作者单位
摘要
南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏 南京 210094
针对在波前测试时,参考镜面自身面形误差、光能利用率不足、环境振动和空气扰动等对干涉测量结果的影响,提出一种基于偏振光栅(PG)分光的同步移相剪切干涉测量方法,通过将横向剪切干涉与同步相移技术相结合实现待测波面的准共光路相移测量。该方法采用1/4波片、PG和平面反射镜的组合作为横向剪切结构,可获得两束剪切的正交线偏振光,线偏振光经二维相位光栅、透镜、小孔光阑和相位延迟阵列构成的同步移相结构后,在CCD上可同时采集到4幅移相剪切干涉图。对xy方向的剪切干涉图采用基于相位相关的图像配准算法、四步移相算法以及基于离散余弦变换法(DCT)的相位解包裹算法进行处理,得到差分相位分布,再用基于差分Zernike多项式的最小二乘波前重构算法对其进行重构,得到待测波面。通过搭建实验装置对一块透镜和凹面反射镜进行测量,结果表明,该方法的测量结果具有准确性和稳定性,该方法能够很好地应用于波前动态测量,对透射波前和光学元件的面形检测具有重要意义。
测量 波面检测 剪切干涉 同步移相 相位复原与重构算法 measurement wavefront detection shearing interference synchronous phase-shifting phase recovery and reconstruction algorithm 
光学学报
2024, 44(3): 0312001
作者单位
摘要
江南大学理学院,江苏 无锡 214122
提出一种基于偏振比检测和支持向量机的颗粒物实时检测与分类方法。采用双波长的半导体激光器作为光源,使用高灵敏度的雪崩光电二极管分别测量散射光的两个偏振分量,计算出单个颗粒散射光的偏振比,从而实现颗粒分类与识别。结合支持向量机算法与神经网络模型可进一步提升颗粒物的分类精度。针对所研究的二元及三元分类场景,分类精度分别由64%和83%提升至100%和98%。该方法在制药、化妆品以及工业生产控制与检测等领域具有很好的应用前景。
光散射 偏振比 支持向量机 颗粒检测 optical scattering polarization ratio support vector machine particle detection 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0412007
作者单位
摘要
1 福州大学机械工程及自动化学院,福建 福州 350108
2 莆田学院机电与信息工程学院,福建 莆田 351100
荧光粉沉淀是影响白光LED发光质量和光学一致性的关键因素。为了实现荧光粉沉淀的快速、无损检测,提出一种基于光学相干层析(OCT)技术的荧光粉沉淀检测方法。使用OCT系统对白光LED进行成像,比较白光LED的OCT与切片图像,分析了荧光粉的数量分布和沉淀物形态。根据荧光粉数量与面积分数的关系以及荧光粉沉淀过程中荧光粉数量分布的变化特点,设计了从OCT图像中提取荧光粉面积分数的算法,分析了荧光粉面积分数与荧光粉沉淀程度的变化关系。实验结果表明,OCT技术可以准确检测白光LED的荧光粉沉淀物形态,荧光粉在OCT图像中的面积分数可以量化荧光粉沉淀程度。该方法可以满足白光LED荧光粉沉淀的检测要求,并可用于白光LED的质量检测和封装工艺研究。
光学相干层析 白光LED 荧光粉沉淀 无损检测 量化分析 optical coherence tomography white LED phosphor sedimentation nondestructive detection quantitative analysis 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0412006
作者单位
摘要
河南工业大学信息科学与工程学院,河南 郑州 450001
相移轮廓术由于其高测量精度和高鲁棒性已广泛应用于各个领域。然而,由于需投射多幅条纹图到物体表面,因此要求物体在测量过程中保持静止。另一方面,当重建高反光运动物体时,不仅出现过曝光现象,过曝光位置还将随着物体运动而变化,对测量提出了挑战。基于此,提出一种测量高反光运动物体的算法。过曝光位置随着物体运动变化意味着并非所有条纹图都存在过曝光。首先,投射双频率条纹图到运动物体表面并拍摄。其次,识别所有条纹图中的过曝光区域,并记录物体上每一点的非过曝光条纹图。再次,基于非等间隔相移的非过曝光条纹图进行相位提取,获得双频率相位分布。最后,对双频率相位分布进行运动补偿,并基于双频率解包裹算法实现正确解包裹,完成高反光运动物体三维重构。实验结果表明,该算法能有效减小高反光运动物体引起的测量误差,具有较高的工业应用价值。
