为了解决调频连续波(FMCW)激光器调制非线性导致的测量信号频谱展宽降低激光干涉测距精度的问题,采用一种基于等光频细分重采样的调频干涉测距方法,进行了理论分析和实验验证,获得了双光路测距系统对不同位置目标信号等光频细分重采样后的波形数据,并进行了频谱分析。结果表明,通过等光频细分重采样的方法,使用细分后的时钟信号点对距离大于辅助...
为了使用低成本的红外光纤激光器对蓝宝石进行高效率高质量的加工,采用激光诱导背向湿式刻蚀方法进行了理论分析和实验验证,研制了一种新型的活性高且稳定性高的混合溶液,硫酸铜的质量浓度为28g/L、次磷酸钠的质量浓度为40g/L、氨水的质量浓度为45g/L、pH值为12。在相同的加工条件下,采用硫酸铜水溶液和混合溶液对蓝宝石进行切割。结果表明,蓝宝...
为了研究波前像差对超短飞秒激光脉冲聚焦特性的影响,基于瑞利-索末菲标量衍射理论,对比研究了在散焦、像散、慧差、三叶形像差以及球差等各类波前像差下,均匀强度分布和高斯强度分布的超短飞秒激光脉冲的聚焦特性。结果表明,波前像差对均匀强度分布的飞秒脉冲在焦平面处的光强分布具有明显的不利影响,从而降低飞秒脉冲的聚焦峰值功率,而对高斯...
双偏振激光谐振腔能够产生两个垂直偏振的横模模式,分别为基横模(TEM 00)和具有轨道角动量的涡旋光束(LG 01),二者在光频率上具有频差。为了研究两个横模的频率差调谐特性,采用温度与电压相结合的调谐技术方法,实现拍频信号在不同频率范围的连续调谐。理论计算分析了两模式频差分别与温度和电压的对应关系,实验实现了频差的大范围可调谐性,并对...
为了研究激光钎焊金刚石磨粒表面金属化生成物类别与形成机制,采用第一性原理的密度泛函理论对常见碳化物进行了计算,并采用Ni-Cr合金钎料,借助光纤激光热源对金刚石磨粒进行了激光钎焊试验,获得了Cr 3C 2和Cr 7C 3两种碳化物的结构和力学性能参量以及金刚石磨粒表面微结构和碳化物种类。结果表明,Cr 3C 2和Cr 7C 3两者都具有金属性,且后者韧性...
为了研究调控矢量激光场在表面处理中的应用,基于Nd∶YAG脉冲调Q激光器,搭建了矢量调控模块,采用选取钛合金和单晶硅进行激光烧蚀打孔实验的方法,对柱对称矢量激光的脉冲次数、光束的偏振态和拓扑荷数对激光表面处理的影响进行了系统研究。结果表明,激光脉冲次数对孔的影响主要集中在孔深和孔径,光束偏振态主要影响孔的圆度和光洁度,拓扑荷数则...
为了获得波长可调的单阶谐波,采用调控双色场激光波形的方法,对谐波辐射进行了理论分析,并取得了单阶谐波增强的范围在182阶谐波到328阶谐波的数据。结果表明,单阶谐波的增强来源于谐波辐射短量子路径中的折叠区域;第2束调控场的脉宽对谐波辐射折叠区域有较大影响。该研究为获得单阶谐波脉冲提供了一种新的方案,对激光光源的发展有帮助。
为了实现结构简单、透射率高的双折射超表面,采用广义薄板跃迁条件分析了该超表面结构与其周围入射场、反射场和透射场的关系,并利用介质空间域的表面极化率、磁化率等描述了相应超表面的等效特性,设计出一种基于π型金属结构单元的双折射超表面。通过将具有梯度透射相位的7个单元按照顺序排列,形成具有对垂直入射x,y极化电磁波双折射性能的超表...
