最新刊期
      2022 年 第 7 期

        材料物理

      • 张思健,胡建,吕梅,朱俊,陆红波
        2022, 37(7): 787-796. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0127
        摘要：全无机CsPbX3（X = Cl、Br、I）钙钛矿量子点具有优异的发光性能，是一种极具应用潜力的新型显示材料及激光增益介质。本文制备了发光峰位于640 nm的CsPbBr1.2I1.8红光量子点，在该量子点薄膜表面分别涂覆聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚甲基丙烯酸异丁酯（PIBMA）、聚苯乙烯（PS）3种带不同功能基团的聚合物，制备了CsPbBr1.2I1.8/PMMA、CsPbBr1.2I1.8/PIBMA、CsPbBr1.2I1.8/PS复合薄膜，研究它们的放大自发辐射性能。结果表明，聚合物钝化一方面提升了量子点的水稳定性，另一方面，PMMA和PIBMA中的C̿     O钝化了量子点表面未配位的Pb2+，增强了量子点薄膜的光致发光强度。进一步的，在532 nm的纳秒激光泵浦下，CsPbBr1.2I1.8/PIBMA薄膜放大自发辐射阈值可低至81‍‍‍‍ ‍µJ·cm-2，稳定性也得到提升，展现了作为新型增益介质的潜力。  
        关键词：钙钛矿量子点;聚合物钝化;放大自发辐射;稳定性   
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        发布时间：2022-07-25

