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激光与光电子学进展最新文献

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基于改进粒子群算法的光学相控阵栅瓣优化 基于改进粒子群算法的光学相控阵栅瓣优化
4区 物理与天体物理 Q4 ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop222967
梅泽迅 Mei Zexun, 周木春 Zhou Muchun
光学相控阵激光雷达系统具有体积小、扫描速度快等特点,但栅瓣问题很大程度上限制了它的性能。采用不等间距光学相控阵方法破坏光学相控阵周期性从而抑制栅瓣的生成。提出一种改进的粒子群算法,引入自适应参数优化、扰动策略和最优保留策略改善传统粒子群算法寻优效果,不断优化光学相控阵最优阵元分布,最终得到使栅瓣降至低水平的阵元间距值。对所提基于改进粒子群算法的栅瓣优化算法进行模拟实验,测试结果表明最大栅瓣值降低至0.0968,有效改善了栅瓣问题。最后使用所提算法对二维矩阵平面阵列进行研究,提出了二维非均匀光学相控阵的优化设计方法。
光学相控阵激光雷达系统具有体积小、扫描速度快等特点,但栅瓣问题很大程度上限制了它的性能。采用不等间距光学相控阵方法破坏光学相控阵周期性从而抑制栅瓣的生成。提出一种改进的粒子群算法,引入自适应参数优化、扰动策略和最优保留策略改善传统粒子群算法寻优效果,不断优化光学相控阵最优阵元分布,最终得到使栅瓣降至低水平的阵元间距值。对所提基于改进粒子群算法的栅瓣优化算法进行模拟实验,测试结果表明最大栅瓣值降低至0.0968,有效改善了栅瓣问题。最后使用所提算法对二维矩阵平面阵列进行研究,提出了二维非均匀光学相控阵的优化设计方法。
{"title":"基于改进粒子群算法的光学相控阵栅瓣优化","authors":"梅泽迅 Mei Zexun, 周木春 Zhou Muchun","doi":"10.3788/lop222967","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop222967","url":null,"abstract":"光学相控阵激光雷达系统具有体积小、扫描速度快等特点,但栅瓣问题很大程度上限制了它的性能。采用不等间距光学相控阵方法破坏光学相控阵周期性从而抑制栅瓣的生成。提出一种改进的粒子群算法,引入自适应参数优化、扰动策略和最优保留策略改善传统粒子群算法寻优效果,不断优化光学相控阵最优阵元分布,最终得到使栅瓣降至低水平的阵元间距值。对所提基于改进粒子群算法的栅瓣优化算法进行模拟实验,测试结果表明最大栅瓣值降低至0.0968,有效改善了栅瓣问题。最后使用所提算法对二维矩阵平面阵列进行研究,提出了二维非均匀光学相控阵的优化设计方法。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"68 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135659383","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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基于自对准技术的4管像素寄生电容建模与分析 基于自对准技术的4管像素寄生电容建模与分析
4区 物理与天体物理 Q4 ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop221253
杜雅娟 Du Yajuan, 高静 Gao Jing, 高志远 Gao Zhiyuan, 聂凯明 Nie Kaiming
转换增益是微光CMOS图像传感器的重要参数,转换增益的提高有助于提升图像传感器的信噪比,进而提升灵敏度和成像质量。由于转换增益与像素的寄生电容成反比关系,为有效提升转换增益,提出了一种基于自对准技术的4管有源像素寄生电容的二维物理模型。该模型建立了像素寄生电容与注入条件之间的关系,其中包括注入剂量、注入能量和复位电压,该模型的计算结果与TCAD仿真结果具有较高的一致性,二者之间的方差小于0.0028 fF2,验证了该模型的准确性。该模型能应用于高性能图像传感器尤其是高灵敏度微光图像传感器的设计和优化中。