为了实现机床在加工状态下主轴径向跳动非接触、高精度的测量,采用光外差法光路的激光多普勒差分检测方法,进行了理论分析和实验验证。直接耦合和透镜耦合的全光纤光路的应用,降低了布喇格衍射光路的调节难度,提高了测量分辨率和抗干扰能力,减小了噪声;光纤分光器实现了同一轴线上的差分测量,抑制了因测量光路本身的振动带来的干扰。得到了相对...
为了解决K418合金叶片再制造熔覆层易开裂、结合界面处力学性能较差等难题,采用具有输入可调控、热输入可控制以及降低熔池及热影响区温度等优势的脉冲激光,得出在工艺参量为激光功率2.5kW、送粉速率37.5g/min、扫描速率8mm/s,载气气流3L/min下,K418基体与Inconel718熔覆层之间能够形成良好的冶金结合。结果表明,熔覆层显微组织依次由界面处平面...
激光技术测量是实现传送带、热轧钢板等运动物体测速的主要手段,为了改善测量精度和响应速度,提出系统传递相关分析测速技术。采用计算发射端和接收端之间两路信号的系统传递函数进行相关性分析的方法,进行了理论验证和实验分析,得到了相对误差小于0.1%的实验结果。结果表明,利用系统传递函数相关分析构建激光测速系统,代替解调电路,简化信号调...
元素成像技术是一种基于激光诱导击穿光谱(LIBS)技术的元素光谱强度成像技术,该技术拥有多元素分析能力、原位成像能力和大面积样本扫描成像能力,且样本制备简易、成像速度快。首先介绍了LIBS元素分布成像技术的原理,其次介绍了目前常用的LIBS成像设备,最后回顾了LIBS成像技术在古气候学、病理分析、药物代谢及植物学分析等领域的相关应用。
在光纤周界报警系统中,对光纤振动信号进行分析与辨识时,针对高频、大规模信号在采样、存储、传输与信号处理过程中存在网络宽带、存储容量、计算速度等一系列限制问题,提出基于小波包的光纤周界报警信号自适应压缩感知方法。对光纤振动信号进行多尺度小波包分解,通过计算各尺度下小波包系数高频部分的数学期望作为阈值,对小波包系数进行置零处...
为了研究气压及缓冲气体种类对光声信号及共振频率的影响,采用光声光谱技术,设计了一套基于光声光谱技术原理的痕量气体检测系统。实验中以NH 3标准气作为待测气体,采用向光声池内充入缓冲气体的方法来改变光声池内气压,在气压作为单一变量的条件下得出0.03MPa~0.1MPa气压范围内光声信号及共振频率的变化;采用分别向光声池内充入不同种类缓冲气...
为了快速有效地测量微小透明物体表面形貌,设计了一种基于Mach-Zehnder干涉仪的两步相移数字全息系统。该系统使用两个相同的CCD在不同距离同时采集干涉图像,利用光学相移单元在每个CCD记录的干涉图之间形成一个π的相移,然后通过光的空间传递函数及傅里叶变换给出了相位重建的算法。搭建了两步相移干涉光路,以微透镜阵列作为待测物体,验证了该系...
皮下组织血氧参量是反映皮瓣移植术后皮瓣存活状况的重要依据。为了无创、连续、实时地监测皮肤组织氧饱和度,采用近红外光谱法进行了理论分析和实验验证,提出了一种电流-电压(I-V)转换思路并搭建了测量系统。利用该系统进行了稳定性验证实验、前臂静脉阻断模拟皮瓣血管栓塞实验。结果表明,不同人体、不同部位的组织氧饱和度存在微小差异,差异幅...
为了提高皮秒可见光参量产生/放大器(OPG/OPA)的转换效率及输出能量,采用走离补偿结构和镜片膜系特殊设计等方法进行了实验验证。研究了在不同的抽运能量下OPA信号光的光束质量因子M 2的演化过程和信号光在430nm~680nm内的调谐输出性能。结果表明,在6.9mJ的355nm抽运能量下,最高获得了2.7mJ的510nm信号光能量输出,对应的光光转换效率为39.1%,光...
