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
沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室，辽宁 沈阳 110136
针对激光选区熔化（SLM）成形件表面粗糙度较高这一问题，笔者基于SLM分层加工原理，以台阶效应、粉末粘附和翘曲变形为主要影响因素，建立了下倾斜面粗糙度的预测模型。选用SLM成形316L不锈钢零件作为研究对象，测量其下倾斜面的粗糙度，并将粗糙度的测量值与预测值进行对比分析。实验结果表明：熔道搭接与台阶效应相结合、粉末粘附现象的等效变换以及翘曲变形后角度变化这三种建模思路是可行的；粗糙度预测模型的主要参数为倾斜角度和切片层厚；等效长方体的正方形截面的边长为11.2 μm时，粗糙度模型的预测值与测量值吻合得最好；倾斜角度为90°时误差最大，粉末粘附现象是产生较大误差的主要原因。
激光技术 激光选区熔化 316L不锈钢 表面粗糙度 倾斜角度 中国激光
2023, 50(20): 2002301
1 长春理工大学 空间光电技术研究所，吉林 长春 130022
2 厦门理工学院 光电与通信工程学院，福建 厦门 361024
在塔式太阳能热发电中，定日镜面形误差对镜场光学效率具有重要影响，因此需要对定日镜面形误差进行检测。定日镜一般由多个子镜拼接而成，子镜的倾斜角度误差是定日镜面形误差的重要组成部分。本文提出一种基于摄影测量的定日镜子镜倾斜角度误差的检测方法，即在已知定日镜子镜外形尺寸的条件下，利用摄影成像原理计算出定日镜子镜4个角点的空间位置坐标，进而求出子镜的法线方向，再利用所求得的法线计算出子镜的倾斜角度，最终实现对定日镜子镜倾斜角度误差的检测。本文详细阐述了该方法的测量原理，推导了计算公式，并利用平面镜与相机进行了相关验证实验。通过在不同距离下对不同倾斜角度的平面镜进行测量实验，得出测量镜面倾斜角度与实际倾斜角度的偏差约为0.1°~0.3°，实验结果表明：该方法能够较准确地检测定日镜子镜的倾斜角度误差，验证了该方法的正确性和可行性。
定日镜 子镜 摄影测量 法线方向 倾斜角度 面形检测 heliostat sub-mirror photogrammetry normal direction tilt angle surface shape detection
1 信息工程大学基础部, 河南 郑州 450001
2 信息工程大学地理空间信息学院, 河南 郑州 450001
文本图像倾斜校正是文字识别前端的重要预处理环节。为了克服现有方法的倾斜角度检测范围只在-90°~90°的缺点,将文本图像倾斜角度检测问题转换为倾斜角度类检测问题,利用深度卷积神经网络的分类功能,选取适当的损失函数,设计了一阶段二分类和多阶段多分类的检测结构,实现了多种文本图像倾斜角度类的检测,进而得到了文本图像的倾斜角度范围。实验结果表明,倾斜角度类的准确率、召回率和精确率都在0.93以上。利用经典深度学习的方法对经过倾斜校正后的文本图像进行文字识别,识别精确率比校正前有大幅度的提升。
图像处理 文本图像 倾斜角度 卷积神经网络 倾斜校正 文字识别 激光与光电子学进展
2021, 58(14): 1410007
激光衍射对刀是通过检测激光衍射条纹峰值点间距来进行对刀间隙测量的方法。但是检测装置中装夹误差的存在会使得入射激光相对于成像光轴呈现斜入射状态, 进而对对刀间隙检查结果及对刀精度产生影响。为了研究斜入射角度对衍射对刀精度的影响规律, 建立了激光斜入射的衍射光强计算模型和峰值点间距误差的计算模型, 进而给出了激光斜入射角度计算模型; 理论结合实验分别提出了通过检测中央衍射条纹光强峰值点位置和两个一级衍射条纹峰值点间距综合进行激光斜入射角度校正的方法; 根据具体实验工艺条件, 确定了入射激光的最佳倾斜角度工艺调整范围, 为有效提高激光衍射对刀精度提供了依据。
激光衍射 对刀间隙 激光斜入射 倾斜角度 laser diffraction tool-workpiece distance tool setting accuracy oblique incident
1 重庆理工大学重庆市光纤传感与光电检测重点实验室, 重庆 400054
2 重庆理工大学电气与电子工程学院, 重庆 400054
3 电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
