Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Intelligent Optical Measurement and Detection, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
3 Shenzhen Sincevision Technology Co., Ltd., Shenzhen 518055, China
4 National Key Laboratory of Human Factors Engineering, China Astronaut Research and Training Center, Beijing 100094, China
5 College of Aerospace Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
Optical coherence tomography (OCT) allows a direct and precise measurement of laser welding depth by coaxially measuring the keyhole depth and can be used for process monitoring and control. When OCT measurement was taken during single-beam laser welding, the keyhole instability of aluminum welding resulted in highly scattered OCT data and complicated the welding depth extraction methods. As a combination of an inner core beam and an outer ring beam, a novel adjustable ring mode (ARM) laser for producing a stable keyhole was applied to the OCT measurement. Different ARM laser power arrangements were conducted on aluminum and copper. The results indicated that the ring beam greatly improved the stability of the core beam-induced keyhole, and smooth welding depth can be extracted from the concentrated OCT data.
optical coherence tomography adjustable ring mode laser laser welding welding depth Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011203
1 贵州大学化学与化工学院, 贵阳 550025
2 中低品位磷矿及共伴生资源高效利用国家重点实验室, 贵阳 550025
3 瓮福(集团)有限责任公司, 贵阳 550025
4 贵阳开磷化肥有限公司, 贵阳 550025
γ-CuI较宽的能带空隙及较高的离子电导率等特点, 使其在光能利用和超快闪烁材料领域有着广泛的应用。γ-CuI 的形貌往往对其结构性质有重要的影响, 精准地调控其形貌有很大的意义。因此, 本文采用微反应法, 通过控制不同NH3·H2O用量、Cu源、管内反应停留时间及合成温度等因素, 结合SEM、XRD和FT-IR等测试手段, 对不同合成条件下制备得到的γ-CuI的晶型与形貌进行了研究。并对传统液相沉淀法和微反应法制备的γ-CuI进行了比较。结果表明, 当NH3·H2O使用量(CNH3·H2O/CN2H4)为0.4、管内停留时间为10 s、反应温度为20 ℃的条件下达到90.5%的最高产率。其中, NH3·H2O的使用量对形貌的影响最大, 当NH3·H2O的使用量为0.4时, 合成了形貌均一的棒状γ-CuI。对比不同的铜源, 除Cu(CH3COO)2·H2O制备得到棒状的γ-CuI, 其余Cu源均主要生成颗粒状γ-CuI。增加管内时间则有助于棒状γ-CuI的形成, 但进一步增长时间会导致样品在管内损失。此外, 过高的反应温度会导致棒状γ-CuI逐渐向颗粒状γ-CuI转化。
微反应器 微流控法 微筛孔板 形貌调控 γ-CuI γ-CuI N2H4·H2O N2H4·H2O microreactor microfluidic method microporous sieve plate morphological control
1 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏 南京 210044
2 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏 南京 210044
针对 2020 年 9 月至 2020 年 10 月在南京钢铁集团外采集的 25 个地表灰尘样品, 使用手持式 X 射线荧光光谱仪 (XRF) 分析其中 Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Hg、Pb、Sr、Zr、Mo 这 10 种重金属元素含量, 运用统计学方法、单因子指数、地累积指数对研究区土壤重金属污染程度进行评价, 并采用正定矩阵因子分解模型解析了重金属污染源。结果表明, 地表灰尘重金属平均含量为: Cr (260 ± 14 mg·kg-1)、Mn (1550 ± 22 mg·kg-1)、Fe (165000 ± 1000 mg·kg-1)、Cu (67 ± 9 mg·kg-1)、Zn (600 ± 13 mg·kg-1)、Hg (16 ± 6 mg·kg-1)、Pb (102 ± 7 mg·kg-1)、Sr (275 ± 10 mg·kg-1)、Zr (302 ± 5 mg·kg-1)、Mo (13 ± 3 mg·kg-1), 地累积指数平均值为 2.13, 区域整体呈中度污染, 其中 Hg 为严重污染, Mo 为重污染, Zn 为中度污染, Cr、Fe、Pb 为偏中污染, Mn、Cu、Sr 为轻度污染, Zr 无污染。研究区西北部及北部为重金属含量高值区, 地表灰尘中重金属有较多富集。源解析分析表明研究区内地表灰尘重金属有 3 个主要来源: 一是工业排放源, 二是自然源及生活源, 三是机动车排放源。其中工业排放源为主要来源, 对重金属的贡献率为 49.3%; 其次为自然源及生活源和机动车排放源, 贡献率分别为 30.7% 和 20.0%。
工业园区 地表灰尘 重金属 单因子指数法 地累积污染指数法 正定矩阵因子解析 industry park surface dust heavy metals pollution index geo-accumulation index positive matrix factorization 大气与环境光学学报
