为了减少激光焊缝语义分割中焊缝形状和颜色多样性对分割精度的影响, 采用注意力机制的图像语义分割方法提取焊缝区域。通过把焊缝区域图像从RGB转变到HSV颜色空间, 在HSV模型空间实现对焊缝表面颜色识别, 分析了３种类型焊缝对区域分割和颜色识别的影响。结果表明, 焊缝分割区域平均像素精度约为91.2%, 添加注意力机制U型网络模型的分割效果更好。此焊缝表面颜色自动识别结果符合生产要求, 在工业生产中有广泛应用前景。
图像处理 语义分割 颜色识别 深度学习 注意力机制 image processing semantic segmentation color recognition deep learning attention mechanism
1 上海市水文总站, 上海 200232
2 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
3 中国科学院大学, 北京 100049
准确监测蓝藻水华是湖泊富营养化研究的基础, 可为水环境部门的管理和决策提供依据。以淀山湖为研究对象, 利用Sentinel-2/MSI、Landsat-8/OLI两种影像数据, 并通过改进的浮游藻类指数(Floating Algae Index, FAI)监测了2019~2021年共21幅淀山湖区域影像的水华情况, 然后在此基础上分析了淀山湖富营养化的分布规律。结果表明: (1)淀山湖连续三年都有蓝藻水华出现, 存在富营养化情况; (2)每年的6~9月份是蓝藻水华的高发期, 湖体富营养化发生的面积较大、频率较高, 2020年9月和2021年8月爆发水华面积超过20 km2; (3)水华爆发速度较快, 持续时间较短。
淀山湖 蓝藻水华 富营养化 时空分布 Dianshan Lake cyanobacterial blooms eutrophication Sentinel-2 Sentinel-2 Landsat-8 Landsat-8 spatial-temporal distribution
1 南京理工大学材料科学与工程学院 新型显示材料与器件工信部重点实验室， 江苏 南京 210094
2 北京化工大学化学工程学院 有机⁃无机复合材料国家重点实验室， 北京 100029
3 电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室， 江苏 南京 210094
卤化物钙钛矿（ABX3）量子点及其发光器件具有色纯度高、外量子效率高以及在可见光范围内可调等特点，近年来在照明、显示等领域中展现出巨大潜力。然而，钙钛矿量子点发光二极管（PeQLEDs）的稳定性正成为制约其商业应用的最大障碍，除了钙钛矿发光层本身的稳定性问题之外，传输层的水氧稳定性问题也不可忽略。为了解决这一发展过程中的难题，我们提出了基于氮唑类单体构筑共价有机聚合物材料（COP‐N）替代传统的PEDOT∶PSS作为空穴注入层材料的新型PeQLEDs。我们发现COP‐N具有本征的水氧稳定性，且与PVK之间的空穴注入势垒更小。这些特性使得基于COP?N的PeQLED 在取得比PEDOT∶PSS更好发光效率的同时实现了近2倍的稳定性提升。我们认为，这种共价有机聚合物有望成为新型的空穴注入材料，实现高效稳定的钙钛矿电致发光，促进钙钛矿发光器件的发展。
共价有机聚合物 空穴注入层 钙钛矿量子点 发光二极管 covalent organic polymers hole injection layer perovskite quantum dots light-emitting diodes
1 中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津 300220
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900
同带泵浦是目前实现高功率光纤激光器的主要技术之一。报道了一种自主研制的同带泵浦掺镱双包层光纤，采用改进的化学气相沉积工艺结合液相掺杂工艺，通过纤芯组分设计和制棒工艺优化，提高了高掺杂光纤纤芯折射率的均匀性。基于所研制的47 μm /400 μm光纤搭建了全光纤化主振荡功率放大器，采用同带泵浦方式，实现了高受激拉曼散射(SRS)抑制比的20.88 kW激光输出，中心波长为1080 nm，斜率效率为82.7%。这是目前国产光纤以同带泵浦方式实现的最高功率。
光纤光学 掺镱双包层光纤 气相/液相掺杂工艺 同带泵浦
