1 合肥工业大学计算机与信息学院，安徽 合肥 230601
2 智能互联系统安徽省实验室，安徽 合肥 230601
针对阴影造成的低光照、低对比度和高噪声等问题，为提高阴影下目标的检测、识别精度，借鉴生物偏振视觉机理，在偏振距离理论及算法的基础上，提出一种与“色调-饱和度-强度”颜色空间（HSI color space）融合的偏振距离强度（PDI）模型。该模型利用偏振角信息作为估算方式设定阈值范围，将偏振距离信息与原始光强信息融合为新的强度通道，并与原始色调及饱和度信息融合，最终获取PDI模型映射结果。搭建实测实验装置，并开展4组对比实验。结果表明，与其他3种现有目标增强算法相比，所提算法在灰度对比度、信杂比和Fish距离指标上均取得显著提升，能够使阴影下目标与背景间的差异得到明显提高。
图像处理 偏振成像 阴影 偏振距离 目标增强 图像融合 激光与光电子学进展
2023, 60(12): 1210024
基于密度泛函理论，计算分析了CH3基团在含有过渡金属元素Ti、V、Ni、Mo的孕镶金刚石颗粒硬质合金基底表面的吸附能、Mulliken电荷分布、电荷密度差和态密度(density of states, DOS)等一系列性质，研究Ti、V、Ni、Mo对孕镶金刚石颗粒硬质合金基底化学气相沉积(chemical vapor deposition, CVD)金刚石涂层形核阶段的影响及其作用机理。计算结果表明：与CH3基团在WC表面及金刚石表面的吸附相比，Ti、V、Ni、Mo与C原子间有较强的弱相互作用，这使得其对CH3基团有更强的吸附能力(其中Ti>V>Mo>Ni)；吸附能力大小与各原子的价电子结构相关，含有Ti元素的表面对CH3的吸附最稳定；CH3基团与Ni原子间更易发生电荷的转移形成共价键，Mo有利于促进CH3基团的脱氢反应；形核阶段适当添加Ti、V、Ni、Mo这几种过渡金属元素将有利于增加形核密度，改善CVD金刚石膜基界面结合强度。
金刚石涂层 过渡金属 吸附 第一性原理计算 形核密度 化学气相沉积 diamond coating transition metal adsorption first-principle calculation nucleation density chemical vapor deposition
1 西北核技术研究院 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室，西安 710024
2 西北核技术研究院 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室，西安 710024；西安交通大学 电气绝缘与电力设备国家重点实验室，西安 710049
利用自行研制的纳秒脉冲实验平台（输出脉冲前沿30 ns，半宽百纳秒）和标准介电强度测试仪，对变压器油、甘油、去离子水、Galden HT200四种液体绝缘介质在直流与纳秒脉冲下的击穿特性进行了实验研究与结果比对，结果表明：在直流与纳秒脉冲下，Galden HT200均具有最高的击穿场强，且两种情况下均比变压器油高出40%以上；纳秒脉冲下，Galden HT200与变压器油的击穿场强均提高6.5～7倍，Galden HT200击穿过程耗时最短（ns量级），其次是变压器油（20 ns），然后依次为甘油（45 ns）和去离子水（70 ns）；多次放电后，粘度系数最大的甘油更易在电极间隙处聚集碳化放电产物，粘度系数较小的Galden HT200和去离子水则无明显痕迹，但二者放电过程会产生明显的冲击波，多次放电后易造成间隙电极松动。
纳秒脉冲 液体介质 标准油杯 击穿场强 绝缘性能 nanosecond pulse liquid dielectric standard oil-cup breakdown field strength insulation characteristics 强激光与粒子束
2020, 32(4): 045001
上海交通大学电子信息与电气工程学院,区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
尝试对两类典型的光纤端集成等离激元探测技术的发展进行回顾与梳理,并结合作者的科研实践对本领域未来工作的重点和潜在价值进行讨论。第一类技术是在光纤的端平面集成等离激元谐振传感结构,尤其是等离激元微腔。这种器件既能够插进微量样品通过dip-and-read方式进行生物分子传感,也能够伸入狭小的空间进行超声内窥探测。未来,如何在秉持方便、快速核心价值的基础上,解决复杂样品中低含量分子检测的难题,是这类器件进入医学诊断和食品检验应用领域的关键;而如何大幅提高表面等离激元谐振传感器对声信号的灵敏度,是实现具有重要应用价值的光纤表面等离激元谐振水听器阵列的关键。第二类技术是在锥形光纤尖端集成等离激元天线探针。结合各种扫描探针显微技术,这种器件提供了对等离激元天线的高精度动态调控能力,及通过等离激元热点与样品的强烈作用进行高分辨扫描成像的能力。未来,通过对天线探针和可测量物理量的创新研究,有望进一步扩展可表征物理和化学现象的范围,显著提升表征性能。
