1 中国计量大学光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018
2 西安应用光学研究所,陕西 西安 710065
针对太赫兹扫描成像设备存在的图像清晰度差、边缘模糊等问题,提出了一种基于生成对抗网络的太赫兹图像超分辨率重建算法。首先,在处理太赫兹图像时引入限制对比度自适应直方图均衡方法,有效解决了太赫兹图像对比度低的问题;其次,在生成对抗网络的基础上,提出了一种基于增强注意力机制的残差生成对抗网络,实现了太赫兹扫描图像的超分辨率重建,提升了图像纹理和细节的重建能力;最后利用频谱归一化的U-net网络对生成器生成的重建图像进行判别,增强了训练的稳定性。实验结果表明,提出的太赫兹图像超分辨率重建算法将太赫兹线阵相机所成太赫兹图像的边缘强度提高了7%,峰值信噪比提高了13%,平均梯度提高了12%,结构相似度提高了14%,验证了该算法的优越性和有效性。
太赫兹技术 太赫兹线阵相机 太赫兹图像 超分辨率重建 生成对抗网络 图像质量评价
1 中国计量大学光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018
2 中国电子科技集团有限公司第四十一研究所,山东 青岛 266555
基于N光子纠缠量子成像的分辨率优势,设计了一种通用的多光子纠缠N00N态的超分辨量子成像系统,理论上成像分辨率可实现(-1)倍的增加,成像系统的分辨率得到大幅提升。针对N00N态探测效率过低的问题,利用光学质心测量方法,保留所有探测情况,在不需要所有光子到达空间同一点的情况下,通过光子计数和适当的后处理,实现了任意数量光子下成像分辨率的提高。相较于N光子吸收方案,该方法的理论效率增加了(假设有D个像素)。所提方案可以产生具有高保真度和高稳定性(数天内保持稳定)的N00N态,有利于拓展N00N态的应用范围。所设计的系统在超分辨量子成像领域中具有较好的应用价值。
量子光学 量子成像 超分辨率 N00N态 光学质心测量
1 中国计量大学光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018
2 西安应用光学研究所,陕西 西安 710065
在太赫兹频段,为解决FP干涉滤光片反射率低、适用频率范围小及角度稳定性差的问题,设计了一种新的太赫兹频率选择表面结构。首先进行了仿真分析,确定了结构的硅片厚度和金属网栅层数,并对参数进行了优化。然后对该结构的传输特性和角度稳定性进行了仿真,该结构在入射倾斜角0°~45°范围内具有较好的稳定性,最后加工出滤光片实物,对仿真结果的准确性进行验证。在太赫兹波垂直入射的情况下,实物测量结果与仿真结果基本吻合,在1.34~2.34 THz频率范围内,反射率和透射率分别为91.0%~98.4%和0.7%~8.0%,满足FP干涉滤光片高反射率、低透射率要求。
材料 太赫兹超材料 频率选择表面 FP干涉 金属网栅 高反射率
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230170
中国计量大学光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018
非视域成像可对视域外场景进行重建成像。与传统成像不同,其将隐藏场景返回的间接信号导入重建算法实现目标场景重建,在**、生物医学、自动驾驶、航空航天及灾后搜救等领域具有重要的应用价值。总结近年来国内外对非视域成像技术的研究进展,依次介绍3种非视域成像模式,包括基于飞行时间的非视域成像、基于相干信息的非视域成像(含基于散斑图案和空间相干两种方法)、基于强度信息的非视域成像。基于相干信息和强度信息成像模式的硬件参数、重建算法、重建时间和图像分辨率等的特点和存在的局限性,分析并讨论非视域成像的发展趋势。
非视域成像 飞行时间 相干成像 强度成像 散射成像 激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1400001
1 中国计量大学光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018
2 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室,浙江 杭州 310018
相较于传统快照式高光谱成像技术,基于深度学习的滤光片型高光谱成像技术仅使用深度学习和极少的滤光片进行光谱采样,便能重建高光谱,且滤光片直接与图像传感器集成,具有结构简单、成像速度快等优点。但现有的研究大多直接以原高光谱成像仪拍摄的图像为数据集,而未对数据集进行预处理,忽略了原高光谱成像仪对数据集的影响。因此,通过对原高光谱成像仪成像原理进行研究来对数据集进行预处理,把高光谱图像转换为辐射功率谱,从而消除原高光谱成像仪的影响,增强了模型鲁棒性。另外,鉴于滤光片存在光谱响应函数平滑性差而难以加工的问题,将平滑性约束纳入误差函数的设计中,使优化所得的滤光片具有平滑的光谱响应函数且易于加工。
光谱学 高光谱成像 计算光谱学 光学逆向设计 激光与光电子学进展
2023, 60(10): 1030002