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作者单位
摘要
中国人民解放军 63869部队,吉林 白城 137001
光学畸变是影响光学设备测角精度的一项重要因素,针对靶场红外&可见光炸点经纬仪存在光学畸变较大影响测试精度的问题,分别采用了基于多项式拟合法、多面函数拟合法、Kriging插值法这3种光学畸变校正方法验证校正效果。经验证:红外采用各阶多项式拟合法的畸变校正效果差异不明显,修正后均能优于8",而可见光成像设备三种模型差异较大,需五阶才可将误差降到10"以下;采用多面函数拟合法时,平滑因子对结果精度影响较大,核函数影响不明显,应将重点放在平滑因子的选取上;优化参数向量对Kriging预测模型的影响较大,尤其当变异函数为高斯函数时更为敏感,畸变向量的异向性特征不突出的情况下,Kriging插值的优势不显著。
畸变校正 脱靶量 多项式拟合 多面函数 Kriging插值 distortion correction miss distance polynomial fitting multi-surface function Kriging interpolation 
应用光学
2025, 46(1): 170
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作者单位
摘要
1 中国人民解放军32184部队,北京100072
2 中国人民解放军32381部队,北京100072
3 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室,北京100192
4 北京理工大学机械与车辆学院,北京100081
磨损是影响综合传动装置工作可靠性及使用寿命的重要因素之一,当前相关研究中常用的聚类、主成分分析、加权融合等油液光谱数据分析方法,缺乏对特定元素浓度指标异常磨损情况下随时间增长的考虑。为分析综合传动装置不同零部件的磨损状态,提出一种基于油液光谱数据的零部件异常磨损定位分析方法。针对综合传动装置异常磨损过程中部分元素在特定阶段会出现快速增长的情况,提出基于时间窗相关距离的聚类方法,分离表征不同零部件磨损状态的元素;提出磨损元素的磨损趋势分级方法,以高磨损趋势元素为聚类中心,使聚类结果具备可解释性;通过分级系数确定零部件磨损元素权重,融合各零部件磨损元素,获取不同零部件磨损状态表征;通过异常磨损界限值识别异常磨损,实现零部件异常磨损定位。以综合传动装置润滑油液光谱数据为例,检测判断该装置异常磨损的零部件及时间段。检测结果表明: Fe、Cu、Pb三种元素的磨损趋势分级系数最高,携带大量磨损信息,能够有效表征装置的磨损状态;基于时间窗相关距离的有中心聚类方法,成功将油液光谱数据分为Fe、Cu、Pb三类,可用于有效表征整体、摩擦片、齿轮组的磨损状态;基于分级系数的加权融合方法可以有效对该装置的异常磨损部位和时间周期进行检测和判断,为后续的故障预防和维护提供技术指导。
机械磨损 油液光谱数据 磨损趋势分级 异常磨损定位 Mechanical wear Oil spectral data Wear trend classification Abnormal wear location 
光谱学与光谱分析
2024, 44(5): 1398
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Author Affiliations
Abstract
1 Information Materials and Intelligent Sensing Laboratory of Anhui Province, Key Laboratory of Opto-Electronic Information Acquisition and Manipulation of Ministry of Education, School of Physics and Opto-electronics Engineering, Anhui University, Hefei 230601, China
2 School of Instrument Science and Opto-electronics Engineering, Laboratory of Optical Fibers and Micro-nano Photonics, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
3 School of Opto-electronic Engineering, Zaozhuang University, Zaozhuang 277160, China
Random lasers are a type of lasers that lack typical resonator structures, offering benefits such as easy integration, low cost, and low spatial coherence. These features make them popular for speckle-free imaging and random number generation. However, due to their high threshold and phase instability, the production of picosecond random lasers has still been a challenge. In this work, we have developed three dyes incorporating polymer optical fibers doped with various scattering nanoparticles to produce short-pulsed random fiber lasers. Notably, stable picosecond random laser emission lasting 600 ps is observed at a low pump energy of 50 µJ, indicating the gain-switching mechanism. Population inversion and gain undergo an abrupt surge as the intensity of the continuously pumped light nears the threshold level. When the intensity of the continuously pumped light reaches a specific value, the number of inversion populations in the “scattering cavity” surpasses the threshold rapidly. Simulation results based on a model that considers power-dependent gain saturation confirmed the above phenomenon. This research helps expand the understanding of the dynamics behind random medium-stimulated emission in random lasers and opens up possibilities for mode locking in these systems.
random laser polymer optical fiber gain-switched laser picosecond pulse 
Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 040603
作者单位
摘要
1 中国舰船研究设计中心,湖北 武汉 430064
2 华中科技大学 船舶与海洋工程学院,湖北 武汉 430074
目的

