双光反馈短腔半导体激光器动力学特性分析

提出并数值验证了双光反馈短腔半导体激光器可以稳定产生宽带混沌信号。通过理论分析对比了单光反馈和双光反馈两种结构下,反馈系数对激光器动力学特性的影响,发现双光反馈结构的短腔半导体激光器在很大的参数范围内可以产生混沌信号。对激光器不同输出状态的信号特性进行分析,结果表明双光反馈结构的激光器经由倍周期路径演化为混沌状态。另外,研究了双腔的反馈系数对激光器输出信号带宽的影响,发现双光反馈结构的激光器产生混沌信号的带宽可达10 GHz以上,并且随着反馈系数增大而逐渐增加。

自适应双光融合人体摔倒检测方法研究

针对基于可见光图像的人体摔倒检测方法在光照变化情况下性能不佳,无法满足全天候工况的问题,提出一种适用于变化光照条件下全天候工况的双光融合人体摔倒检测方法。首先利用Sobel算子提取可见光图像的边缘特征,通过非线性灰度变换增强红外图像的对比度;同时,将可见光图像从RGB空间转换到HSI空间并根据归一化亮度进行自适应双光融合;最后,将融合的双光图像作为CenterNet检测器的输入样本,完成人体姿态检测任务。在自建双光数据集上开展验证实验,自适应光照融合策略在SSIM指标上达到了0.77,在MI指标上达到了1.21。在CenterNet检测模型上融合后,平均检测精度mAP提升了9.71%。实验结果证明了方法的有效性。

基于双光融合的输煤明火实时检测系统

输煤栈桥场景中,若产生明火则易带来严重的安全事故。因此生产现场需要第一时间发现并扑灭明火,保障工业现场的安全生产。研究了通过可见光和热成像双光融合的实时视频检测方法,能及时发现明火并告警。该系统采用多元化的告警方式:机器人本体声光报警、电脑Web端弹窗和语音告警、手机APP端告警通知,使得相关人员在第一时间可知晓告警,以便及时处理。在实际项目应用中,明火检测综合准确度大于95%,保障了输煤栈桥工业现场的运行安全。

基于双光相机的光融合成像系统设计与实现

随着科技的不断发展,光融合成像系统被广泛应用于电网中,对维护电网的稳定性、可靠性有重要的作用。但在实际应用中,部分光融合成像系统的成本高、稳定性差、实时性不足等成了当前亟需解决的问题。基于此,该文提出了一种基于双光相机的光融合成像系统。首先,对双光相机、光融合成像技术进行了理论概述,为后续的系统设计提供理论基础。其次,为实现基于双光相机的光融合成像,采用了一种基于多帧融合的光融合算法,通过对多帧图像进行预处理、特征提取和匹配,实现了高精度的图像融合。最后,通过实验验证了系统的可行性和有效性,结果表明,基于双光相机的光融合成像系统在动态范围、图像清晰度、续航等方面具有较好的性能,能满足不同场景的实时需求。

基于双光楔棱镜的激光通信伺服机构研究

无线激光通信因其在码元速率、信道容量、传输距离等方面的优势而得到迅速发展和广泛应用,为了提升无线激光通信载荷对星载和机载等不同平台的适配性,激光通信载荷逐渐向着轻小型化方向发展。伺服扫描机构是激光通信过程中的重要环节,扫描捕获单元的轻小型化设计成为亟待解决的问题。基于旋转双光楔棱镜的扫描捕获单元摒弃常规的机械伺服转台,通过棱镜绕公共旋转轴的独立旋转实现大视场光束偏转。本文通过建立双光楔棱镜物理模型,基于几何光线追迹构建光束指向模型并分析旋转双光楔棱镜光束扫描模式,为激光通信载荷的轻小型化研制提供一定的参考和指导。相比于一阶近似模型,非近轴光线追迹模型对光束偏转的表征更加精准,通过优化棱镜的旋转角速度和初始角度可以实现对全视场任意轨迹形式的光束扫描覆盖。