针对光纤光栅pH值传感器的响应灵敏度低、交叉敏感等问题, 提出了一种包覆pH值敏感型智能水凝胶的极大倾斜角度光纤光栅(Ex-TFG)pH值传感器。理论上研究了Ex-TFG pH值传感器的响应原理, 分析了影响传感器灵敏度的因素, 提出了提高测量灵敏度的方法。结合pH值敏感型智能水凝胶独特的响应特性设计和制作了传感器, 并进行了相应的实验研究。实验结果表明, 相对基于光纤布拉格光栅和长周期光纤光栅的pH传感器, 基于Ex-TFG的pH值传感器可有效提高对pH值的响应灵敏度(最大可达-0.718 nm/pH), 并且可以扩大pH值的检测范围。通过增加水凝胶的包覆厚度, 可增加pH值传感器的测量灵敏度。
光纤光学 传感器 pH值 极大倾斜角度 光纤光栅 智能水凝胶 灵敏度
东北石油大学 电子科学学院,黑龙江 大庆 163318
基于倾斜光纤光栅模式耦合理论,研究了倾斜角度对光纤光栅光谱特性的影响,并应用OptiGrating 软件进行数值模拟仿真。通过对不同倾斜角度得到的光纤光栅反射谱及透射谱的研究发现,随光栅倾角的增大,布拉格波长的中心波长偏移,同时反射率下降,而包层模式耦合增强,透射损耗变大,群时延减小。仿真结果对光纤光栅的设计和优化有一定的指导意义。
倾斜光纤光栅 倾斜角度 光谱特性 titled fiber Bragg grating titled angle spectral characteristics
华南理工大学机械与汽车工程学院, 广东 广州 510641
间隙特征的成型是免组装机构直接成型的关键问题，为了提高间隙特征的可成型性，采用倾斜摆放方式减少间隙内部支撑。建立悬垂结构尺寸误差的数学模型并进行试验验证；采用激光选区熔化(SLM)成型了间隙尺寸为0.2 mm、一系列倾斜角度的间隙特征，研究成型厚度、倾斜角度和能量输入等工艺参数对间隙大小的影响；成型了免组装的折叠算盘。结果表明，在倾斜角度大于40°时，通过增大倾斜角度、减小成型厚度或者能量输入，间隙尺寸增大，实验结果与该数学模型相符合。当激光功率150 W、扫描速度为800 mm/s时，层厚为25 μm和35 μm的间隙大小分别为140 μm和120 μm。采用以上的工艺参数成型的折叠算盘可以实现预设计的动作，为机构的直接制造提供了一个可行的方法。
激光技术 激光选区熔化 免组装机构 间隙特征 倾斜角度 尺寸误差 中国激光
2014, 41(11): 1103007
1 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室， 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所， 四川 绵阳 621900
根据夫琅和费衍射理论，建立了四路激光相干合成模型，研究了不同占空比条件下倾斜相差对激光相干合成效果的影响。通过欧拉旋转变换，将各子光束的倾斜角度转换成相应的倾斜相差引入到光束合成模型中。仿真计算了不同占空比、不同倾斜角度情况下合成光束在远场的光强分布，分析了占空比、倾斜角度对远场光强分布的影响。仿真结果表明，随着子光束倾斜角度的增大，远场艾里斑内的光强逐渐减小，合成效果变差。仿真计算了不同占空比条件下桶中功率(PIB)和β因子随倾斜角度的变化关系。仿真结果表明，随着子光束倾斜角度的增大，PIB和β因子两个评价指标均逐渐变差。为了达到一定的评价指标要求，必须利用快反镜等校正器件将各子光束的倾斜角度减小到一定的范围之内。
相干合成 倾斜角度 倾斜相差 快反镜 桶中功率 β因子 coherent combination tilt angle tilt phase error fast steering mirror power in the bucket β factor 强激光与粒子束
2014, 26(5): 051004
大连理工大学机械工程学院精密与特种加工教育部重点实验室, 辽宁 大连 116024
航空发动机燃烧室是由向外倾斜、直壁和向内倾斜3部分组成的圆形薄壁件。面向燃烧室结构的圆形薄壁件，依据偏移无支撑熔融粉末不塌陷的临界条件和单道熔覆层高度建立了熔覆成形倾斜角度数学模型，研究了激光熔覆向内倾斜和向外倾斜圆形薄壁件的偏移量、成形高度和倾斜角度，并进行了试验验证。研究结果表明在单层等偏移量条件下，几何形状的差异导致了向内倾斜圆形薄壁件较向外倾斜圆形薄壁件偏移总量较大、成形高度较小和倾斜角度较大，最后试验熔覆出了航空发动机燃烧室模拟件。研究结果为圆形薄壁件激光熔覆成形应用提供了理论和试验依据。
激光器 熔覆成形 圆弧薄壁件 倾斜角度 偏移量
