摘要：在星地领域,激光通讯设备的发射光轴和接收光轴的对准度至关重要,而温度变化会导致光学元件和机械结构变形,影响光轴对准度,使系统探测精度降低。针对这一问题,本文设计了一种用于探测的高精度光轴稳定系统,根据宽波段和共轭成像的技术要求,使用具有像传递的离轴反射式开普勒望远系统压缩光束,经过分光镜后分别进入到探测子单元中,并设计了长焦距光轴稳定探测系统以提高探测精度;为校正反射系统的热差,根据光学被动无热化技术利用折射镜组补偿反射镜组的热致像差;设计机械结构并进行有限元分析;对有限元数据进行处理并带回到光学软件中仿真温度变化引起的光轴偏移角度;最后搭建平台进行验证。结果表明:光轴稳定探测系统在-10℃时光轴偏移角度为3.90″,在45℃时光轴偏移角度为4.23″,降低了温度变化对光轴偏移的影响。

摘要：为了给航空动平台激光通信的附面层效应校正系统提供验证条件,设计了一种基于液晶空间光调制器来模拟附面层效应的模拟器。首先,从几何光学的角度分析附面层效应,将其等效为负透镜。然后,利用计算机对不同飞行条件下附面层效应与等效负透镜焦距之间的关系进行数值分析仿真。之后在液晶空间光调制器上导入不同焦距透镜的相位灰度图以实现变焦透镜的功能,通过改变变焦透镜的焦距来模拟航空平台不同飞行条件下的附面层效应。最后通过实验验证模拟的准确性,在环境温度下,模拟附面层效应的液晶空间光调制器得到的光斑图像由红外相机拍摄,之后进行图像处理分析实际光斑大小,并与理论计算光斑大小比较,得出误差曲线图。研究结果显示,基于液晶空间光调制器模拟附面层效应引起散斑效应的理论光斑大小与实际光斑大小的均方根误差为0.04375,验证了所提出的方法的可行性和有效性。

摘要：针对水下光通信提出了深度学习辅助的信号检测方法,设计并搭建了室内水下光通信实验平台,测试了所构建的三种水箱信道(水流、浑浊水流1、浑浊水流2)的数学模型,对所提方法进行了仿真测试,采集实验数据集对比研究了三种信道下所提方法与自适应阈值法的性能。针对不同水下信道、5 Mbps通信传输,三种信道下所提方法误比特率相比自适应阈值法最高分别降低了2个数量级、1个数量级、1个数量级。针对浑浊水流信道1、不同通信速率(5 Mbps、10 Mbps、25 Mbps)通信传输,三种速率下所提方法误比特率均降低了1个数量级。相比自适应阈值法,所提方法在复杂信道下水下无线光通信提高性能方面具有一定作用,可为高速可靠水下无线光通信系统设计提供一定参考。

摘要：针对红外与可见光图像融合过程中图像特征提取不充分、易丢失中间层信息和训练时间长的问题,本文提出一种基于梯度转移结合自编码器的端到端轻量级图像融合网络结构。该网络结构由编码器、融合层和解码器三部分组成。首先,将Bottleneck块引入编码器当中,利用卷积层和Bottleneck块对输入的红外图像和可见光图像进行特征提取得到深度特征图,将梯度提取算子引入融合层,对获得的深度特征图进行处理获得对应的梯度图。其次,将每张深度特征图和对应的梯度图在融合层通过融合层策略对应融合,重新设计损失函数,将融合后的特征图和梯度图进行拼接并输入解码器进行解码重建出融合图像。最后,选取目前的代表性融合方法进行对比验证,在SF、MI、VIF、Qabf、SCD、AG、EN和SD 8个融合质量评估指标上,前七个指标性能提升显著,分别提高57.4%、54.6%、28.3%、74.2%、23.8%、43.1%、1.3%,第八个指标性能接近。并进行网络模型参数分析和时间复杂度对比实验,本文算法模型参数为12352,算法用时为1.1246 s。实验结果表明:本文方法可以快速生成目标清晰、轮廓明显、纹理突出、符合人类视觉感受的融合图像。

摘要：Transformer是一种革命性的神经网络模型架构,最初为自然语言处理而设计,但其由于卓越的性能,在计算机视觉领域获得了广泛的应用。虽然关于Transformer在自然语言处理领域的应用有大量的研究和文献,但针对低级视觉任务的综述相对匮乏。简要介绍了Transformer的原理并分析归纳了几种变体。在低级视觉任务的应用方面,将重点放在图像恢复、图像增强和图像生成这三个关键领域。通过详细分析不同模型在这些任务中的表现,探讨了它们在常用数据集上的性能差异。对Transformer在低级视觉领域的发展趋势进行了总结和展望,提出了未来的研究方向,以进一步推动Transformer在低级视觉任务中的创新和发展。这一领域的迅猛发展将为计算机视觉和图像处理领域带来更多的突破,为实际应用提供更加强大和高效的解决方案。

