据中国激光杂志社网，于2023年09月07日报道，《光电工程》2023年第7期文章速览。
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1. 逆向设计的硅基片上功率分束器(封面文章，特邀综述）
马汉斯, 杜特, 姜鑫鹏, 杨俊波*
光电工程，2023，50(7): 230086
硅基片上功率分束器是光子集成电路的重要组成，具有广泛的应用，比如反馈电路、抽头功率监测和光学量化等。纳米光子器件的设计方法大致可以分为正向设计方法和逆向设计方法。本文概述了正向设计方法和逆向设计方法的区别与联系，并且对逆向设计算法进行了归纳分类，此外，总结了近年来具有代表性的逆向设计的硅基片上功率分束器，包括多通道功率分束器、任意分束比功率分束器、多模式功率分束器、宽带功率分束器和多功能功率分束器，最后对逆向设计算法以及逆向设计的功率分束器的发展趋势进行了总结与展望。
2. 利用离焦光斑的离轴望远镜失调校正方法研究
田思恒, 黄永梅*, 徐杨杰, 南新元, 吴琼雁, 向春生, 唐薇
光电工程，2023，50(7): 230040
离轴反射式望远镜主要应用于空间天文观测等领域。离轴两反望远镜的成像质量对镜片的失调敏感，且在工作环境下失调后使用激光干涉仪进行校准较为困难。针对这一难题，本文提出了一种利用系统对无穷远点目标的离焦光斑图并使用Swin-Transformer网络计算次镜横向失调量的方法。通过理论计算分析，可以避免多解问题的相机离焦位置，并利用仿真探究了不同离焦量对校正精度的影响，最后搭建实验平台进行验证，训练好的网络使用失调系统的一帧离焦光斑图便可进行失调量的估计。仿真分析与实验结果均验证了该方法的有效性，可实现工作环境中失调望远镜系统的高精度和快速校正。
3. 渐进式多粒度ResNet车型识别网络
徐胜军, 荆扬*, 李海涛, 段中兴, 刘福友, 李明海
光电工程，2023，50(7): 230052
针对车辆因姿态、视角等成像差异造成车型难以识别问题，提出一种基于渐进式多粒度ResNet车型识别网络。首先，以ResNet网络作为主干网络，提出渐进式多粒度局部卷积模块，对不同粒度级别的车辆图像进行局部卷积操作，使网络重构时能够关注到不同粒度级别的车辆局部特征；其次，对多粒度局部特征图利用随机通道丢弃模块进行随机通道丢弃，抑制网络对车辆显著性区域特征的注意力，提高非显著性特征的关注度；最后，提出一种渐进式多粒度训练模块，在每个训练步骤中增加分类损失，引导网络提取更具辨别力和多样性的车辆多尺度特征。实验结果表明，在Stanford cars数据集、Compcars网络数据集和真实场景下的车型数据集VMRURS上，所提网络的识别准确率分别达到了95.7%、98.8%和97.4%，和对比网络相比，所提网络不仅具有较高的识别准确率，而且具有更好的鲁棒性。
4. 轴注意力引导的锚点分类车道线检测
罗鑫, 黄影平*, 梁振明
光电工程，2023，50(7): 230079
由于车道线的多样性以及交通场景的复杂性等问题，车道线检测是一项具有挑战性的任务。其主要表现在当车辆行驶在拥堵、夜晚、弯道等车道线不清晰或被遮挡的道路上时，现有检测方法的检测结果并不理想。本文基于检测方法的框架提出了一种轴注意力引导的锚点分类车道线检测方法来解决两个问题。首先是车道线不清晰或缺失时存在的视觉线索缺失问题。其次是锚点分类时用混合锚点上的稀疏坐标表示车道线带来的特征信息缺失问题，从而导致检测精度下降，所以通过在骨干网络中添加轴注意力层来聚焦行向和列向的显著特征来提高精度。在TuSimple和CULane两个数据集上进行了大量实验。实验结果表明，本文方法在各种条件下都具有鲁棒性，同时与现有的先进方法相比，在检测精度和速度方面都表现出综合优势。
5. 偏振激光照明对多层薄膜结构成像对比度影响
张子建, 王天义, 徐欣, 王吉祥, 张欣, 张若冰, 史国华*, 叶虹*
光电工程，2023，50(7): 230089
