1 南阳职业学院机械与汽车工程学院，河南 南阳 474500
2 郑州科技大学机电工程学院，河南 郑州 450064
3 西峡乐力嘉液压科技有限公司，河南 南阳 474500
采用3D打印成形方法制得内燃机用沉积态Ti600钛合金，利用相关仪器表征各取向(与激光扫描方向成45°、扫描方向和沉积方向)上的钛合金微观组织，并通过MTS万能拉伸机测试了其在各取向上的室温静态压缩特性。研究结果标明：在沉积方向上形成了很高的温度梯度，导致β相出现外延生长，生成了等轴晶组织，β相柱状晶尺寸接近400 μm；各取向的试样中都形成了密排六方类型的晶体组织；45°角取向试样发生了(101)择优取向。各取向的试样断口处形成了许多韧窝和撕裂棱，表现为韧性断裂现象；按照韧窝尺寸大小排序依次为沉积方向、扫描方向、45°；45°取向试样达到了更高强度，其屈服强度接近890 MPa，同时断裂强度为980 MPa，沉积方向与扫描方向试样的强度基本相同；45°取向试样(101)取向生长减弱了材料变形阶段晶粒协调能力，抑制了变形过程的发生，达到了最高的强度，并且塑性发生降低。
3D打印成形 钛合金 微观组织 静态压缩 力学性能 laser rapid prototyping titanium alloy microstructure static compression mechanical properties
1 清华大学 材料学院，北京 100083
2 陕西科技大学 材料科学与工程学院，西安 710000
3 清研（洛阳）先进制造产业研究院，洛阳 471000
为了解决低压器件中银基触头易熔焊、易烧蚀、电寿命不足的问题，采用了激光法制备新型石墨烯/银基复合触头。通过激光熔覆技术在商用AgNi15触头表面制备了全覆盖的石墨烯薄膜，将其作为独立涂层抵抗环境的破坏; 进行了理论分析和实验验证，取得了最优工艺条件及相应的性能数据。结果表明，所制备的新型石墨烯/银基复合触头硬度为104.05 HV，密度为9.15 g/cm3，接触电阻为0.016 Ω。该研究为高性能低压触头提供了新的解决方案和实验基础。
激光技术 石墨烯/银基触头 纳秒激光加工 触头性能 laser technique graphene/silver-based contact nanosecond laser processing contact performance
贵州大学 大数据与信息工程学院，贵州 贵阳 550025
由于盲人对周围环境缺乏视觉感知力，出行一直是盲人生活中的困扰。本文提出一种基于YOLOX改进的导盲系统障碍物检测算法CE-YOLOX。首先，为了减少特征融合网络在特征通道缩减时带来的语义信息的丢失，以亚像素跳变融合模块SSF和亚像素上下文增强模块SCE来充分利用通道信息和不同尺度的语义信息，以通道注意力引导模块CAG减少多尺度特征融合带来的混叠效应。其次，为了使模型更加聚焦于有效特征，引入全局注意力机制GAM，通过减少信息弥散和放大全局交互表示来提高模型性能。然后，使用SIOU-LOSS替换原模型的位置回归损失函数IOU-LOSS，加快了边框的回归速度与精度。最后，搭建导盲系统检测平台，将所提算法移植到边缘计算设备NVIDIA Xavier NX上。实验结果表明，改进的导盲系统障碍物算法在服务器和NVIDIA Xavier NX平台上的mAP一致，提升至90.53%，相较原YOLOX模型算法提高了2.45%。在服务器上的检测速度达到75.93 FPS。本文模型在兼顾检测速度的同时提高了精度，显著优于对比算法，满足边缘计算设备的要求，具有实际的应用价值。
导盲系统 障碍物检测 亚像素 CEFPN GAM 角度损失 SIOU blind system obstacle detection subpixel CEFPN GAM angle loss SIOU
昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093
针对点云精简算法提取特征时较为依赖传统参数、特征提取不全面和特征边界易丢失等问题，提出一种使用冯·米塞斯（vMF）分布提取特征的点云精简方法。该方法首先利用邻域重心点构建向量，通过与法向之间的夹角关系设置阈值划分曲面，降低噪声对细节特征的影响；然后利用冯·米塞斯分布提取曲面点的优先度，实现全局特征提取；最后基于特征进行八叉树分级精简。实验结果表明：所提方法可有效提取细节特征，相比于基于曲率、Hausdorff距离的方法所提取到的特征，有着更好的特征提取效果；利用基于曲率、栅格、随机的精简算法与所提方法进行关于重建结果、3D偏差、定量分析的对比，证明所提精简方法效果更优。所提方法为点云特征提取和精简提供一种新的思路。