转换增益是微光CMOS图像传感器的重要参数,转换增益的提高有助于提升图像传感器的信噪比,进而提升灵敏度和成像质量。由于转换增益与像素的寄生电容成反比关系,为有效提升转换增益,提出了一种基于自对准技术的4管有源像素寄生电容的二维物理模型。该模型建立了像素寄生电容与注入条件之间的关系,其中包括注入剂量、注入能量和复位电压,该模型的计算结果与TCAD仿真结果具有较高的一致性,二者之间的方差小于0.0028 fF2,验证了该模型的准确性。该模型能应用于高性能图像传感器尤其是高灵敏度微光图像传感器的设计和优化中。
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自适应精简点云改进预处理优化三维重建算法 自适应精简点云改进预处理优化三维重建算法
4区 物理与天体物理 Q4 ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop223279
胡志新 Hu Zhixin, 曹刘洋 Cao Liuyang, 裴东芳 Pei Dongfang, 梅紫俊 Mei Zijun
针对初始点云离群点噪声大、冗余性高导致三维重建效率低、重建曲面表面粗糙等问题,提出一种自适应精简点云改进预处理算法。首先使用统计滤波消除离群点噪声,并在基于体素重心邻近特征点下采样中引入双曲正切函数,在保持点云特征不变的情况下精简点云数据;然后建立移动最小二乘法拟合函数,确定其二次基函数和高斯权函数,完成点云数据平滑优化;最后使用投影三角化算法完成点云曲面重建。实验结果表明,所提算法在有效去除离群点的同时,还能精简点云数据、提升曲面重建效率,且重建后的模型表面光滑、孔洞减少。
针对初始点云离群点噪声大、冗余性高导致三维重建效率低、重建曲面表面粗糙等问题,提出一种自适应精简点云改进预处理算法。首先使用统计滤波消除离群点噪声,并在基于体素重心邻近特征点下采样中引入双曲正切函数,在保持点云特征不变的情况下精简点云数据;然后建立移动最小二乘法拟合函数,确定其二次基函数和高斯权函数,完成点云数据平滑优化;最后使用投影三角化算法完成点云曲面重建。实验结果表明,所提算法在有效去除离群点的同时,还能精简点云数据、提升曲面重建效率,且重建后的模型表面光滑、孔洞减少。
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基于改进YOLOv5的光伏组件缺陷检测 基于改进YOLOv5的光伏组件缺陷检测
4区 物理与天体物理 Q4 ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop223155
郭岚 Guo Lan, 刘正新 Liu Zhengxin
电致发光(EL)检测技术作为太阳电池和组件缺陷检测的重要手段被广泛运用,但是EL检查中的缺陷筛查仍然需要持续完善。为了克服以往研究中可识别缺陷的种类少、无法对缺陷进行定位、模型参数多体积大及检测速度慢的局限性,使用改进的YOLOv5网络对电致发光图片中常见的隐裂、断栅、裂片和黑斑4类主要缺陷进行检测和分类。使用Ghost模块代替YOLOv5骨干提取网络中的普通卷积模块,减少网络模型的参数量;为了保证良好的检测性能,在骨干网络尾端加入Squeeze-and-Excitation(SE)注意力模块,提升算法的目标检测能力;在特征融合网络中引入双向特征金字塔网络(BiFPN)结构,进一步加强网络的特征融合能力。结果表明,所提模型成功地识别和定位了4类常见的缺陷,与YOLOv5算法相比,模型体积减小了21%,在没有GPU加速的情况下,单张图片的检测速度提升了17.4%。
电致发光(EL)检测技术作为太阳电池和组件缺陷检测的重要手段被广泛运用,但是EL检查中的缺陷筛查仍然需要持续完善。为了克服以往研究中可识别缺陷的种类少、无法对缺陷进行定位、模型参数多体积大及检测速度慢的局限性,使用改进的YOLOv5网络对电致发光图片中常见的隐裂、断栅、裂片和黑斑4类主要缺陷进行检测和分类。使用Ghost模块代替YOLOv5骨干提取网络中的普通卷积模块,减少网络模型的参数量;为了保证良好的检测性能,在骨干网络尾端加入Squeeze-and-Excitation(SE)注意力模块,提升算法的目标检测能力;在特征融合网络中引入双向特征金字塔网络(BiFPN)结构,进一步加强网络的特征融合能力。结果表明,所提模型成功地识别和定位了4类常见的缺陷,与YOLOv5算法相比,模型体积减小了21%,在没有GPU加速的情况下,单张图片的检测速度提升了17.4%。
