检索结果-内蒙古大学图书馆

强激光与粒子束 2024年第7期36卷 146-154页

作者：张航宇吴仪赵帅冯国英四川大学电子信息学院激光微纳工程研究所成都610065

散斑移位鬼成像边缘提取方法需要对物体进行多次的采样,才能得到高质量的边缘图。为了解决散斑移位鬼成像提取物体边缘时采样次数多和时间长的问题,在鬼成像的边缘提取实验中采用了卷积神经网络。首先用Walsh散斑对未知图像进行照射,将... 详细信息

散斑移位鬼成像边缘提取方法需要对物体进行多次的采样,才能得到高质量的边缘图。为了解决散斑移位鬼成像提取物体边缘时采样次数多和时间长的问题,在鬼成像的边缘提取实验中采用了卷积神经网络。首先用Walsh散斑对未知图像进行照射,将桶探测器收集的采样信号作为图像特征信息输入到鬼成像边缘提取网络,最后通过训练好的网络直接输出探测物体的边缘信息图,并且使用非极大值抑制算法来优化卷积神经网络的输出结果。实验结果表明,对于128×128像素的重建物体,在采样次数为1600时,鬼成像边缘提取网络输出边缘图案的信噪比和结构相似指数分别比散斑移位鬼成像的输出结果提高了5倍和2倍,成功提高了低采样率下鬼成像边缘提取的质量,降低了采样的时间。采用卷积神经网络的鬼成像边缘提取方案,有利于鬼成像在物体识别、安全检查的实际应用中进行快速高质量的边缘检测。

关键词：边缘提取鬼成像卷积神经网络深度学习非极大值抑制

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基于新型拼接光子晶体光纤的SPR葡萄糖浓度传感器

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工程科学与技术 2023年第6期55卷 46-53页

作者：谭启龙冯国英李筱薇谭建昌韩敬华石中兵四川大学电子信息学院激光微纳工程研究所四川成都610065 核工业西南物理研究院四川成都610041

针对人体血糖的稳定高效检测问题,本文提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)技术的光纤传感器并成功应用于葡萄糖浓度检测。采用光纤熔接机级联拼接多模光纤–光子晶体光纤–光子晶体光纤–多模光纤(MPPM),利用磁控溅射仪在光纤结构表... 详细信息

针对人体血糖的稳定高效检测问题,本文提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)技术的光纤传感器并成功应用于葡萄糖浓度检测。采用光纤熔接机级联拼接多模光纤–光子晶体光纤–光子晶体光纤–多模光纤(MPPM),利用磁控溅射仪在光纤结构表面沉积金膜。随后,使用巯基乙胺对传感区的金膜进行修饰,采用戊二醛固定葡萄糖氧化酶(GOD)的技术路线,使传感器具备葡萄糖特异性识别功能,并实现对低浓度葡萄糖溶液的传感。针对SPR传感器的折射率灵敏度,本文设计两组对比实验,分别是相同结构不同传感区长度的传感器对比,以及相同长度不同结构的传感器对比。研究结果表明:传感区长度对传感器的折射率灵敏度的影响较小;MPPM传感结构的折射率灵敏度优于MPM传感结构(提高了约101.84 nm/RIU),且MPPM结构的传感器具有更深的SPR共振峰,意味着检测精度更高。对于制备的葡萄糖传感器,设计了一套葡萄糖浓度、特异性识别及稳定性的检测方案。实验结果表明:在0~0.8 mg/mL的浓度范围的葡萄糖溶液中,MPPM传感器的葡萄糖灵敏度约为29.61nm/(mg·mL^(–1)),且表现出良好的线性关系,拟合系数达到了0.954;具有良好的特异性识别能力及稳定性能。相比于传统的葡萄糖传感器,本文提出的葡萄糖传感器结构紧凑、生物相容性好、灵敏度高。

关键词：表面等离子共振光子晶体光纤光纤传感葡萄糖浓度传感

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单胞构型和结构参数对SLM成形梯度点阵结构压缩性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 1021-1031页

作者：张博王国伟孙明艳秦煜沈显峰王超黄姝珂方辉中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳621900 四川大学机械工程学院四川成都610065

