强激光与粒子束
2023, 35(6): 065004
1 中国科学院光电信息处理重点实验室， 辽宁沈阳006
2 中国科学院 沈阳自动化研究所，辽宁沈阳110016
3 中国科学院机器人与智能制造创新研究院，辽宁沈阳110169
4 中国科学院大学，北京10009
遥感图像建筑物分割广泛应用于城市规划及**领域，是当前遥感领域的研究热点。针对遥感图像中建筑物之间尺度变化较大、建筑物遮挡、建筑物阴影与建筑物边缘相似所导致建筑物分割精度较低的问题，提出一种并行路径和强注意力机制的卷积神经网络模型。该模型基于ResNet网络残差连接的思想，以ResNet为基础网络提高网络深度，并采用卷积下采样得到并行路径，提取建筑物的多尺度特征，以减少建筑物之间尺度变化的影响。然后加入强注意力机制，增强多尺度信息的融合效果，增加不同特征之间的区分度，抑制建筑物遮挡及建筑物阴影的影响。最后，在多尺度融合特征后加入金字塔空间池化模块，抑制分割结果中建筑物内部孔洞的出现，提高分割精度。在WHU以及Massachusetts Buildings公开数据集进行实验，分别从MIoU，Recall，Precision，F1-score 4个指标对分割结果进行量化比较，在Massachusetts Buildings数据集中MIoU达到72.84%，相较于ResUNet-a提升1.46%，能够有效提高遥感影像中建筑的分割精度。
遥感图像 建筑物分割 并行路径 强注意力机制 金字塔空间池化 remote sensing images building segmentation parallel path strong attention mechanism pyramid space pooling
1 西安建筑科技大学理学院，陕西 西安 710055
2 西安建筑科技大学应用物理研究所，陕西 西安 710055
以激光二极管（LD）端面泵浦方形YAG/Yb∶YAG复合晶体为研究对象，采用有限元分析方法，并根据热传导理论以及连续LD端面泵浦方形YAG/Yb∶YAG的工作特点，系统分析了泵浦功率、YAG晶体厚度及截面尺寸对激光晶体温度、热应力及热形变的影响。计算过程中经光学耦合系统准直聚焦的泵浦光斑半径为400 μm。研究结果表明：当Yb∶YAG晶体尺寸为4 mm×4 mm×1 mm，YAG晶体厚度为0.1 mm时，随着泵浦功率由60 W增加为80 W，YAG/Yb∶YAG方片晶体内最高温升明显增大，由37.19 ℃变为82.92 ℃；当YAG晶体厚度由0 mm增加为0.5 mm时，薄片晶体内最大热应力由26.93 MPa变为10.438 MPa，最高温升也随之降低了18.18 ℃，但由热应力产生的热形变基本保持不变。利用方片YAG/Yb∶YAG复合晶体能够有效降低激光晶体内最大热应力及最高温升，对全固态Yb∶YAG激光器的设计及高功率输出具有指导意义。
激光器 激光二极管 YAG/Yb∶YAG 热效应 复合晶体 激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0114001
1 西安建筑科技大学理学院，陕西 西安 710055
2 西安建筑科技大学应用物理研究所，陕西 西安 710055
为了解决LD端面泵浦晶体引起的热效应问题，根据脉冲LD端面泵浦复合晶体工作特点，利用热传导理论建立了脉冲激光二极管泵浦YAG/Nd∶YAG 复合晶体的有限元热模型。定量分析了泵浦功率、未掺杂晶体厚度、脉冲宽度对复合晶体温度场及热形变量的影响。结果表明，当掺杂晶体厚度为8 mm，未掺杂晶体厚度为3 mm，脉冲宽度为3 ms，经光学耦合系统准直聚焦的泵浦光斑半径为300 μm，重复频率为100 Hz时，使用泵浦功率为80 W的脉冲LD端面泵浦复合晶体YAG/Nd∶YAG，泵浦端面中心的最高温度及最大热形变量分别66.84 ℃和0.12 μm。可见，复合晶体能有效缓解晶体的温升和晶体端面的热形变。该研究为实现Nd∶YAG激光器高功率输出目标提供了理论指导。
激光光学 复合晶体 热效应 温度场 激光二极管 激光与光电子学进展
2022, 59(21): 2114001
1 中国科学院 光电信息处理重点实验室，辽宁沈阳006
2 中国科学院 沈阳自动化研究所，辽宁沈阳110016
3 中国科学院 机器人与智能制造创新研究院，辽宁沈阳110169
4 中国科学院大学，北京10009
为了解决点云处理过程中空间信息损失的问题，同时在融合过程中最大程度地提取可见光图像的纹理信息，本文提出了一种基于特征切片的激光点云与可见光图像融合车辆检测方法（FVOIRGAN-Detection）。在CrossGAN-Detection方法中加入了FVOI（Front View Based on Original Information）的点云处理思路，将点云投影到前视角度并把原始点云信息的各个维度切片为特征通道，在不降低网络性能的情况下显著提高点云信息利用效率。并且引入了相对概率的思想，采用鉴别器鉴别图像的相对真实概率替代绝对真实概率，使得融合图像提取的纹理信息更加接近真实的纹理信息。在KITTI数据集上进行检测性能实验验证结果表明，本文方法在容易、中等和困难三个类别中的AP指标分别达到97.67%、87.86%和79.03%。在光线受限的场景下，AP指标达到了88.49%，与CrossGAN-Detection方法相比提高了2.37%，提高了目标检测的性能。
点云处理 空间信息 相对概率 GAN 特征切片 车辆检测 point cloud processing spatial information relative probability GAN feature slice vehicle detection 光学 精密工程
2022, 30(12): 1478
1 西安建筑科技大学理学院，陕西 西安 710055
2 西安建筑科技大学应用物理研究所，陕西 西安 710055