{"title":"基于改进YOLOv5的光伏组件缺陷检测","authors":"郭岚 Guo Lan, 刘正新 Liu Zhengxin","doi":"10.3788/lop223155","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop223155","url":null,"abstract":"电致发光(EL)检测技术作为太阳电池和组件缺陷检测的重要手段被广泛运用,但是EL检查中的缺陷筛查仍然需要持续完善。为了克服以往研究中可识别缺陷的种类少、无法对缺陷进行定位、模型参数多体积大及检测速度慢的局限性,使用改进的YOLOv5网络对电致发光图片中常见的隐裂、断栅、裂片和黑斑4类主要缺陷进行检测和分类。使用Ghost模块代替YOLOv5骨干提取网络中的普通卷积模块,减少网络模型的参数量;为了保证良好的检测性能,在骨干网络尾端加入Squeeze-and-Excitation(SE)注意力模块,提升算法的目标检测能力;在特征融合网络中引入双向特征金字塔网络(BiFPN)结构,进一步加强网络的特征融合能力。结果表明,所提模型成功地识别和定位了4类常见的缺陷,与YOLOv5算法相比,模型体积减小了21%,在没有GPU加速的情况下,单张图片的检测速度提升了17.4%。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"11 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135659405","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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脉冲宽度对激光驱动微滴前向转移的影响 脉冲宽度对激光驱动微滴前向转移的影响
4区 物理与天体物理 Q4 ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop223006
程帅康 Cheng Shuaikang, 吴迪 Wu Di, 罗国虎 Luo Guohu, 胡永祥 Hu Yongxiang
激光驱动微滴前向转移工艺在三维金属微结构打印方面具有重要的应用前景。脉冲宽度是影响微滴转移行为的一个重要因素,但是目前的研究对于不同脉宽下微滴产生以及沉积行为认识不够充分。本文以500 nm铜膜为对象,开展了5种不同脉宽下激光驱动微滴前向转移实验。研究结果表明,随着脉冲宽度的增大,获得完整微滴的激光驱动微滴前向转移工艺最低以及最高能流密度阈值逐渐增高,同时脉宽对沉积微滴形貌有显著影响。根据实验确定了不同脉宽下的激光驱动微滴前向转移工艺区间,并统计了不同脉宽下微滴沉积的材料转移比率。最后利用振镜线扫描方式实现大面积微滴阵列的制备。
激光驱动微滴前向转移工艺在三维金属微结构打印方面具有重要的应用前景。脉冲宽度是影响微滴转移行为的一个重要因素,但是目前的研究对于不同脉宽下微滴产生以及沉积行为认识不够充分。本文以500 nm铜膜为对象,开展了5种不同脉宽下激光驱动微滴前向转移实验。研究结果表明,随着脉冲宽度的增大,获得完整微滴的激光驱动微滴前向转移工艺最低以及最高能流密度阈值逐渐增高,同时脉宽对沉积微滴形貌有显著影响。根据实验确定了不同脉宽下的激光驱动微滴前向转移工艺区间,并统计了不同脉宽下微滴沉积的材料转移比率。最后利用振镜线扫描方式实现大面积微滴阵列的制备。
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Rh纳米结构消光特性模拟与分析 Rh纳米结构消光特性模拟与分析
4区 物理与天体物理 Q4 ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop221634
江睿 Jiang Rui, 陈芳 Chen Fang, 郑昭慧 Zheng Zhaohui, 柯少颖 Ke Shaoying, 周锦荣 Zhou Jinrong, 刘冠洲 Liu Guanzhou, 黄志伟 Huang Zhiwei
近年来,Rh纳米结构因在紫外波段有较强的局域表面等离激元共振(LSPR)效应,且材料的物理化学性能稳定,引起了广泛关注。以Rh纳米结构为研究对象,采用时域有限差分法系统地模拟并分析200~400 nm波段圆柱状Rh纳米阵列结构的消光特性和电场强度分布,以此研究Rh纳米结构的局域表面等离激元共振特性。结果表明:Rh纳米结构的LSPR特性与其直径、高度、间距以及周围折射率都有极强的相关性。通过这些参数的变化可以有效调制Rh纳米结构的LSPR共振波段,这对实现Rh纳米结构LSPR效应在紫外吸收、探测等相关领域应用具有重要参考意义。