梯度点阵结构由于压缩时具有优秀的吸能能力,目前常作为吸能组件被应用于航天、国防和医疗等领域。但随着现代工业的发展,工程领域对其压缩性能提出了更高的要求,为使其进一步优化,有必要探讨单胞构型、结构参数和压缩性能之间的关系。... 详细信息

梯度点阵结构由于压缩时具有优秀的吸能能力,目前常作为吸能组件被应用于航天、国防和医疗等领域。但随着现代工业的发展,工程领域对其压缩性能提出了更高的要求,为使其进一步优化,有必要探讨单胞构型、结构参数和压缩性能之间的关系。因此本研究通过选区激光熔化(selective laser melting,SLM)成形了2种梯度差的AlSi10Mg变杆径梯度体心立方(body-centered cubic,bcc)和金刚石(diamond,Diam)结构,结合有限元分析(finite element analysis,FEA)研究梯度差对压缩性能的影响,并对2种单胞构型进行对比。准静态单轴压缩实验的结果表明,在同相对密度下,当单胞构型相同时,随着梯度差的增加单位体积吸能量明显增加,而梯度差相同时,Diam梯度点阵结构的压缩模量、屈服强度、抗压强度和最大峰值应力均高于bcc,同时其单位体积吸能量和吸能效率也高于bcc。

关键词：选区激光熔化梯度点阵结构压缩性能有限元分析

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基于稳定轻量级网络的机器人抓取检测方法

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中国激光 2023年第13期50卷 63-72页

作者：徐志超薛俊鹏孙鹏飞宋泽宇于长志卢文博四川大学空天科学与工程学院四川成都610065 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳621999

利用深度学习实现视觉图像的实时检测和姿态解算是引导机器人智能抓取的重要手段。针对机器人抓取检测中对准确性、实时性和稳定性的需求问题,构建了一种基于稳定轻量级网络的新型机器人抓取检测方法。将实例归一化层用于网络的卷积层... 详细信息

利用深度学习实现视觉图像的实时检测和姿态解算是引导机器人智能抓取的重要手段。针对机器人抓取检测中对准确性、实时性和稳定性的需求问题,构建了一种基于稳定轻量级网络的新型机器人抓取检测方法。将实例归一化层用于网络的卷积层和残差块中,每次只考虑单张图片的一个通道,不仅减少了运算量,还能有效利用单张图片的每个像素信息,在提升每个图像实例之间检测稳定性的同时加快模型收敛的速度;将特征金字塔网络分层结构融入上采样,并结合多维度语义信息增加对多尺度物体检测的准确度和稳定性。所构建的轻量级模型在交并比(IOU)为0.25时准确度为94.4%,画面传输速度为40.8 frame/s,并且在IOU低于0.5时准确度仍保持在80%以上。实验证明了在轻量级网络中加入实例归一化和特征金字塔的有效性。

关键词：机器视觉机器人抓取轻量级网络物体检测姿态检测

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水下鬼成像的研究进展

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光学学报 2022年第17期42卷 46-65页

作者：杨莫愁吴仪冯国英四川大学电子信息学院激光微纳工程研究所四川成都610065

水下成像技术在军事、海洋开发和工程应用中发挥着重要的作用。然而,传统成像方法在传播过程中会受到吸收、散射、湍流和复杂的光与物质相互作用效应的影响,进而难以获得清晰的水下图像。近年来,水下鬼成像逐渐成为研究热点,它采用无空... 详细信息

水下成像技术在军事、海洋开发和工程应用中发挥着重要的作用。然而,传统成像方法在传播过程中会受到吸收、散射、湍流和复杂的光与物质相互作用效应的影响,进而难以获得清晰的水下图像。近年来,水下鬼成像逐渐成为研究热点,它采用无空间分辨能力的桶探测器,通过关联算法来获取目标的空间分布。与传统阵列成像相比,鬼成像具有灵敏度高、抗干扰和工作波长宽等特点,在弱光、特殊波段和提高成像距离等方面具有显著优势。综述了近年来水下鬼成像的研究进展,重点讨论了其发展历程、光路结构和关键技术,分析了影响水下鬼成像质量的因素和提升方法,并对水下鬼成像的未来应用方向进行了展望。

