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摘要

X射线强度关联干涉测量为实现高分辨率脉冲星信息获取提供一条可行的技术途径,但现有的X射线探测器能量分辨率有限,探测到的X射线信号有一定能谱展宽,从而导致测量精度降低。为解决这一问题,基于不同能量相干曲线之间的缩放关系,提出一种强度关联干涉测量能谱展宽校正方法。通过仿真分析了校正前后的测量误差,探讨噪声对该校正方法的影响,并进行了可见光波段的模拟干涉测量实验,结果表明校正后的测量值与理论值相符,从而验证了该方法的有效性。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(10):1034001
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摘要

为满足瑞利高光谱激光雷达对脉冲激光发射单元频率稳定性的需求,提出基于分子吸收的脉冲激光锁频方法。基于碘分子吸收光谱原理,采用GHz量级峰值保持电路、比例积分微分(PID)(proportional integration differential控制算法和精度为±0.02 K的控温系统,构建一套脉冲激光锁频系统。首先,利用BBO(β-BaB2O4)晶体倍频的532 nm连续激光测量精确温控的碘分子吸收池,获得其1109线在不同温度下的吸收光谱,进而确定了鉴频曲线;其次,利用鉴频曲线的拟合方程获得通过碘分子吸收池后脉冲激光能量变化与频移量之间的定量关系及测量灵敏度;最后,利用PID控制算法对比频率设定值与频移量之间的差异,将该差异以电压形式反馈于种子激光器,通过种子激光器的频率改变补偿脉冲激光的频率漂移,继而实现脉冲激光的动态锁频。实验结果表明:在25 min内脉冲激光的频移小于±2.2 MHz,瑞利高光谱激光雷达测风误差小于±0.6 m/s,测温误差小于±0.5 K。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(10):1028005
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摘要

现有三维显微粒子图像测速系统在获取示踪粒子空间位置时需要扫描或多视角成像,导致系统复杂,无法实现微尺度流动瞬态三维速度场测量等问题,为此,提出一种基于微透镜阵列的光场显微粒子图像测速技术。该技术利用单个相机一次曝光即可获取微流场中示踪粒子的瞬时光场信息,进一步结合基于波动光学理论的光场显微成像的点扩展函数模型,用反卷积算法重建出微尺度流场中示踪粒子的瞬时空间位置分布。分析讨论了重建分辨率和空间位置误差,并开展了微尺度流场重建实验研究,验证了光场显微成像微尺度流场重建方法的可行性。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(10):1011002
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摘要

北京赛车微信红包群为了克服指向光源裸眼三维显示器光源结构复杂的问题,研究了一种侧面发光塑料光纤(POF)阵列背光源的设计和制作方法。通过分析侧面发光POF阵列和柱面微透镜阵列组成的定向成像光路,得到了侧面发光POF阵列的排布公式。实验制作了一种用于指向光源的侧面发光POF阵列,测量了指向光源的串扰度。结果表明,在设计的视区最佳距离530 mm处,横向-200~200 mm区域内的最低串扰度可达1%以下。最后分析了柱面透镜像差、POF阵列光纤错位和视区视角增大对POF阵列指向光源串扰度的影响。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(10):1011001
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摘要

针对在光电偏振成像模式下缺乏行之有效的水下运动目标探测方法的问题,提出了一种基于水面特征波纹的水下运动目标检测算法。通过海面风生重力波模型和水下运动目标的水面特征波纹模型,仿真得到不同状态下的海面混合波纹图像,用于算法研究及证明;采用Radon变换提取波纹的线性特征,并通过均值滤波和标准归一化处理消除Radon变换对检测的影响;采用双邻域自适应门限法提取Radon变换域中的局部峰值点,利用连续小波变换进行特征提取,并用支持向量机(SVM)判断峰值点真伪,提高检测的准确率。实验结果证明了本文算法对特征波纹检测的可行性。该算法为探测水下运动目标提供了一种新的有效途径。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(10):1001003
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摘要

辐射定标是光学遥感卫星数据定量化应用的关键技术之一。提出了基于亚像元目标的高分辨率光学遥感卫星在轨辐射定标方法,以反射点源作为参照目标,并以地面同步测量为主,通过简化辐射传输的计算过程获取大气透过率与遥感器入瞳辐亮度;根据多能量等级的亚像元目标设置与系统点扩展函数检测结果,将亚像元目标辐射与程辐射、地气耦合辐射及背景辐射有效分离;突破时空及天气条件限制,在复杂环境条件下实现光学遥感卫星全动态范围的高精度定标。实验结果表明,基于亚像元目标的高分辨率光学遥感卫星在轨辐射定标不确定度优于3。2%,与基于大面积多反射率灰阶靶标的定标结果相差3%;这种轻小型的亚像元目标适应于光学遥感卫星的高频次定标应用需求。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(10):1001001
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摘要

从光谱性能、激光损伤阈值和膜层应力等方面综述了激光偏振薄膜的研究进展。简述了中国科学院上海光学精密机械研究所针对我国惯性约束聚变激光驱动装置对大尺寸偏振薄膜的要求,在镀膜材料选择、膜系设计、薄膜制备等方面的研究进展。所研制的大尺寸偏振薄膜已成功应用于我国神光系列高功率激光、超强超短激光等大型激光装置。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(10):1000001
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摘要