条纹分析 三维重构 相移轮廓术 高动态范围 过曝光 fringe analysis three-dimensional reconstruction phase shifting profilometry high dynamic range overexposure 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0412005
作者单位
摘要
1 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥 230009
2 中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院,安徽 合肥 230031
3 华侨大学机电及自动化学院,福建 厦门 361021
柔性屏在弯折的过程中,容易出现器件损伤、胶层剥离等现象,因此明确屏幕在弯折过程中屏幕保护层的应变分布十分重要。提出一种基于数字图像相关(DIC)的柔性屏弯折应变测量方法,通过采集屏幕表面保护层的喷涂散斑图像来实现屏幕弯折过程保护层应变的全场测量,然后根据匹配点坐标计算弯折平面方程,得出弯折角度与应变之间的关系。实验结果表明,所提方法能测量出不同弯折角度下屏幕保护层全场应变信息,进而得知屏幕保护层的应力分布情况。即所提方法可量化屏体弯折时的应变量并根据应变测量结果推断出弯折过程中应力分布情况。
柔性屏弯折 应变分布 数字图像相关 全场测量 bending of flexible screen strain distribution digital image correlation full-field measurement 
激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0312001
作者单位
摘要
1 北京控制与电子技术研究所,北京 102300
2 哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001
3 哈尔滨工业大学郑州研究院,河南 郑州 450000
微波光子学频率测量技术利用光学结构和技术产生、操纵、传输和测量高速微波射频信号,将光子学的高带宽、高复用、低损耗与微波技术的高精细、灵活性和易调控等优势相融合,能够大幅提升现有动态频谱监测系统的性能,在电磁空间安全防护、雷达、高速通信等领域具有显著的优势和应用前景。本文概述了微波光子学频率测量技术的研究进展,对比了包括频谱分析型、功率映射型和信道型等3种微波光子学频率测量技术的测频速度、测频精度等关键指标,并论述了基于光学啁啾链瞬态受激布里渊散射效应的微波光子频率测量技术研究工作。
微波光子学 超快微波频率测量 频谱分析 功率频率映射 信道 光学啁啾链 microwave photonics ultrafast microwave frequency measurement spectrum analysis power-frequency mapping channelization optical chirped chain 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0112003
于起峰 1,2,3,4张强 1,2陈文均 1,2尹义贺 1,2[ ... ]丁晓华 5
作者单位
摘要
1 深圳市智能光测与感知重点实验室,广东 深圳 518060
2 深圳大学物理与光电工程学院,广东 深圳 518060
3 国防科技大学空天科学学院,湖南 长沙 410073
4 图像测量与视觉导航湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
5 深圳市鹰眼在线电子科技有限公司,广东 深圳 518114
变形测量是大型工程建设与运维的基础性、常规性任务,是实验力学、结构健康监测学科最重要的内容之一,现有测量方法难以精准高效经济地实现大型工程结构大尺度高精度测量需求,迫切需要建立新的测量方法和技术。近年来,以摄像机/照相机为传感器的摄像测量理论手段具有非接触性、精度高、成本低等优势,被逐步应用于各种工程结构测量中。本文结合本团队的相机网络测量方法与系统,综述了单相机、多相机摄像测量系统,介绍了多相机系统的图像采集、相机标定、特征提取与跟踪、变形计算等关键算法,论述了摄像测量技术在长期监测和快速检测领域的相关应用,以及系统稳定性的主要影响因素,最后对大型工程结构静动态变形摄像测量方法与技术的成果和问题进行了总结,并展望了其未来发展趋势。
大型结构 变形 静动态 摄像测量 多相机系统 large-scale structures deformation static and dynamic videometrics multi-camera system 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0112001
