1 武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072
2 中国水利水电第七工程局有限公司，成都 610000
径向不耦合装药可以有效降低孔壁峰值压力，从而降低粉碎区的范围，改善爆破效果，空气和水是工程中常用的两种耦合介质。基于等熵绝热膨胀理论和弹性理论，以花岗闪长岩为例，分析了空气耦合装药结构和水耦合装药结构产生的爆破荷载。理论计算结果表明：在装药直径为70 mm、炮孔直径为115 mm时，水耦合装药结构产生的准静态压力荷载和孔壁压力峰值分别是空气耦合装药结构的5.63倍、2.15倍，有利于加强岩体爆破破碎和抛掷。进一步提出了综合优化单耗分布、炮孔倾角及起爆延时参数的水耦合强抛掷台阶爆破技术，分析了水耦合强抛掷台阶爆破破岩过程。叶巴滩水电站边坡岩体开挖的工程实例证明：此技术将高陡边坡岩体台阶爆破开挖的抛掷率提高到了47.8%以上，爆后岩块平均粒径为327.3 mm，且爆破烟尘明显降低，有利于加快施工进度。
水耦合装药 台阶爆破 抛掷率 边坡岩体开挖 叶巴滩水电站 water-coupled charge bench blasting throwing rate excavation of slope rock mass Yebatan hydropower station
1 湖北水总水利水电建设股份有限公司, 武汉 430056
2 武汉大学 水利水电学院, 武汉 430072
水利工程中小断面特坚硬岩隧洞的开挖往往存在着施工难度大、开挖效率低的问题。基于丰店-彭店水库连通应急引水工程, 研究了小断面特坚硬岩隧洞开挖钻孔爆破方案, 开展了不同掏槽爆破方案的现场试验, 提出了联合使用多空孔直孔掏槽爆破与空气间隔装药光面爆破技术方案, 并确定了具体的钻孔爆破参数。现场应用效果表明：采用多空孔直孔掏槽技术及空气间隔装药光面爆破技术相结合的方案, 隧洞开挖成型效果良好, 开挖轮廓面较为平整, 基本无欠挖, 最大超挖约20 cm, 实现了该小断面特坚硬岩引水隧洞的安全高效开挖。
引水工程 小断面隧洞 爆破 直孔掏槽 空气间隔装药 diversion works tunnel with small cross section blasting burn cut air interval charge
颜色恒常性是实现目标检测、三维物体重建、自动驾驶等计算机视觉任务的重要前提。为充分利用图像中不同尺度的特征信息估计光源,提出渐进式多尺度特征级联融合颜色恒常性算法,通过三个卷积网络分支从不同尺度提取图像中的特征信息,通过特征融合得到更加丰富的特征信息,通过级联方式将图像中的浅层边缘信息和深层细粒度特征信息进行融合,提高了颜色恒常性算法的精确性。渐进式网络结构基于加权累计角度误差损失函数提高了算法在面对极端场景光照下光源估计的鲁棒性。在重处理的ColorChecker和NUS-8数据集上的实验结果表明,本文算法在各项评价指标上均优于目前的颜色恒常性算法,可应用于需要进行颜色恒常性预处理的其他计算机视觉任务。
视觉光学 颜色恒常性 光源估计 多尺度 特征融合 加权累加损失
1 中国科学院上海应用物理研究所, 上海201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海高等研究院, 上海 201210
针对硬X射线自由电子激光(HXFEL)对偏移镜组提出的初步要求(压弯前、夹持后子午面形误差小于0.5 μrad),传统机械压弯难以满足且实时修正,因此采用压电片侧放式双压电片反射镜(PBM)结构。反射镜水平放置,通过奇异值分解(SVD)法计算修正自重所引起的低频面形误差所需的电压值,并辅以有限元分析法验证方案的可行性;针对不同的压弯面形进行求解分析,然后加入热分析法解决由局部辐射引起的面形突变。仿真结果表明,在自重的情况下,反射镜的初始斜率误差为242.43 nrad (均方根, RMS),在压电压弯修正后其斜率误差可以大幅降低至7.743 nrad (RMS);对目标面形进行调节,实际压弯面形与目标面形间的斜率误差仅为0.0024 nrad (RMS)。
表面光学 双压电片反射镜 有限元分析 自适应 奇异值分解
颜色恒常性是实现识别、分割和三维物体重建等视觉任务的重要前提。为使计算机视觉系统具有颜色恒常性感知功能,提出多通道特征置信度加权网络,在减少网络层数和模型参数的同时充分提取图像中的特征;通过多通道置信度加权方法利用每个通道中可以为光源估计提供更多信息的特征准确估计出全局场景光源。在基于重处理的ColorChecker和NUS-8数据集上的实验结果表明,本文算法通过对特征从多通道进行置信度加权,在各项评价指标上均优于目前的颜色恒常性算法,提高了算法的精确性和稳健性,可应用于需要进行色彩校正的计算机视觉任务。