给出了光纤电流传感器的数学模型,推导出了传感器测量准确度的数学表达式,并对系统的主要特征参数进行了分析。提出了一种在线监测方法,将环路增益值解调并实时输出,作为传感器系统的一个故障监测点。然后在此基础上,提出了环路增益稳定控制技术,使环路增益能够实现自动调整,消除了系统在长期运行时因环路增益变化对精度的影响。实验结果表明:改变前置放大器的放大倍数,在线监测的环路增益值、比值误差和相位误差均随之改变,实验结果与仿真结果一致;引入环路增益稳定控制技术后,改变前置放大器的放大倍数,在线监测的环路增益基本保持不变,且传感器的比值误差和相位误差波动也在准确度范围之内,验证了在线监测方法和环路增益稳定控制技术的有效性。

PDF全文中国激光 | 2019,46(10):1010003
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摘要

北京赛车微信红包群扫描狭缝是步进扫描光刻机用于控制曝光剂量的重要单元。随着光刻工艺节点减小到90 nm及以下,光刻照明分系统对刀口半影宽度的测量精度和重复性提出了更高要求。基于此,提出一种基于光瞳像的光刻机扫描狭缝刀口半影宽度测量技术。分析了共面扫描狭缝刀片成像光路,推导得到掩模面半影区与光瞳像的对应关系。搭建了扫描狭缝刀口半影检测系统,并对90 nm光刻机照明分系统的扫描狭缝刀口半影宽度进行测量。实验结果表明,所提测量技术可有效改善光强波动对刀口半影宽度测量的影响,扫描狭缝刀口半影宽度的测量重复性达到0.026 mm,提高了3.46倍(与传统扫描法相比)。该技术可用于高数值孔径浸没式光刻机照明分系统光学半影参数的测量。

PDF全文中国激光 | 2019,46(10):1004005
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摘要

分别采用超高速(50 m/min)和常规(1.5 m/min)熔覆速度,在调质处理的27SiMn液压支架基材上成功制备了431不锈钢耐蚀涂层,对比分析了两种方法制备涂层的宏观特征、显微组织及耐蚀性能。试验结果表明:两种方法制备的涂层均无微观裂纹与气孔缺陷,且与基体形成了良好的冶金结合;相比于常规激光熔覆涂层,超高速激光熔覆的涂层具有类似“多米诺骨牌”的多层重叠结构,稀释率仅为4%,涂层中Cr的原子数分数为19%;常规激光熔覆涂层组织整体较为粗大,在搭接位置由于温度梯度的改变,枝晶生长方向紊乱;超高速激光熔覆涂层整体组织更加均匀细密,底部/基体界面结合区微观组织形态为平面晶,中部搭接区及表面为细小的树枝晶,仅在搭接位置略有粗化;采用超高速激光熔覆技术制备的涂层具有更加优异的耐蚀性能。

PDF全文中国激光 | 2019,46(10):1002010
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摘要

飞秒强激光与气体相互作用产生高次谐波是重要的超快相干光源,模拟发现,中红外飞秒激光脉冲可以通过交流斯塔克效应在原子基态与激发态之间实现多光子共振增强,产生高亮度的单色高次谐波辐射。通过数值求解含时薛定谔方程发现,存在阈值以下共振增强的非常规高次谐波,且在较低光强下存在一个最优光强使其可以达到最高产生效率。时间-频率分析结果表明,该共振增强可通过强场下的二阶交流斯塔克效应实现,其对驱动激光波长不敏感。这种新机制使得中红外波段的飞秒激光脉冲更有利于产生高亮度的超快单色紫外/极紫外(UV/XUV)光源,在凝聚态物理、材料科学等领域具有重要的应用前景。

PDF全文中国激光 | 2019,46(10):1001003
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摘要

针对高功率强抽运条件下,热光效应及其引起的模式不稳定效应对高功率大模场光纤功率及亮度提升的限制,理论仿真了有源光纤吸收系数变化对光纤热沉积、热致折射率以及光纤数值孔径的影响,分析表明高吸收系数光纤带来更高热负荷密度,在热光效应调制下加剧光纤数值孔径的增大程度,从而降低光纤激光的模式不稳定阈值。在理论研究基础上设计并制备了两款不同抽运吸收系数光纤样品并展开了高功率模式不稳定实验研究。实验结果证明,吸收系数为1.71 dB/m的光纤样品的模式不稳定阈值激光功率约为800 W,吸收系数为1.20 dB/m的光纤样品在输出激光功率达到1700 W时仍未观测到任何模式的不稳定现象,实验结果验证了降低光纤的抽运吸收系数可提升热致模式不稳定阈值的理论分析。该研究结果为设计研制大模场有源光纤,并获得更高功率光纤激光输出提供了一种新颖有效的技术途径。

PDF全文中国激光 | 2019,46(10):1001001
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摘要

北京赛车微信红包群飞秒激光具有独特的超短脉宽和极高的峰值强度,飞秒激光直写技术已广泛用于功能化微流控芯片的制备。从3个方面针对基于飞秒激光直写技术的微流控芯片进行综述:不同材料微流控芯片中的飞秒激光功能器件集成技术、飞秒激光集成微流控芯片的多功能应用以及微流控芯片的高效率飞秒激光加工技术。通过对飞秒激光直写技术在微流控领域的研究结果进行总结与归纳,为飞秒激光直写技术制备微流控芯片的研究、应用及发展方向提供参考。

