基于Z、X、B三轴联动的数控机床, 提出了一种高次非球面的等端切角加工方法, 采用等弦长离散非球面型线, 并保持端切角恒定来计算数控机床的运行轨迹。等弦长可避免非球面型线因斜率变化引起的加工误差, 等端切角加工方法保证磨头同一工作点完成工艺过程, 提高加工精度和工艺稳定性。另外, 通过编程模拟了等端切角法加工高次非球面的工艺过程, 分析了端切角δ和距离C对机床工艺行程的影响, 并指出两个参数的选取应使机床工艺行程满足: 不存在磨头与工件之间的物理干涉; 不存在Z、X向导轨和B轴的反向运行, 避免将传动间隙误差引入到工件中; 运行控制点的步距不得小于设备运行精度, 避免机床跨点突进产生棱带误差; 机床运行的工艺行程应尽量小以提高加工效率。因磨头磨损带来的加工误差, 可通过磨头修锐或使用磨损边缘点作为工作点并重新编制数控加工程序来消除。

基于薄膜干涉分光技术开发了多光谱图像采集分析系统样机,样机由分光滤光片、CCD相机、逻辑控制组件和计算机终端软件等组成,并在农产品检测、成分检测等方面开展了多光谱检测技术的实验研究。实验表明,多光谱成像系统能够进行高分辨率的光谱图像采集,并进行光谱重建和聚类等分析。在农产品检验中利用多光谱成像技术能够将霉变的黄豆与优质黄豆进行快速区分;在电解液浓度和成分检验中能够将不同浓度或不同成分的液体进行识别;在笔墨检验中能够将不同油墨的笔迹进行准确有效地判别。

多光谱成像技术是一种结合传统的二维成像技术及光谱技术的新兴无损检测技术。本文利用有机磷农药的荧光特性, 结合多光谱成像技术和荧光激发技术, 研发了叶片农药残留快速检测的多光谱荧光成像系统。结果表明, 在190～300 nm的紫外光激励下, 配置好的有机磷农药氧乐果会在440 nm附近产生显著的荧光发射, 并且荧光发射光谱峰值与农药浓度具有良好的线性关系。滤光片可置换的多光谱成像系统研发以及实验检测结果为开发实时在线的农药残留快速无损检测系统提供了技术保障和理论依据。

为了满足数字电影光学系统色温要求及提高光源能量利用效率,降低设计及光学薄膜镀制难度,计算了色温变化小、光源利用效率高的可见光高反射光谱波段。根据椭球滤光反射镜的工作原理及滤光薄膜的光谱特性,结合氙灯光源光谱及人眼的视觉函数,分析了可见光不同光谱波段对系统光效率及色度坐标的影响。获得了可见光波段光效利用率高,色度参数变化小的波段范围,解决了数字电影反光镜滤光薄膜可见光高反射波段初始设计问题。由滤光薄膜设计及镀制结果得到,405～690 nm波长范围可作为数字电影滤光反射镜薄膜高反射区域,相比与氙灯光源光谱,x、y色度偏差不超过0.001,理论反射光光效率达99%以上。

通过3D扫描的方法,对椭球反光镜的面形进行了检测,并与标准椭球面形进行最佳拟合对比,以E210反光镜为例。结果表明：3D扫描能够完成椭球反光镜的检测,E210反光镜在底孔部位存在加工过量,在端口部位存在近似“十字形”对称的加工不足的现象,加工误差范围为-0.06 mm ~+0.08 mm,符合轮廓度误差±0.1 mm的要求。3D扫描点云能够进行逆向反求并建立实际反射面模型,进一步模拟反光镜的反射光斑形状、大小等参数,模拟结果与检测结果一致。

采用三坐标测量法对磨削加工及模压热成型两种工艺的椭球反光镜进行了面形测量, 与标准型线全局比对获得了椭球面形的偏差, 结果表明磨削反光镜存在峰谷误差分布, 而模压热成型反光镜误差曲线近似于线性分布。采用 Tracepro对两种反光镜进行了应用模拟, 磨削反光镜的光利用效率是模压热成型反光镜的 92%。采用光学成像法观察了反光镜的出射光分布情况, 磨削反光镜出射光呈现环状条纹亮暗分布, 而模压热成型反光镜出射光呈现云状光强分布。