纹理图象的多信道滤波分割方法

纹理图象的分割分类方法是目前图象处理和机器视觉研究中的一个前沿课题。传统方法大多基于形态结构和统计描述，与人类视觉机理相脱节，无法进一步提高分割精度。本文介绍了近几年来兴起的一类全新的方法，即基于空间／空间频率（ｓ／ｓｆ）平面的多信道滤波法，这类方法与人类视觉机理能很好地吻合，对于人工纹理和自然纹理都能获得很好的分割效果。

多信道二维光子晶体滤波器

根据光波模在光子晶体线缺陷波导和环形谐振腔之间的耦合原理,在二维三角晶格光子晶体中设计了一款由线缺陷主波导、环形谐振腔、60°弯下载波导组成的多信道下载滤波器。利用平面波展开方法计算了完整光子晶体及线缺陷波导的能带结构;基于时域有限差分方法计算了各目标频率光信号在器件中的传输特性,分析了影响器件耦合效率的因素并对其进行了改进。分析表明:通过改变环形谐振腔内介质柱的半径可以调节光子晶体环形谐振腔的谐振频率,而改变线缺陷主波导与环形谐振腔之间耦合区域中介质柱的形状以及将直下载波导改换成60°弯下载波导可以提高线缺陷主波导、60°弯波导与环形谐振腔之间的耦合效率。计算结果显示:优化后的多信道二维光子晶体滤波器具备优良的选频功能,各目标频率光信号的透射率均达90%以上。与传统半导体介质材料器件相比,该器件体积较小,结构简单,易于大规模集成,很有应用前景。

多信道异质结构光子晶体滤波器

利用二维正方晶格介质柱型光子晶体(PC),设计了一款由4个线性渐变型微腔和异质结构光子晶体反射器组成的多信道下路滤波器。利用平面波展开法(PWE)以及二维时域有限差分法(2D-FDTD)分析了该异质结构滤波器的工作机制,并进一步探究了微腔参考面与异质结界面之间距离对下路效率的影响。研究表明,滤波器中的异质结反射器可以实现接近100%的反射,从而大幅度地提高了三端口滤波器的滤波效率。设计的多信道滤波器各个通道都能有效地实现下路滤波功能,其信道间隔为10nm,滤波效率均在90%以上,透射谱半高宽均在0.54nm以下,实现了较高的品质因子特性。该滤波器尺寸只有15.15μm×13.91μm,且滤波效率很高,适于在波分复用系统中进行复用与解复用,在未来光路集成应用中具有良好的应用前景。

一种新型高效光子晶体多信道下载滤波器的设计

采用二维正方排列的光子晶体,根据微腔缺陷模和波导模共振耦合原理,设计了一种新型的多信道下载滤波器,该滤波器通过主波导、90°弯波导和共振微腔的组合,提高了各个信道下载波导的下载效率。利用二维时域有限差分法模拟了滤波器的传输特性,并理论分析了影响下载效率的因素,进一步对滤波器进行了优化,使得各信道下载波导的下载效率均在91%以上。模拟结果表明该滤波器能有效地实现光波的分波下载,传输谱信道波长间隔约为20nm,中心波长误差为±2nm,传输谱的最大半宽度为3.2nm,有良好的波长选择性,证实了增大下载波导和共振微腔的耦合区域可以有效地提高滤波器的下载效率。

振幅采样结合相位采样的线性啁啾光纤光栅理论与实验研究

为了增加可调谐光纤激光器的调谐带宽,需要一种具有大信道间隔、大的总带宽、各信道的峰值反射率在带内保持均匀而在带外迅速下降的多信道滤波器。提出了一种基于光纤光栅大信道间隔的多信道滤波器实现方法,采用了振幅采样结合相位采样的线性啁啾光纤光栅,基于矩形函数的采样形式,不需要作单个采样的切趾。用所提出方法可以实现一块模板设计任意信道间隔的光纤光栅。通过理论和实验结果的对比,该设计方法得到很好的验证。

多信道梳状滤波器信道间的相移补偿

采样大啁啾光纤光栅理论（LCSBG）是实现超高信道数梳状滤波器的理想方案,但实际制作时存在信道间隔不准确、多信道无法同时对齐的问题,文中通过对多信道梳状滤波器反射谱特性的数值模拟分析以及信道间隔误差进行了理论计算,指出问题的来源为LCSBG要求的光栅为周期倒数线性啁啾,并不是简单的线性啁啾.对此,提出了相移补偿方案,并以100信道,40GHz梳状滤波器为例进行了仿真验证,得到了理想的结果.这为实际制作高信道、高准确度的多信道梳状滤波器打下了良好的理论基础.