PDF全文中国激光 | 2019,46(10):1000001
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摘要

基于平行平板波导的TE1模式理论和电场是近似线偏振的假设,推导了余弦-高斯光束在平行平板波导中的电场传输表达式。在傍轴近似的条件下,余弦-高斯光束可以作为平行平板波导的一个基础解。当频率为0.35 THz时,对余弦-高斯光束在金属铜平行平板波导中的传输进行了数值模拟,结果表明模拟的幅值和相位与根据电场表达式所得结果符合得很好,同时也讨论了z轴方向上模拟的相位与理论结果的偏差和电场散度方程的完备性。

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摘要

镁合金材料作为轻型结构材料,在汽车、航天、电子、医学领域的需求日益增大。激光增材制造技术的发展使得制备复杂结构和高性能的镁合金零件成为可能。本文详细介绍了国内外学者在激光增材制造镁合金领域的研究方向和现状,介绍了激光工艺参数和粉末材料参数对表面形貌、球化、缺陷、孔隙率的影响,以及激光增材制造在元素烧损、显微组织、力学性能和数值模拟方面的研究成果。最后,总结了当前镁合金研究中存在的问题和空白,并对未来的镁合金研究和应用进行展望。

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摘要

结构紧凑、效率高、性能稳定的绿激光器在光存储、激光打印、舞台表演、医疗、水下通信等领域,尤其是激光显示领域具有广泛应用。由于缺乏相应输出波长的高效半导体绿激光器,基于倍频技术的全固态激光器仍然是产生绿色激光最有效的方法。近年来,随着周期性极化技术的成熟,准相位匹配PPMgLN倍频绿激光器发展迅猛。本文综述了PPMgLN腔内倍频绿激光器的结构、性能优势及发展现状。

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摘要

半导体光刻技术带动着光源逐步向短波辐射方向发展,以KrF-248 nm、ArF-193 nm光源为代表的准分子激光光刻光源逐步取代了以往基于汞灯的光刻光源,成为当前半导体光刻技术发展的主流光源。目前应用于光刻光源的光学元件主要以在深紫外波段具有优异传输特性的氟化钙(CaF2)材料为主。针对光源研发过程中涉及的光学元件与激光相互作用时会发生损伤的问题,从CaF2材料自身的物化特性、激光辐射特性以及激光与材料相互作用产生损伤的机理三个方面,综合分析了CaF2材料抗紫外激光研究的发展情况,比较了不同应用背景下CaF2材料的激光损伤特性,总结归纳了提高光学元件激光损伤阈值的措施和方法。

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摘要

利用二维图像来进行场景的深度估计是计算机视觉领域的经典问题之一,也是实现三维重建、场景感知的重要环节。近年来基于深度学习的单目图像深度估计发展迅速,各种新算法层出不穷。介绍了深度学习在这一领域的应用历程与研究进展,采用监督与无监督两类方式分别系统地分析了有代表性的算法与框架,综述了深度学习在单目图像深度估计领域的研究进展与变化趋势,总结了当前研究的缺陷与不足,展望了未来研究的热点。

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摘要

北京赛车微信红包群可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)是一种测量气体浓度和温度的非侵入式测量方法,通常需要在整个谱线上进行扫描,扫描过程中可能存在其他谱线干扰,且测量速度较慢。为克服此问题,可以采用固定波长吸收光谱测量方法。为了研究固定波长法吸收光谱技术测温的效果,采用中心波长位于2.0 μm附近的分布反馈式激光器,开展CO2气体温度测量实验。通过查询数据库模拟待测光谱的线型函数峰值,仿真待测工况下吸收峰值比值与温度的关系,并利用管式炉进行测量。结果显示,该方法的测量温度与设定温度具有高度的一致性,在673~1273 K,测温平均误差为1.22%,证明了固定波长法直接吸收光谱技术应用于温度测量的可行性与准确性。

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摘要

北京赛车微信红包群研究了一种复合光纤马赫-曾德尔外差干涉测量系统,并采用该系统对位移进行在线测量。基于光纤光栅只反射布拉格波长的特性,构建了两个独立但光程几乎重合的光纤马赫-曾德尔干涉仪。其中的一个马赫-曾德尔干涉仪用于完成测量工作,另一个马赫-曾德尔干涉仪用于监测环境干扰,补偿环境干扰对测量结果的影响,使测量系统适合用于在线测量。位于马赫-曾德尔干涉仪参考臂的声光调制器组可对参考光进行移频,当参考光与测量光会合时形成外差干涉信号,实现外差干涉测量。实验中,该系统对100 μm位移进行10次重复测量的标准差为6 nm。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(09):0904007
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摘要