近年来,Rh纳米结构因在紫外波段有较强的局域表面等离激元共振(LSPR)效应,且材料的物理化学性能稳定,引起了广泛关注。以Rh纳米结构为研究对象,采用时域有限差分法系统地模拟并分析200~400 nm波段圆柱状Rh纳米阵列结构的消光特性和电场强度分布,以此研究Rh纳米结构的局域表面等离激元共振特性。结果表明:Rh纳米结构的LSPR特性与其直径、高度、间距以及周围折射率都有极强的相关性。通过这些参数的变化可以有效调制Rh纳米结构的LSPR共振波段,这对实现Rh纳米结构LSPR效应在紫外吸收、探测等相关领域应用具有重要参考意义。
{"title":"Rh纳米结构消光特性模拟与分析","authors":"江睿 Jiang Rui, 陈芳 Chen Fang, 郑昭慧 Zheng Zhaohui, 柯少颖 Ke Shaoying, 周锦荣 Zhou Jinrong, 刘冠洲 Liu Guanzhou, 黄志伟 Huang Zhiwei","doi":"10.3788/lop221634","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop221634","url":null,"abstract":"近年来,Rh纳米结构因在紫外波段有较强的局域表面等离激元共振(LSPR)效应,且材料的物理化学性能稳定,引起了广泛关注。以Rh纳米结构为研究对象,采用时域有限差分法系统地模拟并分析200~400 nm波段圆柱状Rh纳米阵列结构的消光特性和电场强度分布,以此研究Rh纳米结构的局域表面等离激元共振特性。结果表明:Rh纳米结构的LSPR特性与其直径、高度、间距以及周围折射率都有极强的相关性。通过这些参数的变化可以有效调制Rh纳米结构的LSPR共振波段,这对实现Rh纳米结构LSPR效应在紫外吸收、探测等相关领域应用具有重要参考意义。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"47 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135659416","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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激光功率对Fe-TiC复合涂层组织及硬度的影响 激光功率对Fe-TiC复合涂层组织及硬度的影响
4区 物理与天体物理 Q4 ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop221435
李天澍 Li Tianshu, 邓德伟 Deng Dewei, 李振华 Li Zhenhua, 胡冰 Hu Bing, 孙奇 Sun Qi, 张勇 Zhang Yong
为增强304不锈钢表面性能,利用激光熔覆技术在其表面制备了TiC颗粒增强Fe基复合涂层,研究了激光功率对涂层几何特征、组织特征及硬度的影响规律和原因,引入灰关联分析综合表征熔覆层的组织特征,并推测出激光熔覆过程中TiC颗粒的熔解机制。结果表明,随激光功率的增加,熔覆层高度、气孔率、未熔TiC颗粒含量降低,宽度、深度、稀释率、析出TiC的二次枝晶臂间距增加,析出TiC含量先增加后降低、基体的二次枝晶臂间距先降低后升高且在1800 W时分别达到最高和最低。当激光功率为1800 W时,熔覆层表面成形良好,其组织特征均衡发展且灰关联度达到最大,平均硬度为801.5 HV0.5,达到基体的4.5倍左右。另外,TiC颗粒在激光熔覆中共有两种熔解机制,其特征分别为由外向内和整体分解,两种机制共同作用导致TiC颗粒的完全熔解。
为增强304不锈钢表面性能,利用激光熔覆技术在其表面制备了TiC颗粒增强Fe基复合涂层,研究了激光功率对涂层几何特征、组织特征及硬度的影响规律和原因,引入灰关联分析综合表征熔覆层的组织特征,并推测出激光熔覆过程中TiC颗粒的熔解机制。结果表明,随激光功率的增加,熔覆层高度、气孔率、未熔TiC颗粒含量降低,宽度、深度、稀释率、析出TiC的二次枝晶臂间距增加,析出TiC含量先增加后降低、基体的二次枝晶臂间距先降低后升高且在1800 W时分别达到最高和最低。当激光功率为1800 W时,熔覆层表面成形良好,其组织特征均衡发展且灰关联度达到最大,平均硬度为801.5 HV0.5,达到基体的4.5倍左右。另外,TiC颗粒在激光熔覆中共有两种熔解机制,其特征分别为由外向内和整体分解,两种机制共同作用导致TiC颗粒的完全熔解。
