山东理工大学 机械工程学院, 山东 淄博 255000
针对近景工业摄影测量中镜头自动对焦导致相机内参数波动进而降低测量精度的问题, 提出一种分层式相机标定方法。分析了基于平面棋盘格的相机标定技术, 阐述了数码单反相机的自动对焦原理及其如何影响相机主距的变化, 重点分析了分层式相机标定方法的基本思想。分层式相机标定实验揭示了相机内参数及畸变系数随着标定距离变化的规律, 精度评价实验的结果表明, 依据摄影距离选择合适的相机内参数能够显著提高近景工业摄影测量的精度。
近景工业摄影测量 自动对焦 分层式相机标定 光栅尺 close range industrial photogrammetry auto focus layered camera calibration optical grating ruler
山东科技大学电气与自动化工程学院, 山东 青岛 266000
由于水下光的吸收和散射作用, 水下图像往往存在颜色失真、对比度低、细节模糊等现象。因此, 提出一种基于加权融合的多空间转换水下图像增强方法。首先, 对图像进行白平衡处理,可以有效校正图像的蓝(绿)色外观;然后,分别对白平衡的图像将RGB空间转换为LAB空间, 用改进的自适应伽马校正处理L通道, 再转换回RGB空间; 在RGB空间进行CLAHE、双边滤波处理; 将RGB空间转换为HSV空间, 用结合引导滤波的单尺度Retinex算法处理V通道, 再转换回RGB空间;最后,将得到的3个结果加权融合和细节增强得到最终的增强图像。实验结果表明, 所提方法对提高水下图像的对比度和清晰度有良好的效果, 并可有效解决图像的颜色失真问题。
水下图像 图像增强 图像融合 色彩补偿 Retinex算法 underwater image image enhancement image fusion color compensation Retinex algorithm
针对用引线连接的蝶形激光器管脚在扫频振动测试中发生齐根断裂的问题, 文章建立了有限元分析模型, 模型中用不同管脚长度反映引线的影响, 采用模态叠加法分析了管脚在20 g、20~2 000 Hz正弦扫频振动下的应力。基于Miner准则, 计算了管脚在振动条件下的寿命。分析结果表明: (1)原激光器管脚的固有频率高于2 000 Hz, 连接引线后, 固有频率降低到2 000 Hz以内, 在振动条件下会发生共振；适当位置固定引线, 可将其固有频率提高到2 000 Hz以上, 从而避免共振；(2)原激光器管脚在振动条件下为无限寿命, 用引线连接后的激光器管脚寿命大幅降低, 在适当位置固定引线可以将管脚寿命提高到无限寿命。
蝶形激光器 管脚 疲劳寿命 有限元法 butterfly laser pin fatigue life finite element method
为了提高采用有限元分析平面光波导热应力的精度和效率, 提出了一种改进平面应变模型。通过将材料的热膨胀系数正交各向异性化, 材料垂直于波导传播方向的热膨胀系数为真实的热膨胀系数, 但沿波导传播方向的热膨胀系数经过适当的变换可满足变形协调和适应平面应变模型, 采用改进的平面应变模型, 计算了平面光波导的热应力。计算结果表明, 与广义平面应变模型相比, 用改进的平面应变模型得到的应力的最大误差只有0.4%, 而计算时间缩短为广义平面应变模型的12.6%, 与平面应变模型相比, 改进平面应变模型的计算时间相等, 而计算精度大幅提高。
平面光波导 热应力 改进平面应变模型 有限元 planar optical waveguide thermal stress improved plane strain model finite element
1 中国空间技术研究院 通信卫星事业部, 北京 100094
2 四川大学 电子信息学院, 成都 610064
建立时间是边沿触发器的一个重要技术参数, 在设计跨时钟域电路和高速数字电路时起着关键性的作用。介绍了一种对集成边沿触发器或自制边沿触发器的建立时间进行物理测量的方法, 利用同一脉冲分别作用于触发器的时钟端和输入端, 通过延时器对两个端口的脉冲进行时延扫描调节, 就可测得该触发器的误码统计分布曲线, 从而获得较为精确的建立时间参数。对集成边沿触发器74LS74芯片进行了实测, 测试精度可达1ps。
边沿触发器 建立时间 误码率 flipflop setup time bit error rate
1 中国空间技术研究院 通信卫星事业部, 北京 100094
2 四川大学 电子信息学院, 成都 610064
在跨时钟域数据传输中, 常因违反触发器的建立时间和保持时间要求而产生亚稳态现象, 导致数据误码。为对亚稳态发生过程进行直观观测, 利用所搭建的亚稳态观测平台, 在建立时间区域对TTL维持阻塞型集成边沿触发器74LS74芯片和CMOS传输门型集成边沿触发器74HC74芯片分别进行了误码测试。测试结果表明, 两芯片性能接近, 在建立时间0.9~1.6ns区间存在0%~100%误码过渡带, 能观测亚稳态过程的直观波形。测试过程中, 发现触发器输入电平上跳变时, 误码率在以上区间存在稳定的单调变化曲线。当触发器输入电平下跳变时, 误码率会从0%瞬变到100%, 实验未观测到过渡带。输入下跳变时, 当延迟参量单向递增或递减时, 瞬变区域不一样, 存在回差现象。
触发器 亚稳态 建立时间 误码率 flip-flop metastable state setup time bit error rate
武汉光迅科技股份有限公司, 湖北 武汉 430205
提出了一种薄膜本征应力的模拟方法,数值仿真分析了多层薄膜沉积过程中的热应力和本征应力。通过引入本征应力系数,并借助现有的热应力有限元分析程序,模拟了薄膜的本征应力,并从理论上证明了该方法的合理性。采用模型重构-应力初始化的方法模拟了材料增长,建立了多层薄膜应力分析模型。工程实例分析结果表明,采用该方法和流程可以方便地模拟出多层薄膜在每个沉积阶段的本征应力和热应力。
薄膜 膜应力 有限元 材料增长 激光与光电子学进展
2018, 55(4): 043101
针对机械式光开关的抖动问题，利用一般等截面悬臂梁模型和端部有附加质量的悬臂梁模型，采用模态叠加法求解悬臂梁在冲击力作用下的动态响应，得出了机械式光开关抖动的原因和降低光开关抖动的结构设计方法。利用该方法对一种有抖动的移动棱镜式机械光开关的结构进行改进，实验结果表明，改进后的光开关基本无抖动。
机械式光开关 抖动 悬臂梁 模态叠加法 mechanical-optical switch jitter cantilever beam mode superposition method
为了降低环境温度变化对外腔可调谐激光器波长稳定性的影响,采用有限元分析方法得出了外腔可调谐激光器的温度场分布特点和热变形机理,提出了一种优化的光具座结构,并对优化结构的散热性能和热变形进行了理论分析和数值模拟.结果表明,该优化的光具座结构具有高效的传热性能,大幅降低了热变形对腔长的影响,从而提高了激光器的在不同工作环境温度下的波长稳定性.
外腔可调谐激光器 有限元分析 光具座 结构优化 external cavity tunable laser finite element analysis optical bench structural optimization