利用超强超短激光光源中激光-等离子体的相互作用,能够产生毫焦耳量级高能量的太赫兹辐射,而这种条件下产生的太赫兹辐射通常是单发的。针对该类型太赫兹辐射提出一种单发测量方案:将太赫兹波分束,用两套独立校准的啁啾脉冲光谱编码探测装置,分别同时测量太赫兹电场在水平和竖直方向上的分量,最终得到太赫兹电场的偏振态。基于所提方案进行了实验验证,用单发测量原理得到了太赫兹辐射的偏振态。实验测得的椭偏度与模型分析吻合,验证了所提单发测量方案的可行性,为单发椭偏太赫兹辐射偏振态的测量研究提供了新思路。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1114001
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摘要

利用Nd∶YAG纳秒激光脉冲烧蚀硅产生等离子体光谱,通过改变聚焦透镜到样品表面的距离,研究硅等离子体光谱中原子谱线强度和离子谱线强度的变化,主要讨论的谱线为Si(I) 390。55 nm和Si(II) 385。60 nm。结果表明:Si(I)谱线强度和Si(II)谱线强度的变化依赖于透镜到样品表面的距离,随着透镜到样品表面的距离的增大,谱线强度先升高后降低;当样品表面远离焦点时,Si(I)谱线强度高于Si(II)谱线强度;当样品表面接近焦点时,Si(II)谱线强度高于Si(I)谱线强度;激光能量密度升高可使产生的等离子体中更多的原子电离成离子,使得离子谱线强度升高;改变透镜到样品表面的距离能优化激光诱导击穿光谱的辐射强度,同时能优化离子谱线强度与原子谱线强度的比值。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1111001
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摘要

将分布式光纤监测技术应用于土体变形监测时,传感光缆与周围土体的耦合性是关键。低围压下光缆-土体变形协调性将严重影响测量数据的准确性。设计了锚固光缆,进行了光缆-土体拉拔试验,探究了低围压下回填料及锚固方式对光缆-土体耦合性的影响。试验结果表明:回填料对光缆-土体耦合性存在明显的影响,黏土含量(质量分数)越高,耦合性越好;低围压下,采用在传感光缆上增加圆片锚固的方式,可以有效增强光缆-土体耦合性,并且随着锚固间距的减小和锚固圆片直径的增大,其耦合性增强。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1110001
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摘要

针对现有从建筑物立面点云数据中检测提取直线段特征的方法存在漏检现象严重和准确程度不高的问题,提出一种基于切片的建筑物立面点云直线段特征提取方法。首先对建筑物点云姿态进行调整,使其走向与Y坐标轴一致,然后沿三个坐标轴方向对点云进行切片并在切片上提取特征点;之后分别对三个方向提取的特征点基于圆柱体生长的方式进行直线段聚类;最后采用残差1范数最小进行聚类特征点的直线段拟合及对直线段端点进行调整和优化。采用多组实验数据对本方法进行验证,实验结果表明:本文方法的直线段提取精度为点云中平均点间距的1/2;与基于平面分割和图像检测的方法相比,本文方法提取直线段的精确率平均提高了2。4%,召回率平均提高了48。1%,可以更加准确有效地从建筑物立面点云数据中提取直线段特征。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1109002
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摘要

针对时序动作选举任务,设计一种两段式动作候选区域选举网络。第一段将改进的分水岭算法应用于一维时序信号,通过浸水聚类产生多种不同长度的候选区域,实现动作时序边界的粗定位,进而提出一种时序金字塔结构化方法,引入动作片段的上下文信息模块,对候选区域的主体信息和上下文信息进行结构化建模,生成一个增强的全局特征。第二段利用时序坐标回归算法定位动作边界,同时加入动作/背景分类器过滤背景候选区域,得到更加精确的时序边界。整个网络以三维卷积神经网络(C3D)提取的单元级特征进行训练,挖掘了视频时域和空域的丰富语义,在提升算法精度的同时大大提升了训练效率。在两大基准数据集Thumos 14和ActivityNet上进行测试,结果表明,与已有方法相比,两段式视频时序动作选举算法达到了最优平均召回率,可有效提高动作定位的精度。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1109001
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摘要

提出了一种改进的级联全光量化方案,以提高全光模数转换器的量化分辨率。通过使用一路附加的被强度调制器调制的标记通道,可实现对超宽带信号的8 bit以上高量化分辨率。利用所提出的方案对20 GHz射频信号实现了数字化,仿真结果表明,其无杂散动态范围可高达53.76 dBc,有效量化分辨率为8.18 bit。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1106003
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摘要

为了获得一个高灵敏度法布里-珀罗干涉仪光纤磁场传感探头,采用紫外光固化方法在单模光纤端面集成一个弧形磁性聚合物薄膜。利用条形磁铁作为场源,对干涉仪的腔长和折射率进行调制,对干涉峰峰值波长位置进行监测,实现对磁场强度的传感探测。将磁铁分别垂直和平行于传感探头放置,实验测得传感结构的灵敏度分别为46.77 pm·mT -1 和56.37 pm·mT -1。该传感器具有成本低、制作方便、灵敏度高、稳定性好等特点,在生物医疗、信息技术等领域有着广泛的应用前景。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1106002
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摘要

北京赛车微信红包群星间高码率光通信系统中由于无法进行光学中继放大,需要高码率、高通信灵敏度的光学接收机。分析了采用掺铒光纤放大器(EDFA)作为光学预放的高灵敏度零差相干接收机方案,并搭建了零差相干通信系统,测试了系统在通信速率为8~10 Gbit/s下的二进制相移键控(BPSK)通信性能。实验表明,此系统在无编码误码率要求为10 -3时,10 Gbit/s BPSK通信信号接收灵敏度约为-48 dBm,距离量子噪声极限仅7 dB,优于已发表的10 Gbit/s零差相干通信系统测试结果。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1106001
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摘要