作者单位
摘要
1 南通大学机械工程学院,江苏 南通 226019
2 南通国尚精密机械有限公司,江苏 南通 226017
针对铝型材表面缺陷种类多、尺度差异大、小目标容易漏检等问题,提出了KCC-YOLOv5——一种基于YOLOv5s改进的铝型材表面小缺陷检测模型。首先利用IoU(intersection over union)-K-means++算法代替K-means算法聚类锚框,获得最贴合铝型材表面缺陷的锚框,提高小目标锚框的质量;其次,提出全局注意力模块C3C2F,并引入主干层,在减少参数量的同时增强小目标的语义信息和全局感知能力;最后将颈部最近邻插值上采样方式换为轻量级上采样算子CARAFE(content-aware reassembly of features),充分保留上采样特征图的小目标信息。实验结果表明,改进模型KCC-YOLOv5的均值平均精度为94.6%,相比于YOLOv5s提高了2.8个百分点,小目标漆泡和脏点的平均精度分别提高了5.2和12.4个百分点。KCC-YOLOv5模型在保持大目标检测精度小幅度提升的同时显著提升了小目标的检测精度。
机器视觉 铝型材 表面缺陷 KCC-YOLOv5 小目标检测 machine vision aluminum profile surface defects KCC-YOLOv5 small targets detection 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0412002
喻张俊 1,3,4†杨军 1,3,4,*†邹晨 2林蹉富 2[ ... ]秦玉文 1,3,4
作者单位
摘要
1 广东工业大学信息工程学院先进光子技术研究院,广东 广州 510006
2 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001
3 通感融合光子技术教育部重点实验室,广东 广州 510006
4 广东省信息光子技术重点实验室,广东 广州 510006
光频域偏振测量(OFDP)是一种基于扫频激光干涉原理的分布式光纤偏振测试技术,它能够精确获取保偏光纤、器件、组件与光路的偏振特性及其空间分布,实现高性能器件与光路的性能测试与质量评价,以及缺陷分析与故障诊断。OFDP优点是可兼顾超高测量灵敏度、超大测量范围、高精细度、长测量距离、动态快速测量等,已逐渐发展成为性能最优的分布式光纤测量技术之一。本文回顾了OFDP的测量原理,定量分析了分布式偏振串音的测量极限,综述了分布式偏振测试性能提升的若干关键技术,给出了高精度偏振器件与光路的测试典型应用,并讨论了其技术挑战和未来潜在的研究方向。
光频域偏振测量 分布式光学测量 偏振串音 保偏光纤与器件 光纤陀螺 optical frequency domain polarimetry distributed optical measurements polarization crosstalk polarization maintaining fiber and devices fiber optic gyro 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0112002
周玉晟 1,2朱虹雨 1,2陈犇 1,2陈嘉诚 1,2[ ... ]李孝峰 1,2,**
作者单位
摘要
1 苏州大学光电科学与工程学院,江苏 苏州 215006
2 江苏省先进光学制造技术重点实验室,教育部现代光学技术重点实验室,江苏 苏州 215006
依据热平衡原理设计了以单片机为控制核心,DS18B20数字温度传感器和铂电阻PT100为检温元件,正温度系数(PTC)效应加热器为执行元件的温控及制冷功率测量系统。通过模糊PID(Proportional Integral Derivative)控制算法输出不同占空比的脉宽调制波,控制辐射冷却材料温度和环境温度保持一致性,同时利用3D打印工艺完成装置的搭建,最终测算出辐射制冷功率。实验结果表明,系统测量计算的辐射制冷功率与理论预测值接近,该系统可以有效满足多种辐射冷却材料的测量。
测量 辐射制冷 制冷功率 单片机 温度调控 模糊PID measurement radiative cooling cooling power single-chip microcomputer temperature control fuzzy PID 
光学学报
2024, 44(2): 0212002

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