视觉光学 颜色恒常性 光源估计 多通道置信度加权 轻量级网络 光学学报
2021, 41(11): 1133002
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光电探测部, 吉林 长春 130033
2 中国成套工程有限公司, 北京 100044
针对某400 mm口径捕获与跟踪望远镜,提出了一种结构设计方案。在 该方案中,对主镜支撑采用三点柔性底支撑加球头芯轴侧支撑的结构,避免支撑应力干涉,保证主镜具有高面形精度;在 主、次镜连接环节中使用铟钢连杆结构,确保大温差下主、次镜间距的变化在公差范围内,保证望远镜在极限条件下具有 良好像质。进而建立望远镜整体结构的有限元模型,分析了主镜面形精度及镜筒结构强度,得出主镜面形均方根(RMS)值 优于λ/40, 主、次镜相对偏心及倾斜分别为3 μm、2.5′′, 满足指标要求。使用激光干涉 仪及平行光管对望远镜光学指标进行了定量检测,发现光学系统RMS 值优于λ/14, 星点半峰全宽(FWHM)值为1.432, 接近衍射极限水平。所设计方案对同类望远镜的结构设计具有一定参考价值。
应用光学 光机结构 主镜支撑 衍射极限 面形精度 applied optics optical mechanical structure main mirror support diffraction limit surface accuracy
1 北京交通大学电子信息程学院, 北京 100044
2 中央民族大学理学院, 北京 100081
3 忻州师范学院化学系, 山西 忻州 034000
鉴于二茂铁衍生物在光电功能材料方面的应用，以乙酰基二茂铁和对二甲氨基苯甲醛为原料，经缩合反应合成了一种具有大π 共轭体系，以二茂铁酮基为电子受体，二甲氨基苯基为电子供体的新型二茂铁衍生物，1-二茂铁基-3-(4-二甲胺基苯基)-丙-2-烯-1-酮，通过核磁共振对化合物结构进行表征。结合刮刀法和梯度升温法制备出质量分数为4%的二茂铁衍生物/聚酰亚胺复合薄膜。利用分光光度计测定了该化合物的紫外-可见吸收光谱，并通过透射光谱法得到薄膜的光学常数，采用单光束Z 扫描技术测试了薄膜三阶非线性光学特性。1-二茂铁基-3-(4-二甲胺基苯基)-丙-2-烯-1-酮薄膜的三阶非线性极化率为1.0375×10-11 esu，优于光纤三个数量级，可用于制备光电器件。
非线性光学 二茂铁 Z 扫描技术 电子供体-受体 透射光谱法 激光与光电子学进展
2015, 52(6): 061901
1 北京交通大学 光波技术研究所, 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
2 中央民族大学 理学院, 北京 100081
3 忻州师范学院化学系, 山西 忻州 034000
以咔唑为电子供体, 苯并噻唑为电子受体, 合成了两种新型咔唑-苯并噻唑衍生物3-(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑和3,6-二(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑, 通过核磁共振和分光光度计对其结构进行表征.利用刮刀法制备质量分数为4%的衍生物/聚酰亚胺的复合薄膜.采用透射光谱法和单光束Z-扫描技术分别测试了衍生物的线性和三阶非线性光学特性. Z扫描实验结果表明3-(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑薄膜的非线性吸收系数和非线性折射系数分别为β1=－2.118 9×10－10 cm/W、r1=2.285 2×10－14 cm2/W, 具有反饱和吸收特性和自聚焦效应;同时3,6-二(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑薄膜的非线性吸收系数与非线性折射系数分别为β2=－1.275 6×10－9 cm/W、r2=－7.039 9×10－14 cm2/W, 具有反饱和吸收特性和自散焦效应.
电子供体-受体 咔唑 苯并噻唑 有机薄膜 透射光谱法 Z扫描技术 三阶非线性光学特性 Electron donor-acceptor Carbazole Benzothiazole Organic thin film Transmission spectrum method Z-scan technique Third-order nonlinear optical property
