作者单位
摘要
1 海军工程大学 核科学技术学院,武汉 430033
2 中核武汉核电运行技术股份有限公司,武汉 430074
由于基体中有着大量随机分布的弥散颗粒,双重非均匀系统具有复杂的几何结构,传统中子学计算方法往往难以处理双重非均匀系统,反应性等效物理转换(RPT)方法是常用的近似处理方法。通过分析RPT方法的三个关键步骤:精确初始值的求解、等效半径的求解、燃耗算法的选取,探讨了各步骤采用不同算法对RPT方法效率和精度的影响,并基于OpenMC在Python应用程序接口之上开发了RPT模块。数值结果表明,优化后的RPT模块,在保持良好计算效率的同时,也能满足工程计算精度的需要。
OpenMC 双重非均匀系统 弥散颗粒燃料 反应性等效物理转换方法 OpenMC double heterogeneous system dispersed particulate fuel reactivity equivalent physical transformation method 
强激光与粒子束
2023, 35(12): 126002
姜宗福 1,2,3,*陆瑶 1,**刘文广 1,2,3,***周琼 1,2,3[ ... ]张江彬 1,2,3
作者单位
摘要
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
光子灯笼是一种将单模光纤和多模光纤的优势特点相结合的新型光子器件,在天文光子学、光纤通信模分复用、光纤激光模式控制等领域具有重要应用。本文主要介绍了光子灯笼的结构与模式演化理论,以及光子灯笼的制备与工艺,并基于光子灯笼的模式自适应控制,介绍了光子灯笼在高功率、大模场增益光纤激光放大器中抑制模式不稳定效应的应用,以及光子灯笼在大模场光纤中产生新型光束(如涡旋光束)的应用。
光纤激光 模式 光子灯笼 自适应光学 
光学学报
2023, 43(17): 1700002
作者单位
摘要
1 长沙理工大学物理与电子科学学院,柔性电子材料基因工程湖南省重点实验室,湖南 长沙 410114
2 中南大学物理与电子学院,纳米光子学与器件湖南省重点实验室,超微结构与超快过程湖南省重点实验室,湖南 长沙 410012
利用Magnus展开方法研究了单个激光脉冲驱动的三能级非对称双量子点系统从基态到间接激子态的相干布居转移。通过对量子系统的时间演化幺正算符进行一阶Magnus展开,解析得到非旋转波近似条件下实现非对称双量子点系统完全布居转移的脉冲面积条件,并通过数值求解含时薛定谔方程进行数值模拟验证。通过比较高斯脉冲、多周期余弦式脉冲和单周期余弦式脉冲等三类不同形状的脉冲在实现布居转移中的效果发现,只要满足脉冲面积条件,不同形状的脉冲都可以实现完全布居转移,从而揭示了布居转移过程中光场振幅的物理意义。对三类脉冲方案的鲁棒性的分析发现,单周期余弦式脉冲在抵抗激光脉冲参数的不稳定性和退相干效应的影响方面要优于高斯脉冲和多周期余弦式脉冲。该研究为实验研究光场精准调控非对称量子点系统的量子态提供了重要理论依据,在量子光学和量子信息科学领域具有重要研究价值。
量子光学 非对称双量子点 布居转移 激光脉冲 
光学学报
2022, 42(23): 2327001
作者单位
摘要
1 华中科技大学 武汉光电国家研究中心,湖北 武汉 430074
2 湖北光谷实验室,湖北 武汉 430074
光学频率梳是由一系列离散且等间隔分布的频率成分所组成的光谱结构,作为光谱分析的天然刻度尺,其已广泛应用于光谱学、精密测量、光通信、传感等多个领域。光学频率梳根据其产生技术可分为基于锁模激光器的光学频率梳、克尔微腔光学频率梳、电光频率梳。电光频率梳由于其频率间隔可调、梳齿功率较高、可实现微波到光波的转换等优势,得到了充分发展。但传统电光频率梳的产生器件存在体积大、功耗高的缺点,限制了其进一步应用。随着微纳加工技术的不断发展,越来越多的材料应用于片上集成光学器件,包括硅、氮化硅、氮化铝、磷化铟、铌酸锂、砷化铝镓等。集成电光频率梳器件具有体积小、功耗低等优势,是构建光电集成芯片的重要器件。文中旨在对集成电光频率梳的研究现状进行综述,首先介绍光学频率梳的类型,并详细论述电光频率梳的产生机制;其次介绍产生集成电光频率梳的材料平台、相应的光梳性能指标及其应用;最后基于目前集成电光频率梳领域存在的问题,对未来的研究趋势做出展望。
