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关键词： 集成光学   光频梳   集成微腔光梳   色散  

摘要： 集成微腔光梳技术,利用集成微腔内的光学非线性作用可在连续光泵浦下产生周期性光脉冲,其在频域上表现为等间隔的光学频率成分。与传统光梳相比,集成微腔光梳具有小型化、功耗低、重复频率大等优势,其独特的时频特性在推动传统光梳向片上化演进的同时,也可与波分复用技术结合,推动了片上集成并行化、大容量的信息传输、处理与感知。在微腔光梳的产生过程中,微腔的色散,即不同波长的光在腔内的群速度差异特性,具有决定性作用。面对不同的应用需求,不同的腔体色散设计至关重要。本文首先介绍了色散对光梳状态影响的研究进展,然后介绍了近年来集成微腔色散设计方面取得的进展,最后对当前的技术与问题进行总结,并对未来的发展进行展望。

关键词： 触觉传感器   亚波长金属光栅   纳米压印   机械手  

摘要： 因光学式触觉传感器有着灵敏度高、抗干扰能力强等优点,提出了一种基于亚波长金属光栅干涉的触觉传感器。首先,基于等效介质理论和薄膜干涉理论对触觉传感器的传感原理进行介绍;接着,通过纳米压印工艺和真空蒸发镀膜工艺在柔性中间聚合物片材(IPS)表面制作亚波长金属光栅,通过光刻工艺用SU—8光刻胶将亚波长金属光栅以固定间距平行离面放置,使其透射光强随接触力的施加而改变;最后,对光栅触觉传感器进行一系列力加载实验,实验结果表明:该触觉传感器的平均力分辨率可达到0.0003N/Gray以上,平均测量误差为6.3%。通过小型化设计,可以用于机械手上实现触觉传感功能。

关键词： 图像分类   宫颈细胞   小样本学习   加权原型   自适应张量子空间  

摘要： 基于深度学习的图像分类算法通常依赖大量训练数据,然而对于医学领域中的宫颈细胞分类任务,难以实现收集大量的图像数据。为了在少量图像样本的条件下正确分类宫颈细胞,提出一种结合加权原型和自适应张量子空间的小样本分类算法(CWP-ATS)。首先,结合预训练技术和元学习,保证特征提取网络从元训练集中学习更多的先验知识;其次,在原型计算过程中采用最大均值差异算法为每个支持集样本赋予合适的权重,并采用转导学习算法修正,以获得更准确的原型;最后,利用多线性主成分分析算法将每类样本投影至各自的低维张量子空间,从而在不破坏原始张量特征自然结构的前提下,在低维空间中学习高效的自适应子空间分类器。在小样本Herlev宫颈细胞图像的2-way 10-shot和3-way 10-shot分类任务中,与DeepBDC(Deep Brownian Distance Covariance)算法相比,CWPATS的分类准确度分别提高了2.43和3.23个百分点;当元测试集中30%的样本受噪声干扰时,与原型网络相比,CWP-ATS的分类准确度有超过20个百分点的提升。实验结果表明,CWP-ATS有效提高了对小样本宫颈细胞的分类准确度和鲁棒性。

关键词： 光栅传感阵列   配电网   异常振动   模态分解   分布式监测  

摘要： 基于低反射率光栅构建配电网档距内分布式异常振动监测阵列,对相邻传感器解调后的相位信号分别做模态分解,再将各模态函数通过希尔伯特变换构建空间尺度的动态检测特征值,当特征值分布状态发生较大波动时,实现快速准确定位异常振动位置及特征.结果表明,所提方法能够快速实现异常振动特征提取,有效监测到了 0.5 s周期的异常振动事件发生,因此在配电网线路监测方面具有一定应用价值.

关键词： 鬼成像   关联函数   双缝干涉   干涉条纹   关联特性  

摘要： 关联成像和关联干涉现象是当今研究的热点之一,但以干涉为出发点的研究往往较少。基于关联函数的性质介绍二阶关联成像基本理论,对双缝干涉进行鬼成像模拟。此外,当两条光路的入射波长不同时,双缝干涉的鬼成像表现出了较规律的行为。这说明参考光路中波长对关联信息的影响较大,信号光路中的波长对关联结果的影响较小,这给鬼成像实验照明光源的选择提供了一个参考依据。最后对二阶关联函数的关联特性进行了研究,对双缝鬼成像进行二阶关联运算后会出现干涉现象,这为在成像分辨率等方面的应用奠定了良好的基础。