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大景深胶囊内窥镜光学系统设计 大景深胶囊内窥镜光学系统设计
4区 物理与天体物理 Q4 ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop222593
阳结根 Yang Jiegen, 胡枫 Hu Feng, 丁纬 Ding Wei, 邹林儿 Zou Liner
小肠肠道发病原因隐匿并且小肠存在大量褶皱,大景深光学系统有利于在诊断过程中获得更多的病理信息,而目前市面上的胶囊内窥镜光学系统景深较小。所提胶囊内窥镜光学系统在保证一定分辨率的同时,还可在7~100 mm大景深范围内有效成像。该系统视场角为100°,F数为5,在全视场范围内调制传递函数均大于0.35(在125 lp/mm频率处),在与之搭配的OV9734成像芯片上能够满足成像要求。并对该光学系统进行了公差分析,结果表明其在可加工范围内能满足常规生产与装调。
小肠肠道发病原因隐匿并且小肠存在大量褶皱,大景深光学系统有利于在诊断过程中获得更多的病理信息,而目前市面上的胶囊内窥镜光学系统景深较小。所提胶囊内窥镜光学系统在保证一定分辨率的同时,还可在7~100 mm大景深范围内有效成像。该系统视场角为100°,F数为5,在全视场范围内调制传递函数均大于0.35(在125 lp/mm频率处),在与之搭配的OV9734成像芯片上能够满足成像要求。并对该光学系统进行了公差分析,结果表明其在可加工范围内能满足常规生产与装调。
{"title":"大景深胶囊内窥镜光学系统设计","authors":"阳结根 Yang Jiegen, 胡枫 Hu Feng, 丁纬 Ding Wei, 邹林儿 Zou Liner","doi":"10.3788/lop222593","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop222593","url":null,"abstract":"小肠肠道发病原因隐匿并且小肠存在大量褶皱,大景深光学系统有利于在诊断过程中获得更多的病理信息,而目前市面上的胶囊内窥镜光学系统景深较小。所提胶囊内窥镜光学系统在保证一定分辨率的同时,还可在7~100 mm大景深范围内有效成像。该系统视场角为100°,F数为5,在全视场范围内调制传递函数均大于0.35(在125 lp/mm频率处),在与之搭配的OV9734成像芯片上能够满足成像要求。并对该光学系统进行了公差分析,结果表明其在可加工范围内能满足常规生产与装调。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"6 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135662112","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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长焦距离轴全反射式三档变焦光学系统设计 长焦距离轴全反射式三档变焦光学系统设计
4区 物理与天体物理 Q4 ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop202360
曹一青 Cao Yiqing
提出了一种基于变焦原理和初级像差理论的机械补偿式的长焦距离轴全反射式三档变焦光学系统设计方法。首先,建立了同轴四反射镜变焦光学系统初始结构求解模型,基于该模型,应用开发的自适应变异概率遗传算法对其进行求解,得到了同轴系统部分初始结构参数;然后,将其进行适当偏心和倾斜来消除共轴系统中心遮拦问题,结合光学设计软件Zemax对离轴系统像差进行校正。最后,应用上述设计方法,系统中各块反射镜光学面采用非球面设计,设计出高成像质量的焦距为300、600、900 mm的三档变焦离轴四反射镜光学系统。结果表明,该方法为离轴全反射式三档变焦光学系统设计提供了一种有效手段,能设计出满足实际应用需求的系统。
