2024年 第51卷 第9期
►►►
目录列表 (点击论文题目，直达全文）
定向热辐射研究进展
陈志营, 刘皓佗, 吴小虎*, 张凯华*
光电工程，2024, 51(9): 240128.
热辐射是一种基本的物理过程，指温度高于绝对零度的物体由于粒子的热运动自发地发射电磁能量。大多数热辐射体缺乏方向性，导致能量在不必要的方向上损失，从而降低热器件和应用的效率。在实际应用中，通常需要热辐射器在不同方向上表现出不同的热辐射能力，因此，在高效热传输中，控制热发射的方向性至关重要。定向热辐射的研究对于热成像和传感、辐射冷却、红外加密和能源利用等领域具有重要意义。本文首先阐述了传统热辐射与定向热辐射的区别，以及后者在科学前沿的潜在价值。随后，基于热辐射的特性，从窄带定向热辐射和宽带定向热辐射两个方面系统整理了国内外学者在定向热辐射方面的研究进展。最后，展望了该领域未来的研究趋势，剖析了其面临的重大挑战，旨在为定向热辐射技术的进一步发展提供理论指导与实践启示。
非互易热辐射研究综述
王雅婷, 王明军*, 吴小虎*, 刘皓佗, 吴必园
光电工程，2024, 51(9): 240154.
非互易热辐射是一种突破传统基尔霍夫定律对称互易性的辐射传热新方式，它打破了物体光谱定向发射率与光谱定向吸收率必须相等的限制，实现了辐射器光谱、角度发射率和吸收率在时间和空间上的独立控制。本文综述了非互易热辐射在理论计算、实验验证和应用方面的研究进展，从基尔霍夫定律与洛伦兹互易性之间的内在联系出发，阐述了非互易热辐射产生的必要条件，以磁光材料InAs和外尔半金属两种典型材料为例探讨了如何构建非对称结构和利用外部场调控，产生多波段、多角度的非互易热辐射，并应用于太阳能电池、热光伏系统等领域，成功突破了热辐射的黑体极限并在理论上达到朗斯堡极限，提升了能源的转换效率。未来非互易热辐射有望为能源有效利用和节能减排提供有力的支持，推动前沿材料研究和技术创新，为可持续发展注入新的动力和活力。
双通道加密自由空间光通信系统
王国庆*, 闵锐, 李兴泉, 张海平, 赵方, 邵理阳, 沈平
光电工程，2024, 51(9): 240106.
本文提出了一种基于压缩感知和倾斜光纤光栅的双通道加密自由空间光通信系统，不仅可以大量减少数据采集量，还可以对自由空间传输的数据进行加密，提高了系统的安全性。此外，我们的方案可以采用低带宽和低成本的光电探测器和模数转换器，降低了数据采集量和数据通信的成本。同时，本方案采用了一种倾斜角度为45°的倾斜光纤光栅同时作为空间光发射器、空间光侧面衍射器件和偏振敏感器件，加强了系统的集成度，降低了系统体积，同时提高了系统的能量利用效率。经实验表明，利用频率为1 GHz和3 GHz的正弦射频信号进行3.9 m的数据传输，在时域和频域的数据压缩比为16%和8%。
四流输入引导的特征互补可见光-红外行人重识别
葛斌*, 许诺, 夏晨星, 郑海君
光电工程，2024, 51(9): 240119.
目前可见光-红外行人重识别研究侧重于通过注意力机制提取模态共享显著性特征来最小化模态差异。然而，这类方法仅关注行人最显著特征，无法充分利用模态信息。针对此问题，本文提出了一种四流输入引导的特征互补网络(QFCNet)。首先在模态特定特征提取阶段设计了四流特征提取和融合模块，通过增加两流输入，缓解模态间颜色差异，丰富模态的语义信息，进一步促进多维特征融合；其次设计了一个次显著特征互补模块，通过反转操作补充全局特征中被注意力机制忽略的行人细节信息，强化行人鉴别性特征。在SYSU-MM01, RegDB两个公开数据集上的实验数据表明了此方法的先进性，其中在SYSU-MM01的全搜索模式中rank-1和mAP值达到了76.12%和71.51%。
联合空角信息的无参考光场图像质量评价
王斌, 白永强, 朱仲杰, 郁梅*, 蒋刚毅
光电工程，2024, 51(9): 240139.
光场图像通过记录多个视点信息可为用户提供更加全面真实的视觉体验，但采集和可视化过程中引入的失真会严重影响其视觉质量。因此，如何有效地评价光场图像质量是一个巨大挑战。本文结合空间-角度特征和极平面信息提出了一种基于深度学习的无参考光场图像质量评价方法。首先，构建了空间-角度特征提取网络，通过多级连接以达到捕获多尺度语义信息的目的，并采用多尺度融合方式实现双重特征有效提取；其次，提出双向极平面图像特征学习网络，以有效评估光场图像角度一致性；最后，通过跨特征融合并线性回归输出图像质量分数。在三个通用数据集上的对比实验结果表明，所提出方法明显优于经典的2D图像和光场图像质量评价方法，其评价结果与主观评价结果的一致性更高。
结合色彩校正和结构信息的双路低光照图像增强
林珊玲, 陈燕, 张雪, 林志贤, 林坚普*, 吕珊红, 郭太良
光电工程，2024, 51(9): 240142.
