1 江苏大学材料科学与工程学院, 江苏 镇江 212013
2 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
考察倾斜表面纳秒激光抛光后的表面形貌演化规律及表面倾斜程度对抛光效果的影响规律, 可以为增材制造中的自由曲面激光抛光提供参考。采用纳秒激光对不垂直于光轴的粗糙平面进行激光抛光, 并采用激光共聚焦显微镜对激光抛光后的表面形貌进行测试分析。结果表明: 表面倾斜30°时, 抛光后的表面在距离起始点4 mm附近存在表面轮廓波动异常增大的现象, 表面粗糙度值增大到15.80 μm; 倾斜角度增大到45°时, 表面轮廓波动异常增大的位置变化到2 mm附近; 倾斜角度为60°时, 未发生表面轮廓波动异常增大现象。表面轮廓波动异常增大现象反映了激光抛光从过熔型抛光到浅熔型抛光的过渡过程; 自由曲面的激光抛光工艺需要根据抛光区域的倾斜程度和表面粗糙度选定合适激光功率密度和离焦量, 从而实现良好的激光抛光质量。
激光抛光 倾斜角度 抛光机理转变 离焦量 表面粗糙度 laser polishing incline angle transition of polishing mechanism defocus distance surface roughness
天津工业大学 电子与信息工程学院， 天津 300000
低半波电压电光调制器是实现大规模光电集成的关键。文章提出了一种半波电压低于1.5V的薄膜铌酸锂马赫-曾德尔(Mach-Zehnder，MZ)电光调制器，选用绝缘体上单晶薄膜铌酸锂材料作为设计基础，分析了直波导、多模干涉耦合器、弯曲波导和调制臂等结构对电光调制器的影响。结果表明，当调制臂长为3mm时，该薄膜铌酸锂电光调制器具有1.05V的低半波电压、0.319dB的低损耗和27dB的高消光比。同时，该调制器半波电压长度积为0.315V·cm，调制效率高，具有与CMOS技术兼容的半波电压，有利于大规模光电集成。
铌酸锂 马赫-曾德尔电光调制器 多模干涉耦合器 低半波电压 lithium niobate Mach-Zehnder electro-optic modulators multimode interference couplers low half-wave voltage
红外与激光工程
2023, 52(3): 20220417
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春30033
2 中国科学院大学，北京100039
3 中国科学院 天基动态快速光学成像技术重点实验室，吉林长春100
基于深度学习的目标检测算法直接应用于航天光学遥感（Space Optical Remote Sensing，SORS）复杂场景图像中会出现舰船目标检测效果不佳的问题。针对该问题，本文以近海复杂背景的密集排布舰船和远海多干扰中小目标舰船为检测对象，提出一种改进的YOLOX-s（Improved You Only Look Once-s，IM-YOLO-s）算法。在特征提取阶段，引入CA位置注意力模块，分别从高度与宽度两个方向对目标信息的位置进行权重分配，提高了模型的检测精度；在特征融合阶段，将BiFPN加权特征融合算法应用到IM-YOLO-s的颈部结构，进一步提升了小目标船只检测精度；在模型优化训练阶段，以CIoU损失替代IoU损失、以变焦损失替代置信度损失、调整类别损失权重，增大了正样本分布密集区域的训练权重，减少了密集分布船只的漏检率。另外，在HRSC2016数据集的基础上增加额外的离岸中小舰船图像，自建了HRSC2016-Gg数据集，HRSC2016-Gg数据集增强了海上船只及中小像素船只检测时的鲁棒性。通过数据集HRSC2016-Gg评测算法性能，实验结果表明：IM-YOLO-s对于SORS场景舰船检测的召回率为97.18%，AP@0.5为96.77%，F1值为0.95，较原YOLOX-s算法分别提高了2.23%，2.40%和0.01。这充分表明该算法可以对SORS复杂背景图像进行高质量舰船检测。
舰船检测 深度学习 CA注意力模块 加权特征融合 损失函数优化 ship detection deep learning coordinate attention weighted feature fusion loss function optimization
1 江西省建材科研设计院有限公司, 江西省固废建材安全性工程技术研究中心, 江西省节能建材与建筑结构工程研究中心, 南昌 330001
2 华南理工大学材料科学与工程学院, 广州 510641
以细粒级铜尾矿作为主要原材料, 水玻璃为激发剂, 辅以少量水泥和粉煤灰, 通过碱激发反应、压制成型及碳养护制备铜尾矿固化砖。采用X射线衍射、热重-差示扫描量热法、压汞法和扫描电子显微镜-能谱仪等对试样的物相组成、碳化产物、孔隙分布和微观产物形貌进行分析, 探讨碱激发-碳养护对铜尾矿固化砖性能提升的影响规律。结果表明, 水玻璃可以激发铜尾矿的部分胶凝活性, 生成更多絮凝状C-S-H凝胶, 改善铜尾矿固化砖的微观孔结构进而提升其抗压强度。碳养护的时机选择至关重要, 固化砖成型后立即进行碳养护, 碳化反应会与碱激发反应竞争OH-, 生成文石型和方解石型CaCO3, 导致C-S-H凝胶的生成量减少, 孔隙率增大, 抗压强度降低。固化砖密封养护84 h后再碳养护84 h, 其7 d抗压强度可提高20.9%, 碳化产物CaCO3填充内部孔隙, 有害孔和多害孔数量大幅减少, 无害孔数量增加, 整体结构密实程度提高, 从而解决铜尾矿固化砖表面泛霜的问题。