为了研究聚酰亚胺薄膜在308nm准分子激光下的剥离效果,采用实验研究的方法,分别探究了激光能量密度、光斑重叠率、脉冲频率、衬底温度对激光剥离效果的影响,并结合显微镜观察剥离后的衬底和薄膜形貌。结果表明,激光剥离能量阈值约为160mJ/cm 2,在激光能量密度为180mJ/cm 2~190mJ/cm 2左右、光斑重叠率为68.33%时,剥离效果较好;提高衬底温度有利...
为了得到具有自然彩色的夜视图像,彩色夜视技术的研究成为夜视技术研究领域的一大热点。介绍了夜视技术的发展概况和获得具有自然感彩色夜视图像的彩色夜视技术手段,主要可分为硬件方式和软件合成的方式,其中软件方式主要有基于多传感器图像融合的方法和基于色彩传递的方法。详细介绍了两种方式的技术方案,并对彩色夜视技术做出了技术展望。
为了将古铜镜X光图像信息综合到同一图像中,采用提升小波的方式将源图像进行分解,并分别对低频、高频采用不同的融合规则进行了图像融合。低频采用区域能量与区域方差相结合的方法,高频采用空间频率加邻域像素点规范中间像素点的方法,最后经提升小波逆变换得到目标图像;同时进行了理论分析和实验验证,取得了融合图像的信息熵、平均梯度和标准差...
为了实现煤中碳、氢、硫3种非金属元素的快速同步定量检测,采用激光诱导击穿光谱技术,以波长1064nm的Nd∶YAG固体激光器作为激发源,在空气环境下烧蚀9种煤国家标准样品,选取188.885nm~308.008nm和655nm~660nm波长范围光谱,结合偏最小二乘回归,同步检测煤中C,H,S 3种非金属元素,取得了偏最小二乘回归的校正模型和预测模型数据,并进行了理论分析和...
为了解决人工镜检白细胞识别效率低下的问题,采用计算机显微视觉平台进行了白细胞自动识别研究。白细胞图像分割方面,筛选图像颜色模型之后采用区域生长算法实现白细胞与图像背景的精确剥离;并利用大津法(即灰度直方图波谷阈值分割方法)实现了白细胞细胞核和细胞浆的提取;根据细胞的形态、颜色及纹理特征用人工神经网络分类器对大样本量的白细胞...
为了克服传统的基于牛顿-拉夫森迭代的数字图像相关法受迭代初值影响较大等问题,提出了一种结合遗传算法的数字图像相关法。以待测数据点为中心,选取邻域内的若干估值点,通过基于遗传算法的数字图像相关法匹配出变形前后估值点对坐标;随机选取不共线的3组或以上估值点对代入仿射变换模型,依据仿射变换结果估计变形初值,并作为牛顿-拉夫森迭代初...
为了提高刻蚀的均匀性,对400mm反应离子刻蚀(RIE)腔室建立了气体流动的连续流体模型和热传递模型,研究了反应腔室内压强、流速和温度分布。冷却板恒温285K时,依次改变入口流量和出口压强,分别分析了腔室内部基片晶圆附近的流速、压强、温度的分布;依次改变极板间距离(30mm~60mm)、进气口直径(300mm~620mm)、抽气口直径(50mm~250mm),分析了反应腔...
1《激光技术》杂志是经国家科学技术部(原国家科委)批准面向国内外公开发行的学术性刊物,是我国无线电电子学、电信技术类中文核心期刊,属国家级科学技术刊物。本刊紧密跟踪国内外高新技术的进展和开拓性新领域的动态,主要报道国内外与激光有关的光学、电子学等领域内不同发展时期的新材料、新工艺、新技术、新元件、新的工程应用中有创新的学术...
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