光学频率梳 电光调制 集成光学 optical frequency comb electro-optic modulation integrated optics 
红外与激光工程
2022, 51(5): 20220381
作者单位
摘要
1 苏州科技大学土木工程学院,江苏 苏州 215011
2 山东电力工程咨询院有限公司,山东 济南 250013
3 苏州南智传感科技有限公司,江苏 苏州 215123
利用弱光栅应变监测原理,研究了两种不同封装方式的弱光栅传感器对钢梁的应变监测效果,并将其应用于海上钢管桩的变形监测。结果表明,弱光栅应变监测结果与分布式光纤结果以及理论计算结果都具有较高的一致性;推算的钢梁挠度与千分表测实值以及理论值误差在10%以内。海上钢管桩水平静载荷试验结果表明,桩身变形主要在海平面以下60 m的范围内,钢管桩挠度随着荷载的增加而增加,随着桩深的增加而减小,在50 m埋深后,钢管桩几乎不再受水平推力的影响;监测所得挠度与实际挠度平均误差为16 mm。通过室内模型及实际工程应用证明了弱光栅在钢结构监测中的可行性及准确性,并为同类项目提供了一定的技术支持。
光栅 海上钢管桩 钢结构 弱反射布拉格光栅 应变 挠度 
激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1105001
作者单位
摘要
1 沈阳建筑大学 机械工程学院,辽宁 沈阳 110168
2 中国科学院沈阳自动化研究所 光电信息处理重点实验室,辽宁 沈阳 110169
红外与可见光图像融合技术能够同时提供红外图像的热辐射信息和可见光图像的纹理细节信息,在智能监控、目标探测和跟踪等领域具有广泛的应用。两种图像基于不同的成像原理,如何融合各自图像的优点并保证图像不失真是融合技术的关键,传统融合算法只是叠加图像信息而忽略了图像的语义信息。针对该问题,提出了一种改进的生成对抗网络,生成器设计了局部细节特征和全局语义特征两路分支捕获源图像的细节和语义信息;在判别器中引入谱归一化模块,解决传统生成对抗网络不易训练的问题,加速网络收敛;引入了感知损失,保持融合图像与源图像的结构相似性,进一步提升了融合精度。实验结果表明,提出的方法在主观评价与客观指标上均优于其他代表性方法,对比基于全变分模型方法,平均梯度和空间频率分别提升了55.84%和49.95%。
图像融合 生成对抗网络 语义信息 谱归一化 image fusion generative adversarial network semantic information spectral normalization 
红外与激光工程
2022, 51(4): 20210291
作者单位
摘要
1 核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室, 北京 100029
2 2. Zachry Department of Civil and Environmental Engineering, Texas A&M University, Texas 77843, USA
矿物光谱综合反映了岩矿的物理化学特性、 组分和内部结构特征, 已被应用于岩矿识别研究。 传统的矿物光谱分类方法需要先对矿物光谱进行预处理, 再采用不同方法分析光谱特征, 从而实现分类目的。 但同时也会造成部分光谱信息丢失, 导致最终分类精度不高且操作过程繁琐、 效率低下, 难以应对日益增长的大数据处理需求。 因此, 建立一个准确、 高效的矿物光谱自动分类模型意义重大。 卷积神经网络是应用最广泛的深度学习模型之一, 它通过逐层抽取数据特征并组合形成高层语义信息, 具有极强的模型表达能力, 在光谱数据分析方面应用潜力巨大。 针对矿物光谱数据的特点, 提出了基于一维空洞卷积神经网络(1D-DCNN)的矿物光谱分类方法, 利用空洞卷积神经网络提取光谱特征, 采用反向传播算法结合随机梯度下降优化器调整模型参数, 输出光谱分类结果, 实现了矿物类别的端到端检测。 该网络包含1个输入层、 3个空洞卷积层、 2个池化层、 2个全连接层和1个输出层, 采用交叉熵为损失函数, 引入空洞卷积扩大滤波器感受野, 有效避免光谱细节特征丢失。 实验采集了白云母、 白云石、 方解石、 高岭石四种矿物光谱, 并通过添加噪声的方式进行数据增强, 构建数量充足的矿物光谱样本用于神经网络模型训练与测试; 探讨了卷积类型、 迭代次数对模型分类结果的影响, 并与多种传统矿物光谱分类方法进行对比, 评价模型性能。 实验结果表明, 提出的1D-DCNN模型可实现矿物光谱快速准确分类, 分类准确率达到99.32%, 优于反向传播算法(BP)和支持向量机(SVM), 说明所提方法能够充分学习矿物光谱特征并有效分类, 且模型具有良好的鲁棒性和可扩展性。 该方法也可推广到煤炭、 油气、 月壤等其他领域光谱分类应用中。