摘要：增材制造采用“逐层叠加”的原理来成型制件,层厚越小,制件的表面质量越高,成型效率越低。为了调节制件成型效率与表面质量之间矛盾的问题,提出了基于STL制件法矢量的自适应分层算法。该算法先计算出与切面层相交的三角面片的法矢量与制造方向的夹角集,然后对夹角集的均值与最小值进行加权求和,依据加权求和后的角度关系,实现对制件进行自适应调整分层厚度。对同一制件分别采用本文算法及已知的4种算法进行分层,实验结果表明,这里算法能够有效平衡制件表面质量与成型效率之间的关系,较其余4种自适应分层算法,阶梯体积误差小且制件成型时间短。

摘要：为了打破器件带宽限制,提高光电振荡器(optoelectronic oscillator, OEO)的频率范围,设计了一种基于受激布里渊散射的二倍频光电振荡器。系统并联了相位调制器(phase modulator, PM)和双平行马赫曾德尔调制器(dual parallel Mach Zender modulator, DP-MZM),利用受激布里渊散射效应(stimulated Brillouin scattering,SBS)实现相位调制器的相位转幅度调制;打破±1阶边带平衡,利用光电探测器(photodetector, PD)拍频得到基频10 GHz信号;驱动DP-MZM,使其工作在最小传输点,实现载波抑制双边带调制(double side band with suppressed carrier, DSB-SC)产生二倍频20 GHz信号。实验结果显示,所设计的振荡器在OEO环路中基频信号为10 GHz的情况下,产生了20 GHz的二倍频信号,通过分析其边模抑制比性能、频率功率稳定性及相位噪声对系统性能进行验证。

摘要：指向精度是光束控制领域最核心的指标之一,指向精度的高低直接决定了光束控制器性能的优劣。为了解决液晶相控阵受制作工艺限制会造成较大光束偏转角度误差、指向精度下降等问题,本文提出一种基于改进哈里斯鹰(HHO)的光束指向精度优化算法。首先,对影响因素进行分析,选取合理的器件参数。随后,采用哈里斯鹰算法对液晶相控阵进行光束指向精度优化。最后,鉴于哈里斯鹰算法容易陷于局部最优值的难题,本文设计了兼顾全局与局部并优策略的哈里斯鹰算法(G&L-HHO)。在全局优化策略方面,选择柯西分布函数增加初始种群多样性,提高算法的全局搜索效率;在局部优化策略方面,采用自适应余弦加权因子,多方面增强哈里斯鹰算法的寻优性能。仿真实验对比结果表明,本研究提出的G&L-HHO算法将归一化精度误差由100数量级优化为10^(-4)数量级,并大幅降低了归一化精度误差波动幅值。本研究显著提高了光束指向精度,并具有收敛精度高、收敛速度快、鲁棒性强等优点。

摘要：为了降低大气湍流引起的衰落影响,同时减少长片误码干扰,提出一种基于并行交织极化码(polar code)的编码方法。通过蒙特卡洛模拟Gamma-Gamma分布的随机数构建大气湍流信道,以成对差错概率(pairwise error probability, PEP)和极化谱确定极化信道的误差概率上限,采用乘积距离准则最小化差错概率,建立了并行交织的设计准则。对极化码在湍流信道中的误码率(bit error rate, BER)性能进行了评估,仿真结果表明,基于极化码的并行交织方法获得了一个量级的误码性能提升,在信噪比为5 dB时,误码率从5.11×10-6降低为2.13×10-7,有效缓解了湍流引起的长片误码问题。实验验证了所提准则的可靠性和适用性。

摘要：为了获取鲜食玉米果穗高质量近红外光谱,该研究基于近红外漫反射光谱技术开展试验参数对鲜食玉米果穗光谱特征影响及建模验证探究。根据果穗棒状特征,搭建多维度综合试验装置,采集光源类型、光强大小、探测距离和光源角度共4类不同参数下的900~1700 nm光谱数据,进行卤素灯杯与光纤光源、卤素灯杯功率20与40 W、探测距离10~50 mm和30°、45°及60°卤素灯杯夹角的对比试验,分析光谱差异及曲线分布规律,采用标准差和光谱面积极差指标进行光谱质量评价。进一步开展建模验证试验,针对30°和45°卤素灯杯夹角下的光谱,经多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)、标准正态变量校正(standard normal variate,SNV)、一阶导数(first derivative,FD)和趋势校正(detrending,DT)预处理后,应用偏最小二乘回归(partial least squares,PLS)和支持向量机(support vector machines SVM)方法建立了含水率预测模型,并对建模性能进行了对比。试验结果表明,卤素灯杯、功率20 W、探测距离40 mm对应所选果穗的光谱响应充分、干扰少,与果穗特征相匹配,曲线采用标准差和光谱面积极差分别为0.83和187.2,综合光谱曲线质量评价和建模性能对比,卤素灯杯夹角45°优于30°。通过SNV预处理后的SVM预测模型具有更好的性能,校正集和预测集决定系数分别为0.943、0.880,均方根误差分别为0.708、0.932,剩余预测偏差为2.956。该研究结果可为基于近红外漫反射光谱技术的鲜食玉米果穗内在品质无损检测提供技术支撑。