南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室, 南昌 330063
介绍了白光干涉系统噪声来源及其对白光干涉图像的影响; 扫描白光干涉过程中既引入了时间噪声, 又引入了空间噪声, 使干涉数据的噪声呈复杂的时空分布; 只对干涉数据进行单分量的传统去噪方法无法完全去除噪声, 且会造成图像数据的畸变; 利用三维噪声理论分析了白光干涉系统的噪声特性, 并对干涉数据进行时间和空间分量的噪声处理, 在去除噪声的同时, 又避免了原始数据发生时空畸变; 为了实现实时处理, 设计了相应的基于图形处理器(Graphic Processing Unit, GPU)的并行算法, 解决了三维去噪与重建耗时严重的问题。
白光干涉 三维噪声 表面重建 white-light interference three-dimensional noise surface reconstruction GPU GPU
南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室, 江西 南昌 330063
采用扫描白光干涉法对菲涅耳微透镜芯模表面浮雕结构进行了检测, 并对元件表面微观形貌进行了三维重建。根据其表面形貌数据, 引入幅度参数表征法, 分别计算出横向线宽误差以及样品的系统刻蚀深度误差和随机刻蚀深度误差等纵向加工偏差。通过表面高度分布的偏斜度、表面高度分布的峭度等参数获得了有关微芯模表面误差和缺陷的量化信息。实验研究表明, 扫描白光干涉法能精确定量化表征微芯模表面形貌特征, 这对探索适用于新型微光学器件表面三维形貌误差的无损检测评价方法具有实际意义。
菲涅耳微透镜 菲涅耳波带板 芯模 扫描白光干涉术 三维形貌 加工误差 Fresnel micro-lens Fresnel Zone Plate(FZP) core mould scanning white light interferometry three-dimensional topography fabrication error
南昌航空大学教育部无损检测技术重点实验室, 江西 南昌 330063
考虑到实际入射光强的空间分布不均匀,基于Kretschmann模型并采用角谱方法分析模拟了两束高斯光干涉诱导表面等离子激元(SPP)驻波场。与理想平面波不同，高斯光诱导的SPP干涉条纹幅值大小不等，分布复杂，这表明光强空间非均匀程度会严重地影响到曝光深度的分布。还分析了金属薄膜的厚度、损耗以及光刻胶的介电常数对SPP驻波场的影响，并得出不恰当的金属板厚和细微损耗都会极大削弱SPP驻波场，而如果光刻胶的介电常数过大则有可能产生不了表面等离子体共振的结论。
相干光学 干涉光刻 高斯光 表面等离子激元 光学学报
2011, 31(10): 1024003
1 南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室, 南昌 330063
2 中航工业江西洪都航空工业集团公司 理化测试中心, 南昌 330024
运用扫描白光干涉法对30CrMnSiA合金韧窝断口复杂的三维表面微观形貌进行了检测。系统采用Linnik干涉结构, 并通过基于扫描空间余弦傅里叶频域分析的算法重建断口表面三维形貌。实验中扫描行程达120 μm, 纵向检测精度优于5 nm, 余弦傅里叶分析表现出很强的位相提取和噪声抑制能力, 韧窝断口微观形貌的三维重建效果理想。采用小岛法对获得的三维形貌数据进行分形维数测算, 在40%～70%相对切割高度处, 断口表面分形维数为1.630 4～1.643 2, 平均值为1.641 7, 标准差为0.012 0。结果显示, 30CrMnSiA合金韧窝断口微观形貌具有典型的分形特征。实验表明, 扫描白光干涉术是检测断口微观三维形貌的一种有效方法, 具有纵向精度高, 测程范围大, 重构效率高等特点。
扫描白光干涉 合金韧窝断口 空间频域 微观三维形貌 scanning white-light interferometry alloy dimple fracture spatial frequency domain microscopic 3-D profile
南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室, 江西 南昌 330063