阐述了空间光到单模光纤耦合原理,设计了基于快速反射镜结合光纤光电探测器的章动耦合算法,在LabVIEW环境下仿真了光纤端面章动的动态跟踪过程,并进行了激光章动系统耦合实验,实现了静态条件下59.63%的耦合效率,进行了1.65 GHz码速率的视频传输演示与扰动实验,验证了章动耦合算法的有效性与可行性。通过实验与仿真数据结果,分析了章动算法参数中章动半径、收敛步长与章动单周采样点数对耦合性能的影响。结果表明,在光纤端面当章动半径从0.1 μm增加到2.5 μm时,耦合效率与耦合稳定性下降,耦合速率无明显变化,但章动半径过小会导致收敛角度识别误差增大,降低耦合速率;当收敛步长从0.1 μm增加到2.5 μm时,耦合效率与耦合稳定性下降,耦合速率上升;当章动单周采样点数从100减少到5时,耦合效率与耦合稳定性无明显变化趋势,但由于采样点数过少,收敛角度分辨率降低,耦合速率明显下降。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1105001
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摘要

针对如何方便快捷且准确地获取物体完整面形三维点云数据的问题,提出一种利用旋转台参数标定结果辅助实现多视角三维点云粗拼接的新方法。该方法将一个二维标定靶作为坐标系转换桥梁,仅需两个位置的坐标系关系,即可建立转台转角和不同局部测量坐标系之间的非线性模型,实现对多个测量视角下三维点云的粗配准,为最近点迭代(ICP)算法提供了良好的初值,增加了ICP算法的稳健性。实验表明该方法操作简便、快捷、易实现,拼接后点云误差不大于0。12 mm。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1104003
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摘要

建立相机镜头主点随旋转装置转动的运动轨迹模型,提出基于2D平面摄像机标定原理的相机镜头主点与转台中心之间距离的测量方法。利用标定得到的相机与设定的世界坐标系之间的平移矩阵来确定相机镜头主点与转台中心的位置关系,用于指导相机的安装。实验验证所提模型和标定方法的可行性。相机镜头的主点过转轴中心时,转台带动相机转动引起的平移矩阵的变化量的标准差为0。0826 mm,这表明所提方法能够用于指导旋转测量系统的安装。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1104002
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摘要

为获得三维面形的绝对分布,提出一种基于奇偶函数和Fourier级数的三球面面形重建方法。该方法在传统三球面法的测量基础上将测试面旋转90°后再次测量,将待测面面形分解为奇偶函数形式的正交基函数,并对于各正交基函数分别求解。利用实际面形进行算法仿真,面形残差均方根值(RMS)达到1.5λ/1000。将本文三球面法与两球面法、随机球法作比较,残差RMS最大为1.99 nm。针对实验中机构的旋转、平移、倾斜、离焦误差等进行量化分析,最大误差为0.90 nm。本文实现了球面三维面形绝对分布的检测,为多个球面镜的同步全口径检测提供了一种途径。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1104001
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摘要

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法计算了金红石TiO2(110)纯净表面以及掺杂N、掺杂Rh和N/Rh共掺表面吸附CO分子后的光学气敏传感特性。研究发现:纯净和掺杂表面吸附CO分子后均表现出光学气敏传感特性,其原因是表面氧空位的氧化作用;而N/Rh共掺杂对表面氧化性改善得最多,吸附CO分子后吸附距离最小,吸附能最大,稳定性最好,且易于实现。因此,相比于纯净及单掺杂体系,N/Rh共掺杂表面对气体有更好的光学气敏传感效应,是一种改进TiO2光学气敏传感材料的良好方式。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1103003
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摘要

采用磁控共溅射方法制备非晶硅银(a-Si∶Ag)薄膜,并对其进行飞秒激光辐照;采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、积分球、半导体性能测试仪等,对辐照前后薄膜的表面形貌、微观结构以及光电性能等进行表征。结果表明:当辐照能量为300 mJ/cm 2时,a-Si∶Ag薄膜表面无明显的刻蚀痕迹,薄膜中有纳米晶硅颗粒生成,薄膜中的Ag纳米晶长大;当辐照能量为600 mJ/cm 2时,薄膜表面出现明显的刻蚀痕迹,Ag纳米晶进一步长大,然而,产生的纳米晶硅颗粒的尺寸却没有变化;被飞秒激光辐照后,a-Si∶Ag薄膜比辐照前的电阻率更小,同时,薄膜对可见-近红外波段的入射光产生了反射减弱现象。研究结果对基于a-Si∶Ag薄膜的忆阻神经突触器件性能的改善具有积极意义。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1103002
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摘要