星空背景弱小目标观测图像的目标无任何形状、纹理及颜色信息，与恒星、噪声相似度高，抑制背景、消除噪声是最大限度保留目标信息的基础。从分析星空背景弱小目标观测图像的直方图特性出发，提出了不断舍弃高灰度区域、减小样本方差的方法估计星空背景参量，用此背景参数进行噪声抑制。实验证明，所提方法能够在复杂背景噪声和恒星的影响下，滤除大部分噪声，最大限度地保留和增强目标。
弱小目标检测 星空背景图像 噪声抑制 dim target detection starry background image noise suppression
西安邮电大学电子工程学院，陕西 西安 710121
基于单个推挽调制器产生矢量毫米波信号的光路方案，结合几何成形技术，研究了8PSK/GS-8PSK和8QAM/GS-8QAM调制格式下8/16-Gbaud 80 GHz的矢量毫米波信号的传输性能。结果表明，与传统调制格式相比，几何成形后的信号在背靠背和光纤传输条件下的误码率与光功率均有明显的改善，8-Gbaud GS-8PSK信号经过150 km光纤传输后，光功率约有1 dBm的提升；16-Gbaud GS-8QAM调制信号经过背靠背和80 km光纤传输后，光功率约有0.5 dBm的改善。
光通信 矢量毫米波 几何成形 互信息 推挽调制器 单边带调制 激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2306004
1 西安邮电大学通信与信息工程学院，陕西 西安 710121
2 西安邮电大学电子工程学院，陕西 西安 710121
光子辅助方法易于产生和调制宽带矢量毫米波或太赫兹信号。基于强度调制器与同相/正交（I/Q）调制器级联的相干光路结构，结合概率整形技术，在VPI和MATLAB环境下对其多波段矢量毫米波信号的产生和传输性能进行了联合仿真分析。在载波频率分别为70 GHz和130 GHz的两个波段上，针对净比特速率为32 Gbit/s的均匀16阶正交幅度调制（16QAM）格式与概率整形16QAM格式的单边带矢量毫米波信号，分析对比了两者的产生与传输性能。研究结果表明：概率整形16QAM毫米波信号的光纤传输性能均优于均匀16QAM毫米波信号，且发现在考虑光纤非线性效应时其概率整形的矢量信号具有更大的传输优势。
光通信 单边带矢量毫米波信号 概率整形 16阶正交幅度调制 非线性效应 激光与光电子学进展
2021, 58(21): 2106002
利用改进的化学气相沉积工艺结合溶液掺杂技术制备了高光束质量的25/400 μm双包层掺镱光纤。石英纤芯的掺杂组分为Yb2O3、Al2O3、P2O5,Al2O3有助于降低Yb3+团簇, 增加Yb3+掺杂浓度, P2O5起到降低光子暗化效应的作用。纤芯-包层折射率差为0.001 2, 纤芯的数值孔径为0.06。976 nm波长处的包层吸收系数为2.1 dB/m。构建双向抽运方式的主控振荡器功率放大器结构对增益光纤性能进行测试。实验中, 1 080 nm种子光功率为235 W, 在抽运光总功率为3 706 W时, 实现了最大功率3 243 W激光输出, 斜效率为81.1%, 光束质量因子β为1.7, 未发生受激拉曼散射现象。光纤激光器连续工作1 h, 输出功率未见明显变化。采用相同测试方法及平台对25/400 μm型号的进口光纤进行测试, 对比实验结果表明: 实验中制备的双包层掺镱光纤主要性能指标已接近进口光纤。
双包层掺镱光纤 溶液掺杂 光纤激光器 高功率 Yb-doped double cladding fiber solution doping fiber laser high power 红外与激光工程
2019, 48(7): 0706009
中国电子科技集团公司 第四十六研究所, 天津 300220
采用化学气相沉积结合气相/液相复合掺杂方式制备30/600 μm掺镱双包层光纤, 石英纤芯中的掺杂组分为Yb2O3, Al2O3, P2O5。基于976 nm发光二极管反向抽运方式, 构建全光纤化的主控振荡器功率放大器结构对增益光纤进行测试。实验中, 种子源功率为189 W, 当泵浦总功率为4747 W时, 激光输出功率为4120 W, 放大级光光效率为85%, 3 dB带宽为1.6 nm。激光器连续工作1 h, 激光功率稳定在4100 W, 未发生明显的功率衰退现象。
气相/液相复合掺杂 双包层掺镱光纤 光纤激光器 vapor phase/solution doping ytterbium doped double-cladding fiber fiber laser 强激光与粒子束
2018, 30(11): 110102
