强激光与粒子束
2023, 35(9): 091002
彭星 1,2,3翟德德 1,2,3石峰 1,2,3,*田野 1,2,3[ ... ]阮宁烨 1,2,3
1 国防科技大学 智能科学学院,湖南 长沙 410073
2 湖南省超精密加工技术重点实验室,湖南 长沙 410073
3 装备综合保障技术重点实验室,湖南 长沙 410073
针对激光增材制造高反射金属工件表面缺陷的高精稳健检测与评估这一工程难题,设计了一种基于高反射抑制效应的偏振检测系统,能够有效避免背景杂波干扰,提升复杂检测环境下的缺陷探测能力。系统基于Q-type非球面设计,其像差校正能力强,简化了系统结构,第7表面面型与最佳拟合球面偏离量仅0.371 μm,第9表面面型与最佳拟合球面偏离量仅0.434 μm,焦距为50 mm,F数为2,工作距离为300 mm。仿真结果表明,调制传递函数在奈奎斯特频率为144.93 lp/mm处优于0.42,满足成像质量要求;公差分析和2000次蒙特卡洛分析结果显示,在满足偏振检测系统成像质量条件下,公差范围合理,符合加工与装配条件。同时,基于斯托克斯矢量法提取高反射检测图像中的缺陷偏振态信息,实现斯托克斯矢量、偏振度和偏振角信息的高反射抑制重构,有效提升偏振检测图像对比度、凸显缺陷轮廓信息及形貌特征,对激光增材制造高反射金属工件表面缺陷的特征提取与表征分析具有重要意义。
激光增材制造 偏振检测 光学设计 缺陷 laser additive manufacturing polarization detection optical design defects 红外与激光工程
2023, 52(6): 20220863
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Engineering Research Center of Ultra-precision Optical Manufacturing, School of Information Science and Technology, Fudan University, Shanghai 200433, China
A key limitation in the observation of instruments used in operations and heart sutures during a procedure is the scattering and absorption during optical imaging in the presence of blood. Therefore, we propose a novel real-time fiber-optic infrared imaging system simultaneously capturing a flexible wide field of view (FOV) and large depth of field infrared image in real time. The assessment criteria for imaging quality of the objective and coupling lens have been optimized and evaluated. Furthermore, the feasibility of manufacturing and assembly has been demonstrated with tolerance sensitivity and the Monte Carlo analysis. The simulated results show that the optical system can achieve a large working distance of 8 to 25 mm, a wide FOV of 120°, and the relative illuminance is over 0.98 in the overall FOV. To achieve high imaging quality in the proposed system, the modulation transfer function is over 0.661 at 16.7 lp/mm for a short wavelength infrared camera sensor with a pixel size of 30 µm.
infrared imaging system imaging through blood wide-angle large depth of field optical design telecentric structure Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 011201
1 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510640
2 复旦大学 上海超精密光学制造工程技术研究中心, 上海 200433
3 广东金鉴检测科技有限公司, 广东 广州 511300
4 广州虎辉照明科技公司, 广东 广州 510170
5 华南师范大学 美术学院, 广东 广州 510631
针对LED样品检测中的样品短路失效、LED光源黑化、光通量下降和芯片表面通孔异常现象, 采用金相切片、机械微操、静电测试等方式结合扫描电镜和能谱仪(EDS)等表征手段对失效机制进行了分析, 揭示了LED失效原因。包括镀层银离子与杂质硫离子导致光源黑化; 芯片抗静电电压低, 部分样品发生静电击穿; 失效芯片通孔下面的Ni-Sn共晶层存在大量空洞, 使得复杂结构的芯片通孔应力不均, 样品工作时芯片表面开裂破碎, 从而导致PN结短路失效; 封装胶中残存的杂质离子腐蚀芯片负电极导致电极脱落而出现漏电、光衰和死灯等现象。
可靠性分析 电极 芯片 封装 LED light-emitting-diode(LED) invalid analysis electrode chip encapsulation
1 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广州 510640
2 复旦大学 信息科学与工程学院 上海超精密光学制造工程技术研究中心 上海 200433
3 广东金鉴检测科技有限公司, 广州 511300
4 华南师范大学 美术学院, 广州 510631
为了探究发光二极管(LED)封装胶对LED失效性的影响, 选取LED封装硅胶失效案例进行了失效性分析.利用傅里叶转换红外光谱分析和气相色谱质谱联用仪对失效样品进行成分分析, 根据分析结果总结样品的失效机理.分析结果表明: LED灯珠封装气密性检测过程中材料的化学不兼容性导致封装胶失效, LED灯珠气密性变差, 进而影响到光、电、热、机械结构、材料特性等, LED可靠性降低.在LED生产制造过程中, 需要避免材料的不兼容性, 增加LED的可靠性.
封装硅胶 可靠性 失效 不兼容性 气密性 LED LED Silicone package Reliability Failure Incompatibility Gas tightness