        器件物理及器件制备

      • 王冠龙,王晓鸿,邱龙臻
        2022, 37(7): 797-805. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0101
        摘要：研究了基于联噻吩-氮杂异靛蓝-双（2-氧代二氢-7-氮杂吲哚-3-亚基）苯并二呋喃二酮的三组分给体-受体共轭聚合物（BTNIDNBIBDF-50）薄膜对二氧化氮气体传感特性。通过控制半导体浓度调控半导体薄膜表面形貌，研究其对二氧化氮气体灵敏度的影响。聚合物半导体BTNIDNBIBDF-50的浓度为2 mg/mL时对NO2气体表现出最优的传感性能，对体积分数为10×10-6 NO2气体的灵敏度为121.44%。实验结果表明：三组分共轭聚合物BTNIDNBIBDF-50呈现双极型半导体特性，降低聚合物半导体浓度会使薄膜表面出现明显的孔洞结构，提高传感器对NO2气体的灵敏度。但过多的孔洞又会使气体解吸附速率的变化大于吸附速率变化，导致传感器灵敏度降低。  
        关键词：三组分给体-受体共轭聚合物;有机薄膜晶体管;气体传感器;二氧化氮检测;双极性半导体   
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        发布时间：2022-07-25
      • 江志辉,张申,毛红敏,陆焕钧,李小平,胡五生,徐国定,曹召良
        2022, 37(7): 806-815. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0110
        摘要：在拉曼光谱测量中，表面增强拉曼散射（SERS）基底的微纳结构表面覆盖度对光谱一致性影响严重。为此，本文重点研究表面覆盖度对光谱的影响规律，并给出消除表面覆盖度影响的方法。首先利用溶致液晶软模板制备SERS基底，并分析表面覆盖度和拉曼光谱强度的关系，得到经验公式。然后基于该关系公式，以测量光谱平均强度对应的表面覆盖度作为基准覆盖度，将所有的测量光谱强度都归集到该基准覆盖度下，从而消除表面覆盖度对光谱强度的影响。最后，验证该方法在不同SERS基底和同一基底不同测量光斑大小下的有效性。拟合及实验结果表明：拉曼光谱强度和表面覆盖度呈指数变化关系；表面覆盖度法可以将不同基底的拉曼光谱变异系数减小到约6%、不同测量光斑下基底的一致性均提升约2倍以上，且基底的光谱变异系数随光斑的增大线性减小。总之，表面覆盖度法可以显著提升SERS基底的拉曼光谱一致性，从而实现各种物质成分的定量、可靠检测，极大促进SERS基底在多个检测领域的应用。  
        关键词：表面增强拉曼散射;溶致液晶;拉曼光谱;表面覆盖度;光谱一致性   
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        发布时间：2022-07-25
      • 隆竹辉,张美珊,马红梅,孙玉宝
        2022, 37(7): 816-824. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0098
        摘要：本文综述了在共面转换液晶显示器中使用光学补偿膜降低离轴漏光的方法，应用模拟软件研究了可见光的暗态漏光。首先总结了使用双轴膜补偿方法，发现两个双轴膜的补偿效果优于一个双轴膜；研究和比较了6种单轴膜补偿方法，获得了离轴漏光接近于零的方法；最后研究了8种补偿方法暗态漏光的角度依赖性和波长依赖性。通过光学补偿膜提高液晶显示器中的宽视角特性具有重要的意义。  
        关键词：液晶显示器;漏光;光学补偿膜;可见光   
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        发布时间：2022-07-25
      • 郭澳运,金淋浩,吕占钊,郭佳骏,何子清,刘裕,常春蕊
        2022, 37(7): 825-831. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0056
        摘要：偏振片是一重要的光学器件，通常实验室所用偏振片的偏振化方向未知。为了得到精确的偏振片的偏振化方向，提出了一种基于布儒斯特定律测定偏振片偏振化方向的方法，并将已测定偏振化方向的偏振片置于液晶光电测试系统的光路中，测得透光量随偏振片偏振化方向与液晶盒前摩擦取向方向夹角的变化关系。实验结果表明：偏振片偏振化方向和液晶盒前摩擦取向方向夹角为45°时，透光量达到最大，并以此角测试了透光量随施加电压、时间的变化且给予了理论分析，验证了基于布儒斯特定律可以精确测定偏振片的偏振化方向，从而依据此研究，搭建了一个物理实验光路来测定未知偏振片的偏振化方向，并通过已知的光电测试系统给予验证，便于偏振片在需要精确测定其偏振化方向的领域得到更好的应用。  
        关键词：偏振片;偏振化方向;布儒斯特定律;光电测试系统;透光量   
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        发布时间：2022-07-25
      • 查正桃,张谦述,温倩,周琪,张耀进,张冲,董帅,蒋勇
        2022, 37(7): 832-839. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0091
        摘要：为了准确计算液晶光波导中的模式，推导出了非对称锚定面内开关平板液晶光波导中横电模式的色散方程。进行了模式的求解，并与仅适用于均匀各向同性材料的传统色散方程得出的结果进行了比较。结果显示，传统色散方程得出的每一个模式的有效折射率都比本文方程的求解结果更大，且该偏差随模式阶数的增加而变得更加严重。在本文的例子中，基模、阶模、2阶模对应的最大偏差分别占液晶双折射的7.8%，17.8%，26.3%，这表明液晶指向矢的渐变特性对有效折射率解有不容忽视的影响。因此，相较于传统色散方程的不足，本文提出的色散方程能更有效地分析液晶光波导中的模式。最后，通过与已有的数值结果进行比较验证了本文提出的色散方程的有效性与准确性。  
        关键词：非对称锚定;面内开关;液晶;光波导;色散方程   
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        发布时间：2022-07-25

        显示技术与应用

      • 黄智豪,王金彪,高浩宇,林玲,殷嘉鸿,董玉德
        2022, 37(7): 840-848. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0079
        摘要：本文基于内聚力模型，提出一种针对柔性屏的贴附方式，克服了传统的屏幕贴附技术只能适用于直面屏贴合而无法贴合柔性材料的问题。通过建立仿真模型对贴合过程进行模拟并分析该过程的应力变化。讨论了仿真模型中不同的下压载荷、旋转速度、材料属性对仿真结果的影响。实验结果表明，基于内聚力模型理论可建立一种针对柔性屏幕的贴合方式。下压载荷的增加将导致薄膜所受应力增大，而旋转速度的变化对应力的影响较小。材料属性对仿真成功与否起着关键因素。  
        关键词：内聚力模型;柔性屏;贴合;仿真分析;影响因素   
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        发布时间：2022-07-25