研究了氟化钙(CaF2)晶体不同晶面在355 nm脉冲激光辐照下的损伤特性。在7.8 ns脉冲激光辐照下,测量(100)、(110)和(111)三种不同晶面样品的损伤阈值和损伤点形貌,并基于表面热透镜技术测量样品表面的光热弱吸收。实验结果表明:(111)晶面CaF2晶体样品的光热吸收最高,激光损伤阈值最低,损伤形貌表现为熔融坑,并伴随有片层状剥离,说明了(111)面在355 nm激光作用下易解理;(100)和(110)面晶体的损伤形貌同样为熔融坑,但损伤阈值及光热弱吸收与晶面无明确的关联。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1103001
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摘要

针对送粉式激光沉积成形技术,选取不同的Z轴提升量成形316L不锈钢薄壁件,分别检测薄壁件不同区域的微观组织和力学性能,包括晶粒尺寸、重熔深度以及拉伸性能各向异性,并探究了单道熔覆层和薄壁件整体的晶粒形态以及生长方向。根据不同Z轴提升量下的微观组织,分析了薄壁件不同方向上抗拉强度和伸长率的变化规律。结果表明:不同于单道熔覆层,在不同的Z轴提升量下,薄壁件主要以柱状晶为主,并且不同区域的柱状晶的生长方向发生了变化;Z轴提升量与晶粒尺寸之间呈非线性关系;不同Z轴提升量下柱状晶的生长方向和尺寸会影响成形件拉伸性能的各向异性。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1102014
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摘要

北京赛车微信红包群采用激光选区熔化技术成功制备了TiN增强钛基复合材料,并研究了TiN含量对钛基复合材料微观结构、显微硬度和摩擦磨损行为的影响。结果表明:随着TiN含量的增加,α-Ti相衍射峰发生偏移,TiN衍射峰强度逐渐增强,复合材料的显微硬度从纯钛的(228±13) HV逐渐增大到(403±20) HV;当添加TiN的质量分数为7。5%时,复合材料的磨损性能比纯钛提高了29。2%。TiN颗粒的加入使钛基复合材料的硬度与磨损性能显著提升。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1102013
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摘要

为实现基于超快激光铝板浸润性梯度轨迹上的液滴无泵运输,进一步提高液滴运动速度,利用纳秒激光器在1050铝板上制备出超疏水表面,再通过飞秒激光器在超疏水表面制备出楔形超亲水轨迹。采用接触角测量仪、电子扫描显微镜和傅里叶红外光谱仪测量样品表面的浸润性、表面形貌和化学成分,通过高速摄像机记录液滴在水平面和30°斜面上的运动情况。结果表明:通过激光方法可在铝板上制备出浸润性循环转变的表面,接触角由0°变为164.6°,再由164.6°变为0°;随着超亲水轨迹楔角α由4°变为10°,液滴的最大速度由300 mm/s变为500 mm/s;随着样品的加热环境由空气变为真空,样品滚动角由大于30°降为3.04°,液滴的平均速度由50 mm/s变为100 mm/s。增大轨迹楔角或降低超疏水表面黏附力,都可以有效提高液滴在浸润性梯度轨迹上的运动速度。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1102012
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摘要

采用激光熔覆沉积工艺,在传统TC4合金表面以单道多层的方式熔覆Ti40 (Ti-25V-15Cr-0。2Si)阻燃钛合金。重点研究了不同激光功率下熔覆层形貌特征、成分及显微硬度的演变规律,并建立了不同激光功率下的稀释率及熔覆层过渡区成分的理论预测方法。实验及分析结果表明:TC4基体区与Ti40激光熔覆区交界处存在成分及显微硬度过渡区域,特别是在过渡初期的300~350 μm范围内,4种激光功率下均出现成分及显微硬度的显著变化;当激光功率为1800 W时,Al、V、Cr元素含量及显微硬度过渡得最快;随着激光功率的增大,过渡区尺寸逐渐减小。基于过渡区成分分析及Mo当量计算发现,由热影响区向熔覆区域过渡时,显微组织直接发生α+β→β转变,导致熔覆界面处显微硬度显著降低。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1102011
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摘要

化学强化玻璃被广泛应用于电子产品屏幕,但很难被切割加工。利用皮秒激光高峰值功率、超短脉冲及贝塞尔光束长焦深的特点,在化学强化玻璃内加工出一个狭长的改性截面,利用强化玻璃本身的应力与皮秒激光诱导的应力,使强化玻璃精准地沿着改性截面自动断开,并获得了切割速度高达400 mm/s,切割面粗糙度为395 nm的切割分离效果。实验结果表明,影响切割速度和质量的主要参数是单脉冲能量和脉冲改性间距。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(11):1102010
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摘要

北京赛车微信红包群SURF算法在多模MRI肿瘤图像配准中,存在特征点偏少且配准精度低等问题。使用Harris角点检测法对参考图像、浮动图像的特征点进行提取和检测,接着使用圆形64维向量法生成特征描述符以及进行欧氏距离匹配,来增强特征点的提取;通过设置配准图像初始化参数,确保粒子在最优值附近搜索,利用互信息作为PSO算法的测度函数,增强目标函数全局最优解,通过引入平均最值,防止算法陷入早熟现象。仿真结果表明,与现有

PDF全文 激光与光电子学进展 | 2020,57(12):121010
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摘要

