使用三维点云生成二维图像进行实例分割,剔除点云中的背景,并使用距离滤波算法剔除干扰点,获得目标点云;使用ICP算法配准模型与目标,获得目标坐标系信息描述目标位姿。实验表明,采用下采样后,预处理与配准分别平均提升效率47%与80%;去除干扰点后进一步提升了配准精度,最大点对距离减少0.504 mm,平均点对距离减少0.019 mm。通过精度实验验证,目标位置误差均值<0.3 mm,各轴角度误差均值<0.6°,可以满足舱外服务机器人的需求。

关键词：体素下采样实例分割 YOLOv8 ICP 点云配准

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中红外外腔可调谐窄线宽量子级联激光器设计

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红外与激光工程 2025年第3期 201-211页

作者：贾涵袁配张东亮张诗雅崔锦涛杜舒豪刘铭成步文郑军北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室中国电子科技集团公司第十一所中国科学院半导体研究所

可调谐量子级联激光器(Quantum Cascade Laser, QCL)在自由空间光通信、光谱检测等领域具有重要的应用前景。然而针对分布式反馈QCL存在的掩埋光栅二次外延工艺繁琐、表面光栅耦合效果不佳，以及光栅耦合不利于器件集成化、微型化等问... 详细信息

可调谐量子级联激光器(Quantum Cascade Laser, QCL)在自由空间光通信、光谱检测等领域具有重要的应用前景。然而针对分布式反馈QCL存在的掩埋光栅二次外延工艺繁琐、表面光栅耦合效果不佳，以及光栅耦合不利于器件集成化、微型化等问题，提出利用硅基锗集成波导与F-P腔QCL混合集成来实现波长可调谐和窄线宽输出的方案，对中心波长4.6μm的可调谐QCL的硅基集成外腔部分进行了设计优化。通过时域有限差分法仿真，系统地分析了微环谐振器半径、耦合长度和耦合间隔等结构参数对中心波长偏移和透射率的影响。研究表明，微环谐振器耦合间隔的减小会显著影响输出光谱透射率和耦合系数，而耦合长度的增加则会影响输出光谱透射率并使中心波长向长波方向移动。此外，分析了Sagnac环形反射镜的耦合间隔对耦合系数和反射率的影响，结果表明耦合间隔的减小会导致反射率的增加。最后通过改变波导材料有效折射率，仿真模拟了调谐性能。最终确定当自由光谱范围为20 nm、线宽为0.18 nm时的微环谐振器的半径为41.5μm，耦合长度为4μm，耦合间隔为0.15μm；反射率为0.7时的反射镜的耦合长度为60μm，耦合间隔为0.345μm，相关参数和研究结论为实际器件制备提供了理论依据。

关键词：量子级联激光器可调谐时域有限差分法仿真微环谐振器 Sagnac环形反射镜

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中红外外腔可调谐窄线宽量子级联激光器设计

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红外与激光工程 2025年第3期54卷 192-202页

作者：贾涵袁配张东亮张诗雅崔锦涛杜舒豪刘铭成步文郑军北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100016 中国电子科技集团公司第十一所北京100015 中国科学院半导体研究所北京100083

可调谐量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)在自由空间光通信、光谱检测等领域具有重要的应用前景。然而针对分布式反馈QCL存在的掩埋光栅二次外延工艺繁琐、表面光栅耦合效果不佳,以及光栅耦合不利于器件集成化、微型化等问题,... 详细信息

可调谐量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)在自由空间光通信、光谱检测等领域具有重要的应用前景。然而针对分布式反馈QCL存在的掩埋光栅二次外延工艺繁琐、表面光栅耦合效果不佳,以及光栅耦合不利于器件集成化、微型化等问题,提出利用硅基锗集成波导与F-P腔QCL混合集成来实现波长可调谐和窄线宽输出的方案,对中心波长4.6μm的可调谐QCL的硅基集成外腔部分进行了设计优化。通过时域有限差分法仿真,系统地分析了微环谐振器半径、耦合长度和耦合间隔等结构参数对中心波长偏移和透射率的影响。研究表明,微环谐振器耦合间隔的减小会显著影响输出光谱透射率和耦合系数,而耦合长度的增加则会影响输出光谱透射率并使中心波长向长波方向移动。此外,分析了Sagnac环形反射镜的耦合间隔对耦合系数和反射率的影响,结果表明耦合间隔的减小会导致反射率的增加。最后通过改变波导材料有效折射率,仿真模拟了调谐性能。最终确定当自由光谱范围为20 nm、线宽为0.18 nm时的微环谐振器的半径为41.5μm,耦合长度为4μm,耦合间隔为0.15μm;反射率为0.7时的反射镜的耦合长度为60μm,耦合间隔为0.345μm,相关参数和研究结论为实际器件制备提供了理论依据。

