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基于混合卷积窗的激光多普勒信号处理研究 基于混合卷积窗的激光多普勒信号处理研究
4区 物理与天体物理
激光与光电子学进展 Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop222062
陈昊 Chen Hao, 张达 Zhang Da
{"title":"基于混合卷积窗的激光多普勒信号处理研究","authors":"陈昊 Chen Hao, 张达 Zhang Da","doi":"10.3788/lop222062","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop222062","url":null,"abstract":"快速傅里叶变换是激光多普勒测速系统信号处理的一种常用方法，但在异步采样时存在频谱泄漏和栏栅效应，其处理精度偏低。为了提高检测精度，提出基于Nuttall窗函数和五项最大旁瓣衰减窗函数的混合卷积窗改进六谱线插值校正算法。混合卷积窗在保证良好的旁瓣特性的同时也能保证主瓣不过宽，改进六谱线插值可有效抑制栏栅效应在参数估计过程中的负面影响，提高分析精度。为了避免解高次方程，提出三次B样条插值来拟合插值系数，并推导出改进六谱线插值的频率校正公式。搭建了双光束后向散射差动式激光多普勒测速平台，利用仿真数据和实测信号验证了本文算法在低信噪比环境下有较好的频率和速度测量精度。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"157 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135104619","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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基于改进Gerchberg-Saxton算法的全息双面光刻方法 基于改进Gerchberg-Saxton算法的全息双面光刻方法
4区 物理与天体物理
激光与光电子学进展 Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop222978
王化宾 Wang Huabin, 何渝 He Yu, 赵立新 Zhao Lixin
{"title":"基于改进Gerchberg-Saxton算法的全息双面光刻方法","authors":"王化宾 Wang Huabin, 何渝 He Yu, 赵立新 Zhao Lixin","doi":"10.3788/lop222978","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop222978","url":null,"abstract":"针对目前双面微器件加工方法步骤繁琐、效率低的问题，提出基于改进Gerchberg-Saxton（GS）算法的全息双面光刻方法，使用单个光源在玻璃基底的上下表面同时曝光，进行双面图形的制作。该方法通过计算不同轴向位置图案对应的组合全息图，并将其加载到空间光调制器（LCOS-SLM）上，对入射光场进行调制，从而在目标空间内实现双面图形重现。采用改进GS算法对距离焦面2 mm处的图案A与距离焦面4.06 mm处的图案B进行全息图计算与仿真重建。搭建实验装置，对3 mm厚透明石英玻璃基底的上下表面同时曝光，且对光场生成过程中的散斑、杂散光及串扰问题做出分析并提出解决方案，最终实现60 μm线宽双层图案曝光，验证了所提方法进行双面光刻的可行性。所提方法使用单张全息图和单个光源，通过单次曝光即可在目标体积内生成多层任意图形，极大地简化了双面图形制作的步骤。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"26 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135105329","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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合成孔径系统平移误差的四棱锥传感器检测方法 合成孔径系统平移误差的四棱锥传感器检测方法
4区 物理与天体物理
激光与光电子学进展 Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop221693
马舒凡 Ma Shufan, 鲜浩 Xian Hao, 王胜千 Wang Shengqian
{"title":"合成孔径系统平移误差的四棱锥传感器检测方法","authors":"马舒凡 Ma Shufan, 鲜浩 Xian Hao, 王胜千 Wang Shengqian","doi":"10.3788/lop221693","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop221693","url":null,"abstract":"为了使若干拼接子孔径能够按设计目标组合为等效大口径望远镜，各子孔径必须达到光学的同相位。提出了一种基于四棱锥传感器的共相方法，通过实验标定拟合传感器信号和平移误差的正弦关系，反求平移误差。实验结果表明：平移误差的测量值和真实值基本符合线性关系，拟合后均方根误差约为19.2 nm，平移误差的测量值能够客观准确地反映实际误差。在此基础上，对7孔径拼接镜进行了近共相校正，校正后分辨率提高了近6倍，与传统方法相比，所提方法具有结构简单、响应速度快、光能利用率高等优点。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"29 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135105340","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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基于盲估计和双边滤波的SAR图像稀疏降噪 基于盲估计和双边滤波的SAR图像稀疏降噪
4区 物理与天体物理
激光与光电子学进展 Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop222462
孙雨 Sun Yu, 辛志慧 Xin Zhihui, 黄鹏辉 Huang Penghui, 王志旭 Wang Zhixu, 宣嘉裕 Xuan Jiayu