铜尾矿 碱激发 碳养护 固化砖 微观结构 copper tailing alkali activation carbonated conservation cured brick microstructure
1 武汉理工大学土木工程与建筑学院, 武汉 430070
2 武汉地铁集团, 武汉 430000
3 湖北交投智能检测股份有限公司, 武汉 430000
玄武岩纤维增强复合筋(BFRP筋)碱激发混凝土为海洋环境下混凝土的耐久性提供安全保障。在其中心拉拔试验的基础上, 采用分离式模型, 运用ABAQUS有限元软件进行粘结滑移性能数值模拟与分析。通过试验数据, 得出适用于BFRP筋碱激发混凝土的粘结滑移本构模型以及碱激发混凝土的塑性损伤模型, 构建了基于非线性弹簧单元的数值模型, 试验结果与计算结果吻合程度较好, 验证了模型的准确性。试验与模拟结果表明: 粘结长度为2.5d、5d(d为BFRP筋直径)的试件均发生筋材拔出破坏, 粘结长度为10d的试件均发生劈裂破坏; BFRP筋与碱激发混凝土之间的粘结应力分布并不均匀, 随着粘结长度和筋材直径的增大, 极限粘结强度逐渐减小; 当BFRP筋直径d=12 mm, 粘结长度为2.5d、5d和10d的碱激发混凝土试块极限粘结强度分别为13.92 MPa、13.56 MPa和12.60 MPa, 较相同粘结长度的普通混凝土试件, 其极限粘结强度分别提高6.58%、10.97%和9.76%。
玄武岩纤维增强复合筋 碱激发混凝土 粘结性能 粘结滑移本构模型 塑性损伤模型 非线性弹簧单元 basalt fiber reinforced polymer bar alkali activated concrete bond performance bond slip constitutive model plastic damage model nonlinear spring element
光学 精密工程
2021, 29(12): 2797
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于事件的视觉传感器是一种新型的仿生型视觉传感器, 它更类似于人眼的工作机制使其广受关注。与基于帧的传统相机的工作机制和输出方式不同, 基于事件的视觉传感器的像素可以单独检测光照强度对数的变化, 并在变化量超过一定阈值时输出包含位置、时间、极性的事件信息, 拥有低延迟、高动态范围、低功耗的优点, 其独特的输出方式和工作特性使其特别适应于有高速运动、光照条件变化较大或小能耗的场合。本文介绍了事件相机的发展历程、分类和工作原理、优缺点, 以及事件相机在快速运动的跟踪与监测、目标识别、即时定位与地图构建（SLAM）等领域近些年的应用情况。最后总结了事件相机在不同应用领域仍存在的挑战, 并展望其未来的发展。事件相机的广泛应用将为目前传统相机仍很棘手的高速运动和高动态范围场合提供新的解决方案, 在未来的不断更新和发展下, 它将能够在更多复杂的应用场景发挥作用。
事件相机 视觉传感器 基于事件的视觉传感器 原理和应用 event-based camera vision sensor event-based vision sensor principle and application
北方夜视技术股份有限公司南京分公司，江苏南京 211106
制作微通道板的玻璃纤维需要经过拉丝炉拉制而成，拉丝炉的温度场分布直接影响丝径的均匀性，而目前缺乏制作微通道板的玻璃纤维拉丝炉的理论研究，依靠经验所设计的拉丝炉性能差异较大，为此本文根据拉丝炉的实际结构，构建对应的三维模型，利用热传递理论对模型进行分析，重点研究炉芯中心位置、加热温度均匀性和保温层均匀性对拉丝炉内部温度场的影响，根据理论分析结果对微通道板拉丝炉的改进给出了 3个方面的建议。
微通道板 拉丝炉 模型 温度场 micro channel plate, drawing furnace, model, tempe
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室, 吉林 长春 130033
为保证航天遥感相机互补金属氧化物半导体 (CMOS)图像传感器非均匀性校正的实时性,降低图像的光响应非均匀度(PRNU),根据COMS图像传感器的结构特点,提出了一种基于自适应移动窗口的COMS图像非均匀性校正方法。首先,从工程应用角度出发,采用可移动变步长窗口对图像进行分块,使同一窗口内的多列像元共用一组校正参数。然后,针对现有方法中线性拟合校正精度不足的问题,基于COMS传感器的非线性响应特性用最小二乘法对响应曲线进行二阶拟合。实验结果表明,本方法既能提升COMS图像的质量,又能减少硬件系统的校正参数量。用本方法校正后的图像PRNU小于1%,相比线性拟合校正,本方法的校正参数量减少了23.7%。
图像处理 可移动窗口 非均匀性校正 最小二乘法 激光与光电子学进展
2021, 58(14): 1401003