点云精简 特征提取 冯·米塞斯分布 八叉树 激光与光电子学进展
2023, 60(2): 0228002
1 陆军军事交通学院镇江校区，江苏 镇江 212003
2 陆军工程大学通信工程学院，江苏 南京 210007
3 国防科技大学信息通信学院，湖北 武汉 430010
基于直调光信号注入半导体激光器构建了宽调谐潜在可集成的光电振荡器（OEO），实现了9.73~21.30 GHz的调谐范围，且调谐过程中相位噪声始终小于-105 dBc/Hz@10 kHz。实验结构简单、紧凑。若将主、从激光器集成在同一芯片上，系统还可进一步小型化。若采用调制带宽更大的主激光器，OEO调谐范围还可进一步扩大。
光学器件 光电振荡器 宽调谐 光注入 半导体激光器 光学学报
2022, 42(13): 1323003
中国计量大学光电材料与器件研究院，浙江 杭州 310018
二维材料可用于制备原子层级超薄电子和光电子器件，引起了人们极大的兴趣。通过掺杂可以有效调控二维材料的物理和化学特性，对于其应用意义重大。本文综述了掺杂型二维材料的发光性能研究进展，介绍了经典二维材料发光特性，总结了过渡金属离子以及镧系离子掺杂的二维材料光学性能及其发光原理，并对基于发光离子掺杂二维材料的超薄光学器件应用和发展进行了总结和展望。
材料 掺杂 二维材料 过渡族金属离子 镧系离子 发光性能 激光与光电子学进展
2021, 58(15): 1516014
中国计量大学计量测试工程学院, 浙江 杭州 310018
针对小圆孔轮廓的精密测量难度大, 构建了一个基于线激光三角法的圆孔尺寸测量系统。对杂散光、激光点间距和激光线倾斜等误差因素进行分析, 设计实验, 搭建了基于线激光三角测距传感器、气浮位移平台和十字滑台的表面形貌测量装置。研究合适的测量系统参数, 通过MATLAB理论仿真圆和实验装置实际测量圆, 获取环规标准件圆孔三维形貌点云数据。利用HOUGH圆变换法、最小二乘拟合圆法和最小距离拟合圆法, 实现高效、准确地计算圆尺寸参数。测试结果表明, 圆心位置的微小改变不影响测量结果, HOUGH圆变换法优于最小二乘法和最小距离法。对于不同直径的环规标准件, 利用HOUGH圆变换法重复测量, 实验测量误差最小2 μm, 当圆孔直径过小时, 杂散光对测量结果影响明显。
圆孔尺寸测量 线激光三角法 精密测量 HOUGH圆变换 round hole size measurement line laser triangulation precision measurement HOUGH circle transformation
1 中国科学院物联网研究发展中心, 江苏无锡 214135
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院微电子研究所, 北京 100029
红外成像在军民监控领域广泛应用, 红外自动目标检测能减少人工参与, 有效提高效率。本文实现了基于 FPGA的红外目标检测系统, 首先对系统的硬件资源需求进行评估, 并设计了以 FPGA为核心处理器的系统硬件平台。其次, 开发了基于 FPGA的红外目标自动检测处理流程, 经过两点校正与盲元补偿等预处理后的红外图像信号, 通过混合高斯背景建模的方法建立背景模型, 自动检测前景目标, 再将目标区域周围高亮标识出来。实测结果表明, 该系统可有效检测出高亮背景下的红外目标。
红外目标检测 混合高斯模型 背景建模 IR target detection, Gaussian mixture model, backg FPGA
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
报道了一种可在低温环境下和100 ℃以上的宽温范围内稳定工作的纳秒级被动调Q的Nd∶YAG激光器。谐振腔采用抗失谐的双Porro棱镜组合腔型, 以热电制冷器控温的垂直腔面发射激光器侧面抽运Nd∶YAG板条晶体, 被动调Q晶体为Cr4+∶YAG。在抽运峰值功率为1 kW, 重复频率为1 Hz的条件下, 测量了激光器在不同温度下的工作情况。结果表明在-75～40 ℃温度范围内, 激光输出平均能量为18.79 mJ, 标准差为2.29 mJ, 脉宽约为4 ns, 近场光斑直径约为5 mm, 远场发散角小于0.9 mrad。激光器体积小、结构紧凑、可靠性高, 十分适合宽温范围尤其是低温环境下的空间激光应用。
激光器 低温工作 垂直腔面发射激光器 宽温