{"title":"基于盲估计和双边滤波的SAR图像稀疏降噪","authors":"孙雨 Sun Yu, 辛志慧 Xin Zhihui, 黄鹏辉 Huang Penghui, 王志旭 Wang Zhixu, 宣嘉裕 Xuan Jiayu","doi":"10.3788/lop222462","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop222462","url":null,"abstract":"合成孔径雷达（SAR）在成像过程中由于固有成像机制的缺陷导致图像被乘性噪声污染，图像噪声对后续目标检测识别等处理过程造成了阻碍。现有的去噪算法存在不能自适应估计噪声大小和对边缘保持效果不理想的问题，如何自适应处理不同噪声水平的图像是一个研究难点。提出一种基于盲估计和双边滤波的SAR图像稀疏去噪算法。首先利用双边滤波得到具有良好边缘保持特性的预处理图像；接着利用盲估计获取图像全域噪声水平，将其充当稀疏重建过程中的残差阈值；最后利用稀疏编码和字典学习算法，用尽可能少的原子信息来表示图像，达到图像去噪的目的。实验结果表明，结合了盲估计的稀疏重建算法不仅有效去除了图像噪声，使等效视数获得了显著提升，而且峰值信噪比和边缘保持指数也有良好的表现，有效保留了原图的细节纹理信息。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"23 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135105341","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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冻结陶瓷浆料激光扫描切割深度仿真与实验研究 冻结陶瓷浆料激光扫描切割深度仿真与实验研究
4区 物理与天体物理
激光与光电子学进展 Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop221728
张耿 Zhang Geng, 陈桦 Chen Hua
{"title":"冻结陶瓷浆料激光扫描切割深度仿真与实验研究","authors":"张耿 Zhang Geng, 陈桦 Chen Hua","doi":"10.3788/lop221728","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop221728","url":null,"abstract":"基于冻结浆料的分层实体制造方法在多孔陶瓷3D打印领域具有应用潜力。为了研究冻结陶瓷浆料的激光切割过程，建立了CO2激光面热源热传导数学模型，采用COMSOL有限元仿真模拟激光扫描加热过程，以纯冰为理想材料，结合实验研究建立激光切割深度数学模型。结果表明，冻结陶瓷浆料的激光切割过程与传统非金属材料相似，“V”字形的气化切割区深度随激光能量密度的增大而增大；由于陶瓷颗粒的吸热和散射作用，在冻结陶瓷浆料切割区下方存在热影响过渡区，实际切割深度与纯冰激光切割理论深度存在差异，在理论模型中引入材料特性相关修正系数后可较好地符合实际切割规律，为冻结陶瓷浆料激光切割工艺参数选择提供了参考。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"26 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135105653","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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气体高次谐波产生中的角动量守恒 气体高次谐波产生中的角动量守恒
4区 物理与天体物理
激光与光电子学进展 Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop230511
董嘉豪 Dong Jiahao, 梁青青 Liang Qingqing, 许亮 Xu Liang, 刘一 Liu Yi
{"title":"气体高次谐波产生中的角动量守恒","authors":"董嘉豪 Dong Jiahao, 梁青青 Liang Qingqing, 许亮 Xu Liang, 刘一 Liu Yi","doi":"10.3788/lop230511","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop230511","url":null,"abstract":"随着激光技术的迅猛发展，超快光学已经成为现代物理学研究中一个非常重要的前沿领域。高次谐波作为产生超短激光脉冲的重要手段之一，在近十年内快速发展。本文综述了气体高次谐波产生过程中存在的自旋角动量守恒、轨道角动量守恒、自旋-轨道相互作用以及由此引出的新奇物理现象，总结了现阶段研究所存在的部分空白与挑战。将结构光场应用于高次谐波领域极大地丰富了人们研究光与物质相互作用的手段，为光学操控和强场物理带来了新的机遇。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"152 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135106158","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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激光与热碱金属原子系综的相互作用：进展与展望 激光与热碱金属原子系综的相互作用：进展与展望
4区 物理与天体物理
激光与光电子学进展 Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop222049
王惟一 Wang Weiyi, 柴真 Chai Zhen
{"title":"激光与热碱金属原子系综的相互作用：进展与展望","authors":"王惟一 Wang Weiyi, 柴真 Chai Zhen","doi":"10.3788/lop222049","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop222049","url":null,"abstract":"量子精密测量在基础研究和原始创新中发挥了重要作用。激光与热碱金属原子系综的相互作用是量子精密测量领域的重要研究对象，在物理学的前沿探索和技术应用层次上都具有深刻意义，是科学研究的前沿热点之一。基于激光与原子相互作用原理，相关器件的超高精度、小型化、阵列化进程从原理与技术上获得了突破性的进展，形成了以无自旋交换弛豫（SERF）原子磁强计、相干布居数囚禁（CPT）原子钟、SERF原子自旋陀螺仪为代表的精密测量传感器件。本文结合近十几年来相关领域在磁场测量、时间测量、惯性测量方面的代表性成果和进展，从原理和应用两个角度总结了目前激光与热碱金属原子系综相互作用的研究状况，展望了基于激光与热碱金属原子系综相互作用原理的器件未来的发展方向。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"26 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135152226","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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用于被动太赫兹成像检测的多极化图像评估 用于被动太赫兹成像检测的多极化图像评估