光学多层干涉断层扫描技术(Optical multilayer interference tomography，OMLIT)应用于光电关联显微镜中以实现清晰的光学大视场成像，为高分辨率电镜图像提供目标区域标定。为了进一步提升成像对比度和定位精度，将偏振照明和OMLIT成像技术相结合，提出一种多层薄膜偏振照明的理论模型，使用矩阵传输方法对不同入射角的偏振光在不同材质、厚度的多层薄膜介质间的传播及干涉成像进行了仿真。结果表明，当照明光的电场振荡方向平行于入射面时，能够获得比非偏振光更高的图像对比度。当照明光以62°入射角照射金属银镀层样品表面，成像对比度提升高达138倍。这项工作为偏振照明OMLIT提供了理论基础，为光电融合显微成像技术的发展提供了全新的技术方案。
6. 基于飞秒激光打印的二氧化钒光谱动态调控结构
朱家琦, 吴世宇, 宋世超*, 曹耀宇
光电工程，2023，50(7): 230095
具有动态调控能力的微纳光学器件是近年来微纳光子学领域的研究热点，二氧化钒(VO2)作为一种常见的功能性可调谐材料，其相变前后晶态的转变导致材料本身电磁参数的变化，可用于实现对光谱的动态调控。本文利用VO2的相变特性和光敏树脂单体的光聚合特性，通过在甲基丙烯酸酯单体中掺入VO2纳米晶，制备出了有效折射率可变的光敏型聚合物纳米复合材料。在此基础上，结合飞秒激光加工技术，开发出了具有相变调控特性的高精度二维、三维微纳光学结构的一次加工成型技术。测试结果表明，该方法所研制出的微纳光学结构，在外界温度达到相变临界温度时，结构中VO2纳米晶发生热致相变，导致结构整体的有效折射率发生变化，实现了对短波段光谱的动态调控。
7. TiCN作为可饱和吸收体的2.8 μm被动调Q锁模光纤激光器
叶珊珊, 黄海波, 陈颂元, 陶俊哲, 文宇轩, 高伟清*
光电工程，2023，50(7): 230107
本文报道了一种基于材料可饱和吸收的2.8 μm被动调Q锁模掺铒氟化物光纤激光器。通过将TiCN颗粒作为可饱和吸收体直接涂覆于反射腔镜，并结合氟化物光纤垂直端面的输出耦合，实现了具有较低激光阈值和紧凑腔结构的2.8 μm脉冲光纤激光器。该激光器在泵浦功率达到330 mW时，开始出现调Q锁模脉冲。随着泵浦功率持续增大，调Q脉冲包络重复频率从14.34 kHz增加至32.57 kHz，对应的脉冲宽度从10.51 μs减小至5.40 μs。在650 mW的泵浦功率下，获得最大平均输出功率25.83 mW，斜率效率为7.2%。
8. 激光无线电能传输系统对准环节设计
康劲松, 周艳萍*, 孙梁榕, 孔凡伟, 吕艳亭
光电工程，2023，50(7): 230109
激光对准是激光无线电能传输系统中接收端获得稳定能源的前提，激光传能对对准精度、稳定性和实时性提出了较高的要求，因此，提出了一种激光对准系统设计方法，并对感兴趣区域提取以及图像预处理方法进行了优化改进：一方面，通过引入MobileNet、增加空间注意力机制以及融合语义的方式改进SSD (single shot multi-Box detector)模型，使用改进模型训练并预测感兴趣区域，相较于原始模型，训练速度提升了71.67%，模型大小减小了52.48%，实时检测速度提升了295.30%，检测偏差显著减小；另一方面，对灰度化的权值进行了优化，并利用直方图实现阈值的自适应选取，采用椭圆拟合法及形心法检测光斑与信标中心点，优化图像处理方法能够有效提取光斑，减小光斑定位的误差。实验结果表明，改进的激光对准系统精度稳定在95%以上，能够满足实际应用中精度、速度与稳定性的要求。
9. 多特征聚合的红外-可见光行人重识别
郑海君, 葛斌*, 夏晨星, 邬成
光电工程，2023，50(7): 230136
红外-可见光行人重识别在视频监控、智能交通、安防等领域具有广泛应用。但是不同图像模态间的差异，给该领域带来了巨大的挑战。现有方法主要集中于缓解模态间差异以获得更具鉴别性的特征，但却忽略了邻级特征之间的关系以及多尺度信息对全局特征的影响。因此，本文提出一种基于多特征聚合的红外-可见光行人重识别方法(MFANet)解决现有方法的缺陷。首先在特征提取阶段融合邻级特征，引导低级特征信息的融入，以强化高级特征，使得特征更具健壮性；然后聚合不同感受野的多尺度特征以获得丰富的上下文信息；最后，以多尺度特征作为引导，强化特征以获得更具鉴别性的特征。在SYSU-MM01和RegDB数据集上的实验结果证明了所提方法的有效性，其中SYSU-MM01数据集在最困难的全搜索单镜头模式下平均精度达到了71.77%。