对3.0mm厚BTi6431S高温钛合金进行光纤激光焊接,从焊缝成形、气孔和金属蒸汽/等离子体特征等方面研究了焊接工艺对焊缝成形质量及焊接过程稳定性的影响。结果表明,激光功率对焊缝熔宽、余高、咬边和气孔率均有影响,对背宽比影响较小;焊接速度主要影响焊缝熔宽、背宽比,对余高和咬边的影响较小。焊接工艺对焊缝成形质量的影响与金属蒸汽/等离子体特征与稳定性密切相关。较低激光功率(1.5-2.5kW)或较高焊接

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摘要

北京赛车微信红包群针对大口径、矢高大自由曲面光学元件加工精度的难题,传统的加工方法难以满足其精度要求,慢刀伺服(Slow tool servo, STS)车削技术是加工自由曲面光学元件的一种有效方法。但是在慢刀伺服车削过程中,面形的矢高和口径大小将会影响加工精度,针对这种情况,通过研究慢刀伺服车削等弧长和等角度法的线性化误差趋势,提出了一种先等弧长,后等角度的组合车削轨迹优化方法。为实现车削路径的合理规划,对新的车削

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摘要

哈氏合金因其出色的耐蚀性能,已广泛应用于核电、石油化工等行业,其中许多大型薄壁结构对焊接变形的控制要求极高,对哈氏合金薄板的焊接技术提出了高要求。本文研究了激光填丝焊接工艺参数对哈氏合金薄板纵向挠曲变形的影响,结合样件弯曲刚度和等效载荷分析了焊接工艺参数对纵向挠曲变形的影响。结果表明:激光填丝焊接过程的线能量密度和相对送丝量通过影响弯曲刚度和等效载荷,进而影响纵向挠曲变形;随着

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摘要

本文研究基于QR码识别的P4P-PNP定位算法,提出利用QR码中存储的QR码四个共面顶点准确地理坐标结合从相机获取的QR码图像中解析出的像素坐标进行定位的思路。通过相机标定和图像校正获得校正的QR码四个共面顶点像素坐标,通过译码程序解析得到四个共面顶点实际位置坐标,P4P算法解算输出的旋转矩阵和平移向量作为PNP的迭代初始值,在PNP算法中,本文借助李群和李代数之间的局部同构关系,将流形上的寻优转化为切

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摘要

北京赛车微信红包群声转换是指利用光声效应产生声音的过程。采用脉冲光,可以激发光声材料产生高频、宽带超声信号。金属纳米结构由于局域表面等离子体共振效应,从而具有高光学吸收以及可调控性,使其作为重要的光声转换材料并应用在生物医学成像等领域。本文首先介绍光声转换的主要机制和原理,然后总结金纳米棒、金纳米圆盘、金纳米阵列等金属纳米材料的光声转换研究及应用进展,最后对金属纳米光声材料的未来发展进行展望。

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摘要

图像质量评价的应用越来越广泛,特别是无参考图像质量评价成为近年来的研究热点。目前常用的无参考图像质量评价方法都是从灰度空间提取特征,由于人眼看到的图像都是彩色的,有必要增加图像质量评价对于图像彩色信息的研究,本文分别提取了RGB、LAB、HSV颜色空间各颜色通道下的亮度去均值对比度归一化 (Mean Subtracted Contrast Normalized,MSCN)系数,并用非对称广义高斯分布模型(Asymmetric Generalized G

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摘要

基于图像处理的结构参数检测方法具有快速、全局、非接触等特点,在现代化的工业生产中应用广泛。然而,对于周期性结构空间重复的纹理,边缘提取、模板匹配等多种时域图像处理方法的适用性都有所减弱。本文利用周期性结构纹理图像独特的频谱分布,设计并优化了基于频谱特征的周期性结构参数检测方法。搭建了静态图像检测操作界面和实时采集检测系统,基于织物密度检测进行多次实验。实验数据相对误差小于1%的比

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摘要

基于光纤传输的时频同步技术具有高精度、高稳定度和低损耗等优点,已成为高精度时频同步的主要方法,具有较强的应用需求和发展前景。而双向比对技术是应用广泛的光纤时频同步方法,国内外相关机构在此领域不断提出新方法、新技术和新应用。本文在梳理了光纤双向比对技术研究历史和进展的基础上,介绍了3种主流双向比对方案的基本原理和技术特点的,并分析了同步系统的不确定性和误差来源及其对时间同步结果的

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摘要

棉花中不同种类异性纤维对纺纱和织布过程造成的危害相差较大,确定每类异性纤维的含量更能全面的评价棉花的质量。本文采用深度学习方法对异性纤维进行分类识别。首先建立异性纤维数据集,针对异性纤维尺寸和形状多样性的特点,采用基于Faster RCNN的目标识别框架,以RseNet-50代替原始的VGG16作为异性纤维模型的特征提取网络,并采用K-means++聚类算法对候选框生成尺寸进行改进,然后对模型进行训练,实现棉花

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摘要

近年来,随着高动态范围(High Dynamic Range, HDR)图像处理技术的发展,在传统显示设备上显示出具有HDR图像效果逐渐成为研究的热点问题。随着液晶显示器的普及,区域调光技术取代全局调光成为集节能与画质提升的关键技术。然而,现有区域调光算法在进行区域背光提取时得到的背光强度往往不能全面反映整幅图像的亮度特点,导致经过像素补偿之后的显示图像产生不够理想的视觉效果。为了解决这一问题,本文提出了