4区 物理与天体物理
激光与光电子学进展 Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop231304
程亚运 Cheng Yayun, 田迅 Tian Xun, 王楠楠 Wang Nannan, 祁嘉然 Qi Jiaran, 邱景辉 Qiu Jinghui
{"title":"用于被动太赫兹成像检测的多极化图像评估","authors":"程亚运 Cheng Yayun, 田迅 Tian Xun, 王楠楠 Wang Nannan, 祁嘉然 Qi Jiaran, 邱景辉 Qiu Jinghui","doi":"10.3788/lop231304","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop231304","url":null,"abstract":"因安全隐蔽性和衣物穿透性等特点，被动太赫兹成像已用于关键场所的人体安检。多极化成像可丰富信息维度，提升系统性能。针对极化模式难以选择和多极化图像特性尚不明确等问题，全面评估用于被动太赫兹成像检测的多极化图像质量。首先，分析人体和隐匿物品的任意极化太赫兹辐射亮温模型；然后，通过成像实验和仿真模拟获得4个线极化图像，并计算分析6个极化参数图像；接着，利用传统全局无参考评价指标对比分析多极化图像；最后，采用受试者工作特征（ROC）曲线和差异信噪比（DSNR）定量评估用于检测的局部图像质量，并通过观察者主观评价统计实验验证了若干全局和局部指标的合理性。结果表明，合理选择极化并融合多极化对提升成像检测性能具有重要意义。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"160 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135152233","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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建筑物轮廓双向驱动自适应分割重构的规则化方法 建筑物轮廓双向驱动自适应分割重构的规则化方法
4区 物理与天体物理
激光与光电子学进展 Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop223169
钟康 Zhong Kang, 高贤君 Gao Xianjun, 杨元维 Yang Yuanwei, 谭美淋 Tan Meilin, 潘美美 Pan Meimei
{"title":"建筑物轮廓双向驱动自适应分割重构的规则化方法","authors":"钟康 Zhong Kang, 高贤君 Gao Xianjun, 杨元维 Yang Yuanwei, 谭美淋 Tan Meilin, 潘美美 Pan Meimei","doi":"10.3788/lop223169","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop223169","url":null,"abstract":"针对从高分遥感影像中提取建筑物易受阴影和植被等遮挡而导致错误检测的问题，提出一种建筑物轮廓双向驱动自适应分割重构的规则化方法。首先采用基于最小外接矩形（MBR）的平直旋转变换算法，旋转建筑物轮廓至水平或竖直状态，减少轮廓图形学显示上的锯齿表征；然后设计MBR和Shi-Tomasi联合双向驱动建筑物轮廓自适应分割算法，将轮廓化整为零精准分割形成局部片段；最后提出基于局部最优权拟合的轮廓重构算法，依次对局部片段进行属性分配、约束重组、最优权拟合与坐标重组，实现建筑物轮廓的规则化。实验结果表明，与初始提取结果相比，经所提方法规则化的轮廓视觉效果更好。与同类基于栅格填充、角点校正、最优外接矩形拟合和主方向的4种轮廓规则化方法相比，所提方法在保证规则化效率的同时，精度也更高，具有更广泛的适用性，对常见包含不同角度变化的复杂建筑物均能得到更加规整的轮廓，可作为建筑物提取后处理规则化的参考手段。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"68 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135659389","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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激光雷达与相机自适应紧耦合的同时定位与建图算法 激光雷达与相机自适应紧耦合的同时定位与建图算法
4区 物理与天体物理
激光与光电子学进展 Pub Date : 2023-01-01 DOI: 10.3788/lop223209
周维超 Zhou Weichao, 黄俊 Huang Jun
{"title":"激光雷达与相机自适应紧耦合的同时定位与建图算法","authors":"周维超 Zhou Weichao, 黄俊 Huang Jun","doi":"10.3788/lop223209","DOIUrl":"https://doi.org/10.3788/lop223209","url":null,"abstract":"同时定位与建图（SLAM）是自动驾驶的基本要求之一。多传感器融合，尤其是激光雷达和相机的融合，对于自动驾驶来说是必不可少的。其中，如何针对各种场景调整不同传感器的置信度是关键问题，基于此，提出一种自适应紧耦合的激光雷达相机融合的SLAM（AVLS）算法。首先，所提AVLS算法建立在基于滑动窗口的因子图上，包含提升整体算法精度和鲁棒性的灵活深度关联和弹性初始化等模块。其次，为了充分探索激光雷达和相机在不同环境中的性能，采用一种基于先验知识的动态加权方案。最后，将所提AVLS算法在两个公开的大规模自动驾驶数据集上进行了全面实验，包括与经典算法的对比及消融实验，实验结果表明，AVLS算法的鲁棒性和精确度可以达到目前领先水平。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"28 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135659402","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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