1 浙江大学 工程师学院，浙江杭州3005
2 中航西安飞机工业集团股份有限公司，陕西西安710089
3 中国科学院 福建物质结构研究所 泉州装备制造研究中心，福建泉州62100
4 浙江大学 机械工程学院，浙江杭州310058
为了实现复杂环境下航空零件孔特征的高效高精度检测，提出了一种集成视觉显著性和群决策的检测方法。在经典FT显著性检测算法中引入图像增强步骤，并为每个像素赋予以最大显著区域中心为参考的权重，使用改进后的方法对图像进行孔区域分割。设计具有多尺度多结构元素的新型数学形态学边缘检测算法，结合轮廓细化算法对孔区域进行轮廓提取。最后，利用Meanshift算法寻找轮廓点的圆心位置，建立新的基于群决策的圆半径计算模型，获得孔特征的关键几何参数。结果表明：改进的视觉显著性特征检测算法能够生成更加突显孔特征的全分辨率显著图；新型数学形态学边缘检测算法能获得简化且可靠的轮廓点；该方法在不均匀光照、各类孔缺陷和孔内壁干扰等条件下均显示出较好的稳定性；即使在噪声密度高达30%时仍能成功完成孔检测，且圆心坐标和半径的误差均小于0.012 mm；平均检测时间仅为0.236 s。该方法能够在复杂环境下对航空零件孔特征进行准确、稳定的检测。
航空零件 孔特征检测 显著性检测 数学形态学 群决策 aircraft part hole feature detection saliency detection mathematical morphology group decision making
华中科技大学光学与电子信息学院下一代互联网接入系统国家工程研究中心，湖北 武汉 430074
布里渊光纤传感系统由于其分布式监测的工作原理，会产生大量的数据。然而，相比于硬件技术的突破，海量数据处理技术的发展尤为不足。如何智能化、快速化、精确化处理海量数据从而更进一步提升系统性能、获取更为准确的传感信息是当今发展面临的最大难题。因此，研发先进的数字信号处理（DSP）技术用于处理海量数据刻不容缓。回顾近几年国内外用于传感系统数据处理的DSP技术，重点介绍图像视频降噪技术和机器学习信息提取识别技术在分布式光纤传感中的应用，进而为未来基于DSP技术的布里渊光纤传感研究提供参考。
光纤传感器 布里渊散射 数字信号处理 图像处理 机器学习
1 南京大学智能光感知与调控技术教育部重点实验室，江苏 南京 210023
2 华中科技大学光学与电子信息学院，湖北 武汉 430074
3 北京交通大学信息科学研究所，北京 100044
4 之江实验室光纤传感研究中心，浙江 杭州 311100
5 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044
6 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
7 中国电力科学研究院有限公司，北京 100192
8 中国煤炭地质总局勘查研究总院，北京 100039
9 中油奥博（成都）科技有限公司，四川 成都 611731
10 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室，安徽 合肥 230031
11 齐鲁工业大学（山东省科学院），山东省科学院激光研究所，山东 济南 250104
12 厦门大学航空航天学院，福建 厦门 361005
13 上海交通大学电子信息与电气工程学院，区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室，上海 200240
14 北京理工大学光电学院，信息光子技术工信部重点实验室，北京 100081
15 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室，四川 成都 611731
16 兰州大学土木工程与力学学院，甘肃 兰州 730000
我国大型基础设施的建设规模已多年位居世界之首，分布式光纤传感技术（DOFS）作为大型基础设施健康状态实时监测最有潜力的技术，近年来得到了迅速发展。针对DOFS在技术和应用的突破上面临的挑战，在介绍DOFS各技术基本工作原理、发展历史、现状以及典型应用原理和方案等的基础上，对其工作新机理、系统设计方案、研究发展方向等进行了阐述和讨论。
光纤光学 分布式光纤传感技术 光时域反射仪 光频域反射仪 干涉型分布式光纤传感
1 1.南昌大学 物理与材料学院, 南昌 330031
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 200050