关键词：量子级联激光器可调谐时域有限差分法仿真微环谐振器 Sagnac环形反射镜

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基于全光衍射深度神经网络的矿物拉曼光谱识别方法

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红外与激光工程 2020年第10期49卷 160-167页

作者：张旭于明鑫祝连庆何彦霖孙广开北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100016 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100016 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100016 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100016 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100016

提出了一种基于全光衍射神经网络的矿物拉曼光谱识别方法.首先,分析矿物拉曼光谱的数据结构特征,对比分析了传统神经网络与光学衍射神经网络的异同,根据预处理后的数据构建光学衍射神经网络;然后,采用交叉熵损失函数和Adam算法对光学衍... 详细信息

提出了一种基于全光衍射神经网络的矿物拉曼光谱识别方法.首先,分析矿物拉曼光谱的数据结构特征,对比分析了传统神经网络与光学衍射神经网络的异同,根据预处理后的数据构建光学衍射神经网络;然后,采用交叉熵损失函数和Adam算法对光学衍射神经网络进行训练,得到优化的网络参数;最后,在仿真条件下,验证和分析不同栅格高度精度对矿物识别正确率的影响,给出了不同栅格高度精度对应的网络正确率及正确率损失.该方法在RRUFF矿物拉曼光谱数据库上的测试结果显示:五类矿物识别正确率为94.2％,证明利用光学衍射神经网络进行拉曼光谱分类具有可行性,为光学衍射神经网络的应用提供参考;栅格高度在6 bit精度条件下,五类矿物正确率为93.6％,证明栅格高度离散化能够在保证网络正确率的同时极大降低光栅制作难度,为光栅制备提供理论支撑.

关键词：全光衍射神经网络矿物拉曼光谱深度学习

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全光纤多重回馈液体折射率测量

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光学精密工程 2021年第5期29卷 982-988页

作者：牛海莎潘雨婷祝连庆陈恺骆飞北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室

针对传统激光干涉折射率测量精度易受环境扰动,样品用量大等问题,本文提出一种全光纤多重回馈液体折射率测量系统。该系统以光纤光栅激光器作为内腔,以中空光纤作为外腔构成基于封闭式双重外腔激光回馈液体折射率测量系统,并对光纤结构... 详细信息

针对传统激光干涉折射率测量精度易受环境扰动,样品用量大等问题,本文提出一种全光纤多重回馈液体折射率测量系统。该系统以光纤光栅激光器作为内腔,以中空光纤作为外腔构成基于封闭式双重外腔激光回馈液体折射率测量系统,并对光纤结构的模式耦合效率、液体折射率测量精度进行了理论分析与计算。实验结果表明,该系统的理论测量精度可达到3.44×10-5,由于采用了闭合光纤元件一体熔接,因此对热抖动和机械振动表现得更稳定,待测样品不需要匹配,也没有被污染的危险。该系统将微纳器件和流体力学相结合,可构造出物理、化学、生物等科研所需的特殊研究环境,具有快速、高效,样品取样少等优点。

关键词：光纤传感全光纤双重外腔自混合干涉折射率

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基于4f光学系统的周期性结构微小形变检测

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仪器仪表学报 2023年第3期44卷 16-24页

作者：张帆樊文强朱疆祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

为了快速、直观地检测出周期性结构的微小偏移,提出了基于4f光学系统的周期性结构微小偏移检测方法。首先使用VirtualLab Fusion光学仿真软件进行理论研究,建立预设偏移的周期性微结构模型,构造了光学传递函数,利用4f空间滤波方法,获得... 详细信息

为了快速、直观地检测出周期性结构的微小偏移,提出了基于4f光学系统的周期性结构微小偏移检测方法。首先使用VirtualLab Fusion光学仿真软件进行理论研究,建立预设偏移的周期性微结构模型,构造了光学传递函数,利用4f空间滤波方法,获得与周期性微结构对应的像面幅值图。经分析得出在透明基底的周期性结构中,不论尺寸大小,若偏移量在相邻特征尺寸间距的80%范围内,经拟合后幅值变化与微结构偏移量呈线性关系,且幅值变化位置与微结构偏移位置一致。依据仿真的光学系统参数搭建了实验系统,实验结果与仿真一致,并且该套系统可以实现3.4 mm×2.6 mm的测量视场,分辨率能达5μm,能够实时快速地对周期性结构材料进行位移或缺陷检测。