PDF全文 激光与光电子学进展 | 2020,57(12):121017
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摘要

北京赛车微信红包群随着深度学习的不断发展与广泛运用,基于深度学习的目标检测算法已经成为新的主流。为了进一步提高卷积神经网络YOLOv3的检测精度,本文在原算法的网络结构上添加卷积层模块,用于对样本进行目标背景分类,并粗略调整特征图上的锚框(anchor boxes)大小。在该模块输出目标背景概率后,过滤掉背景概率值低于设定阈值的样本,从而改善原算法中存在的正负样本比例失衡的问题;同时用调整过的锚框替代原算法中直接由

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摘要

为了抑制在头戴式增强现实显示系统中激光扫描显示与光栅光波导直接耦合时产生的带斑(Banding)现象,改善系统的最终成像效果,本文首先介绍了“Banding”现象,分析讨论了“Banding”现象产生的具体原因。随后,提出了一种加入扩散片的扩束抑制方法,并通过扩束光路结构实验验证了其可行性。最后,针对抑制方案进行了小尺寸、大视场中继光路的设计优化,以满足在头戴式增强现实显示系统上使用的应用场景。本

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摘要

本文提出了一种基于导师-学生网络的驾驶行为识别模型。考虑到驾驶动作是在局部区域发生的,本文将驾驶行为识别任务拆分成动作定位和动作分类两个子任务。针对动作定位任务,设计了网络层数较浅和接受高分辨率图像输入的导师网络,导师网络通过特征图的响应去弱定位动作区域;在动作定位基础上,针对动作分类任务,设计了网络层数较深的接受低分辨率动作区域图像输入的学生网络,学生网络根据深层网络提取的高

PDF全文 激光与光电子学进展 | 2020,57(06):061019
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摘要

针对低照度水下图像存在色偏和细节模糊的问题,本文提出一种基于白平衡和相对全变分的低照度水下图像增强算法。该算法根据光线在水中选择性衰减的特性,首先对水下图像进行全局光照补偿以提高图像亮度,并采用灰度世界算法校正水下图像颜色;然后依据引导滤波的保边平滑性构造新的相对全变分约束来估计照度图,最后基于低照度成像模型得到反射图像,即增强后的水下图像。主观效果、客观分析及应用比较实验均证

PDF全文 激光与光电子学进展 | 2020,57(12):121016
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摘要

面部表情识别是计算机视觉领域的一个重要研究方向,在人机交互、视频监控、智能教育等方面存在广泛应用。深度卷积网络提取的表情特征易受背景、个体身份等因素影响,其与无用特征混合在一起对表情识别造成干扰。针对此问题,本文提出了一种基于注意力机制的面部表情识别算法,该方法基于一个轻量级的卷积神经网络以避免过拟合,通过通道和空间注意力模型对特征图元素进行加强或抑制,应用残差学习单元使注意力

PDF全文 激光与光电子学进展 | 2020,57(12):121015
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摘要

针对图像特征点提取匹配算法中特征点配准率不高的问题,提出了从高斯核距离上考虑的Gaussian-GMS栅格移动统计特征点图像配准算法。该算法先使用ORB算法进行特征点的提取,再通过暴力匹配算法进行大致的特征点配准。根据图片的大小和特征点的个数将图片划分成多个栅格,对栅格内的特征点数量进行移动统计,通过九宫格里的特征点距离中心特征点的远近,使用高斯函数制作分数统计模板,得到该九宫格里的分数统计,

PDF全文 激光与光电子学进展 | 2020,57(12):121014
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摘要

为了解决智能车在进行检测和分割任务时需要快速准确的检测识别能力以及对多种场景的适应能力,提出一种多任务共享同一个特征提取网络的联合方法。整体网络采用编码—解码结构。首先选用ResNet-50网络为编码器进行图片特征的提取;然后采用SSD目标检测算法的多尺度特征预测和快速回归思想,进行检测结果的解码,采用DeepLab V3中的ASPP结构,对来自 ResNet-50 网络下采样后的图像特征进行多尺度映射、双线性上

PDF全文 激光与光电子学进展 | 2020,57(12):121013
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摘要

针对在复杂场景中,传统单一手工特征表达能力不足和模型更新过程中由于误差累积导致模型退化问题,本文提出了基于相关滤波融合卷积残差学习的目标跟踪算法。将融合了多特征的相关滤波算法定义为神经网络中的一层,将特征提取、响应图生成、模型更新整合到端到端的神经网络中进行模型训练;为减少在线更新过程中模型退化问题,引入残差学习方式引导模型更新。在基准数据集OTB-2013和OTB-2015上实验结果表明,本

PDF全文 激光与光电子学进展 | 2020,57(12):121012
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摘要

摘 要 激光强度值会受到大气环境、激光测距值、目标物特性等因素的影响,同类目标物的激光强度值产生较大的偏差。为了消除扫描距离对地面扫描激光强度的影响,以激光雷达测距方程为基础,设计了同种材料、不同距离与点云反射强度的实验,通过实验得出了激光扫描距离与点云激光强度之间的变化关系和数学模型,并将实验数据修正效果较好的模型(如泰勒插值多项式模型、分段多项式模型、分段高斯函数与多项式混合

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