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 空天科学学院,湖南 长沙 410073
随着智能技术和设备的不断发展,精确定位技术在**领域的应用越来越广泛,其应用场景涵盖室外和室内环境。全球卫星导航系统定位技术在室外环境中定位精度高,提供信息丰富,应用十分普遍。然而,由于墙壁、树木、玻璃等障碍物的遮挡,其在室内环境中的定位精度明显下降。超宽带技术以其定位精度高、时空分辨率强、传输速率快、成本低而显示出明显的优势。在室内环境中,各种障碍物使超宽带系统的基站和标签之间的传播通道被阻挡,由于超宽带信号的非视距传播现象,超宽带系统的定位精度明显下降。文中基于深度学习技术,提出了一种深度神经网络用于超宽带非视距传播影响抑制,该深度神经网络兼具ResNet网络和Non-local模块的优点,既可防止网络层数增加时网络性能不升反降的问题,也可捕获输入数据的全局特征,建立超宽带系统原始信道脉冲响应和测距误差之间的映射关系。相关实验结果显示,该方法可将超宽带系统在非视距传播条件下的测距平均绝对误差从0.1242 m降低至0.0681 m。与传统方法相比,该方法可消除人工统计超宽带信号波形特征耗费大量时间的缺点,可进一步提高超宽带系统在非视距传播条件下的定位精度,具有鲁棒性强、应用范围广的优点,可为**领域室内高精度定位提供技术支撑。
超宽带技术 深度学习 非视距传播 ResNet网络 Non-local模块 Ultra-Wideband deep learning Non-Line-of-Sight ResNet Non-local 红外与激光工程
2023, 52(12): 20230183
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230156
高伯龙院士是我国著名的理论物理学家、激光物理专家、激光陀螺研制领域创始人,被称为“激光陀螺奠基人”,是我国**科技战线“科技报国、创新为战”的杰出代表。本文简要回顾高伯龙院士带领团队数十年锚定目标、迎难而上,研制成功激光陀螺并开展工程应用的科研历程;阐述高院士科学精神的基本内涵,并结合我校激光陀螺技术创新团队近些年的科研工作实践,浅谈高伯龙科研精神对于新时代科技工作者开展科研工作,尤其是进行有组织的科研等的启示,以此共勉。
高伯龙 激光陀螺 科学精神 实践与启示 光学学报
2023, 43(17): 1737001
红外与激光工程
2023, 52(6): 20230181
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
悬浮光力传感技术利用真空环境的光阱实现对微纳尺度机械振子的悬浮和囚禁,将待测物理量转换为光悬浮机械振子运动参数的变化,理论上该振子与外部环境热噪声和振动完全隔绝,具有极高的测量分辨率潜力和易于小型化的独特优势。该技术在精密测量、微观热力学研究、暗物质观测、宏观量子态操控等领域具有广阔的应用前景。首先,阐述了悬浮光力系统中光力与光阱的基础概念和力学测量等基本理论;其次,介绍了其中初始起支、光力增强、位移测量、输出信号标定和等效反馈冷却等关键技术的研究进展,对比分析各子技术的特点,随后列举了悬浮光力传感技术在极弱力、加速度、微观质量、电学量、力矩等物理量测量中的典型应用;最后,总结了该技术的发展趋势,并提出相关建议。
悬浮光力学 量子传感 光阱 精密测量 levitated optomechanics quantum sensing optical tweezers precision measurements 红外与激光工程
2023, 52(6): 20230193
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技创新研究院前沿交叉技术研究中心,北京 100071
基于呼吸气体分析的疾病诊断技术,属于无损医学诊断研究范畴,是今后医学诊断的重要发展方向,将会在今后无损医学疾病诊断中发挥重要作用,尤其是在当下新冠疫情肆虐的背景下,对于无创、实时、准确性高的疾病诊断技术的需求更加迫切。针对呼吸气体诊断需求,在介绍腔增强吸收光谱技术基本原理和技术特点基础上,概述了腔增强呼吸气体诊断技术国内外发展历史及现状,并在归纳整理呼吸气体诊断特点的基础上,分析了今后腔增强呼吸气体诊断技术发展方向,可为后续技术的发展和应用提供参考。
光谱学 呼吸气体诊断 激光光谱技术 腔增强吸收光谱技术 光反馈 激光与光电子学进展
2022, 59(19): 1900002
国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
光学玻璃以其优异的物理性能被广泛应用于航天、信息、能源、化工、微电子等领域。随着这些领域的不断发展,传统技术已无法满足日新月异的光学元件超光滑表面加工的要求。为此,需要针对光学玻璃表面的超精密抛光加工展开深入且广泛的研究。在诸多有关超精密抛光加工技术的研究中,光学玻璃材料的抛光去除机理始终是人们的研究重点。为此,本文从超抛加工涉及的基本组件、材料去除的物理机理、材料去除的化学机理三个方面入手,对光学玻璃超精密抛光加工中材料去除机理进行综述,目的是掌握国内外学术界对于该问题的认识,并据此提出若干问题的思考,以期指导工程实践,进一步提升超光滑表面的成形能力。
材料 光学玻璃 超光滑表面 抛光加工 材料去除机理
国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
为探究腔内各气体的压强比对激光陀螺特性的影响,从等离子色散函数出发,探究气压气比对环形腔内光强调谐曲线的影响,同时使用自制的环形激光陀螺进行工程试验。搭建了一套可操作性强、气压气比可调节且可实时监测的充气实验装置,得到该激光陀螺输出增益随气压气比的变化关系,从而得出最佳的工作气压气比。结果表明:激光输出增益首先随着气压的增大而增大,当气压增大到某一气压值时,输出增益达到最大值;之后输出增益随着气压的增大而减小,当气压增大到某一临界值时无激光输出。
激光器 环形激光陀螺 功率调谐曲线 氦氖气体参数 增益 中国激光
2019, 46(12): 1201002
国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
增益损耗比是气体激光器的重要工作参量之一,它对激光陀螺的整体设计和实际性能有很大的影响。小尺寸环形气体激光器具有较宽的模间隔,为这一参数的测量提供了便利。根据理论推导,得出增损比的简化计算公式。提出一种测量增损比的实验方法,并对大批量的激光器进行实验研究。实验结果表明,在现有的高水平光学加工工艺和调腔精度下,环形激光器的平均增益损耗比已经达到3.55。
激光器 激光陀螺 增益损耗比 出光带宽 中国激光
2019, 46(11): 1101010
国防科技大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
为了探索新型高灵敏度光电拾音器技术方案, 基于光学隧穿效应研究, 将声压变化转换为全反射棱镜中全反射面与摆片光学面之间的光学隧穿距离变化, 从而改变光束在棱镜全反面处的反射(透射)损耗, 通过直接测量反射(透射)光的功率变化, 实现拾音器基本功能。利用半导体激光器和直角全反射棱镜搭建了一套简易的原理验证实验系统, 并利用该系统对三角波信号驱动进行了实验。结果表明, 反射光功率会随着三角波信号的改变而改变, 光功率改变达到5.6%;由声音引起的玻璃振膜距离变化也可改变输出光功率, 并被检测出来。初步验证了该方案的可行性。
激光技术 光学拾音器 光学隧穿效应 全反射 laser technique optical pickup optical tunneling effect total internal reflection