光学 精密工程
2022, 30(18): 2187
中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
根据遥感领域高光谱成像对大幅宽、高分辨率需求，研制了一套适合航天LASIS高光谱成像应用的高分辨率、宽视场、高光谱、高可靠性的新型高速光谱成像仪电子学系统，它采用多片四通道并行处理ADC芯片进行模数转换，以V5系列FPGA为核心处理器，用高速SerDes芯片传输图像数据，成像测试及相关环境试验及可靠性测试，验证了设计的有效性。该设计为我国进入航天遥感领域领先行列提供了技术支撑，也为深入开展高分辨遥感提供了有益的借鉴。
高速CCD成像 成像电路 高光谱成像仪 干涉光谱成像 high-speed CCD imaging imaging circuit hyperspectral imager interference spectral imaging 红外与激光工程
2020, 49(S1): 20200096
1 苏州工业职业技术学院, 江苏 苏州215104
2 苏州大学激光制造技术研究所, 江苏 苏州215021
基于“光束中空, 粉管居中, 光内送粉”的成形方式, 利用高速CCD对锥形空心回转薄壁件环形激光光内送粉快速成形过程进行实时监测, 研究通过对熔池特征参数的提取, 实现实时控制激光功率的方法。实验表明: 在其他参数不变的情况下, 增大激光功率, 熔宽、熔深均有变大趋势; 成形稳定期, 熔池的面积在0.25～0.70 mm2之间变化, 激光功率维持在1 kW左右, 成形件最大高度达到55 mm。终成形件外表面非常光滑, 整体壁厚均匀, 层间搭接也非常均匀, 无塌陷和错层等现象, 达到了较好的成形效果。
激光熔覆 环形激光束 高速CCD 熔池 laser cladding ring laser beam high-speed CCD molten pool
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春130033
为了解决高速CCD成像电路串扰问题，分析了产生串扰的原因，建立了CCD成像电路的串扰模型，提出了有效的抗串扰技术。对多通道的CCD视频信号采用带状线而非微带线并使用防护布线进行隔离。对多通道的电源供电进行了隔离，设计并采取有效的去耦电容布线方法，降低了寄生电感，避免了由电源公共阻抗引起的串扰。采用统一的地平面，对模拟电路和数字电路进行分区布局，避免了地弹对信号的影响。针对一个串扰较严重的CCD成像电路进行了实验，结果表明：采取上述抗串扰技术后，通道隔离度大于60 dB，有效降低了串扰, 提高了图像质量。
高速CCD 成像电路 串扰 传输线 high speed CCD imaging circuit crosstalk transmission line
浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310027
在曝光时间内相机和被摄物体的相对移动会使图像产生严重的退化,有必要对退化图像进行恢复。但是由于相对运动的方向和形式的任意性,运动模糊图像的恢复是一个难以解决的问题。提出一种可以对被二维任意方向、任意形式的运动所造成的退化图像进行恢复的方法,给出理论推导,并建立一套实现系统。在主CCD曝光的同时,利用低分辨率的黑白快速CCD获得多帧图像,根据这些图像序列来计算位移,进而计算出模糊过程的点扩展函数(PSF),并用来恢复模糊图像。实验结果表明,这种恢复方法对二维任意运动形式造成的模糊,能够得到较好的恢复效果。
图像处理 电子稳像 快速CCD 点扩展函数 图像序列
浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室，杭州 310027
提出了一种可以对被任意形式的运动所造成的退化图像进行恢复的方法，给出了理论推导，并建立了一套实现系统。解决了以前的恢复方法存在的只能恢复特定运动形式(如匀速直线运动)的模糊图像的局限性问题。在主CCD 曝光的同时，利用低分辨力的黑白快速CCD 获得多帧图像，根据这些图像序列来计算位移，然后求得相对运动的瞬时速度，根据理论分析，点扩展函数和瞬时速度有着对应的关系，进而计算出模糊过程的点扩散函数(PSF)，并用来RL 迭代法来恢复模糊图像。实验结果表明，这种恢复方法对任意运动形式造成的模糊，能够得到较好的恢复效果。
数字图像处理 运动模糊恢复 快速CCD 点扩散函数(PSF) 图像序列 digital image processing motion blurred restoration high-speed CCD PSF image sequence
1 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049
2 北京航空制造工程研究所,北京,100024
为了研究侧吹辅助气体对CO2激光焊接过程的影响及其机理,在不锈钢薄板CO2激光焊接过程中,用高速数字摄像机拍摄了不同侧吹工艺参数下等离子体的动态变化过程.对比分析了侧吹工艺变化对等离子体行为和焊缝形貌的影响.结果表明:顶吹气流和侧吹气流的合流角约为40°时焊缝背面熔宽最大,喷嘴高度和流速变化对薄板激光焊接过程有显著的影响;薄板CO2激光焊过程中工件表面上方的等离子体云团有两种典型的形态,即焊透时出现体积较小的等离子体云团和未焊透时出现的体积较大的等离子体云团.
侧吹保护气 CO2激光焊接 CCD高速摄影 side assist gas CO2 laser welding high-speed CCD imaging