数字孪生技术和物联网技术在结构健康监测得到了广泛的应用,但在特殊压力容器装备中的应用尚处于萌芽阶段。

方法

鉴于压力容器全生命周期安全监测要求,通过物联网实现对结构的温度数据采集,采用VUE+Flask框架编写结构监测系统。通过Three.js库建立容器模型,利用温度数据实现数字孪生模型的实时驱动,另外为检验系统的可行性,在ANSYS仿真的基础上开展相关温度实验。

结果

实验证明基于压力容器结构的数字孪生关键技术可以实现场景感知、数字挖掘、信息反馈等功能。

结论

该系统架构有良好的参考价值,物联网技术与数字孪生技术深度融合,可为我国战略性高端产品和重大关键装备的发展作出贡献。

压力容器 物联网监测 数字孪生 pressure container internet of things monitoring digital twin 
中国舰船研究
2023, 18(5): 22
作者单位
摘要
中国科学院福建物质结构研究所,福州 350002
本文采用电光系数的粉末测试方法,探索发现了新型电光晶体KLi(HC3N3O3)·2H2O。根据粉末样品的红外反射光谱和拉曼光谱,计算获得晶格振动对电光系数的贡献值,再加上粉末倍频效应推算的有效非线性光学系数,最终计算出KLi(HC3N3O3)·2H2O的电光系数为2.37 pm/V,与商用电光晶体β-BBO相当。采用水溶液法进行晶体生长,测试不同原料生长晶体时的过热和过冷曲线,优化生长工艺,获得35 mm×25 mm×10 mm透明晶体。采用X射线定向技术辅以压电系数测量,确定了晶体形貌与各向异性生长速率的对应关系。
电光晶体 电光系数 水溶液法 红外反射光谱 拉曼光谱 晶体生长 KLi(HC3 N3O3)·2H2O KLi(HC3 N3O3)·2H2O electro-optic crystal electro-optic coefficient aqueous solution method infrared reflectance spectrum Raman spectrum crystal growth 
人工晶体学报
2023, 52(7): 1302
Jiahui Zhang 1,2Feng Xu 1,2Ran An 1,2Lin Wang 1,2[ ... ]Yanqing Lu 1,**
Author Affiliations
Abstract
1 College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, China
2 Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Integration of the Ministry of Education, Nanjing University, Nanjing 210009, China
3 College of Science, Wuxi University, Wuxi 214411, China
Fluorescence detection is widely used in biology and medicine, while the realization of on-chip fluorescence detection is vital for the portable and point-of-care test (POCT) application. In this Letter, we propose an efficient fluorescence excitation and collection system using an integrated GaN chip consisting of a slot waveguide and a one-dimensional photonic crystal (1D PC) waveguide. The slot waveguide is used to confine the excitation light for intense light–sample interaction, and the one-trip collection efficiency at the end of slot waveguide is up to 14.65%. More interestingly, due to the introduction of the 1D PC waveguide, the fluorescence signal is directly filtered out, and the excitation light is reflected to the slot waveguide for multiple excitations. Its transmittances for the designed exciting wavelength of 520 nm and the fluorescent wavelength of 612 nm are 0.2% and 85.4%, respectively. Finally, based on numerical analysis, the total fluorescence collection efficiency in our system amounts to 15.93%. It is the first time, to our knowledge, that the concept of an all-in-one-chip fluorescence detection system has been proposed, which paves the way for on-chip fluorescence excitation and collection, and may find potential applications of miniaturized and portable devices for biomedical fluorescence detection.
