1 湖南大学材料科学与工程学院，湖南光电集成创新研究院，湖南 长沙 410082
2 诺视科技（苏州）有限公司，江苏 苏州 215011
基于发光二极管的显示技术在电视、电脑、手机等终端产品上获得了广泛应用。与传统液晶显示器和有机发光二极管屏幕相比，微型发光二极管（Micro-LED）显示器件在尺寸、性能、功耗、使用寿命等方面均具有显著优势。总结了Micro-LED全彩色显示的技术类别和产品应用场景，综述了实现Micro-LED全彩色显示的最新研究进展，包括巨量转移技术、色转换层集成技术和外延芯片单片集成技术，并进一步比较分析这些技术的优缺点，展望了Micro-LED全彩色显示技术的未来发展。
发光二极管 显示技术 单片集成 巨量转移 氮化镓 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0125001
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春130033
2 长春精测光电技术有限公司，吉林 长春130012
3 小米通讯技术有限公司，北京100089
针对多重差分航空相机图像检焦精度的问题，提出了一种多重差分空间滤波器参数选取方法。首先，介绍了空间滤波法以及基于空间滤波效应的自动检焦。然后阐述了多重差分滤波检焦法的具体实施过程，并从滤波器输出信号功率谱角度分析了滤波器参数的选取与检焦精度、灵敏度的关系。最后设计动态成像实验，在典型导轨移速532 mm/s下采集外景图像，选取不同的滤波器参数分别进行20次像面检测，并将其结果与传统图像检焦算子的检焦效果进行比较。结果表明，本文方法选取的参数使得检焦精度比Brenner算法提高了18%，且检焦系统的最大误差为3392 m，小于光学系统允许误差(768 m)，满足实际工作需求。
光学成像系统 航空相机 焦面检测 空间滤波器参数 optical imaging system aerial camera focal plane detection filter parameters
多光谱辐射测温在高温测量领域应用广泛。 但是, 未知的光谱发射率是多光谱辐射测温反演过程的最大困难。 目前, 解决方法多采用假设发射率模型法, 二次测量法等, 此类方法反演精度取决于假设的发射率模型和实际发射率是否相符, 多数情况下反演结果误差较大。 基于约束优化的多光谱辐射温度数据处理算法解决了未知发射率的难题, 但受迭代算法的复杂性和初值难以确定的影响, 反演精度和效率不高。 为此, 提出广义逆-坐标轮换算法解决约束优化算法中的反演效率问题。 由于广义逆法需对发射率范围进行约束, 坐标轮换法需设定合适的发射率初值, 考虑两种算法各自的优势与不足, 可对两种算法进行结合。 将广义逆法求得的最小范数解作为约束优化算法中迭代搜索的初始点, 进一步提高了算法对不同材料发射率的适应度。 为验证算法是否能在无需考虑发射率模型的前提下寻找符合待测目标的发射率和真温, 选取六种不同发射率类型的目标材料进行仿真实验。 针对六种典型材料的仿真结果表明, 新方法在真温1 800 K的情况下, 绝对误差和相对误差均小于5.0%, 与梯度投影法相比运算效率平均提高了202倍。 表明该算法具有无需考虑发射率模型、 反演精度高, 速度快, 适合于各类材料等优点, 解决了约束优化算法中初值选择不确定的问题, 为在线实时高温测量中的数据处理提供了解决方案。
多光谱辐射测温 发射率 广义逆-坐标轮换法 Multi-wavelength radiation thermometry Emissivity Generalized inverse matrix-coordinate rotation 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1936
1 广州航海学院轮机工程学院，广东 广州 510725
2 广东省科学院智能制造研究所，广东 广州 510070
3 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
4 广东省科学院工业分析检测中心，广东 广州 510650
5 攀枝花学院钒钛学院，四川 攀枝花 617000