2022, 17(4): 429
提出了一种基于块稀疏贝叶斯学习的合成孔径雷达（Synthetic aperture radar，SAR）图像目标方位角估计方法。SAR图像具有较强的方位角敏感性，因此对于具有某一方位角的SAR图像仅能与其具有相近方位角的样本具有较高的相关性。方法基于稀疏表示的基本思想，首先对所有训练样本按照方位角顺序排列为全局字典。在此条件下，待估计样本在该字典上的线性表示系数具有块稀疏特性，即非零表示系数主要聚集在字典上的某一局部区域。求解得到的块稀疏位置包含的训练样本可以有效地反映待估计样本的方位角信息。采用块稀疏贝叶斯学习（Block sparse Bayesian learning, BSBL）算法求解全局字典上的稀疏表示系数，并根据具有最小重构误差的原则获得最佳的局部分块。在获取最佳分块的基础上，方位角计算方法采用线性加权的方式综合了该分块区间内所有训练样本的方位角信息从而获得更为稳健的估计结果。所提出的方法在充分考察SAR图像方位角敏感性的基础上，综合运用局部区间内样本的有效信息，避免了基于单一样本估计的不确定性。为了验证所提出方法的有效性，基于Moving and stationary target acquisition and recognition （MSTAR）数据集进行了方位角估计实验并与几类经典方法进行对比分析。实验结果验证了所提出方法的性能优势。
合成孔径雷达 方位角估计 块稀疏贝叶斯学习 线性加权 synthetic aperture radar azimuth estimation block sparse Bayesian learning linear weighting 红外与激光工程
2022, 51(4): 20210282
1 辽宁工程技术大学 测绘与地理科学学院, 阜新 123000
2 深圳大学 智慧城市研究院, 深圳 518061
为了解决地形、走向复杂、点云密度不均匀的输电线路的电力线提取精度低的问题, 提出了一种高效的电力线自动提取和重建方法。首先通过空间分割和点云密度分析方法改进高程滤波算法实现电力线粗提取; 采用基于点云间倾斜角度平均值的滤波算法精提取电力线; 使用统计滤波算法完成电力线整体点云提取; 通过基于随机采样一致性算法的电力线分条提取算法分离电力线, 最后采用直线和抛物线结合的模型完成电力线重建。结果表明, 该方法电力线总的提取精度为99.342%, 单条电力线重建精度最低为0.042m, 对地形、线路走向和点云密度等因素具有较好的鲁棒性。该研究为复杂场景下大规模输电线路的电力线提取和3维重建提供了参考。
激光技术 电力线自动提取 点云密度 重建 滤波 laser technique power line automatic extraction point cloud density reconstruction filtering RANSAC RANSAC
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
设计出不同相移步长的多焦点光子筛阵列,利用相移数字全息术对USAF1951分辨率板进行成像,在光学波段验证了光子筛阵列的相移功能。实验结果表明,多焦点光子筛阵列在不同相移步长下均可消除零级像和共轭像,系统分辨率均与理论预期结果一致。作为一种振幅型衍射透镜,多焦点光子筛阵列在X射线全息术和生物细胞显微等领域有着广阔的应用前景。
全息 数字全息 相移 衍射透镜 X射线成像
1 国防科技大学航天科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 湖南省图像测量与视觉导航重点实验室, 湖南 长沙 410073
针对嫦娥一号探月卫星2C级月面成像，提出了基于待配点最优模板选择的二次函数形变补偿迭代匹配方法。仿真表明它能有效地适应地形起伏引起的图像形变，匹配精度较高且稳定性好。在标准相关匹配的基础上结合所提出的方法完成了下视图与前、后视图的精确匹配，采用三视约束机制和顺序检验机制保证了匹配的稳健性。分析了线阵相机成像的仿射近似模型，并以此为基础实现同轨三视重建。基于邻轨下视图同名特征点，采用RANSAC方法估计邻轨三维坐标转换参数，完成邻轨拼接。实验结果表明，三维重建的月貌图能够更好地表达月球表面的形状和地形。
图像处理 三维重建 图像匹配 三线阵CCD 二次函数形变 嫦娥一号 月面图像
重庆邮电大学 光电子工程学院, 重庆 400065
针对多业务传输的WDM-ROF-PON(融合光载无线技术的波分复用－无源光网络)系统的稳定性和业务间串扰问题, 设计了一种能同时传输两种无线业务的WDM-ROF-PON系统。实验过程中, 对下行链路的4路ROF信道进行了测试, 系统能同时传输60 GHz 2.5 Gbit/s的毫米波信号和5 GHz 155 Mbit/s的DPSK(差分相移键控)信号, 传输距离为20 km。各信道中低频业务传输20 km后功率代价为0.4~2.8 dB, 毫米波信号传输20 km后功率代价为1.5~3.2 dB; 仅传输毫米波业务时, 接收机灵敏度提升0.6~2 dB。实验结果表明, 各信道中两种业务的信号传输性能均良好, 系统较稳定, 低频业务对毫米波业务的干扰较小。
光载无线 波分复用 多业务系统 光毫米波 无源光网络 ROF WDM multi-service system optical millimeter wave PON
1 京东方科技集团股份有限公司产品开发中心, 北京 100176
2 长春理工大学机电工程学院, 吉林 长春 130022
中小尺寸发光二极管(LED)背光源为了降低成本而选择LED灯条单短边的设计, LED在短边的布局相对比较集中, 不可避免地带来散热问题。文章利用有限元ANSYS软件对15.6inch笔记本电脑单短边LED背光源散热问题进行研究, 结果表明采用铝板散热可使LED温度由109℃降低至47℃左右, 下降约57%。同时由于铝材价格较高, 文章对如何使用最少的铝材达到最理想的散热效果进行了讨论, 得到了最有利于LED散热的铝板形状、面积、厚度以及安装方式。
LED背光源 单短边 有限元 散热铝板 LED back light single short side finite element heat dissipation
设计了一种将光载无线技术融合于波分复用无源光网络结构的系统。在发射端，系统采用光学倍频技术生成40GHz光毫米波载波，加载2.5Gbit/s的基带数据信号，下行链路传输性能良好且受色散影响小；在接收端，利用光波重用技术从下行信号中提取上行光载波，加载2.5Gbit/s上行基带数据信号。采用光学倍频技术降低了毫米波生成成本，提高了系统的实用性。
波分复用 光载无线 光学倍频 光波重用 光毫米波 wavelength division multiplexing (WDM) radio over fiber (ROF) optical frequency multiplication (OFM) wavelength reuse optical millimeter-wave
