液晶显示领域中的一个重要研究方向是液晶电光性能的改善。近年来，液晶-纳米科学见证了纳米掺杂增强液晶电光性质的范式转变。一方面，纳米颗粒具备特殊的理化性质能有效改善分散基质的性质；此外，纳米掺杂的液晶复合体系制备工艺简单、电光特性卓越，在显示领域占据重要地位。利用液晶与纳米颗粒间的不同相互作用，研究人员设计了一系列具有高稳定性、低成本、可调谐和可持续的电光器件。然而，纳米颗粒的掺杂有可能造成结构缺陷，不利于液晶的稳定。因此，纳米颗粒的选择是影响液晶电光性能的关键。本文概述了液晶-纳米复合体系的电光特性，着重讨论了纳米颗粒与液晶分子间可能存在的相互作用。同时，综述纳米颗粒掺杂液晶的研究现状，根据纳米颗粒类型总结了纳米掺杂对液晶电光性能的影响，并在此基础上，对未来液晶显示技术与纳米技术的结合进行了展望。
液晶 纳米颗粒 电光性能 相互作用 liquid crystals nanoparticles electro-optical performance interactions
1 新疆师范大学物理与电子工程学院新疆发光矿物与光功能材料研究重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830054
2 江苏科技大学理学院，江苏 镇江 212003
应用哈特里-福克-博戈留波夫（HFB）平均场理论研究玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）均匀系统中集体激发的朗道阻尼。首先，不采用准粒子共振跃迁和集体激发能量两个条件近似进行严格推导，在参量变化较大的范围内给出朗道阻尼与温度的函数关系，重点讨论趋近绝对零度和相变临界温度两种极限情况，并引入误差函数分析不同能量的准粒子跃迁对阻尼的贡献。然后，采用上述两个近似进行推导，并利用误差函数计算结果分析两种近似的适用范围。
量子光学 玻色-爱因斯坦凝聚 朗道阻尼 哈特里-福克-博戈留波夫近似 误差函数 光学学报
2022, 42(16): 1627001
1 合肥工业大学计算机与信息学院 情感计算与先进智能机器安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230009
2 德岛大学先端技术科学教育部, 日本 德岛 7708502
针对非约束环境下,局部遮挡可能会对表情识别造成干扰并影响最终判别结果的问题,提出一种基于非对称邻域韦伯局部描述子(AR-WLD)和分块相似度加权的表情识别算法。在特征描述上,相比传统的韦伯局部描述子 (WLD),AR-WLD将原有的方形邻域扩展成非对称邻域,并进行了多尺度分析,增强了算子的表征能力。在分类判别时,为了区分不同面部区域对表情识别的贡献度,对表情区域进行了不重叠分块;引入了信息熵来衡量不同子块包含的不确定信息,依据信息量定义相似性距离的权重;通过分块相似度加权求和,实现表情判别。在JAFFE库和CK库上的实验结果表明:当表情图像存在遮挡时,AR-WLD可以有效地提高WLD的分类能力和稳健性,分块相似度加权的分类算法则进一步降低遮挡区域对表情识别的干扰。
图像处理 遮挡表情识别 非对称邻域韦伯局部描述子 分块相似度 信息熵加权 激光与光电子学进展
2018, 55(4): 041013
为了解决复杂曲面熔覆过程中路径规划的难题, 采用了基于点云切片法生成熔覆轨迹的算法, 运用逆向技术完成零件的反求, 提取模型的点云数据; 并以切平面与点云带宽平面的交点确定激光束扫描轨迹, 根据等弓高误差法确定加工点, 对路径模拟仿真;然后以45#钢作为试验基材, 在表面熔覆一层铁基粉末, 进行自由曲面零件的激光熔覆路径规划研究。结果表明,使用显微硬度仪测得熔覆层硬度稳定在390HRC, 为基材的1.6倍左右;熔覆层组织均匀、结构致密、无明显气孔及裂纹, 与基材形成了良好的冶金结合。该方法熔覆结果良好, 验证了轨迹规划的可行性。
激光技术 自由曲面 点云切片 轨迹规划 硬度 laser technique free-form surface point cloud slicing trajectory planning microhardness