基于双光式热成像的机场鸟害探测预警系统

常规的机场鸟害探测预警系统多数采用无人机探测技术,探测机场是否存在鸟害隐患,探测精度与效率较低,无法为系统提供精确的数据支持,导致系统鸟害预警响应时间较长。针对这一问题,引入双光式热成像技术,提出了一种全新的鸟害探测预警系统。系统采用B/S硬件结构,结合红外热电探测器与UPS不间断电源的共同作用,搭建了良好的硬件环境。通过对鸟害图像进行采集与预处理,提取图像混合信号,利用双光式红外热成像技术,构造鸟害红外辐射与温度之间的映射关系,结合温度的动态变化,得出鸟害探测结果,并根据探测结果,设计系统的鸟害预警模块,完成系统软件设计。根据测试结果可知,本文提出系统在鸟害报警警戒值逐渐增加的情况下,预警响应时间较短,均能够在5s内完成预警响应。

EOG-DS:动态目标变焦双光跟踪算法

配置大倍率光学系统的双光复合跟踪在地面空中监视取证等领域有广泛的应用。目前基于图像的目标跟踪算法研究主要是单光跟踪,在双光图像跟踪算法,特别是动态变焦过程中图像跟踪方面缺乏深入研究。针对双光跟踪视场变焦时的图像模糊、尺度快速变化容易导致目标丢失的问题,提出基于Dempster-Shafer(DS)理论的动态目标变焦双光跟踪算法。通过DS决策级融合可见光与红外跟踪目标响应图,利用双光互补优势综合判断目标位置,实现大小视场的复合跟踪;实时检测可见光和红外图像目标的能量梯度(energy of gradient,EOG),在融合中引入模糊度信息,提高图像变焦模糊的适应性。通过双光大小视场尺度归一化的处理避免尺度快速变化导致的跟丢问题。实验结果表明,提出的EOG-DS融合跟踪算法提高了跟踪的稳定性,跟踪精确率为0.833,成功率为0.41,均有明显提升,跟踪速率达到26.87 FPS,满足实时性要求。

双光电力巡查吊舱高速稳定数据传输系统

传统的双光电力巡查吊舱数据传输系统的数据传输不够稳定、延时较长、发送端数据和接收端数据难以保持一致。为此,设计了一种新的高速稳定数据传输系统,系统硬件由吊舱、交-直-交变频器、ST-200可编程控制器、减速机构、高分辨率成像CCD传感器和宽动态成像CCD传感器组成。在变频器内部引入多种电路,确保数据传输过程的稳定性,通过ST-200可编程控制器处理信号。根据系统摄像机分辨率和景深结果计算数据在传递过程中的误差,通过校正确保传输精度,选用串行的方式实现数据传输。实验结果表明,该系统数据延时仅为90 ns,且传输过程的稳定性高,接收端数据波形与发送端波形一致,具有很强的传输能力。

基于双光融合热像仪的发电机组碳刷高温预警方法

传统发电机组碳刷高温预警方法直接选取预警评定指标,未对发电机组高温数据进行预处理,存在预警耗时久问题。文章提出了基于双光融合热像仪的发电机组碳刷高温预警方法,即对发电机组高温原始数据进行归一化处理,将经过预处理的高温数据按时间顺序排列并选取预警评定指标,根据所选取的指标并利用双光融合热像仪识别发电机组的内部发热状况,从而完成基于双光融合热像仪的发电机组碳刷高温预警。文章还设计了对比试验,试验结果表明,该研究方法相对于传统方法预警耗时短,具有较高的预警效率。

双光载荷光电吊舱系统设计与研究

光电吊舱是一种无人机常用的挂载设备,文中主要介绍了一种搭载可见光摄像机和红外摄像仪的光电吊舱系统的设计方法,主要介绍了吊舱的功能和组成,详细描述了机械结构设计、接口设计等,从软件的实现方面阐述了内部的信号走向和工作原理,最后对吊舱系统的稳定性和精度进行了测试,实现了所有功能和设计要求,可为吊舱系统的设计提供参考。