关键词：位移检测 4f光学系统光强分布 VirtualLab Fusion

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基于阵列波导光栅的光纤布拉格光栅解调技术综述

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物理学报 2022年第9期71卷 166-179页

作者：李科董明利袁配鹿利单孙广开祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京信息科技大学北京市光电测试技术重点实验室北京100192

基于阵列波导光栅的光子集成解调技术是硅光领域的研究热点和难点.相比传统解调方法,基于阵列波导光栅的光子集成解调技术因其解调精度高、解调速度快、封装体积小等优势,在光纤布拉格光栅的高速、高精度解调上具有明显优势.近年来,随... 详细信息

基于阵列波导光栅的光子集成解调技术是硅光领域的研究热点和难点.相比传统解调方法,基于阵列波导光栅的光子集成解调技术因其解调精度高、解调速度快、封装体积小等优势,在光纤布拉格光栅的高速、高精度解调上具有明显优势.近年来,随着光子集成技术的发展,各科研院所和相关机构对阵列波导光栅的光子集成解调法进行了广泛深入的研究与优化.本文通过介绍阵列波导光栅工作原理及基于阵列波导光栅的光纤布拉格光栅波长解调原理,结合基于阵列波导光栅的光纤布拉格光栅解调仪在材料体系和系统性能两个方面的重要进展,归纳了基于阵列波导光栅的解调仪的典型应用场景,从新材料、系统集成和规模化三方面对光纤布拉格光栅解调系统的未来发展提出针对性建议,为基于阵列波导光栅的光子集成解调技术的研究发展提供参考.

关键词：光纤布拉格光栅波长解调阵列波导光栅光子集成回路

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遥感卫星外壳摄影测量网络定向方法研究

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仪器仪表学报 2020年第4期41卷 200-207页

作者：韩首榜董明利孙鹏燕必希王君北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

由于大型遥感卫星外壳具有多面体结构,产生了相邻面之间的照片采集重叠率低以及定向靶标局部可见等现象,最终导致摄影测量网络定向完整度低,测量精度降低。为此,提出一种针对大型立体结构的摄影测量网络定向方法。首先在五点法基础上利... 详细信息

由于大型遥感卫星外壳具有多面体结构,产生了相邻面之间的照片采集重叠率低以及定向靶标局部可见等现象,最终导致摄影测量网络定向完整度低,测量精度降低。为此,提出一种针对大型立体结构的摄影测量网络定向方法。首先在五点法基础上利用局部图像对上的同名编码点解算图像对之间的相对外方位参数,然后以公共点数量和反投影误差最小作为依据,建立图像全局相对定向链路并扩展图片定向网络,从而实现多面体结构摄影测量图像网络的全局相对定向。使用所提方法对3.5 m×3.5 m×2.2 m的某遥感卫星壳体进行摄影测量,结果表明,所提方法的定向完整度和精度优于传统定向算法。所提方法能够为多面体航天器构件的摄影测量提供准确可靠的图片外方位参数初值,定向角度标准差小于0.0003 rad,平移量标准差小于0.7 mm。

关键词：摄影测量相对定向五点法测量网络定向链路遥感卫星外壳

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工业相机自热引起像点漂移模型与补偿方法

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红外与激光工程 2021年第6期50卷 232-242页

作者：柴家贺董明利孙鹏燕必希北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

为减小视觉测量中温度对工业相机像点坐标的影响,对相机自热引起的像点漂移进行研究,提出一种针对工业相机热致像点漂移补偿方法。通过Ansys Workbench对工业相机模型进行有限元仿真分析,得出工业相机自热会引起成像光路变化和传感器膨... 详细信息

为减小视觉测量中温度对工业相机像点坐标的影响,对相机自热引起的像点漂移进行研究,提出一种针对工业相机热致像点漂移补偿方法。通过Ansys Workbench对工业相机模型进行有限元仿真分析,得出工业相机自热会引起成像光路变化和传感器膨胀变化,定量分析光路变化与传感器膨胀对像点坐标的影响,建立图像像点漂移补偿模型。大量实验表明,利用模型补偿后的像点漂移误差pixel降低到0.1~0.2于热控装置,使用模型进行补偿的方法具有结构简单、成本低的明显优势。该研究提出的温度补偿模型为减小视觉测量中相机自热导致的像点漂移误差提供了理论依据。

关键词：视觉测量像点漂移补偿模型有限元工业相机自热

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