浙江大学光电科学与工程学院极端光学技术与仪器全国重点实验室，浙江 杭州 310027
本文建立了一种基于双目3D显示观察的主观实验流程，利用主观实验数据来分析汽车车载增强现实抬头显示（AR-HUD）设备中的动态畸变对驾驶员主观感受的影响，同时评估观看来自不同眼盒位置的图像时双目融合过程中驾驶员可以接受的畸变大小临界值。实验研究结果显示，随着两眼之间的动态畸变差异的增大，驾驶员融合图像变得越来越困难，观看的不适程度也出现较快增长。同时本文也揭示了驾驶员在使用AR-HUD设备的过程中，同一眼盒两个不同位置处驾驶员可以接受的动态畸变临界条件为垂直畸变小于2%，水平畸变小于1%。此研究证实了动态畸变对驾驶员的主观感受具有较为显著的影响，并且为汽车抬头显示系统中光学设计的优化畸变过程提供了相关的数值约束参考。
动态畸变评估 双目融合 双目相机模型 主观实验方法 单因素方差分析
1 中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
水稻是我国主要的粮食作物之一,重金属含量的检测对其安全性及品质具有 重要意义。激光诱导击穿光谱(LIBS)有望克服传统方法检测耗时的缺点,实现水稻等作物植株中重金属含量的快速 原位定量检测。利用共线双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)技术对水稻叶片中的重金属镉(Cd)元素进行了分析。 由于不同的特征谱线对结果有不同影响,为获取更准确、稳定的分析结果,采用样品表面多点烧蚀的实验方法,讨论 了Cd I: 228.8 nm、Cd II: 214.4 nm和Cd II: 226.5 nm三条共振线对于定标曲线相关系数(R2)和预测结果的 影响。对比研究发现, 532 nm激光先于1064 nm激光进行激发,且两束脉冲时间间隔为0.5 μs时能够获取最好的 光谱强度;在三条分析谱线中, Cd I: 228.8 nm、Cd II: 214.4 nm和Cd II: 226.5 nm谱线的定标曲线R2值分 别为0.86、0.60和0.93, 原子谱线定量结果高于离子谱线; Cd I: 228.8 nm谱线预测相对误差 低于10%, 检测限是3.03 mg/kg。实验表明通过对LIBS检测条件的优化,可以实现对水稻叶片中的重金属含量的检 测。另外实验中所优化的光谱采集和特征谱线选择方法,也有望应用在不同农产品的重金属成分检测上。
光谱学 激光诱导击穿光谱 重金属Cd 实验方法对比 spectroscopy laser induced breakdown spectroscopy heavy metal Cd comparison of experimental methods
湖北工业大学机械工程学院, 湖北 武汉 430068
针对镍基合金在熔覆过程中成形质量难以控制的问题, 通过建立3因素、4水平的正交试验参数表, 在完成22组实验样本数据的基础上, 建立经遗传算法优化的误差反向传播的神经网络模型, 通过激光加工工艺参数预测熔覆层宏观形貌, 形成两者之间的高度映射关系。采用极差分析法找出工艺参数对熔覆层宏观质量影响的大小关系并确定最佳工艺参数, 为了适用于大面积熔覆的需要, 引入熔覆层搭接率作为新的工艺参数来优化模型算法, 并通过宏观质量分析确定适宜的扫描间距, 利用5组不同搭接率的样本对模型的精度进行检验。实验结果表明, 经过优化后GA-BP模型具有很高的预测精度, 预测结果与测试样本之间的平均相对误差为3.951%, 验证了该模型在理论与实际中的可行性, 对提高镍基合金熔覆涂层的产品质量具有重要义。
激光熔覆 正交实验方法 遗传算法 BP神经网络 laser cladding orthogonal experiment method genetic algorithm BP neural network
中国工程物理研究院机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900
提出了一种快速生成高斯型去除函数的实验方法。通过研究倾斜定点入射方式下射流束中心与工件的交点和材料去除形貌之间的关系,得到了对应高斯型去除函数的喷嘴高度范围。在确定的工艺参数条件下,添加主轴旋转运动,得到了对应高斯型去除函数的喷嘴高度。对高斯型抛光斑进行了对称性分析和动态去除实验。结果表明,以高斯斑为基础的动态去除过程具有较高稳定性,能满足超精密光学加工的要求,同时也证明了该方法的高效性和可靠性。
光学制造 射流抛光 快速生成 实验方法 去除函数 高斯型
1 西南技术物理研究所, 成都 610041
2 南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 南京 210094
3 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
为了研究高能激光外场特性, 研制了一套用于测量大口径高能量脉冲激光参量的测量装置。该装置包括一套自校准系统, 能够对其主要系数进行现场校准。采用理论分析和实验研究的方法, 对装置的测量原理、性能和结构进行了描述, 并对测量误差进行了理论分析, 证明了该装置能够同时测量高能激光光强分布和能量值, 最后采用校准实验的方法对测量误差进行了验证和分析。该装置对激光脉冲能量和光强分布的测量误差分别为4.5%和5%。结果表明, 该装置有较高的测量精度和可靠性, 能广泛用于大口径高能量脉冲激光外场测试。
测量与计量 高能激光 实验方法 成像 measurement and metrology high energy laser experimental method image
1 四川师范大学物理学院, 四川 成都 610068
2 四川大学物理科学与技术学院, 四川 成都 610064
3 西南技术物理研究所, 四川 成都 610041
以受光阑限制的高斯光束在大气湍流中传输为例，用仿真程序数值模拟方法和实验方法对用Rytov相位结构函数二次近似和复高斯函数展开法得到的解析结果(如光强分布、二阶矩束宽、桶中功率和β参数)进行了比较验证。研究表明，解析结果与数值模拟结果和实验结果基本吻合。此外，对用不同研究方法所得结果的差异给出了合理的解释。
大气光学 解析方法 数值模拟方法 实验方法 Rytov相位结构函数二次近似 复高斯函数展开法 光学学报
2011, 31(12): 1201002
1 中国科学院 电工研究所, 北京 100190
2 中国科学院 电力电子与电气驱动重点实验室, 北京 100190
3 中国科学院 研究生院, 北京 100049
借鉴直流、交流的研究经验, 比较了纳秒脉冲条件下几种不同的电树枝老化实验方法。对单针-板电极和多针-板电极在纳秒脉冲下实验结果的一致性进行考察, 结果表明,多针-板电极系统可以在提高实验效率的同时保证结果的准确性。采用步进法和累加法进行了不同频率下聚苯乙烯电树枝引发实验,结果表明:两种方法得到的纳秒脉冲下聚苯乙烯电树枝引发电压-频率特性基本一致, 在50~500 Hz范围内, 引发电压随频率的升高而降低；在500~800 Hz范围内, 引发电压随频率的升高而增加。最后讨论了对于不同脉冲功率装置中绝缘材料老化试验设计的方法。
电树枝 老化 纳秒脉冲 引发电压 实验方法 electrical tree aging nanosecond pulse initiation voltage experimental method