为了解决激光二极管端面泵浦圆盘晶体引起的热效应问题，根据连续LD端面泵浦圆盘形YAG/Yb∶YAG的工作特点，基于热传导理论建立了复合晶体有限元分析模型。通过设定LD泵浦参数，定量分析了泵浦功率、复合晶体厚度与截面大小对温度场的影响。研究结果表明，当复合晶体几何结构一定时，随泵浦功率增大，晶体温度升高。当泵浦功率为70 W，经光学耦合系统准直聚焦的泵浦光斑半径为400 μm时，Yb∶YAG晶体厚度为3 mm，当键合的YAG晶体厚度从0 mm变为0.7 mm时，复合晶体内最高径向温升降低了39.7 ℃，最高轴向温升降低了238.3 ℃。在相同泵浦条件下，取YAG晶体厚度为0.5 mm，当复合晶体截面半径由8 mm增加至13 mm时，晶体内沿径向的最高温升降低了32.8 ℃，沿轴向最高温升降低了171.7 ℃。利用复合晶体能够降低激光晶体内部热效应，对实现全固态Yb∶YAG激光器高功率输出具有指导意义。
激光器 激光二极管 YAG/Yb∶YAG 复合晶体 温度场 激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1314002
1 大连理工大学 石油与化学工程学院, 盘锦 124221
2 大连理工大学 精细化工国家重点实验室, 吸附与无机膜研究所, 大连 116024
采用廉价的大孔α-Al2O3作为载体, 通过二次晶种诱导+两步变温水热合成工艺, 成功制备出薄而致密的高性能T型沸石膜。该方法能够充分发挥晶种的诱导成核作用, 通过改变两阶段水热晶化温度和时间来控制晶种外延生长和晶体生长方向, 最终获得了连续、无缺陷的a&b取向T型沸石膜。实验过程中详细考察了第一阶段的晶化温度、晶化时间以及第二阶段的晶化温度对沸石膜表面结构和性能的影响, 并将最优两步晶化条件下制备的膜用于90wt%的异丙醇/水渗透汽化分离, 在75 ℃下膜的通量为3.84 kg·m -2·h -1, 分离因子大于10000。
T型沸石膜 两步晶化 a&b取向 渗透汽化 T zeolite membrane two-stage crystallization a&b orientation pervaporation 强激光与粒子束
2020, 32(2): 025009
强激光与粒子束
2020, 32(2): 025006
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, People's Republic of China
2 State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, People's Republic of China
This paper provides a review of the compact intense electron-beam accelerators (IEBAs) based on liquid pulse forming lines (PFLs) that have been developed at the National University of Defense Technology (NUDT) in China. The history and roadmap of the compact IEBAs used to drive high-power microwave (HPM) devices at NUDT are reviewed. The properties of both de-ionized water and glycerin as energy storage media are presented. Research into the breakdown properties of liquid dielectrics and the desire to maximize energy storage have resulted in the invention of several coaxial PFLs with different electromagnetic structures, which are detailed in this paper. These high energy density liquid PFLs have been used to increase the performance of IEBA subsystems, based on which the SPARK (Single Pulse Accelerator with spark gaps) and HEART (High Energy-density Accelerator with Repetitive Transformer) series of IEBAs were constructed. This paper also discusses how these compact IEBAs have been used to drive typical HPM devices and concludes by summarizing the associated achievements and the conclusions that can be drawn from the results.
High-power microwave (HPM) Intense electron-beam accelerator (IEBA) Pulsed power technology (PPT) Pulse forming line (PFL) Fluid of high energy density De-ionized water Glycerin Matter and Radiation at Extremes
2018, 3(6): 278
