1 中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术重点实验室，陕西 西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
遥感场景分类旨在为航空图像指定特定的语义标签，是遥感图像解译中一个基础且重要的任务。现有的研究主要利用卷积神经网络（CNN）学习全局和局部特征，提高网络的判别性表达。然而基于CNN的方法的感受野在建模局部特征的远程依赖性方面存在局限性。近年来，Vision Transformer（ViT）在传统的分类任务中表现出了强大的性能。Transformer的自我注意力机制将每个Patch标记与分类标记连接起来，捕捉图像像素之间的上下文关系，考虑空间域中的全局信息。提出一个基于局部选择ViT的遥感场景分类网络。首先将输入图像分割成小块的Patch，将其展开转换成序列，并进行位置编码添加到序列中；然后将得到的序列输入编码器中；除此之外，为了学习到局部判别特征，在最后一层输入前加入局部选择模块，选择具有判别性的Token作为输入，得到最后用于分类的输出。实验结果表明，所提方法在两个大型遥感场景分类数据集（AID和NWPU）取得不错的效果。
遥感场景分类 深度学习 Vision Transformer 局部特征 激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2228005
1 国防科技大学电子科学学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室，湖南 长沙 410073
里德堡原子外差技术通过引入辅助本振场可以极大地提升探测灵敏度，在雷达、电子侦察和通信方面具有广阔的应用潜力。本文在一个2 cm长的室温铯原子气室中，利用相向传输的探测光（852 nm）和耦合光（509 nm）将铯原子激发至里德堡态，用于实现里德堡原子光学探测。实验中分别用喇叭天线和平行板波导作为谐振区和非谐振区的微波发射装置，利用里德堡原子外差技术，实现了谐振区2.63 GHz处最小场强为220.94 nV/cm和非谐振区300 MHz处最小场强为19 μV/cm的微波电场测量，测量灵敏度分别为131.9（dBm/cm2）/Hz和93.2（dBm/cm2）/Hz。原则上，通过调谐激光频率激发碱金属原子至不同的里德堡态，并结合谐振区和非谐振区里德堡原子对电场的不同响应，可以在宽带连续频谱范围内实现对微波电场的高灵敏度探测。
遥感与传感器 里德堡原子 外差技术 宽带 电场强度测量 光学学报
2023, 43(17): 1728001
东莞职业技术学院 建筑学院, 广东 东莞 523808
发光二极管的非线性特性是引起光信号出现非线性失真的一个重要因素,针对该问题,采用人工神经网络在接收端对信号的非线性失真进行抑制,进而降低可见光通信系统的误码率。将发光二极管的输入电信号与接收端转换后的电信号组成成对数据,将成对数据集送入神经网络进行训练,学习信号在电光转换、信道传输及光电转换过程中的非线性失真特性,通过神经网络对信号的非线性失真进行估计与抑制。此外,在训练过程中采用分布估计算法搜索神经网络的超参数集,以降低训练难度。实验结果表明,该方法在不同的信道环境下均能有效地改善可见光通信的性能。
可见光通信 人工神经网络 非线性失真 失真抑制 分布估计算法 神经网络训练 visible light communication artificial neural network non-linear distortion distortion suppression estimation of distribution algorithm neural network training
1 中天射频电缆有限公司, 江苏 南通 226000
2 西安现代控制技术研究所, 陕西 西安 710065
以“红土地”国产化导引头为例, 详细介绍了动力陀螺式激光导引头的结构组成、工作流程和跟踪原理, 并阐述了激光导引头数学模型及建模过程。针对其动力陀螺稳定平台特性, 研究了其在火箭弹、空地导弹、航空炸弹等平台的应用。针对采用倾斜稳定三通道控制的非旋转弹提出的导引头输出斜率补偿算法, 可有效降低导引头输出斜率散布; 针对采用双通道控制的旋转弹提出的导引头转速自适应算法, 在弹体转速0～10 r/s范围内实现了动力陀螺稳定平台式激光导引头的自适应工作。斜率补偿和转速自适应两种算法均已通过仿真试验考核以及地面联试与飞行试验验证, 实现了工程应用。
激光导引头 动力陀螺 输出斜率补偿算法 转速自适应算法 laser seeker dynamic gyroscope output slope compensation algorithm rotation speed adaptive algorithm
1 内蒙古工业大学土木工程学院, 呼和浩特 010051
2 兴泰建设集团有限公司, 鄂尔多斯 017000
3 内蒙古电力(集团)有限责任公司蒙电项目建管分公司, 呼和浩特 010020
孔结构是混凝土微观结构中重要的组成部分, 影响着混凝土的宏观性能, 为了研究生活垃圾焚烧灰渣代替天然砂对混凝土孔结构和抗压强度的影响, 通过核磁共振技术对生活垃圾焚烧灰渣代砂混凝土微观孔结构进行测试, 分析了孔隙率和孔隙分布变化规律, 并根据分形理论研究了孔隙分形特征, 获得各孔径区间的分形维数与整体分形维数, 并探讨了各孔径占比、孔隙率和分形维数与抗压强度之间的灰熵关联度。结果表明: 随生活垃圾焚烧灰渣代砂率的增加, 混凝土孔隙率增加, 无害孔占比减小, 抗压强度降低; 分形维数随着生活垃圾焚烧灰渣代砂率的增加而减小, 由于生活垃圾焚烧灰渣具有潜在的水硬性, 随龄期的增长, 分形维数呈增加趋势, 同时孔隙结构得到了优化。灰熵关联度分析发现生活垃圾焚烧灰渣代砂混凝土整体分形维数和无害孔占比对抗压强度影响最大。
生活垃圾焚烧灰渣 混凝土 孔结构 抗压强度 核磁共振 分形理论 municipal solid waste incineration bottom ash concrete pore structure compressive strength nuclear magnetic resonance fractal theory