提出了一种基于变焦原理和初级像差理论的机械补偿式的长焦距离轴全反射式三档变焦光学系统设计方法。首先,建立了同轴四反射镜变焦光学系统初始结构求解模型,基于该模型,应用开发的自适应变异概率遗传算法对其进行求解,得到了同轴系统部分初始结构参数;然后,将其进行适当偏心和倾斜来消除共轴系统中心遮拦问题,结合光学设计软件Zemax对离轴系统像差进行校正。最后,应用上述设计方法,系统中各块反射镜光学面采用非球面设计,设计出高成像质量的焦距为300、600、900 mm的三档变焦离轴四反射镜光学系统。结果表明,该方法为离轴全反射式三档变焦光学系统设计提供了一种有效手段,能设计出满足实际应用需求的系统。
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基于深度学习的单光子非视域成像泊松降噪 基于深度学习的单光子非视域成像泊松降噪
4区 物理与天体物理 Q4 ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop222969
涂敏 Tu Min, 鄢秋荣 Yan Qiurong, 郑勇健 Zheng Yongjian, 熊贤成 Xiong Xiancheng, 邹荃 Zou Quan, 戴钱玲 Dai Qianling, 卢孝强 Lu Xiaoqiang
在非视域成像场景中,有效的回波光子大量减少,泊松噪声对非视域成像的质量影响较大。传统图像泊松降噪算法存在迭代时间长、模式固定和手动设置参数等问题。为提高非视域成像质量,设计一种基于深度学习的单光子非视域成像泊松降噪方法。为解决训练样本不足的问题,利用几何光学近似和蒙特卡罗方法对非视域场景下的光子运动轨迹进行追踪建模,对非视域成像过程进行仿真,利用仿真数据重建的泊松噪声图像制作数据集。设计基于注意力机制的特征增强降噪网络(AEF-Net),利用仿真数据对网络进行优化训练。最后,搭建一套非视域成像系统对网络的泊松降噪性能进行验证。实验结果表明所提AEF-Net去除非视域场景下的泊松噪声效果优于传统降噪算法。
在非视域成像场景中,有效的回波光子大量减少,泊松噪声对非视域成像的质量影响较大。传统图像泊松降噪算法存在迭代时间长、模式固定和手动设置参数等问题。为提高非视域成像质量,设计一种基于深度学习的单光子非视域成像泊松降噪方法。为解决训练样本不足的问题,利用几何光学近似和蒙特卡罗方法对非视域场景下的光子运动轨迹进行追踪建模,对非视域成像过程进行仿真,利用仿真数据重建的泊松噪声图像制作数据集。设计基于注意力机制的特征增强降噪网络(AEF-Net),利用仿真数据对网络进行优化训练。最后,搭建一套非视域成像系统对网络的泊松降噪性能进行验证。实验结果表明所提AEF-Net去除非视域场景下的泊松噪声效果优于传统降噪算法。
{"title":"基于深度学习的单光子非视域成像泊松降噪","authors":"涂敏 Tu Min, 鄢秋荣 Yan Qiurong, 郑勇健 Zheng Yongjian, 熊贤成 Xiong Xiancheng, 邹荃 Zou Quan, 戴钱玲 Dai Qianling, 卢孝强 Lu Xiaoqiang","doi":"10.3788/lop222969","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop222969","url":null,"abstract":"在非视域成像场景中,有效的回波光子大量减少,泊松噪声对非视域成像的质量影响较大。传统图像泊松降噪算法存在迭代时间长、模式固定和手动设置参数等问题。为提高非视域成像质量,设计一种基于深度学习的单光子非视域成像泊松降噪方法。为解决训练样本不足的问题,利用几何光学近似和蒙特卡罗方法对非视域场景下的光子运动轨迹进行追踪建模,对非视域成像过程进行仿真,利用仿真数据重建的泊松噪声图像制作数据集。设计基于注意力机制的特征增强降噪网络(AEF-Net),利用仿真数据对网络进行优化训练。最后,搭建一套非视域成像系统对网络的泊松降噪性能进行验证。实验结果表明所提AEF-Net去除非视域场景下的泊松噪声效果优于传统降噪算法。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"12 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135662354","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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