1 长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，西安 710064
2 河南省交通基本建设质量检测站，郑州 450016
3 陕西省交通工程咨询有限公司，西安 710003
为表征最大粒径为53 mm水泥稳定碎石(CTB-50)的抗压强度，评价了垂直振动试验方法(VVTM)的可靠性，研究了水泥稳定碎石抗压强度随水泥掺量、龄期的增长规律，建立了抗压强度增长方程及预测模型，并分析了级配类型对抗压强度的影响。结果表明：VVTM试件抗压强度与试验段芯样相关性较高，可达91%左右；抗压强度随水泥掺量增加呈线性增大，在养护初期强度增长较快，60 d后强度趋于稳定；建立的抗压强度增长方程、预测模型与试验结果相关系数分别不小于0.982、0.976，预测值误差绝对值分别小于3%、6%；CTB-50的初始、极限抗压强度分别约为传统水泥稳定碎石(CTB-30)的1.25倍、1.09倍，相同的强度控制指标下，CTB-50可减少水泥用量，有利于降低工程造价，减少基层裂缝。
路基工程 CTB-50水泥稳定碎石 垂直振动试验方法(VVTM) 抗压强度 增长方程 预测模型 subgrade engineering CTB-50 cement-stabilized macadam vertical vibration testing method (VVTM) compressive strength growth equation prediction model
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
3 中国民用航空华东地区空中交通管理局安徽分局，安徽 合肥 230001
4 中国气象局气象探测中心，北京 100081
5 安徽大学，安徽 合肥 230039
为实现全天时、全天空云量观测，提出并研制了一种双波段全天空云量观测系统。该系统在可见光波段通过内置遮光装置和高动态范围（HDR）图像合成技术，可采集清晰完整的全天空图像，同时，其在红外波段的一次成像可获取160°视场范围天空图像，较传统扫描拼接式红外观测模式更加简单快捷。主要阐述了该系统在不同波段的全天空成像原理以及云图分割方法。从双波段云量观测数据的一致性和准确性两方面进行分析，验证了该系统在云量观测上具有较高的准确性。
测量 全天空成像 地基云观测 红外 可见光
1 中国人民解放军61623部队, 北京 100840
2 中国人民解放军陆军工程大学 通信工程学院, 南京 210007
3 中国人民解放军31106部队, 南京 210016
针对光网络安全防护问题, 从物理层安全性评估、实验验证2个层面深入研究量子噪声随机加密(QNRC)物理层抗截获传输技术。首先, 介绍了国内外QNRC的发展现状, 凝练了一套物理层安全性评估通用方法。然后, 提出一种基于光域解密的强度移位键控-量子噪声随机加密(ISK-QNRC)实验方案, 针对该方案中高分辨率、高采样速率的数/模转换器制造工艺问题, 提出一种并联ISK-QNRC方案并进行了验证, 结果表明该方案信息传输安全、有效。最后, 分析了QNRC技术的典型应用场景及发展趋势。
光网络安全防护 量子噪声随机加密 安全性评估方法 并联强度调制 应用场景 optical network security protection, quantum-noise
云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明650500
针对传统方法中检测变形油画的表面形貌时需要将油画布拆卸下来的情况, 提出了一种油画表面三维形貌无损检测的方法。应用结构光三维检测技术获取油画表面的绝对相位分布, 使用最小二乘法拟合二次曲面作为参考面, 再将绝对相位与参考面的差值作为实际相位, 从而得到油画表面的高度分布。实验结果表明, 该方法能够在不拆卸油画画布的情况下实现无损检测, 对于不同变形程度的油画均具有较理想的检测效果。
结构光三维检测 相移轮廓术 最小二乘法 油画表面 无损检测 structured light 3D detection phase shifting profilometry least squares method oil painting surface non-destructive testing
云南师范大学物理与电子信息学院，云南 昆明 650500
