1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，江苏 苏州 215163
电动化、智能化的光学显微成像系统需要能够实时测量系统的焦面漂移并进行校正，从而实现对活细胞的长时间观测和全片的病理切片扫描。设计一种探测非对称光束界面反射后的光斑位置从而进行焦面漂移测量的方法。利用ZEMAX软件光学仿真了反射光斑在不同离焦情况下的光斑形状，搭建了集成化的漂移测量模块并在商用正置显微镜上对其进行了验证。结果表明，针对60×浸油物镜，所提系统的漂移测量精度达250 nm，漂移校正的响应时间小于500 ms，满足了高分辨率长时间成像的要求。
光学系统 自动聚焦 轴向漂移 非对称光束 闭环反馈 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0411014
1 中国民航大学工程技术训练中心，天津 300300
2 中国民航大学航空工程学院，天津 300300
研究了不同热处理工艺对定向能量沉积TC17钛合金微观组织与摩擦学性能的影响，分析了热处理过程中的组织演变规律与20 N干滑动磨损下的综合磨损行为。结果表明，在退火与退火后固溶处理阶段，合金主要由初生α相及连续或不连续的晶界α相、β相组成，无相析出区伴随连续晶界α相存在。在退火后固溶处理的基础上进一步进行时效处理，针状次生α相开始析出，且随着时效温度的升高，初生与次生α相开始生长、粗化，无相析出区先消失后出现。硬度与磨损测试结果表明，经580 ℃时效处理后显微硬度最高（486.93 HV），此时有较强的弥散强化效果，摩擦学性能最优，磨损率仅为0.0451 mg/m。热处理后多种磨损机制混合存在，磨损率、磨损形貌取决于微观结构与氧化层的变化。研究结果为优化TC17合金摩擦学性能与热处理工艺提供了参考。
激光技术 钛合金 摩擦学性能 微观组织 热处理 定向能量沉积 中国激光
2024, 51(12): 1202301
1 上海市激光技术研究所有限公司，上海 200233
2 上海激光智能制造工程技术研究中心，上海 200233
3 上海科学院，上海 201203
激光冲击强化是一种利用激光束对金属材料表面改性的表面强化技术，具有非接触、可控性强、强化效果突出等特点，在金属表面强化领域得到广泛应用。为更好地了解激光冲击强化技术发展现状和趋势，推动我国在该技术领域的科技研究和创新应用发展，基于Incopat专利数据库，对全球激光冲击强化专利的申请趋势、区域布局、创新主体、研究主题等进行多维度分析。研究发现：激光冲击强化技术正处于发展上升周期，美国、日本是该领域重要的创新主体；中国虽起步较晚，但发展迅速，尤其近几年专利数量逐渐占据主导地位，显示了强大的创新活力，但也存在研究主体集中在高校、科研院所，海外布局薄弱等问题。对此，提出了我国激光冲击强化技术的发展建议。
激光冲击强化 专利分析 专利布局 技术现状 laser shock peening patent analysis patent layout technical status
1 军事科学院, 北京 100071
2 天津(滨海)人工智能创新中心, 天津 300000
3 中国人民解放军 96911部队, 北京 100089
4 军事科学院, 北京 100071国防科技大学计算机学院, 湖南长沙 410073
远距离广视角场景中由于红外热成像仪成像原理的局限性、大气环境的干扰、远距离传输介质对红外辐射的衰减, 检测目标面临巨大挑战。本文在详细分析了图像背景复杂、目标特性弱小、图像对比度低和结构特性缺失等红外弱小目标图像特性的基础上, 从基于目标突显和背景预测两大类概述了单帧红外图像弱小目标检测技术的研究现状, 并探讨了红外弱小目标检测研究的发展趋势。
红外弱小目标检测 目标突显 背景预测 数理驱动 数据驱动 infrared dim small target detection, target highli
无锡华润上华科技有限公司, 江苏 无锡 214061
提出了一种具有分段P型埋层的Triple-RESURF LDMOS(SETR LDMOS)。该结构将传统Triple-RESURF LDMOS(TR LDMOS)中均匀掺杂的P埋层漏端一侧做分段处理，使漂移区中P型杂质从源端到漏端呈现出近似阶梯掺杂的分布。这种优化能够平衡漏端底部剧烈的衬底辅助耗尽效应，提升器件的耐压性能；同时，器件正向导通状态下，对电流的传输路径也没有形成阻碍，能够维持较低的比导通电阻。流片结果表明，在漂移区长度均为65 μm的情况下，SETR LDMOS的击穿电压能达到813 V，比传统TR LDMOS的击穿电压高51 V，且比导通电阻维持在7.3 Ω·mm2。