关键词：海洋光学鬼成像水下成像单像素成像压缩感知深度学习

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基于外差干涉的涡旋光水下传输相位测量

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强激光与粒子束 2024年第6期36卷 34-40页

作者：罗鑫陈强珅袁晨源朱启华张航冯国英四川大学电子信息学院激光微纳工程研究所成都610065 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 成都理工大学成都610059

涡旋光束在湍流介质中传输时,光束相位会受到湍流运动的影响产生畸变。采用了一种基于外差干涉的点像元相位提取方法,通过采集各个点在一个周期内的干涉条纹获得的相对相位,重构出涡旋光束经过水下湍流传输后的相位分布。通过功率谱反... 详细信息

涡旋光束在湍流介质中传输时,光束相位会受到湍流运动的影响产生畸变。采用了一种基于外差干涉的点像元相位提取方法,通过采集各个点在一个周期内的干涉条纹获得的相对相位,重构出涡旋光束经过水下湍流传输后的相位分布。通过功率谱反演法生成随机相位屏,完成不同湍流强度下涡旋光束的传输仿真,结果表明光束相位畸变随着湍流强度的增大而增加。搭建了实验装置,实现了水下环境的涡旋光传输及相位测量。实验结果表明,当涡旋光在存在湍流的水下传输时,其复振幅分布经历了较为复杂的传输过程,强度分布及相位均存在畸变,所采用的方法能精确测量出涡旋光的复杂相位分布,有效完成涡旋光的拓扑荷数识别。

关键词：涡旋光水下湍流外差干涉随机相位屏相位测量

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单元件干涉数字全息的光线追迹模型

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强激光与粒子束 2023年第5期35卷 159-166页

作者：解翔宇王鹏邓颖周凯南冯国英四川大学电子信息学院激光微纳工程研究所成都610065 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

基于棱镜对的单元件干涉可以获得透射物体的相位信息,即数字全息,具有结构紧凑、干涉条纹稳定、测量精度高等优点。采用光线追迹方法,综合考虑了棱镜对的方位角旋转、斜面偏心等参数,建立了光线追迹等效模型,仿真了数字全息干涉条纹,给... 详细信息

基于棱镜对的单元件干涉可以获得透射物体的相位信息,即数字全息,具有结构紧凑、干涉条纹稳定、测量精度高等优点。采用光线追迹方法,综合考虑了棱镜对的方位角旋转、斜面偏心等参数,建立了光线追迹等效模型,仿真了数字全息干涉条纹,给出了条纹密度变化及倾斜的解析表达式。针对单模和多模光纤等微结构光学元件,获得了干涉数字全息图,并反演出其折射率分布。搭建了显微成像单元件干涉实验装置,获得了实际测量干涉图样,实验与仿真结果一致,证明了本模型的有效性。

关键词：光线追迹单元件干涉数字全息单模和多模光纤折射率分布

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Er^(3+)掺杂TiO_(2)的局域结构及电子性质的第一性原理研究

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物理学报 2022年第24期71卷 331-337页

作者：陈光平杨金妮乔昌兵黄陆君虞静四川文理学院智能制造学院达州635000 四川文理学院智能制造产业技术研究院达州635000 四川大学原子与分子物理研究所成都610065

三价稀土铒离子(Er^(3+))掺杂二氧化钛(TiO_(2))因其优异的光电性能,在众多稀土掺杂发光晶体材料中脱颖而出,具有非常广泛的应用前景.利用CALYPSO(Crystal structure AnaLYsis by Particle Swarm Optimization)结构搜索方法和第一性原... 详细信息

三价稀土铒离子(Er^(3+))掺杂二氧化钛(TiO_(2))因其优异的光电性能,在众多稀土掺杂发光晶体材料中脱颖而出,具有非常广泛的应用前景.利用CALYPSO(Crystal structure AnaLYsis by Particle Swarm Optimization)结构搜索方法和第一性原理计算,成功地预测和探究了三价铒离子掺杂二氧化钛(Er^(3+):TiO_(2))晶体的基态结构.首次报道Er^(3+)掺杂TiO_(2)的最低能量结构具有P4m2空间对称性.当Er^(3+)离子掺杂基质晶体时,Er^(3+)离子占据Ti^(4+)离子的位置,并造成结构畸变,最终使得Er^(3+)离子的局域对称性由D2d降低为C2v.通过电子结构计算发现Er^(3+)掺杂TiO_(2)的能带隙值约为2.27 eV,这表明Er^(3+)离子的掺杂会导致体系的带隙值降低,但没有改变其半导体性质,从而在光伏电池和半导体激光器等领域具有更广泛的应用.这些发现不仅为进一步探索Er^(3+):TiO_(2)晶体的性质和应用提供了数据参考,也为探究其他稀土掺杂晶体材料提供了最新的方法.