随着三维测量技术的不断发展，如何快速、精准地测量大场景物体三维形貌成为研究热点。对相位测量轮廓术进行改进，运用改进的相位计算方法对物体三维信息进行测量，并结合幅度信息解决了相位测量轮廓术仅能测量表面信息，但不能确切测出所在物体的位置的问题，该方法适合测量大场景中各物体的三维信息。实验结果表明：所提方法原理简单，对不连续物体的测量结果较好，既可以确定物体位置，也可测量物体表面三维信息。
相位测量 幅度信息 三维信息测量 不连续物体 激光与光电子学进展
2022, 59(24): 2410009
1 中国民用航空华东地区空中交通管理局安徽分局, 安徽 合肥 230001
2 寿县气象局, 安徽 淮南 232000
3 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光电子技术研究中心, 安徽 合肥 230031
利用合肥新桥机场温湿度、云高、能见度以及全天空云图仪数据资料, 分析了 2019 年 7 月至 2020 年 4 月机场上空各类云的红外特征以及云、雾演变规律。结果表明: (1) 在云判别上, 云底高度越高, 红外云图上表现亮度越暗, 反之亦然。且不同类型的云具有各自独有的红外特征。(2) 不同高度的波状云最大云块平均最短直径表现为层积云云块是高积云的 2～4 倍, 高积云是卷积云的 2～4 倍。碎层云主要呈现出团状, 具有蓬松棉花状结构; 而碎雨云相对破碎, 一般为烟带状或散片状。(3) 云与雾有明确的转化过程。辐射雾一般发生在云层刚散开期间, 天空至少一半为晴空的时段, 且雾逐步抬升为云, 并持续消散。当天空形成不均匀缺口, 表明雾开始消散, 其可作为能见度迅速回升的一个重要指标。非对流降水云层演变呈现出云高由高到低, 云层由分散纹理状变为均匀层状, 降水前期均会出现“均匀层状”, 地面相对湿度呈现出陡增现象。
红外探测 航空气象 云图识别 云演变 infrared detection aviation meteorology cloud image recognition cloud evolution 大气与环境光学学报
2021, 16(5): 404
云南师范大学物理与电子信息学院, 云南 昆明 650500
由于生产工艺灰尘、坏像素等多种因素都会造成CMOS像元辐射响应特性不一致, 影响成像系统的图像质量, 因此, 能够高效快速地测出异常像素的位置和大小是图像处理过程中必要的预处理技术。通过实验分析了固体成像器件像元的响应特性, 提出了一种基于K-Means算法的CMOS像元响应特性分类方法, 该方法根据像元像素值存在的差异, 不仅能够有效地检测出异常像元, 而且可以对异常像元进行分类。实验表明, 该方法能有效地检测出CMOS器件中异常像元的位置, 和异常像元区域大小与传统的”3[σ]”算法相比, 该方法对异常像元区域查找速度快, 定位准确。
固体成像器件 异常像元 响应特性 K-Means算法 ”3[σ]”算法 solid state imaging device anomalous pixel response characteristics K-Means algorithm ”3[σ]”algorithm
武汉工程大学光学信息与模式识别湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430205
研发了一套血流介导皮肤荧光光谱(FMSF)检测系统,该系统可以非侵入性地检测人体皮肤内烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)荧光光谱的动态变化;对该系统中的荧光探头进行了仿真设计,以提高NADH荧光的收集效率。首先构建人体7层皮肤结构模型,采用蒙特卡罗(Monte-Carlo)方法模拟组织中光子的传输规律;然后探究了收集光纤的纤芯直径、激发光纤与收集光纤的近边缘距离、光纤探头与皮肤之间的距离等对荧光光谱检测的影响;最后根据模拟结果研制了一套光纤探头,并将其应用于皮肤NADH荧光光谱检测系统中。结果表明:采用该系统结合闭塞后反应性充血可以在体检测NADH荧光光谱,光谱强度呈现一种明显的动态变化。与现有技术相比,基于FMSF技术的皮肤NADH检测方法具有测量速度快、无创等优势,为研究线粒体能量代谢及糖尿病等相关疾病提供了先进的技术手段。
医用光学 荧光光谱 光纤探头 无创检测 蒙特卡罗模拟 激光与光电子学进展
2021, 58(22): 2217002
