Author Affiliations
Abstract
1 Zhejiang Lab, Research Center for Humanoid Sensing, Hangzhou, China
2 Zhejiang University, College of Optical Science and Engineering, International Research Center for Advanced Photonics, State Key Laboratory of Extreme Photonics and Instrumentation, Hangzhou, China
Imaging through multimode fiber (MMF) provides high-resolution imaging through a fiber with cross section down to tens of micrometers. It requires interferometry to measure the full transmission matrix (TM), leading to the drawbacks of complicated experimental setup and phase instability. Reference-less TM retrieval is a promising robust solution that avoids interferometry, since it recovers the TM from intensity-only measurements. However, the long computational time and failure of 3D focusing still limit its application in MMF imaging. We propose an efficient reference-less TM retrieval method by developing a nonlinear optimization algorithm based on fast Fourier transform (FFT). Furthermore, we develop an algorithm to correct the phase offset error of retrieved TM using defocused intensity images and hence achieve 3D focusing. The proposed method is validated by both simulations and experiments. The FFT-based TM retrieval algorithm achieves orders of magnitude of speedup in computational time and recovers 2286 × 8192 TM of a 0.22 NA and 50 μm diameter MMF with 112.9 s by a computer of 32 CPU cores. With the advantages of efficiency and correction of phase offset, our method paves the way for the application of reference-less TM retrieval in not only MMF imaging but also broader applications requiring TM calibration.
transmission matrix retrieval multimode fiber imaging through scattering 
Advanced Photonics Nexus
2023, 2(5): 056007
作者单位
摘要
1 北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室,北京 100192
2 中车永济电机有限公司西安分公司,陕西 西安 710016
3 上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240
H13钢常充作热作模具材料,在高温高压等工作环境中极易产生磨损、开裂等失效的问题,激光熔覆是一种有效的再制造方法。然而,由于激光熔覆骤冷骤热的特点,使得成形过程温度梯度及冷却速率过大,常导致热应力过大而引起涂层开裂。对H13钢表面激光熔覆316L/H13+20%WC复合涂层温度场进行数值模拟,研究成形过程温度梯度、冷却速率随时间的变化规律,以及基体预热对温度梯度和冷却速度的影响。同时,在H13钢基体上进行了复合涂层激光熔覆成形试验,以便对数值模拟结果进行验证。试验结果表明,预热可明显降低温度梯度和顶层冷却速率,对于试样表面裂纹产生具有一定的抑制作用。研究结果为H13钢表面激光熔覆改性及模具修复提供了参考依据。
激光技术 H13钢 激光熔覆 复合涂层 温度场 数值模拟 
激光与光电子学进展
2022, 59(3): 0314002
作者单位
摘要
1 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100192
2 山东省特种焊接技术重点实验室, 山东 威海 264209
3 上海电力股份有限公司吴泾热电厂, 上海 200241
4 上海交通大学机械与动力工程学院, 上海 200240
采用有限元法对H13钢基体表面激光熔覆Stellite6钴基粉末的温度场进行了数值模拟。分析了不同功率、扫描速率和光斑半径对单道激光熔覆温度场分布的影响, 得出了最佳工艺参数为: 激光功率1 200 W, 扫描速率200 mm/min, 光斑半径2 mm。模拟了多道搭接温度场分布, 获得了温度梯度以及熔池边缘的冷却速率。结果表明: 多道搭接时, 前一道对后一道有着明显的预热作用; 垂直于扫描方向的温度梯度最大。采用优化的工艺参数进行了激光熔覆钴基合金实验研究, 获得了组织细小、致密且无缺陷的熔覆层。数值模拟结果与实验结果吻合较好。
激光熔覆 数值模拟 温度场 温度梯度 冷却速率 laser cladding numerical simulation temperature field temperature gradient cooling rate 
应用激光
2020, 40(4): 571
作者单位
摘要
1 合肥工业大学机械与汽车工程学院, 安徽 合肥 230009
2 浙江省特种装备制造与先进加工技术重点实验室, 浙江 杭州 310014
3 上海交通大学机械与动力工程学院, 上海 200030
利用激光熔覆在 45钢基体上制备了 NbC颗粒增强的 Ni60合金复合涂层。结果表明, 复合涂层的组织由酌-Ni奥氏体枝晶、枝晶间的共晶、M23C6、NbC、和少量的 CrB相等组成。NbC颗粒是在激光熔覆过程中原位合成的, 其形貌为不规则的块状或花瓣状。原位合成 NbC颗粒增强的 Ni60合金激光熔覆涂层的显微硬度可达 HV0.21 000左右, 相比于纯 Ni60合金涂层, 复合涂层的显微硬度提高了约 38豫。并且, 通过激光熔覆(Nb+C)/Ni60混合粉末成功修复了 2Cr13材质汽蚀的汽轮机叶片。
激光熔覆 原位合成 NbC颗粒 显微硬度 磨损 laser cladding in situ synthesis NbC particles microhardness wear 
应用激光
2012, 32(4): 277
作者单位
摘要
上海交通大学机械与动力工程学院, 上海 200240
在激光二极管(LD)端面抽运绿色固体激光器控温部分的设计中通过引入有限元方法(FEM),使用ANSYS有限元分析软件,通过稳态热模拟和瞬态热模拟对控温部分的结构进行了热分析,并且根据模拟的结果对结构进行了优化。研究结果表明,在同样的制冷量输入下,优化后控温部分的控温能力提高了10%左右,较初始结构有明显改善。根据优化后的结构制作了实验装置,并且对实验装置的控温能力进行了测试,通过对比实验测试数据和ANSYS热模拟的数据,确认相互之间的误差小于5%。证实了有限元分析对改善温控激光二极管端面抽运绿色固体激光器控温部分性能有明显的效果。
激光器 绿色固体激光器 温控端面抽运 有限元分析 热分析 温控 
中国激光
2011, 38(9): 0902004

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