关键词： 卷积   张量   神经网络   人工智能   深度学习  

摘要： 卷积神经网络(CNN)以其卓越的特征提取能力,在人脸识别、图像分类、机器视觉、医学成像以及航空航天等领域展现出广泛的应用前景。然而,传统电学智能处理芯片受摩尔定律的制约,难以满足CNN算力需求的持续增长。光波以其超大宽带和超低损耗等特性,以光学或电学高维调控结构为基本单元,通过光的受控传播实现计算,是支撑下一代人工智能高算力需求的颠覆性技术。通过综述光学卷积神经网络的研究进展和技术突破,总结其发展的整体趋势,探讨未来需要解决的技术问题,并对光学卷积神经网络的应用前景进行展望。

关键词： 分光计   光栅   波长   误差  

摘要： 实验研究了在用分光计测谱线波长实验中光栅位置倾斜对波长测量结果的影响.采用控制变量法,使光栅在立体空间的3个坐标轴上分别旋转一定的角度,测量各种情况下谱线的波长,并计算误差.结果表明,如果采用光栅常数较大的光栅来测量级次低的谱线,光栅调整偏差引起的误差非常小.而在具体方位上,光栅绕中心转轴方向的旋转比另两个方向的旋转引起的测量误差更大.

关键词： 超弱光纤光栅   分布式声波传感   缠绕式薄壁圆筒   增敏探头   灵敏度  

摘要： 针对光纤直接探测声波时灵敏度低的问题,提出一种超弱光纤光栅缠绕式薄壁圆筒的声波传感探头增敏方法。理论分析了薄壁圆筒半径、壁厚、弹性模量等参数对光纤探头声增敏的影响,仿真分析了光纤缠绕方式对探头谐振频率的影响,优化设计了弹性管式探头的结构。搭建了基于超弱光纤光栅声波传感系统,并对探头的声敏特性进行了测试。实验结果显示,探头的声压灵敏度最高可达到6.39746 rad/Pa(-103.8798 dB re rad/μPa),在1000~2000 Hz的平均声压灵敏度为3.30341 rad/Pa(-109.6208 dB re rad/μPa);相较于未增敏的裸光纤,探头的平均声压灵敏度提高了约31 dB。

关键词： 偏振镜   滤镜   天文望远镜   偏振片   月亮   眼睛  

摘要： 观测月亮的时候,觉得刺眼怎么办?在使用天文望远镜观测月亮的时候,我们有时候会觉得月亮明亮刺眼,眼睛很不舒服。这种现象在满月前后的几天尤为明显,长时间观测甚至会让眼睛受到伤害。这时候就需要请出“月亮滤镜”了。月亮滤镜有很多类型,最流行的是“偏振镜”,能够安装在目镜上。它由两片偏振片组成,使用了光波的一种神奇属性——偏振。

关键词： 巷道围岩   准分布式   光纤光栅   应变   精确监测  

摘要： 巷道围岩的变形和破坏是制约煤炭安全、高效生产的主要因素之一,精准的巷道围岩变形和破坏监测对确保煤炭资源安全开采具有重要意义,但传统监测技术难以满足目前巷道围岩精确监测的要求。为探索巷道围岩监测新的方法,针对采动影响下深部巷道围岩变形精准表征难题,结合淮北矿区杨柳煤矿1034工作面回采巷道工程地质条件,利用准分布式光纤光栅(FBG)传感技术,开展工作面回采过程中的巷道深浅部围岩动态变形特征实验研究。研究结果表明:回风巷两帮光纤应变变化存在较大差异,实体煤侧沿水平方向发生拉伸变形,煤柱侧因采动影响局部产生压缩变形且实体煤侧变形量是煤柱侧的两倍;随着工作面逐渐靠近监测位置,巷道围岩变形预演剧烈。工作面回采超前支承压力对于巷道围岩深部的影响越来越弱,围岩产生的应变也越来越小,应变峰值集中在孔深3~4 m;光纤光栅的应变分布与地层岩性相互对应,在弹性模量较小、岩性较软的泥岩中,光纤处于拉伸状态应变值较大,在弹性模量较大、硬度较高的细砂岩中,光纤处于压缩状态应变值较小。准分布式光纤传感技术能够实现在工作面回采过程中巷道围岩变形全过程监测,为深部巷道变形破坏的精准表征提供依据。研究成果可为后续巷道围岩状态感知提供参考与借鉴。