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成像与成谱联动的太赫兹分析检测仪 被引量：8
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作者 杨旻蔚 季海兵 +6 位作者 谭智勇 张慧芳 王球 彭宁嵩 谷建强 朱亦鸣 曹俊诚 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期115-122,共8页
自制的太赫兹量子级联激光器性能良好且易于集成和实际应用。利用该激光器出射的太赫兹波对非金属物质的穿透性,在该激光器中配以辅助光路与阵列接收模块,设计出具有一定空间尺度和分辨率的透射式成像系统,对该成像系统中的光束整形关... 自制的太赫兹量子级联激光器性能良好且易于集成和实际应用。利用该激光器出射的太赫兹波对非金属物质的穿透性,在该激光器中配以辅助光路与阵列接收模块,设计出具有一定空间尺度和分辨率的透射式成像系统,对该成像系统中的光束整形关键参数选择因素进行了分析。将此成像系统与基于光电导天线对收发的全光纤太赫兹时域光谱系统相结合,实现了联动式太赫兹分析仪的设计。此联动式太赫兹分析仪可对非金属包装中的隐匿物品进行太赫兹波段成像与指纹谱的联动获取,整机操作软件能在后台控制与监控内部各设备,实现了对危险品的快速、直观、准确的定位以及对物品种类的无损分析。 展开更多
关键词 成像系统 太赫兹检测技术 联动式太赫兹分析仪 量子级联激光器 光电导天线时域光谱
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基于太赫兹成像的层状复合绝缘结构内部分层缺陷SSA-CNN定量表征
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作者 朵文博 李宏伟 +4 位作者 李帅兵 杨栋 卢保朋 康永强 曹炳磊 《电气工程学报》 CSCD 2023年第3期63-72,共10页
层状复合绝缘结构内部分层缺陷的几何形状和位置在运行过程中会引发场强畸变,引发局部放电乃至绝缘击穿等故障,因此对层状复合绝缘件内部分层程度进行准确检测具有重要意义。首先利用太赫兹光谱对含分层缺陷的层状复合绝缘结构进行频域... 层状复合绝缘结构内部分层缺陷的几何形状和位置在运行过程中会引发场强畸变,引发局部放电乃至绝缘击穿等故障,因此对层状复合绝缘件内部分层程度进行准确检测具有重要意义。首先利用太赫兹光谱对含分层缺陷的层状复合绝缘结构进行频域成像,得到典型分层缺陷图像集;在此基础上,采用DCGAN模型对图像扩充并建立数据集,实现样本扩充和均衡化;最后,通过三种SSA-CNN(语义自注意)模型对缺陷样本中的分层区域缺陷的几何面积进行了计算分析。结果表明,DeepLabV3+(MobileNetV2)模型的像素精确度最高,对分层区域的识别率可达97.59%,通过像素点的计算可成功表征分层区域缺陷的几何尺寸。研究结果可为层状复合绝缘结构内部分层缺陷的非接触式定量表征提供技术参考。 展开更多
关键词 太赫兹无损检测技术 分层缺陷识别 SSA-CNN DeepLabV3+ MobileNetV2
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碳纤维复合材料不同深度缺陷的太赫兹检测研究 被引量：2
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作者 徐亚军 向红星 +4 位作者 钟勉 杨文锋 刘炳伟 魏东山 李辰 《电子测量技术》 北大核心 2022年第8期58-63,共6页
太赫兹(THz)无损检测技术具有非破坏性、非电离和非接触的优点,在航空航天领域纤维增强复合材料无损检测中得到了较快的发展和应用。在碳纤维复合材料层合板的4个不同深度(0.225、0.450、0.675、0.900 mm)插入聚四氟乙烯作为人工缺陷,... 太赫兹(THz)无损检测技术具有非破坏性、非电离和非接触的优点,在航空航天领域纤维增强复合材料无损检测中得到了较快的发展和应用。在碳纤维复合材料层合板的4个不同深度(0.225、0.450、0.675、0.900 mm)插入聚四氟乙烯作为人工缺陷,采用太赫兹时域光谱和成像系统对其进行成像和光谱分析,探讨太赫兹波辐射下缺陷的成像效果和光谱特性。研究结果发现,在0.25~2.0 THz频率范围内,太赫兹反射成像可以成功检测出碳纤维复合材料中不同深度缺陷:随着缺陷深度的增加,太赫兹频域成像信号和光谱信号随缺陷深度线性增大,吸收系数成像信号和光谱信号随缺陷深度线性减小;随着频率的增加,缺陷的功率谱密度先增大后减小,吸收系数缓慢增大。该结果可以为碳纤维复合材料缺陷深度的可视化和定量化分析提供参考依据。 展开更多
关键词 太赫兹无损检测技术 碳纤维复合材料 太赫兹反射成像 不同深度缺陷
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基于卷积神经网络的工程塑料太赫兹光谱分类识别方法 被引量：1
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作者 郑志杰 林振衡 +1 位作者 谢海鹤 聂泳忠 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1387-1393,共7页
工程塑料优异的介电性能和金属可替代性,使其成为5G建设的热门材料。对外观相近但性能不同的几种工程塑料的检测与定性分析,有助于工程塑料更好地应用于5G线路板和天线模块的制造。应用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对几种常见的工程塑料... 工程塑料优异的介电性能和金属可替代性,使其成为5G建设的热门材料。对外观相近但性能不同的几种工程塑料的检测与定性分析,有助于工程塑料更好地应用于5G线路板和天线模块的制造。应用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对几种常见的工程塑料PEEK、 PPS、 ABS进行光谱检测,分别得到三种工程塑料在太赫兹波段的光谱数据。通过快速傅里叶变换,将三种工程塑料的THz时域光谱进行转换,获取工程塑料在0.1~1.2 THz下的THz频域光谱,并经过计算提取出相应的吸收光谱。分析THz时域光谱可知,不同种类工程塑料的THz时域谱存在时间延迟线和振幅的差异,可以直观地显示出各种塑料间的差异,这表明工程塑料的THz-TDS分类识别具有一定的可行性。但由于同属工程塑料,在太赫兹波段上表现为峰位、峰值相近,且各个材料无明显的THz特征吸收峰,因此无法直接以指纹谱进行判定。鉴于此,研究将非线性工具卷积神经网络(CNN)应用于无明显特征吸收峰的工程塑料识别研究的可行性,通过对CNN的网络结构和重要权值参数的优化,提出了一种改进的CNN分类模型。该模型使用LeakyRelu激活函数,添加BN层,利用Adams梯度下降算法,保证分类器的鲁棒性,加快网络分类速度,提高太赫兹吸收光谱识别精度,同时可以有效地解决由于THz光谱数据量不足而容易陷入局部最优问题。并将该方法同传统的线性工具主成分分析-支持向量机法(PCA-SVM)进行对比。对比实验结果显示:改进的CNN分类模型平均运行耗时为0.15 ms,训练集准确率为99.6%,测试集准确率达到98.8%;相较传统的PCA-SVM分类模型,其分类效率大幅提升,同时测试集分类准确率提高了27.3%,训练集分类准确率提高了30.9%。研究结果表明:将THz-TDS与改进的CNN分类模型相结合,能够实现对上述三种工程塑料的精确鉴别与分类识别,为工程塑料的非接触快速无 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱检测技术 工程塑料 卷积神经网络 分类识别
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