La2O3-TiO2玻璃以其折射率高、光学性能优异，在透镜、光学窗口、光通信等领域具有广阔的应用前景。受限于玻璃形成能力, 人们难以制备出大尺寸La2O3-TiO2玻璃, 这严重限制其应用。本研究通过引入网络形成体GeO2, 有效提高了玻璃形成能力, 从而可用常规方法制备大尺寸的GeO2-La2O3-TiO2(GLT)玻璃。差热分析表明, GLT玻璃具有较高的玻璃转变温度和抗析晶性能, 玻璃转变温度Tg和ΔT (ΔT=Tc-onset-Tg)分别大于833和209 ℃。最大折射率为2.06, 在可见光和近红外波段的透过率可达78%。实验还研究了Ti含量对GLT玻璃结构、热学和光学性能的影响。结果表明, 随着钛含量增加, 玻璃的形成能力和热稳定性均减弱。摩尔体积Vm和氧离子极化率αi的变化趋势与折射率一致。GLT玻璃对开发高性能、轻量化、小尺寸的新型器件具有重要意义。
高折射率 热稳定性 大尺寸玻璃 高透过率 high refractive index thermal stability large size glass high transmittance
针对不同类型红外探测器对测试数据分析筛选需求的差异性问题，提出了一种基于QT/C++的红外探测器多区域性能分析系统。该系统以传统红外探测器测试系统为基础，使用QT软件及C++语言扩展开发性能分析软件。所开发的软件嵌入OpenCV插件库，具备区域划分、盲元筛选、指标计算和盲元簇识别等功能。使用640×512甚长波碲镉汞探测器测试数据验证所开发软件的性能分析功能。结果表明，所开发的软件具备高效数据处理及准确性能分析的能力，并能够提供盲元位置及盲元簇图。与现有测试系统相比，所提出的分析系统可提高针对全阵列尺寸和不同材料探测器的性能分析能力及测试效率。
红外探测器 指标计算 性能分析 infrared detector index calculation performance analysis QT QT C++ C++
中国电子科技集团公司第十一研究所， 北京100015
数字化红外探测器的读出电路晶圆测试是评价晶圆的重要环节。在现有探针台测试设备的基础上，研制了一块电路板装置。它既可驱动晶圆工作，也可将不同形式的数字化输出信号转换为统一的数字图像传输格式,而且测试过程中可对电路板参数进行设置。首先对红外探测器读出晶圆测试系统进行了介绍，然后对研制的测试电路板装置进行了原理分析。最后将此电路板进行硬件实现，并编写了内部测试程序，完成了功能验证。对差分输出和单路输出两种形式的晶圆进行了测试，其结果与晶圆低温下的测试结果一致，数据准确可靠。此外电路装置有100个输入接口，可重复编程，支持24bit及以下输出位宽数字化晶圆的测试，使测试系统具有更高的兼容性和灵活性。
读出电路 数字化红外探测器 晶圆测试系统 兼容性 readout circuit digital infrared detector wafer test system compatibility
1 紫金(长沙)工程技术有限公司, 长沙 410000
2 北方矿业有限责任公司, 北京 100053
3 武汉理工大学 资源与环境工程学院, 武汉 430070
爆破振动质点速度峰值(Peak particle velocity,PPV)是衡量爆破振动对周围环境和结构物造成的影响程度的重要指标。为提高爆破振动质点速度峰值预测的可靠性, 提出了一种基于麻雀搜索算法(Sparrow search algorithm,SSA)优化极端梯度提升树(Extreme gradient boosting,XGBoost)的PPV预测模型, 通过Matlab软件中的App Designer模块构建了相应的爆破振动预测系统。通过36组训练数据和5组测试数据, 选取了最大单段炸药量、爆心距和测点至爆破工作面的高程差作为模型输入参数, 对PPV进行了预测。结果表明, 提出的SSA-XGBoost模型相较于GA-BPNN模型和BPNN模型具有更小的平均相对误差, 泰勒图进一步证明了SSA-XGBoost具有更高的预测精度和更好的稳定性。
爆破振动 爆破振动速度峰值 麻雀搜索算法 极端梯度提升树 预测系统 blasting vibration peak particle velocity sparrow search algorithm extreme gradient boosting prediction system
1 南京市产品质量监督检验院(南京市质量发展与先进技术应用研究院), 江苏 南京 210019国家金银制品质量检验检测中心(南京), 江苏 南京 210019