针对小推力压电陶瓷迟滞特性，提出一种用SPCE061A单片机控制的新型白光干涉微纳扫描系统的设计。该扫描系统采用低压误差放大器OP07和高压功率放大器PA78双级放大器件为核心元件，使系统的整体带宽与放大倍数可调节，并对扫描系统中压电陶瓷微位移器的迟滞曲线采用最小二乘曲线拟合法进行数学建模。实验结果表明：输出电压在（0～200）V连续可调，纹波电压的最大值为1.06mV；应用于微纳扫描控制，能获得20μm扫描范围，控制精度达10nm，线性度为0.9，阶越响应时间1.5μs，可实现对微纳扫描系统精确、快速开环控制。
压电陶瓷 白光干涉 迟滞特性 驱动电源 数学建模 PZT white-light interference hysteresis property driving power supply SPCE061A SPCE061A mathematical modeling
南昌航空大学自动化学院, 江西 南昌?330063
设计一套时间分辨导数光谱的实验装置,用三棱镜对从单色仪出射的波长为[EQUATION]的单色光进 行光强分束,利用斩波器的时间分辨作用获得了双波长光束, 同时利用斩波器的互补调制功能使这两束光实现差分,得到一阶导数光谱。通过实验验证了该 方法可以快速准确地实现一阶导数光谱,而且导数谱比其零阶谱 具有更高的分辨率。
导数光谱 时间分辨 互补调制 差分 derivative spectroscopy time resolution modulate complementarily difference
1 华中科技大学 光电子科学与工程学院，武汉 430074
2 南昌航空工业学院 无损检测技术教育部重点实验室，南昌 330063
采用光栅投影式三维轮廓术测量物体三维形貌时，当物体是台阶状物体时，物体表面的光栅条纹有阴影，导致后面的叠相还原过程无法进行。为了解决这一问题，将被测物体放在精密的旋转平台上。通过2次成像后，对2幅图像进行图像拼接，得到清晰的被光栅调制的物体图像。在图像拼接时，引入区域黑白对比度概念，区域的黑白对比度最大位置就是黑白区域的分界线。从而精确确定中间块2个边界的位置，然后进行图像拼接。最后采用双频光栅的傅里叶变换轮廓术来实现物体的三维形貌重建。结果表明：本方法简单、精度高，可以成功解决投影时具有阴影物体的三维形貌重建问题。
图像拼接 三维形貌测量 傅里叶变换轮廓术 区域对比度 image mosaic 3-D profilometry measurement Fourier transform profilometry contrast of successive region
南昌航空工业学院,测试技术与控制工程系,江西,南昌,330034
介绍了数字控制式半导体激光器驱动电路的设计,包括温度控制系统和光功率控制系统.该系统以单片机为核心,结合外围电路,以数字控制技术代替以往的模拟电路,易于控制,精度高.对光功率控制系统也以单片机为核心,配合外围的功率采样电路和电流驱动电路,同时使用PD控制算法,控制电源电流,从而控制激光器光功率输出.在PD参数整定时,采用了工程实验法多次实验调试确定参数.建立数学模型,从而实现软件控制.为了提高控制的精度,把功率范围分为9段,对每一段都整定了一组参数,从而将光功率误差控制在0.02 W内.所设计的驱动电路精度高,实时性好,达到了设计要求.
半导体激光器 光功率 参数整定 LD Optic power Parameter tuning PID PID
根据半导体激光二极管的工作原理 ,设计了一种利用单片机实现半导体激光器功率稳定输出的自动控制系统。该系统包括恒流源、光功率反馈、保护电路、温度控制等部分。系统具有激光功率值的实时控制、显示和设置 ;工作温度值的实时控制、显示和设置 ;系统软开关和软保护等功能。
单片机 半导体激光器 输出功率 自动控制 microprocessor laser diode output power autaoconrol
从非线性波动方程出发,运用准平衡模型以及热弹理论,对固体样品中光声拉曼效应进行理论分析,导出了脉冲激光泵浦下光声拉曼信号的解析表达式,并总结分析了固体中光声拉曼效应的一些原理特性、实验问题和应用价值.
固体 光声拉曼效应 光声拉曼光谱 solid photoacoustic Raman effect PARS