为改善暗环境下图像的成像效果，本文提出了一种无监督双路低光照图像增强算法，结合了色彩校正和结构信息。该算法基于生成对抗网络，其中生成器采用双分支结构同时处理图像的色彩与结构细节，以实现更自然的颜色恢复和更清晰的纹理细节。判别器引入空间辨别模块 (spatial-discriminative block, SDB)，以增强其判别能力，推动生成器生成更真实的图像。图像色彩校正模块 (Illumination-guided color correction block, IGCB)利用光照特征引导，减少低光照环境下噪声和伪影的影响。通过多尺度通道融合模块 (selective kernel channel fusion, SKCF)和优化的注意力卷积模块 (convolution attention block, CAB)，增强了图像的语义信息和局部细节。实验结果表明，该算法在LOL和LSRW数据集上表现优于经典方法，在LOLv1和LOLv2数据集上，PSNR和SSIM指标分别达到19.89与0.672，以及20.08与0.693，整体性能优于现有无监督算法。实际应用验证了该算法在恢复低光照图像的亮度、对比度和色彩方面的有效性。
毕扬, 熊治富, 李佳文, 杨天宇, 刘奂奂, 万慧明, 董玉明*
光电工程，2024, 51(9): 240143
本文提出了一种基于参考滤波器及互相关算法的新型砷化镓光纤温度解调方法。该方法利用二次高斯滤波方法实现数据平滑预处理，采用长波通滤波(LPF)波形作为参考波形的改进型互相关算法，实现砷化镓光纤温度的解调。基于获取的互相关运算相关系数结果，采用多次多项式拟合，进一步提高互相关算法解调精度。在−30 ℃至250 ℃的测温范围内，该方法的波长解调误差可达到±0.0016 nm，平均温度解调误差为±0.388 ℃。相较于现有的归一化光强解调法，采用LPF波形作为参考波形的互相关算法在抗噪性能上实现了2.64倍的提升，且较之于未使用LPF参考波形的互相关算法提升了2.08倍。
肖振久, 吴正伟*, 张杰浩, 曲海成
光电工程，2024, 51(9): 240149.
针对无人机航拍图像前景目标尺度差异大、样本空间分布不均衡、背景冗余占比高所导致的漏检和误检问题，本文提出一种自适应前景聚焦无人机航拍图像目标检测算法。首先，构建全景特征细化分类层，通过重参数空间像素方差法及混洗操作，增强算法聚焦能力，提高前景样本特征的表示质量。其次，采用分离-学习-融合策略设计自适应双维特征采样单元，加强对前景焦点特征提取能力和背景细节信息保留能力，改善误检情况，加快推理速度。然后，结合多分支结构和广播自注意力机制构造多路径信息整合模块，解决下采样引起的歧义映射问题，优化特征的交互与整合，提高算法对多尺度目标的识别、定位能力，降低模型计算量。最终，引入自适应前景聚焦检测头，运用动态聚焦机制，增强前景目标检测精度，抑制背景干扰。在公开数据集VisDrone2019和VisDrone2021上进行相关实验，实验结果表明，该方法mAP@0.5数值达到了45.1%和43.1%，较基线模型分别提升6.6%和5.7%，且优于其他对比算法，表明该算法显著提升了检测精度，具备良好的普适性与实时性。
光电工程
《光电工程》（Opto-Electronic Engineering）创刊于1974年，由中国科学院光电技术研究所和中国光学学会主办，是中文核心期刊和中国科技核心期刊，被Scopus、CA、JST以及CSCD、CSTPCD、CNKI等国内外数据库收录，受到了国家自然科学基金委和中国科协相关项目的支持，并入选了“西牛计划”精品中文科技期刊。本刊一直致力于光电工程领域的科研报道和学术交流，主要刊登光电领域的科研进展、原创成果以及综述，并针对热点问题和前沿课题出版相关专题。
投稿地址：
期刊官网：
联系邮箱：oee@ioe.ac.cn
OEA
光电进展
英文 SCI
JCR IF 15.3
聚焦创新前沿
OES
光电科学
英文 卓越行动
高起点新刊
探究物理机制
OEE
光电工程
中文核心
SCOPUS
面向工程应用
OET
光电技术
英文 卓越行动
高起点新刊
关注核心技术
OER
光电研究评论
英文新刊
即将创办
汇集综述评论
编辑 | 曾晚婷 张诗杰
审核 | 杨淇名
转载或合作请联系：gdgc@ioe.ac.cn