        驱动与控制

      • 黄威,林佳本,侯俊峰,张洋,朱晓明,邓元勇,王东光
        2022, 37(7): 849-860. DOI: 10.37188/CJLCD.2021-0335
        摘要：液晶可变相位延迟器（LCVR）由于其调制速度快、重量轻、无运动部件等特点成为空间光学仪器中新的研究热点。然而，LCVR中的液晶属于高分子材料，其空间适应性有待考核验证。由于地面环境模拟试验无法同时还原太空中的所有参数，因此亟需研制一台符合卫星搭载要求的LCVR空间特性试验仪，来研究液晶器件在真实星载环境下的电光性能（相位延迟-电压曲线稳定性）。本文分析了LCVR延迟测试系统的稳定性，并给出LCVR相位延迟-电压曲线的电子学测量方案。首先使用“零点”标定法设计了高稳定度的LCVR驱动；然后使用变频误差控制法，实现了LCVR的高精度恒温控制。其中LCVR驱动稳定度达到99.3%，LCVR恒温精度最高达到（35±0.1） ℃。在此基础上，对整机进行了力、热和电磁兼容试验，结果表明待测LCVR和电子学系统功能稳定，成功完成了LCVR这一首飞器件的空间光电测试系统在我国的首次研制，对液晶的空间化应用有着重要意义。  
        关键词：液晶器件;液晶可变相位延迟器;偏振调制;恒温控制   
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      • 严飞,丁兆东,刘银萍,陈伟,刘佳
        2022, 37(7): 861-870. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0001
        摘要：基于FPGA平台，采用双线性插值缩放算法，实现了对多路实时视频任意比例的缩放。进行了DDR3的读写逻辑设计，采用乒乓操作以及多通道读写仲裁模块，实现了实时的图像缓存。采用Alpha叠加融合算法，实现了对多路视频任意位置的漫游叠加，以及任意通道视频透明度的调节。实验结果表明，本次设计的多路实时视频处理系统，实现了最大分辨率为3 840×2 160、最低分辨率为100×100的缩放，能够灵活改变叠加位置的大小和位置，图像清晰、无闪屏、无错位情况的发生。  
        关键词：FPGA;双线性插值;视频缩放;图像漫游   
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        发布时间：2022-07-25