fluorescence slot waveguide photonic crystal on-chip 
Chinese Optics Letters
2023, 21(10): 101203
刘勇 1张江 2熊涔博 3董懿 3[ ... ]沈剑 2
作者单位
摘要
1 中北大学能源与动力工程学院, 山西 太原 030051
2 中北大学机电工程学院, 山西 太原 030051
3 北京理工大学机械与车辆学院, 北京 100081
4 中国人民解放军32184部队, 北京 100072
针对湿式离合器油液监测数据具有来源分散、 数据量大及时间轴不稳定等问题, 对光谱分析得到的多数据进行融合, 利用维纳过程的预测实时性和预测准确的优点, 建立模型开展离合器剩余寿命预测研究。 首先, 通过排列熵加权证据融合方法对离合器寿命试验获得的指示元素进行融合, 构建健康指数; 其次, 结合维纳过程建立退化模型并通过极大似然法对模型中的参数进行估计; 再次, 根据历史退化数据对参数进行更新得到离合器剩余寿命预测模型; 最后, 将预测模型与实例进行对比, 得到利用融合多元素的健康指数建立的维纳过程预测模型预测准确性相比单指示元素预测有了很大提升, 其预测点更接近试验值。 通过观察也发现, 湿式离合器运行50~60 h左右时, 预测点有了明显的变化, 而同样在220~230 h时, 预测点有了明显的偏差, 在240 h左右又重新接近试验值, 其突变点对应了离合器磨损的三个阶段, 即初期磨损, 正常磨损和剧烈磨损。 研究结果表明, 融合油液光谱数据结合维纳过程建立的预测模型用于湿式离合器的剩余寿命预测, 具有预测实时性强且预测精度高的优点, 而通过预测结果和试验值对比发现, 湿式离合器磨损状态的不同对预测结果也有一定的影响, 尤其磨损状态转变点对预测结果的影响更大。
维纳过程 湿式离合器 加权证据融合 健康指数 剩余寿命预测 Wiener process Wet clutch Weighted evidence fusion Health index Residual life prediction 
光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1314
作者单位
摘要
1 河南理工大学 土木工程学院, 焦作 454003
2 河南省地下空间开发及诱发灾变防治国际联合实验室,焦作 454003
在煤矿巷道掘进中, 普通光面爆破技术存在着围岩表面超挖、欠挖、严重破坏等现象, 后期支护难度大, 维护成本高。在定向断裂控制爆破技术机理分析的基础上, 提出了周边眼切缝药包定向断裂控制技术, 进行了切缝药包爆破和普通药包爆破的工程应用对比研究。试验结果表明:采用外径38 mm、内径36 mm, 切缝宽度4 mm、切缝长度600 mm的PVC管作为切缝管进行切缝药包定向断裂控制爆破, 其爆破效果较好。切缝药包爆破改善了巷道断面平整度, 开挖轮廓平滑, 提高了半孔率, 最大值为90%。爆破完巷道轮廓成形好, 有效控制了超挖量, 平均线性超挖量为0.171 m, 降低了0.238 m。切缝药包爆破增加周边眼眼距, 节约每立方米炸药用量25%, 每循环进尺可减少炸药用量约20 kg, 减弱了爆破震动。定向断裂控制爆破有效降低了对围岩体的损伤, 增加了围岩的稳定性, 取得了较为理想的爆破效果。
巷道掘进 切缝药包 定向断裂 控制爆破 复式楔形掏槽 roadway excavation slit charge directional fracture controlled blasting compound wedge cut 
爆破
2022, 39(1): 0061
作者单位
摘要
1 国网吉林省电力有限公司信息通信公司,吉林 长春 130000
2 国网吉林省电力有限公司,吉林 长春 130021
为了解决红外电力图像中绝缘子所占比例较小,背景复杂导致绝缘子漏检和定位不准的现象,提出了基于特征选择YOLOv3网络的检测方法。所提出的方法在金字塔形YOLOv3网络的自顶向下采样过程中加入了金字塔特征注意网络。金字塔特征注意网络基于网络高层语义特征图计算特征权重矩阵,并使用该特征权重矩阵过滤掉网络低层细节特征的冗余。最后,将经过特征过滤后的低层特征图和高层语义特征图串联在一起,得到既有精确的绝缘子细节信息又有丰富高层语义信息的特征图。实验结果表明,所提出方法的检测效果要优于原有YOLOv3网络且保留了原有网络实时性好的特点。
绝缘子检测 金字塔特征注意网络 特征金字塔 目标检测 insulator detection pyramid feature attention network pyramid features object detection 
红外与激光工程
2020, 49(S2): 20200401
 
作者单位
摘要
1 南京航空航天大学理学院, 江苏 南京 210016
2 南京林业大学理学院, 江苏 南京 210037
3 南京航空航天大学航天学院, 江苏 南京 210016
设计并优化了一种基于外反射原理的狭缝波导结构,可以实现将光限制在低折射率材料中传播且能量更为集中。这种狭缝波导由两块对称的高折射率板、中间一层低折射率狭缝和外围的包层构成。利用有限元分析方法,在入射波长为1550 nm的情况下,仿真研究了包层大小、狭缝高度、狭缝宽度和板宽度这4个关键参数对二维波导结构光场传播的影响,并对这些结构参数进行优化调整,使得能量更加集中在低折射率的狭缝中。利用优化后的参数建立三维波导模型,研究三维空间中电场的分布情况,证明了利用所设计的波导结构,可以将光限制在低折射率材料中传播。
光学器件 狭缝波导 外反射 有限元分析 光限制 低折射率材料 
激光与光电子学进展
2020, 57(13): 132303

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