表面光学 等离激元微腔 等离激元天线 光纤集成 生物传感 水听器 扫描探针显微技术 激光与光电子学进展
2019, 56(20): 202404
江南大学物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
为了解决传统匹配算法运行效率低、匹配精度低等问题,在快速特征点提取和描述(ORB)算法的基础上提出一种融合彩色不变量和基于加速稳健特征和对象请求代理(SURB)检测的优化匹配方法。首先,在同一复杂场景下,通过彩色空间变换提取两幅图片的彩色不变量信息;然后,采用SURB算法提取彩色信息中具有尺度不变性的特征点,构建ORB算术描述子;最后,在K近邻算法分类和整理的基础上,采用评价函数和随机抽样一致性算法去除误匹配点对。基于标准图库ALOI及多组实际图像匹配的结果表明,对于复杂环境下的图像,本文算法不仅具有较高的匹配精度,而且大幅缩短了匹配时间。
图像处理 特征点匹配 彩色不变量 信息熵 评价函数 激光与光电子学进展
2018, 55(5): 051007
1 西北核技术研究所 强脉冲辐射模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
2 西安交通大学 电气绝缘与电力设备国家重点实验室, 西安 710049
为满足不同尺寸效应物抗强电磁脉冲（EMP）性能试验的需求，产生覆盖范围更全面、波形更理想的模拟电磁环境，对基于Marx发生器的一级脉冲陡化EMP模拟器驱动源的基本构成与工作原理进行了介绍。结合实际设计与调试经验，分析了设计该类装置时可能遇到的一些问题以及解决的方案。给出了研制的电压等级在100~600 kV的中小型EMP模拟器驱动源的结构、参数与输出指标。通过紧凑型Marx发生器、低电感平板型薄膜电容器、低电感输出开关等关键部件与连接结构优化、器件参数选取，获得在驱动源接120~180 Ω负载时可输出前沿1.2~2.7 ns、半宽32~41 ns的双指数波。
电磁脉冲 驱动源 Marx发生器 一级陡化 环境模拟 electromagnetic pulse EMP driver Marx generator one-stage pulse sharpening environment simulation 强激光与粒子束
2018, 30(7): 073203
西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
采用快开通功率MOSFET，通过优化驱动电路、磁芯参数以及耦合结构，设计了基于半导体开关和直线变压器驱动源(LTD)技术的高重频快沿高压脉冲源。该脉冲源由四级LTD串联而成，可实现单次脉冲和最高频率2 MHz脉冲串输出。脉冲最高幅值约2.3 kV，上升沿约7 ns，脉宽约90 ns，下降沿约20 ns，输出电压效率约95%。该脉冲源结构紧凑，输出脉冲稳定，实现了模块化设计，可作为重频电磁脉冲模拟源使用。
功率MOSFET 直线变压器驱动源 高重频 窄脉冲 小型化 模块化 power MOSFET LTD high repetitive frequency narrow pulse width miniaturization modularization 强激光与粒子束
2016, 28(5): 055002
1 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
2 西北核技术研究所, 西安 710024
实验研究了长60 m、宽20 m、高10 m的大尺寸TEM天线的传输特性,其脉冲源采用薄膜开关与天线一体化设计,输出电压幅值可达10 kV,上升沿约1.2 ns.实测了TEM天线内部的电场分布,研究了该大尺寸TEM天线中电场分布规律,给出了脉冲上升沿与传输距离的关系、脉冲幅值与传输距离的关系,总结了快沿双指数波在天线中传输的高频损耗特性,给出了实验空间的选择方法.研究结果表明:上升沿随传输距离呈线性增大趋势,两极板中间测点增大速度最快,传输50 m距离,上升沿增大约1.2 ns;电场幅值随传输距离呈指数减小趋势.
TEM天线 传输特性 场分布 上升沿 幅值 TEM antennas propagation properties radiated field distribution rise time altitude 强激光与粒子束
2015, 27(6): 063202