        图像处理

      • 魏敏,胡晓峰,林敏
        2022, 37(7): 871-879. DOI: 10.37188/CJLCD.2021-0349
        摘要：为解决低照度环境下拍摄的图像对比度低、噪声强等问题，提出了基于四稳随机共振的图像增强方法。从产生随机共振的噪声与非线性相互作用出发，构建了非线性的四稳系统并分析其Kramers逃逸率，采用方差作为图像随机共振的衡量指标，建立了系统输出图像方差与噪声强度的近似解析表达式，研究了四稳随机共振在图像增强中的应用。理论分析与数值仿真结果表明，四稳系统输出图像的方差随噪声强度的变化呈现单峰特性，存在图像随机共振现象，且四稳系统产生的共振峰更高，共振效应更强。结合主观评价和客观评价指标，与直方图均衡化、单尺度Retinex、MSRCR和双稳系统进行了比较，结果表明四稳随机共振增强后图像的视觉效果最佳，信息熵为7.7，噪声方差小于0.002，相比于双稳随机共振分别提高了5%和38%。四稳系统更强的随机共振效应能进一步提高图像质量，在低照度图像增强方面更具优势。  
        关键词：图像随机共振;四稳系统;共振效应;低照度图像增强   
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        发布时间：2022-07-25
      • 贺愉婷,车进,吴金蔓
        2022, 37(7): 880-890. DOI: 10.37188/CJLCD.2022-0025
        摘要：针对目前遵循基于检测的多目标跟踪范式存在的不足，本文以DeepSort为基础算法展开研究，以解决跟踪过程中因遮挡导致的目标ID频繁切换的问题。首先改进外观模型，将原始的宽残差网络更换为ResNeXt网络，在主干网络上引入卷积注意力机制，构造新的行人重识别网络，使模型更关注目标关键信息，提取更有效的特征；然后采用YOLOv5作为检测算法，加入检测层使得模型适应不同尺寸的目标，并在主干网络加入坐标注意力机制，进一步提升检测模型精度。在MOT16数据集上进行多目标跟踪实验，多目标跟踪准确率达到66.2%，多目标跟踪精确率达到80.8%，并满足实时跟踪的要求。  
        关键词：多目标跟踪;行人重识别;YOLOv5;注意力机制;深度学习   
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      • 陈春玉,黄映聪,王强,黎广荣,何月顺
        2022, 37(7): 891-899. DOI: 10.37188/CJLCD.2021-0343
        摘要：以恐龙蛋为对象，针对大量恐龙蛋壳化石CT图像目标与背景的分离需求，以及传统提取方法繁琐、精确度不高且需要较多人工参与，不能实现完全自动化等问题，提出了一种基于信息熵的CT图像目标自动分离提取方法。首先手动训练样本信息熵参数，将其作为自动分离大量CT图像的参数；再根据灰度图像亮度直方图确定分割阈值；然后基于信息熵算法进行自动分离；最后依据分割阈值和信息熵值，实现目标区域的最终分离和提取。该方法获得了良好的分离提取效果，所获分割阈值范围为66~188，信息熵值范围为0.43~0.65。基于3 329张16位恐龙蛋壳原始切片CT图像样品数据所进行的评价实验表明，对于数量较多的CT图像，所提出的方法自动分离提取具有很高的效率，可达到98.89%，并且能在正确提取出目标方解石的同时保留较为完整的目标与边缘细节，分离处理的准确性和快速性良好。  
        关键词：CT图像;恐龙蛋壳化石;信息熵;分割阈值;自动分离提取   
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        发布时间：2022-07-25
      • 汪睿卿,王慧琴,王可
        2022, 37(7): 900-912. DOI: 10.37188/CJLCD.2021-0325
        摘要：针对卷积神经网络高层特征图中细节特征被削弱造成烟雾图像底层特征丢失的问题，提出一种融合细节特征与混合注意力机制的YOLOv4改进算法。设计了细节特征融合模块，将主干网络中的底层细节特征引入高层特征图，得到具有丰富多尺度信息的融合特征。在通道和空间维度上采用混合注意力机制对融合特征的图权重进行重新赋值，在增强烟雾目标特征的同时抑制无关区域特征，使烟雾特征表达具有更好的鲁棒性。实验结果表明，本文算法的平均精确率、精确率和召回率相比YOLOv4算法分别提高了4.31%，1.21%，9.86%，同时保持了较快的检测速度。本文算法能够有效提取烟雾目标的整体特征，对于复杂背景下的火灾烟雾检测任务更为适用。  
        关键词：烟雾检测;深度学习;YOLOv4算法;特征融合;混合注意力机制   
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      • 林林,王延杰,孙海超
        2022, 37(7): 913-923. DOI: 10.37188/CJLCD.2021-0317
        摘要：针对传统热图回归使用的均方误差（MSE）损失函数训练热图回归网络的精度不高且训练缓慢的问题，本文提出了用于热图回归的损失函数Heatmap Wing Loss（HWing Loss）。该损失函数对于不同的像素值有不同的损失函数值，前景像素的损失函数梯度更大，可以使网络更加关注前景像素，使热图回归更加准确快速。同时根据热图分布特性，使用基于高斯分布的关键点推理方法减小热图推断关键点时的量化误差。以此两点为基础，构造新的基于关键点定位的单目标姿态估计的算法。实验结果表明，相比于使用MSE Loss的算法，使用HWing Loss的姿态估计算法有更高的ADD（-S）准确率，在LINEMOD数据集上达到了88.8%，性能优于近期其他的基于深度学习的姿态估计算法。本文算法在RTX3080 GPU上最快能以25 fps的速度运行，兼具速度与性能优势。  
        关键词：深度学习;姿态估计;损失函数;热图   
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