关键词： CALYPSO Er^(3+)掺杂TiO_(2) 局域结构第一性原理计算

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激光金属沉积成形过程几何形貌的紫外结构光三维测量方法

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航空学报 2024年第18期45卷 282-297页

作者：宋泽宇薛俊鹏徐志超卢文博王敏贾然于长志四川大学空天科学与工程学院成都610065 中国兵器装备集团自动化研究所有限公司绵阳621000 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所绵阳621999

金属增材制造领域中的激光金属沉积技术在生产过程中具有强光、强辐射的应用环境,导致缺乏工件的实时几何形貌三维信息的获取手段。为观测金属分层离散堆积成形过程,提出一种面向激光金属沉积成形过程三维几何信息测量的紫外结构光实时... 详细信息

金属增材制造领域中的激光金属沉积技术在生产过程中具有强光、强辐射的应用环境,导致缺乏工件的实时几何形貌三维信息的获取手段。为观测金属分层离散堆积成形过程,提出一种面向激光金属沉积成形过程三维几何信息测量的紫外结构光实时测量方法。通过对激光作用下金属粉末的辐射波长、激光等环境干扰光进行光谱分析,优化设计了紫外可选波段的窄带无干扰光路、二值抖动条纹光栅,确保获得高质量的调制条纹图像;由傅里叶变换在频域实现物体面形调制基频信息的滤波,通过傅里叶逆变换获得包裹相位信息,结合洪水填充算法实现绝对相位计算;根据立体视觉原理,以相位为稠密匹配辅助信息实现高精度三维数据计算。在金属增材制造真实环境下,通过对标准件的测量验证了所提方法三维测量平均误差小于0.1 mm。对金属件打印过程的观测实验证明,该方法可用于观测增材制造成形过程的层内、层间几何信息变化,满足工件成形过程中0.2~1.0 mm层厚堆积工艺的在线尺寸测量分析需求,为激光金属沉积技术的实时闭环反馈和内部缺陷机制分析提供详细的中间数据支持。

关键词：三维测量金属增材制造条纹结构光双目视觉相位分析

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基于空气孔微结构光纤的表面等离子体共振折射率传感器

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强激光与粒子束 2022年第5期34卷 165-170页

作者：谭启龙张夏康虎彭志清李筱薇杨莫愁冯国英四川大学电子信息学院激光微纳工程研究所成都610065

提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)效应增强的光子晶体光纤折射率传感器。该传感器结构通过光纤熔接机拼接光子晶体光纤(PCF),在光子晶体光纤中间引入一个空气孔形成PCF-空气孔-PCF的光纤传感结构,随后使用磁控溅射镀膜工艺在其表面... 详细信息

提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)效应增强的光子晶体光纤折射率传感器。该传感器结构通过光纤熔接机拼接光子晶体光纤(PCF),在光子晶体光纤中间引入一个空气孔形成PCF-空气孔-PCF的光纤传感结构,随后使用磁控溅射镀膜工艺在其表面沉积一层薄金膜制备而成。实验探究了折射率及温度对传感器的响应。结果表明,在1.333~1.389的折射率范围内,所提出的传感器的平均折射率灵敏度为2 142.52 nm,且测量线性度为0.981,品质因子约13.10。实验结果表明该传感器对温度不敏感。相比于无空气孔的PCF传感结构,引入的空气孔增强了SPR效应,使得传感器拥有良好的共振峰深度。得益于上述优势,该类型传感器有望在生物医学、环境监测等领域得到应用。

关键词：表面等离子体共振光子晶体光纤光纤传感空气孔

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