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基于多任务学习的有源内腔混合气体反演算法研究(特邀)
1
作者
刘琨
尹慧
+2 位作者
江俊峰
刘铁根
赵成伟
《激光与光电子学进展》
CSCD
北大核心
2024年第3期32-41,共10页
针对目前深度学习在气体检测领域多聚焦于学习单个任务即气体定性分类或气体体积分数定量回归,忽略了相关任务间的信息关联性,降低了模型学习精度与效率等问题,提出了一种基于一维卷积神经网络和长短期记忆网络的多任务学习模型,即MTL-1...
针对目前深度学习在气体检测领域多聚焦于学习单个任务即气体定性分类或气体体积分数定量回归,忽略了相关任务间的信息关联性,降低了模型学习精度与效率等问题,提出了一种基于一维卷积神经网络和长短期记忆网络的多任务学习模型,即MTL-1DCNN-LSTM,并行实现了混合气体种类定性识别与体积分数定量回归。利用掺铥光纤,搭建了二级放大掺铥环腔光纤激光器,基于有源内腔吸收光谱法探测了CO_(2)和NH_(3)混合气体的吸收光谱数据。将实验数据放入多任务学习模型中训练,并进行超参数优化后,对测试集数据进行测试得到气体识别准确率为100%,NH_(3)体积分数预测决定系数为99.84%,CO_(2)体积分数预测决定系数为99.62%,优于单任务模型与传统的气体反演算法如反向传播神经网络和支持向量机。所提出的深度学习算法与有源内腔法相结合的方法,为吸收光谱型混合气体反演技术的进一步研究提供了新思路。
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关键词
掺铥光纤激光器
有源
内腔
法
多任务学习
一维卷积神经网络
长短期记忆网络
原文传递
基于光纤激光器的有源腔气体吸收测量网络
被引量：
1
2
作者
张敏
匡武
+3 位作者
廖延彪
张岩
王东宁
靳伟
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第7期982-986,共5页
有源内腔法气体吸收测量技术具有极高的灵敏度,通过对基于掺铒光纤激光器的有源气体测量系统的分析和静态测量结果表明,在激光器阈值附近系统的灵敏度最大。为了有效地抑制噪声,提高测量精度,在环行腔光纤激光器的基础上又提出了采用波...
有源内腔法气体吸收测量技术具有极高的灵敏度,通过对基于掺铒光纤激光器的有源气体测量系统的分析和静态测量结果表明,在激光器阈值附近系统的灵敏度最大。为了有效地抑制噪声,提高测量精度,在环行腔光纤激光器的基础上又提出了采用波长调制/二次谐波检测的测量方法,并采用1×N的波分复用(WDM)器件构建了有源传感网络。实验中采用了一个1×4的波分复用器,其通道对应于乙炔气体的吸收波长,系统的解调通过扫描可调谐光滤波器的波长来实现。通过对8.31mol/m3的乙炔气体的实验表明系统最小可探测气体浓度为0.044mol/m3。
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关键词
激光技术
光纤激光器
有源
内腔
法
波分复用
吸收测量
原文传递
题名
基于多任务学习的有源内腔混合气体反演算法研究(特邀)
1
作者
刘琨
尹慧
江俊峰
刘铁根
赵成伟
机构
天津大学精密仪器与光电子工程学院
天津大学光电信息技术教育部重点实验室
天津大学光纤传感研究所
出处
《激光与光电子学进展》
CSCD
北大核心
2024年第3期32-41,共10页
基金
国家自然科学基金(61922061,61735011,61775161)
国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ030915)
天津市自然科学基金杰出青年科学基金(19JCJQJC61400)。
文摘
针对目前深度学习在气体检测领域多聚焦于学习单个任务即气体定性分类或气体体积分数定量回归,忽略了相关任务间的信息关联性,降低了模型学习精度与效率等问题,提出了一种基于一维卷积神经网络和长短期记忆网络的多任务学习模型,即MTL-1DCNN-LSTM,并行实现了混合气体种类定性识别与体积分数定量回归。利用掺铥光纤,搭建了二级放大掺铥环腔光纤激光器,基于有源内腔吸收光谱法探测了CO_(2)和NH_(3)混合气体的吸收光谱数据。将实验数据放入多任务学习模型中训练,并进行超参数优化后,对测试集数据进行测试得到气体识别准确率为100%,NH_(3)体积分数预测决定系数为99.84%,CO_(2)体积分数预测决定系数为99.62%,优于单任务模型与传统的气体反演算法如反向传播神经网络和支持向量机。所提出的深度学习算法与有源内腔法相结合的方法,为吸收光谱型混合气体反演技术的进一步研究提供了新思路。
关键词
掺铥光纤激光器
有源
内腔
法
多任务学习
一维卷积神经网络
长短期记忆网络
Keywords
thulium-doped fiber laser
active intra-cavity
multi-task learning
one-dimensional convolutional neural network
long short-term memory network
分类号
TN29 [电子电信—物理电子学]
原文传递
题名
基于光纤激光器的有源腔气体吸收测量网络
被引量：
1
2
作者
张敏
匡武
廖延彪
张岩
王东宁
靳伟
机构
清华大学电子工程系
首都师范大学物理系
香港理工大学电机系
出处
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第7期982-986,共5页
文摘
有源内腔法气体吸收测量技术具有极高的灵敏度,通过对基于掺铒光纤激光器的有源气体测量系统的分析和静态测量结果表明,在激光器阈值附近系统的灵敏度最大。为了有效地抑制噪声,提高测量精度,在环行腔光纤激光器的基础上又提出了采用波长调制/二次谐波检测的测量方法,并采用1×N的波分复用(WDM)器件构建了有源传感网络。实验中采用了一个1×4的波分复用器,其通道对应于乙炔气体的吸收波长,系统的解调通过扫描可调谐光滤波器的波长来实现。通过对8.31mol/m3的乙炔气体的实验表明系统最小可探测气体浓度为0.044mol/m3。
关键词
激光技术
光纤激光器
有源
内腔
法
波分复用
吸收测量
Keywords
Acetylene
Chemical sensors
Erbium
Gas fuel measurement
Light absorption
Ring lasers
Wavelength division multiplexing
分类号
TN247 [电子电信—物理电子学]
O348.11 [理学—固体力学]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于多任务学习的有源内腔混合气体反演算法研究(特邀)
刘琨
尹慧
江俊峰
刘铁根
赵成伟
《激光与光电子学进展》
CSCD
北大核心
2024
0
原文传递
2
基于光纤激光器的有源腔气体吸收测量网络
张敏
匡武
廖延彪
张岩
王东宁
靳伟
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005
1
原文传递
已选择
0
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参考文献
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