机载激光雷达双光楔扫描系统设计与实现

介绍了作为大型机载激光雷达关键部件的双光楔扫描系统的模型建立、设计实现以及实验验证。为实现双光楔扫描系统的大尺寸、宽视场和高精度指向,设计了16°楔角、320 mm直径的成对光楔,以及对应的高精度PID双轴扫描控制模块,分析了系统误差来源和误差控制方法。在45 m距离的地面测试中,通过每个3.6°转动楔镜,累计100次与真值测量比对进行检校和验证,扫描指向误差小于50μrad,通过搭载集成后的机载激光雷达飞行实验,实测扫描视场为32.03°,进一步验证了双光楔扫描系统的有效性。

用于CCD立靶的双光幕触发系统研究

针对靶场测试当中CCD立靶测量系统需要稳定可靠触发的需求,提出一种双光幕触发系统。采用镜头式光幕探测器配合高亮度LED慢散射光源组成触发探测光幕,利用2个同样的光幕探测器配合测时装置组成区截测速系统,根据测得的速度值判定飞越探测光幕的目标是否为真实弹丸,并决定是否输出触发信号。根据速度值V和触发光幕至CCD探测光幕的距离计算出弹丸飞越至探测光幕的时间,然后在弹丸飞越将近至探测光幕的时刻输出触发信号。该方案不但可以提高系统的稳定性,避免非真实目标对系统的干扰,还可以为后续CCD图像采集系统在准确时刻提供触发信号。经实验证明,所设计的双光幕触发系统的速度测量误差不大于0.4%,完全满足CCD立靶测量系统需要精确触发的要求。

双光瞳系统的光学传递函数和扫描全息术

在单光瞳图像处理系统中,扫描系统与非相干成像系统具有等价性,在此基础上设计了图像处理系统中的双光瞳处理系统,并推导了该系统在聚焦和离焦时的光学传递函数,提出了离焦时该系统在光学扫描全息术中的应用.

无热化旋转双光楔共形光学系统设计

针对共形光学系统中因大倾斜、大偏心带来的像差校正困难以及双框架结构带来的体积大、结构不紧凑的问题，采用了由Wossermann-Wolf方程确定的固定校正透镜与Zernike旋转双光楔相结合的结构，通过两个光楔沿光轴方向相对转动实现对不同关联视场（ FOR ）像差的校正，使得系统结构更加紧凑，并且更好地校正了共形光学系统的像差。设计了焦距f=90 mm、口径D=48 mm、波长3.7~4.8μm的共形光学系统，关联视场为＆#177;42＆#176;，瞬时视场角为＆#177;2.44＆#176;，利用二元衍射元件实现光学被动消热差，结果表明，在-20~60＆#176; C内各个视场的光学传递函数在17 lp/mm处大于0.45，成像质量优良。

双光楔扫描激光成像系统三维动态仿真

双光楔扫描是具有广泛应用前景的下一代激光扫描工作体制,由于双光楔扫描具有独特的工作模式和成像特性,其成像数据受参数、环境影响较大,因而对该扫描体制激光成像系统数据的时间、空间特性进行研究具有重要的理论和实际应用价值。针对双光楔扫描机制的成像原理,对双光楔扫描激光成像过程进行三维、动态的建模并设计仿真平台变得十分关键。同时,对不同成像参数及环境条件下的成像数据进行仿真生成点云数据,分析不同场景下扫描数据的成像特性也具有特殊意义。运用仿真结果来验证三维目标检测和识别算法的性能,对双光楔扫描激光成像系统的设计和研制具有参考价值。