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Abstract
College of Electronic Science and Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
Based on the Rydberg cascade electromagnetically induced transparency, we propose a simultaneous dual-wavelength locking method for Rydberg atomic sensing at room temperature. The simplified frequency-locking configuration uses only one signal generator and one electro-optic modulator, realizing real-time feedback for both lasers. We studied the effect of the different probe and coupling laser powers on the error signal. In addition, the Allan variance and a 10 kHz amplitude-modulated signal are introduced to evaluate the performance of the laser frequency stabilization. In principle, the laser frequency stabilization method presented here can be extended to any cascade Rydberg atomic system.
Rydberg electromagnetically induced transparency laser frequency locking Chinese Optics Letters
2023, 21(2): 021407
国防科技大学电子科学学院电子科学系，湖南 长沙 410073
Rydberg原子具有极大的极化率和跃迁偶极矩，利用谐振区的Autler-Townes分裂效应和非谐振区的交流斯塔克（AC Stark）偏移效应，可以实现超宽带电磁信号无损可溯源的精密测量与通信。在室温铯原子气室中，通过改变耦合光波长，选用、和三个不同的Rydberg能级，分别测量了远失谐区（2 GHz）和谐振区（9.953 GHz和29.54 GHz）电磁信号的空间电场强度，并由此计算出环境散射和气室扰动所产生的衰减因子。同时，实验展示了Rydberg原子在宽带频率范围内的通信应用潜力，研究了远失谐区（2 GHz）、近失谐区（9.5 GHz）和谐振区（29.54 GHz）电磁信号在不同调制频率下幅度调制和频率调制的信噪比（SNR），并在此基础上，测量了调制频率为10 kHz的幅度调制信号在100 kHz~40 GHz超宽带频率范围内的解调信号SNR。实验结果表明，Rydberg原子可以突破传统电子学传感器的工作带宽限制，在超宽带连续频谱范围内具有电场感知与通信能力。
传感器 Rydberg原子 超宽带 电场测量 通信 光学学报
2022, 42(15): 1528002
Author Affiliations
Abstract
College of Electronic Science and Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
Based on Autler–Townes splitting and AC Stark shifts, we present a Rydberg atom-based receiver for determining the amplitude modulation (AM) frequency among a wideband carrier range utilizing a cesium atomic vapor cell. To verify this approach, we measured the signal-to-noise ratio and the data capacity with a 10 kHz AM frequency in the carrier range from 2 GHz to 18 GHz. Without changing the lasers, the working band can be easily extended to a higher range by optimizing the feed antenna and experimental configurations.
Rydberg atoms wideband atomic receiver amplitude modulation Chinese Optics Letters
2022, 20(8): 081203
1 西南交通大学物理科学与技术学院，四川 成都 610031
2 成都主导科技有限公司，四川 成都 610073
列车关键部件对列车的安全运行具有重要保障作用，在光照环境较差以及部件尺寸较小时，当前基于深度学习的目标检测算法无法很好地进行检测。针对这一问题，提出一种基于改进RetinaNet的列车关键部件检测算法。首先，为了提高小尺寸部件的检测效果，在浅层特征P3后引入感受野模块，提升P3特征层的感受野及特征质量；进而将特征金字塔网络替换为像素聚合网模块，通过增加自底向上的特征融合路径，增强特征金字塔的定位能力；最后通过调节实验参数以及网络检测层的位置，得到适用于列车关键部件检测的网络模型。经验证，所提模型在公开数据集PASCAL VOC上的效果优于原始RetinaNet网络，且所提方法在列车关键部件检测任务上优于当前的主流算法。
机器视觉 关键部件检测 深度学习 目标检测 图像识别 RetinaNet 激光与光电子学进展
2022, 59(12): 1215006
