水下图像恢复的难点在于缺少海水的点扩展函数的足够信息, 而导致病态的问题。为了提高水下激光成像系统的成像质量, 提出了用粒子群优化正则化参量的盲图像复原算法。该方法结合Tikhonov正则化和改进的全变分正则化的技术特点, 使用一种交替迭代方法, 分别估计点扩展函数和估计复原图像, 同时用粒子群算法优化正则化参量。结果表明, 该方法对水下图像复原具有较好的鲁棒性, 算法收敛稳定。
图像处理 正则化 图像复原 粒子群优化 image processing regularization image restoration particle swarm optimization
1 海军工程大学, 湖北 武汉 430033
2 武汉理工大学, 湖北 武汉 430070
对比度增强在图像处理系统中常用来提高降质图像质量或增强图像细节。从优化问题的角度来处理图像增强,提出了用混合智能算法,结合细菌觅食优化算法和粒子群优化算法的优点,对图像增强算子的参数进行优化,使图像质量达到最佳。使用的增强算子取决于源图像的局部灰度信息和全局统计信息,采用的适应度函数是基于图像的边缘信息和熵信息。仿真和实验结果表明该方法不仅能实现图像对比度增强还能有效提高目标图像的细节,并有效抑制噪声。
图像增强 智能优化 细菌觅食算法 粒子群优化 image enhancement intelligent optimization bacterial foraging algorithm particle swarm optimization
1 海军工程大学, 湖北 武汉 430033
2 武汉理工大学, 湖北 武汉 430070
设计一种以DSP为核心, FPGA协助数据采集、传输的图像处理平台。DSP运行复杂图像处理算法, 通过EMIF接口和FPGA进行高速数据传输。FPGA对EMIF接口进行扩展, 将图像传感器、SDRAM存储器、USB接口等统一到EMIF接口, 提高系统的集成度和灵活性, 实现DSP与FPGA、外设之间数据准确、高效、可靠的传输。实验表明, 该系统满足实时性设计需求, 易于扩展和升级, 具备较强的通用性。
时序 DMA操作 EMIF external memory interface (EMIF) field-programmable gate array (FPGA) FPGA timing sequence direct memory access (DMA) operation
1 海军工程大学兵器工程系, 湖北 武汉 430033
2 海军北海舰队装备部, 山东 青岛 266000
半导体激光器输出波长随温度变化而变化，为了使半导体激光器稳定工作，要保持它的温度稳定，而温度PID控制效果与其比例、积分和微分三个参数密切相关，采用粒子群算法对半导体激光器温度PID控制系统参数进行优化，选取控制误差绝对值时间积分函数（ITAE）作为适宜度函数，并与ZieglerNichols算法整定参数进行比较。仿真结果表明，这种优化算法加快了收敛速度，实验中调节时间由150 s降到50 s，超调量由18%降到4%，有效改善了系统的动态性能。
半导体激光器 粒子群算法 PID控制 参数整定 laser diode particle swarm optimization PID control parameter tuning
1 海军工程大学, 湖北 武汉 430033
2 海军北海舰队, 山东 青岛 266000
CPT磁力仪是一种用于微弱磁场测量的新型高灵敏度原子光学磁力仪, 针对 CPT磁力仪垂直腔面发射激光器电流调制需要产生低相位噪声调制信号, 提出了一种基于锁相环频率合成器的方案。该方案从 CPT磁力仪的基本原理出发, 分析了 CPT磁力仪对调制信号的频率要求, 根据锁相环频率合成基本原理, 采用锁相环仿真软件 ADIsimPLL完成了频率合成器中关键模块参数的确定, 产生了高精度、低相噪以及杂散性好的 3.4 GHz频率信号, 并对系统性能进行了仿真分析。经仿真测试表明, 锁相效果良好, 性能可靠, 可以满足 CPT磁力仪的研制。
CPT磁力仪 垂直腔面发射激光器 激光调制 锁相环 相位噪声 coherent population trapping (CPT) magnetometer vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) laser modulation phase-locked loop phase noise
1 海军工程大学兵器工程系, 湖北 武汉 430033
2 湖北师范学院计算机科学与技术学院, 湖北 黄石 435002
运用激光模式耦合理论分析了半导体激光器与楔形柱面光纤微透镜的连接损耗,设计并制作了楔形柱面光纤微透镜用来实现两者的模斑匹配。运用ABCD矩阵方法,对该组件的耦合效率进行了仿真计算和分析,得到了高耦合效率下楔形柱面光纤微透镜的结构参数。该方法可有效地用于楔形柱面光纤微透镜的优化设计。
光纤耦合 光纤微透镜 耦合效率 ABCD矩阵 optical fiber coupling optical fiber micro-lens coupling efficiency ABCD matrix
为了解决目前舰载**激光对瞄系统存在对瞄成像光斑尺寸较小,以及在动态场景情况下该成像光斑极易偏离出观测视场等缺陷,采用渐变折射率平板波导对成像激光进行1维扩束,激光束在与传播方向垂直平面内的一个方向上进行很好的扩束,而在另一个方向上基本不影响原有光束的传输性能。对改进后的系统进行模拟实验。结果表明,扩束光线具备了较好的对瞄观测效果。
激光技术 对瞄 波导 扩束 laser technique pointing waveguide beam extend
1 西安应用光学研究所,西安,710065
2 华中科技大学光电工程系,武汉,430074
用锥形腔量热式激光能量计,测量了在不同脉冲宽度条件下,脉冲激光能量和激光吸收腔温升之间的关系,并用传统的方法得到不同激光能量对应的温升,并按照有关公式计算得到激光能量,结果表明实际激光能量和按传统方法计算得到的激光能量之间存在较大的差距;我们从理论上分析了由于热辐射、热传导影响,得出锥形吸收腔时间温度曲线关系的数学模型;用该数学模型对测量得到温度时间曲线进行最小二乘法拟合,拟合曲线和实际曲线非常吻合;通过该曲线我们对测量结果进行修正,和传统数据处理方法比较,该方法得到的结果更接近真值.
长脉冲高能激光 量热式激光能量计 热辐射 热传导 锥形吸收腔
华中科技大学,光电子工程系,湖北,武汉,430074
介绍了渐变折射率平板波导耦合器的结构特点,并用波导理论详细分析了其工作机理及制作方法,给出了相应的设计方程.尤其是针对半导体光放大器与单模光纤耦合的问题,介绍了渐变折射率平板波导耦合器在光通信系统中的实际应用,由于渐变折射率平板波导耦合器可以有选择性地对半导体光放大器的输出模斑进行有效变换并压缩光束的束散角,因此实现了半导体光放大器到单模光纤的高效率光耦合,其光耦合损耗约为3 dB,可基本满足工程使用要求.从光学特性上,渐变折射率平板波导耦合器可以在许多领域替代柱面镜.
半导体光放大器 平板波导 光纤耦合 模斑变换 SOA Strip waveguide Fiber coupling Mode-expansion
运用激光模式耦合理论分析了半导体光放大器(SOA)与单模通信光纤的连接损耗,并设计制作了楔形柱面光纤微透镜用来实现两者的模斑匹配,有效地降低了器件的光耦合损耗.本文介绍了楔形柱面光纤微透镜耦合的1.3 μm半导体光放大器(SOA)组件及其制作方法.该组件的最大增益不小于14 dB,其偏振灵敏度小于1 dB,增益波动不大于0.5 dB.
集成光学 光通信 光纤耦合 SOA