新咪唑类化合物的短波长双光子荧光物理特性

报道短波长双光子吸收的新咪唑类化合物的光物理特性与结构的关系。实验研究表明:蓝光波段的双光子吸收有机分子通常共轭链短,增强端基拉电子基的强度是增大双光子吸收的关键。即电荷转移偶极矩的大小决定了分子双光子吸收的强弱。实验还研究了这批新分子的蓝光荧光量子产率与结构的关系。这批新蓝光发射化合物中,最大的双光子吸收截面高达252 1GM;最大的荧光量子产率高达96 5%。

基于双光楔的激光模拟训练系统弹道模拟研究

为了实现激光模拟训练系统的弹道模拟,以双光楔光束偏转性质为基础,研究了通过控制双光楔的旋转角度来控制激光光轴的偏转,并根据光折射理论计算推导了双光楔角度控制方程。结果表明,模拟训练系统激光光束指向精度高于1mrad,能够满足实际需要。该系统可用于坦克等直瞄重武器的实兵对抗训练。

双光腔耦合下机械振子的基态冷却

机械振子的基态冷却是腔量子光力学中的基本问题之一.所谓的基态冷却就是让机械振子的稳态声子数小于1.本文通过光压涨落谱和稳态声子数研究双光腔光力系统(标准单光腔光力系统中引入第二个光腔,并与第一个光腔直接耦合)的基态冷却.首先得到系统的有效哈密顿量,然后给出朗之万方程和速率方程,最后分别给出空腔和原子腔的光压涨落谱、冷却率和稳态声子数.通过光压涨落谱、冷却率和稳态声子数表达式,重点讨论空腔时机械振子的基态冷却,发现当满足最佳参数条件(机械振子的冷却跃迁速率对应光压涨落谱的最大值,而加热跃迁速率对应光压涨落谱的最小值)时,机械振子可以被冷却到稳态声子数足够少.此外分析:当辅助腔内注入原子系综时,若参数选择恰当可能更利于基态冷却.

基于双光楔的双模光学系统设计分析

在导引系统中,将双光楔结构与双模复合光学系统相结合,使复合光学系统保持不动,通过双光楔的运动来实现系统的扫描和跟踪。这种设计不仅简化了位标器的设计,也给复合光学系统的设计提供了足够空间余量,有利于导引系统的总体设计。本文提出一种基于双光楔的红外/激光双模光学系统设计方案,可用于获取目标的双模信息,分析了光学系统的基本参数,研究了采用双光楔结构对扫描视场的实现方法,并对整体光学系统进行了设计。所设计系统实现了红外和激光双波段的良好成像,满足导引系统的使用需求。

双光可调节型人工晶状体眼调节幅度的计算及影响因素

目的推导计算双光可调节型人工晶状体(DO-AIOL)植入术后眼调节幅度(AA)的数学公式,分析影响人工晶状体眼AA的相关因素。方法根据高斯近轴光学理论推导得出计算AA的数学计算公式,以眼轴长(AL)、角膜屈光力(K)、DO-AIOL两个光学部的屈光力(IOL1IMP,IOL2IMP)、人工晶状体(IOL)的有效位置(ELP)、IOL光学部的移动量(ΔELP)、DO-AIOL两个光学部的距离(d)、DO-AIOL两个光学部距离的变化量(Δd)计算AA,分析以上各参数对AA的影响。结果双光可调节IOL眼AA与AL、IOL2IMP及两个光学部的距离不相关。在IOL1IMP=32D,ELP=4mm,ΔELP=1mm,Δd=1mm时,DO-AIOL可为任意眼轴长患者提供的AA为2.49D。AA为IOL1IMP的二次函数,AA随IOL1IMP的增大而增大,表明通过增大IOL1IMP可获得较大的AA。AA为K的二次函数,AA随角膜屈光力的增大而增大。AA与ELP呈负相关,与ΔELP、Δd呈正相关,与两个光学部的距离无关,对于DO-AIOL设计的改进具有指导意义。结论研究推导得出计算双光可调节IOL眼的AA的数学公式,AA受IOL1、K、ELP、ΔELP、Δd等多因素影响,不受AL影响。