2 江苏 南京 210019国家金银制品质量检验检测中心(南京), 江苏 南京 210019
电铸工艺黄金饰品金含量及其杂质元素含量测定主要采用火试金法和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)法, 然而这两种方法对于该类产品金含量的测试结果存在明显差异, 尤其是无氰电铸和有氰电铸两种不同工艺制备的黄金饰品。 研究了辉光放电质谱(GDMS)技术测定金样品26种杂质元素的含量, 显示GDMS仪器相对灵敏度因子(RSF)测试的杂质元素含量总体偏高, 其中16种元素的仪器RSF与校正RSF比值为0.96～1.90, 铜和铬元素仪器RSF与校正RSF比值差距较大分别是3.01和3.91, 能够满足金制品中杂质元素的含量测定。 通过对比GDMS法和国家标准火试金法和ICP-AES法对金含量测定结果, 发现GDMS法测定无氰电铸金饰品的金含量与火试金法和ICP-AES法测试的金含量结果相当; 而对于有氰电铸工艺制备的金饰品, GDMS法测定的金含量结果与火试金法测定结果一致, 却明显小于ICP-AES法测试的结果。 这表明GDMS法和火试金法适用于不同类型电铸工艺金饰品金含量的准确测定, 而ICP-AES法仅适用于无氰工艺电铸金饰品金含量的测定。 此外, 相比于现行国家标准ICP-AES法, GDMS法能够测试碳和氮元素。 研究发现采用GDMS测试有氰电铸工艺金饰品中碳、 氮、 钠、 钾元素的含量明显高于无氰电铸工艺金饰品, 进而能够推断黄金饰品的电铸工艺类型是否为有(无)氰工艺。
辉光放电质谱 非金属元素 轻金属 无氰电铸工艺 有氰电铸工艺 Glow discharge mass spectrometry Non-metallic elements Light metal Cyanide-free electroformed process Electroformed process with cyanide 光谱学与光谱分析
2023, 43(9): 2755
1 北方夜视科技（南京）研究院有限公司，江苏 南京 211106
2 微光夜视技术国防科技重点实验室，陕西 西安 710065
高温光电倍增管是石油测井的关键器件，介绍了两种制备高温Na-K-Sb光电阴极的工艺，并比较了制备工艺对光电倍增管性能的影响。从测试结果可以看出，同蒸工艺制备的光电倍增管具有更高的量子效率、阴极积分灵敏度、能量分辨率以及更优异的坪特性，通过分析光谱响应曲线和高低温曲线可以得到性能提升的根本原因，即同蒸工艺制备的光电阴极的光电发射能力更强、热电子发射能力更弱，借助微观形貌表征分析得出同蒸工艺制备的光电阴极厚度更均匀、膜层更致密平滑、均匀性更好。针对高温光电倍增管的实际应用场景，测试评估高温光电倍增管的高温性能，并与国外同类产品性能进行对比。
探测器 光电倍增管 高温 光电阴极 制备工艺 石油测井 光学学报
2023, 43(23): 2304001
1 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室ICT研究中心，重庆 400044
2 重庆大学工业CT无损检测教育部工程研究中心，重庆 400044
3 中国工程物理研究院化工材料研究所，四川 绵阳 621900
4 中国工程物理研究院激光聚变研究中心高温高密度等离子体物理实验室，四川 绵阳 621900
超快激光X射线单发照相技术具有高时空分辨能力，是观测高速运动物体形态参数如内部结构、平面性等的重要手段。但由于激光X射线脉宽在皮秒或飞秒量级、X射线能谱宽、成像环境复杂等原因，导致X射线图像背景干扰噪声大、对比度低，物体形态结构准确识别和测量难度大。在传统对比度限制直方图均衡化（CLAHE）图像增强算法的基础上，提出了一种多尺度融合的改进直方图均衡化（IHEMF）算法。该算法增加自适应裁剪阈值以适应每个区域特征，并利用亮度和梯度幅值信息将增强后图像与原始图像全局融合，最后对融合后图像去噪得到最终图像。该算法既能提高感兴趣区域的对比度噪声比（CNR），又具有很好的保边界特征的能力。对高速飞片的静态、动态、终态等典型状态下X射线图像进行处理，CNR分别提升50.97%、90.43%和96.84%。实验结果表明所提算法在噪声抑制和结构保真方面优于其他算法，可为准确解读高速运动物体形态表征参数信息提供重要技术支撑。
超快激光 X射线单发照相 图像增强 多尺度融合 直方图均衡化 中国激光
2023, 50(22): 2209001