矿物光谱 自动分类 空洞卷积 深度学习 Mineral spectra Automatic classification Dilated convolution Deep learning 
光谱学与光谱分析
2022, 42(3): 873
作者单位
摘要
中国科学技术大学 精密机械与精密仪器系, 安徽 合肥 230026
高频涡流损耗限制了磁致伸缩致动器的输出速度。该文提出了一种采用硅钢片导磁框的高速磁致伸缩致动器。与整块硅钢结构的导磁框相比, 分区绝缘的硅钢片可降低等效电导率, 减小导磁元件中的涡流。该设计提高了磁致伸缩棒中的磁场强度, 使致动器在高频磁场激励下也能输出较大振幅。在有效值为35 A@2 kHz的正弦波励磁电流下, 采用叠片结构导磁框的磁致伸缩致动器输出振幅11.1 μm@4 kHz的振动, 比采用整体结构导磁框的致动器输出速度提升了44.2%。这说明将磁路元件分区绝缘有利于提升磁致伸缩致动器的输出速度。
硅钢片 高速磁致伸缩致动器 涡流 等效电导率 磁场强度 silicon steel sheet high-speed magnetostrictive actuator eddy current equivalent conductivity magnetic field strength 
压电与声光
2021, 43(3): 359
作者单位
摘要
哈尔滨理工大学 测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
为了使人们享受更加放松、安全、简易、实用的家居生活环境, 本文建立了集人脸识别自动开门、室内CO浓度检测与处理、室内光照度检测与控制照明、室内温度检测显示、室内离人安防检测报警等功能于一体化的智能家居系统。通过建立TCP客户端与服务器进行相互通信, 实现手机一键轻松出门、自动关门。采用基于STM32F765VI芯片的OpenMV摄像头, 利用线性反投影算法计算采集到的人脸数据与人脸数据库进行对比, 实现人脸识别自动开门。在系统不断运行时通过CO气体传感器、温度传感器、光照传感器、红外传感器、光电传感器等外部设备采集回的各种指标数据传输到MCU之中并利用编译好的程序进行相应处理, 用以完成对应的检测与处理功能。最后通过搭载硬件模型对整个系统进行功能查验, 实验结果表明基于STM32的智慧家庭系统能够准确地实现各项功能指标的监测。
物联网 智慧家庭 人脸识别 传感器 internet of things home automation face recognition sensor 
液晶与显示
2021, 36(6): 876
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004
传输光纤受环境温度变化和振动的影响,会造成射频光频率信号相位漂移,导致时频传输精度下降。为了降低光纤相位漂移对传输系统的影响,采用基于光纤干涉仪条纹计数法的光纤稳相传输技术,进行了光纤相位漂移检测和相位补偿实验验证。实验结果表明:168 m传输光纤28 h自然相位漂移了32.3 ps,采用压电陶瓷和温控光纤协同相位补偿,相位漂移量降低到1.29 fs。
光纤稳相传输 光纤相位漂移 光纤干涉仪 条纹计数法 波分复用 optical fiber phase-stabilized transmission optical fiber phase drift optical fiber interferometer fringes counting method wavelength division multiplexing 
光通信技术
2021, 47(6): 22

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