1 西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710021
2 西安应用光学研究所，陕西 西安 710065
3 电磁空间安全全国重点实验室，天津 300308
电润湿液体透镜是一种可以通过改变两端加载电压从而改变自身光焦度，而不需要改变光学间隔的一种透镜。基于液体透镜所设计的变焦光学系统可以大大减少传统机械变焦光学系统的复杂度。基于康宁 A39 液体透镜，利用 ZEMAX 仿真，在 20 D 的光焦度变化范围内设计了一款焦距变化为 16~32 mm，视场角变化为 32°~16.36°，变倍比为 2，短焦 F 数为 6.3，长焦 F 数为 12.8，且最大口径不超过 10 mm 的小型二元单液体透镜变焦光学系统。实验结果表明，该系统成像质量良好，在工业镜头等领域有广泛的应用前景。
光学设计 变焦镜头 液体透镜 介电润湿效应 像质评价 optical design zoom lens liquid lens dielectric wetting effect image quality evaluation
1 西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710021
2 西安应用光学研究所，陕西 西安 710065
针对空间相机轻量化、小型化要求，采用一体式环形孔径透镜。由于基底单一和结构紧凑，系统存在色差和球差，引入衍射光学元件和偶次非球面校正像差，而单层衍射光学元件在宽波段存在衍射效率下降等问题，设计了一种端到端式光学-数字联合成像系统，对影响衍射效率主要级次的点扩散函数进行一致性优化，构建出空间不变的点扩散函数模型，为后续图像复原建立复原函数模型，实现退化图像的复原。最终光学-数字联合成像系统工作波段确定为0.45~1 μm，焦距为185 mm，视场为5°，F数为4，遮拦比为0.35，系统总长为67.8 mm。
光学设计 环形孔径 单层衍射光学元件 端到端设计 图像复原 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0411006
为了满足两镜反射系统对光学元件高精度的装调、定位要求，以及系统工程化应用对可靠性与装调效率的要求，提出了一种基于人工神经网络（ANN）的自适应装调技术。基于矢量波像差理论分析两镜系统波像差与失调量的映射关系，在Keras框架下搭建ANN，并以非解析思路构建了自适应装调模型，开发了自适应装调装置，使失调次镜的平移调校精度优于2 μm，倾斜调校精度优于2″，解决了算法设计与精度优化、反射镜组微应力固联等技术难题，并对某双抛无焦系统完成了自适应装调验证。试验结果表明：运用该装调技术，两镜反射系统装调后波像差优于λ/16、装调周期大幅缩短、装配可靠性通过环境试验考核，为该技术的工程化应用打下了基础。
西安工业大学 光电工程学院, 陕西 西安 710021
介绍了一种用于测量表面接触角的简易装置,目的是为材料表面的润湿性实验研究过程提供一种简易专用装置和方法,替代昂贵的专用测量仪器,用于快速评估被测样品表面的接触角。装置由样品台、光学系统、三维平移台、移液器和计算机组成,对被测样品表面具有一定体积的液滴通过光学系统成像,并将CCD相机与计算机相结合,对液滴形态图像进行存储和分析,从而得到被测样品的表面接触角。对装置的结构、功能和使用方法进行了介绍。
接触角测量 接触角测量装置 表面接触角 contact angle measurement contact angle measurement setup surface contact angle
1 中国科学院新疆生态与地理研究所, 新疆 乌鲁木齐830011
2 中国科学院研究生院, 北京100049
适宜的光谱指数对于地表参数高光谱诊断模型的估算精度具有决定性作用。 通过不同棉花冠层水分含量表征参数冠层等效水厚度EWTcanopy, 植株含水量VWC及其对应的光谱数据分析, 构建350～2 500 nm范围内所有波段两两组合的比值指数RVI和归一化指数NDVI, 分析水分含量表征参数与所有指数之间的相关关系, 筛选最大相关系数对应的指数作为最佳水分指数, 利用新指数构建水分含量表征参数的估算模型, 并与已知的各种水分指数估算精度进行比较。 结果表明: 新建比值指数R1 475/R1 424及其归一化指数(R1 475-R1 424)/(R1 475+R1 424)对EWTcanopy的估算效果最佳, 由其得到的估算值与实测值之间的相关系数r值达到0.849; 已知指数(R835-R1 650)/(R835+R1 650)对VWC的估算效果最佳, 由其得到估算值与实测值之间的相关系数r值为0.805。
棉花水分含量 高光谱 比值植被指数 归一化植被指数 估算模型 Cotton water content Hyperspectra Ration vegetation index Normalized difference vegetation index Estimation model
1 中国科学院大连化学物理研究所, 辽宁 大连 116023
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
以紫外线和氮离子注入作为诱变手段对曲酸产生菌黄曲霉CICC 2242进行诱变处理, 筛选出一株高产菌株N83。曲酸产量由初始的12.4 g/L提高到19.4 g/L, 提高了56.5 %; 遗传稳定性实验结果表明, N83遗传性状稳定良好。该结果表明氮离子注入诱变是获得高产曲酸的有效途径。
曲酸 紫外线 氮离子注入 诱变 kojic acid UV radiation N+ implantation mutagenesis
1 海军航空工程学院青岛分院, 山东 青岛 266041
2 沈阳航空工业学院， 辽宁 沈阳 110034
3 东北大学机械工程与自动化学院, 辽宁 沈阳 110004
为改进钛合金(Ti6Al4V)的耐磨性能，应用脉冲Nd:YAG激光进行了钛合金表面熔覆(Ti+Al/Ni)+(Cr2O3+CeO2)复合涂层实验，分析了工艺参数对熔覆层高度、熔深、稀释率的影响，观测了熔覆层的组织与性能。结果表明，熔覆层高度和熔深随单脉冲能量的增加而增大。单脉冲能量20 J,脉宽8 ms,频率5 Hz,扫描速度1.1 mm/s时稀释率达到最小，其值为3.95%。熔覆层组织是在细小树枝晶和共晶基体上散布的未熔Cr2O3颗粒和白亮球状液析Cr2O3，并有硬化TiAl陶瓷颗粒增强相存在。显微硬度明显提高，最高可达1150 Hv，平均是基材的3～4倍。熔覆层和基材实现良好冶金结合，白亮熔合区宽度10～20 μm。通过优化工艺参数，获得连续、均匀、无裂纹和气孔的高质量涂层。
光学设计与制造 钛合金 脉冲激光熔覆 脉冲能量 稀释率
1 东北大学 机械工程与自动化学院， 辽宁 沈阳 110004
2 海军航空工程学院 青岛分院， 山东 青岛 266041
3 沈阳航空工业学院机械与汽车学院， 辽宁 沈阳 110006
以Ti, 陶瓷粉末和镍基自熔合金粉末按一定比例配置的混合粉末作为预置合金涂层，采用CO2气体激光进行多层熔覆，在Ti600合金表面制备出摩擦磨损性能沿厚度方向呈梯度变化的钛基功能梯度材料(FGM)。利用扫描电镜(SEM)及X射线能谱仪(EDX)分析了材料的微观组织和成份。结果表明，采用合适的合金粉末成份和激光熔覆工艺参数，可以获得原位自生TiC增强颗粒弥散分布且其含量呈梯度变化的钛基功能梯度材料。熔覆层组织均匀细密，各熔覆层之间无明显界限，且与基体呈良好冶金结合。
材料 钛合金 激光熔覆 功能梯度材料 原位自生 显微结构