P型埋层 击穿电压 比导通电阻 P buried layer LDMOS LDMOS breakdown voltage specific on-resistance
中国石油大学（华东）海洋与空间信息学院，山东 青岛 266580
为解决面向复杂地形区域的断裂带提取问题，提出了一种基于三维卷积神经网络（3D-CNN）结合PointSIFT的断裂带提取方法。该方法首先通过PointSIFT模块对原始点云数据的空间方位信息进行编码，以实现对点云特征的聚合，从而得到带有不同尺度特征的重构点云数据。其次，以构建的三维卷积模块为核心搭建3D-CNN模型，以此对重构的点云数据进行深层次特征提取。然后，将所提取的点云特征输入到全连接层以完成点云类别的判断，从而解决断裂带提取问题。最后，将所提方法与张量分解方法、深度神经网络方法在两套数据集上进行对比实验，结果表明：所提方法能够获得更低的分类误差，从而证实了该方法在点云断裂带提取方面的优越性。
激光雷达 断裂带提取 深度学习 PointSIFT 三维卷积 激光与光电子学进展
2023, 60(24): 2410011
1 长春理工大学 光电工程学院 光电工程国家级实验教学示范中心， 长春 130012
2 长春理工大学 光电工程学院 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室， 长春 130012
3 四川大学 机械工程学院， 成都 610000
设计了一款可用于白光瞄准镜多参数检测的离轴反射式平行光管。针对在使用工况中，低频振动环境对主镜面形误差影响过大的问题，提出一种主镜背部柔性支撑方案，并对主镜柔性支撑的重要结构参数进行了优化。同时对RTV胶的特性进行分析，计算出环形RTV胶的有效属性和等效模量倍率。仿真结果表明，主镜组件在1-g重力作用下，面形误差RMS值和PV值分别为0.79nm、3.66nm，能满足系统指标对于平行光管面形的要求。平行光管整体的一阶模态频率为496.38Hz，具有良好的抗低频振动的能力，在热力耦合作用下，主镜面形误差均满足RMS值≤λ/30，PV值≤λ/10的设计要求，1000N力作用下的最大应力小于材料的屈服极限。主镜采用柔性支撑的离轴反射式平行光管的动态性能与面形精度能满足设计要求。
平行光管 柔性支撑 环形胶 面形精度 collimator flexible support ring bonds surface precision
红外与激光工程
2023, 52(10): 20230041
1 南京邮电大学 电子与光学工程学院、柔性电子学院，南京 210023
2 江苏省特种光纤材料与器件制备及应用工程研究中心，南京 210023
锂电池内部的应力和温度变化难以监测是影响电池安全运行的最大隐患，提出采用光纤布拉格光栅传感技术，在锂电池内部植入光栅对电池阳极的温度和应力变化信息进行实时采集，实现了对锂离子电池阳极的原位监测，建立了电信号与光学传感信号之间的联系。实验结果表明，锂电池工作循环中，锂离子的脱嵌和嵌入会引起温度变化，对应传感器波长偏移达100 pm，温度上升11.1 ℃；在排除温度因素的影响后，循环电流的跳变会引起阳极收缩，产生的应力使波长漂移达21.96 pm，约为18.3 με。此外，研究了不同充放电速率对电池的影响，10 mA电流比2.5 mA电流时温度提高了2.8倍，应力提高了4.4倍。所植入光栅监测系统既可以高精度地测量电化学反应引起的温度、应力变化，同时解调速度快，有利于实时、准确监测锂电池的热失控及形变鼓包故障，研究结果有望为锂电池的安全使用提供有效的实验依据。
锂电池 光纤布拉格光栅 温度 应力 原位监测 Lithium battery Fiber Bragg grating Temperature Stress In-situ monitoring
中国民航大学电子信息与自动化学院，天津 300300
因机场目视助航灯具出射光强高、出光口尺寸较大，常采用多个发光二极管（LED）排列成阵列的光源形式，这类助航灯光学故障在线检测难度高，目前尚无较便捷的有效检测方法。本文提出一种基于傅里叶级数拟合的照度逼近算法，在适宜的检测距离内获取灯光照度分布，并采用迭代计算的方式获得逼近真实值的单体LED光源光强分布；针对传统傅里叶级数拟合峰值区域误差较高的问题，引入单点方差阈值指标，较好地抑制了拟合峰值区域误差，使单体LED光源匹配度提升了1%；对5种典型阵列的不同故障进行了仿真验证，结果显示，该方法具有较高的通用性，常见故障中匹配度均在94%以上。
光学检测 阵列型照明器 傅里叶级数拟合 助航灯 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1712005