为了快速、准确地提取零件破损边界, 直观地反映零件损伤的过程和结果并进行形状还原, 更好地实现激光熔覆再制造修复复杂破损零件, 依据激光熔覆的工艺特点对破损零件的缺陷类型进行划分, 并对不同类型缺陷进行破损边界提取和形状还原方法的研究。提出基于曲率阈值和法矢夹角阈值的表面浅斑类损伤边界特征以及基于3-D比较的局部深层类损伤边界特征进行提取的方法, 采用NURBS曲面对表面浅斑类损伤零件和传统曲面造型方法对局部深层类损伤零件进行形状还原, 最后路径规划进行激光熔覆再制造修复实验验证。结果表明, 此方法提高了其破损区域提取和还原的精度和效率, 熔覆形貌波纹度较小。该研究为零件破损边界提取与形状还原在激光熔覆再制造的应用提供了理论基础。
激光技术 边界提取 形状还原 激光熔覆 路径规划 laser technique boundary extraction shape reduction laser cladding path planning
1 新疆大学 机械工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830047
2 新疆工程学院 机械工程系, 新疆 乌鲁木齐 830091
对于复杂轴类零件的激光熔覆再制造, 实现轨迹规划及自动编程较为困难。针对这种情况, 结合逆向工程与轴类零件再制造的特点, 完成了基于非均匀有理B样条(NURBS)曲线的复杂轴类零件表面逆向。提出了面向激光熔覆再制造的NURBS曲线等弧长插补方法并设计了一种基于Romberg求积公式的牛顿迭代数值算法。开发了6自由度关节机器人的轨迹规划及辅助编程程序。对实验零件熔覆层金相组织、厚度、显微硬度进行了测试和分析。结果表明, 熔覆层与基体形成冶金结合; 熔覆层厚度均匀, 在光束最大倾斜至水平夹角42°时, 熔覆层厚度比最厚处减少0.034 mm; 显微硬度明显高于基材。证明了这是一种可靠的激光熔覆再制造方法。
激光熔覆 复杂轴类零件 再制造 机器人 等弧长插补 laser cladding complex shaft shaped parts remanufacturing robot constant arc increment interpolation 红外与激光工程
2017, 46(5): 0506005
新疆大学机械工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830047
根据激光熔覆工艺特性,针对曲面零件提出了一种路径规划方法，采用三维扫描仪获取熔覆曲面点云数据,应用点云切片法得到熔覆路径上的点集。利用等弓高得到稀疏化轨迹点集，运用非均匀有理B样条(NURBS)曲面拟合得到加工点的法矢量,并按该方向偏置一定距离得到枪头运动轨迹点。通过熔覆实验并对实验样件作定量分析，发现曲面上的熔覆层质量良好，从而验证了该方法的可靠性和实用性，该研究为其他曲面零件的熔覆再制造修复提供了一定的参考。
激光技术 曲面零件 路径规划 激光熔覆 NURBS曲面 熔覆层
为了研究玻璃衬底上的亚波长紧凑金属柱阵列薄膜的光透射增强特性, 采用3维时域有限差分法进行了模拟, 得知该膜的增强光透射谱呈现单主峰带结构, 透射谱的峰值位置和带宽也因金属柱阵列周期和金属柱高度的不同而不同, 并对金和银两种金属的模型进行了优化计算和分析。结果表明, 银柱阵列的峰值归一化透过率最大可达到4.55, 通过改变阵列周期可使峰值波长在800nm~1600nm之间变化, 其透射带的半峰全宽也由220nm增加到380nm。此研究结果为光带通滤波微器件的设计提供了一种新的方案。
光学器件 透射增强 时域有限差分法 亚波长 表面等离子体 optical devices transmission enhancement finite difference time domain subwavelength surface plasma
新疆大学机械工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830047
为了提高曲面零件的熔覆质量，根据激光熔覆的工艺特性对曲面零件进行了路径规划。对熔覆实验设备进行了简单的介绍，建立曲面零件模型。根据模型提出一种基于切平面法的路径生成方法，并利用熔覆道搭接率来确定切平面间距离；通过分析有效加工离焦量来计算步长大小，得出轨迹上的插补点集，进而分析加工控制点，并用偏置法得到枪头的位置与姿态；通过熔覆加工工艺实验进行验证，得到表面质量良好的熔覆层，从而验证了轨迹规划方法的合理性。
激光技术 曲面零件 路径规划 激光熔覆 熔覆设备 熔覆层 激光与光电子学进展
2016, 53(6): 061405