通过机械混合方法解决了碳纳米管（CNTs）在CoCrFeNi高熵合金粉体表面的团聚问题，采用激光熔覆方法在304不锈钢基板上制备了CoCrFeNi-CNTs涂层，碳纳米管优化质量分数为1.0%，研究了涂层微观组织、显微硬度及抗中性盐雾腐蚀性能。结果表明：涂层的晶粒为单一的面心立方（FCC）结构，按照晶粒形态可以分为平面晶、胞状枝晶、柱状枝晶、等轴晶，晶界上形成了M7C3型碳化物共晶相，未分解碳纳米管弥散分布在晶粒内，Si/C类夹杂物来自于熔化的基板材料。涂层内硬度分布较均匀，由于碳纳米管和M7C3碳化物的第二相强化作用，硬度水平可以比CoCrFeNi涂层提高70 HV以上。经中性盐雾腐蚀269 h后，点蚀仅发生在脱落的Si/C类夹杂物周围区域，而在晶粒及晶界内其他区域均未发现腐蚀现象，因此，严格限制Si/C类夹杂物进入涂层将进一步改善复合涂层的抗中性盐雾腐蚀性能。
激光技术 高熵合金 硬度 中性盐雾腐蚀 中国激光
2023, 50(24): 2402205
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国电子科技集团公司第二研究所, 山西 太原 030024
3 吉林江机特种工业有限公司, 吉林 吉林 132000
针对国内红外焦平面倒装焊机对高精度光学对位系统的迫切需求，对光学对位系统进行了设计及验证，并对该系统用到的平行调整、光学对位及坐标系误差补偿算法进行研究。文章首先对倒装焊接光学对位工艺进行分析；然后对平行性调整及光学对位算法进行介绍，并根据光学对位系统测试流程，提出更加合理的误差补偿算法；最后，以上述算法为理论依据，设计光学对位系统，其包括准直系统、显微成像系统和激光测距三部分。所设计的光学系统可实现平行性粗调，特征点识别及平行性精调功能。试验结果表明，准直系统准直效果较好，显微成像系统分辨率高，成像质量较好，激光测距系统的测距精度为0.084 μm。设计的高精度光学对位系统解决了国内红外焦平面倒装焊机对高精度光学对位系统的迫切需求，已经在国内某型号的倒装焊机中得到应用，对于提高国产高端集成电路的自主研发和生产能力具有非常重要的意义。
红外焦平面倒装焊机 光学对位系统 平行调整 激光测距 infrared focal plane flip chip bonder optical alignment system parallel adjustment laser ranging
塑料闪烁体在中子探测领域具有重要应用前景。对于自研两种尺寸（?2.54 cm×2.54 cm、?5.08 cm×5.08 cm）的塑料闪烁体进行了测试。采用光电倍增管（Photomultiplier Tube，PMT）搭建了探测系统，利用高速示波器采集功能对自研塑料闪烁体进行能量刻度，通过测量137Cs γ放射源的脉冲幅度谱并与MCNP5模拟谱对比，以获取康普顿边缘位置信息，实现准确的γ射线能量标定。利用电荷积分法对从241Am-Be中子源上获取的数据进行分析，采用品质因子（Figure Of Merit，FOM）、中子峰谷比、中子漏计数率等参数量化不同能区的n-γ甄别效果，对比自研塑料闪烁体相对于EJ-299-33A的探测效率。结果表明：?2.54 cm×2.54 cm自研塑料闪烁体相比于?5.08 cm×5.08 cm自研塑料闪烁体具有较高的FOM值；两种自研塑料闪烁体相对于EJ-299-33A的探测效率分别约为0.49和1.0，可见自研的?5.08 cm×5.08 cm塑料闪烁体与同尺寸的商用塑料闪烁体EJ-299-33A性能相当。
塑料闪烁体 能量标定 中子/γ甄别 甄别能力量化 Plastic scintillator Energy calibration n-γ Discrimination ability quantification
1 广西大学机械工程学院，广西 南宁 530004
2 东风柳州汽车有限公司，广西 柳州 545005
即时定位与建图（SLAM）应用的场景多样但受限于计算成本。基于此，提出了一种基于自适应特征及闭环优化的激光SLAM算法（FAST-SAM）。采用自适应特征提取方法Better Feature在不同的距离下保证特征提取的准确性，再通过基于随机一致性采样优化的地面特征滤除方法去除不可靠的特征并使特征数量保持稳定，在帧间匹配和闭环检测模块分别采用正态分布变换粗配准与最近点迭代精配准结合的匹配算法及所提两段式闭环检测算法，最终输出激光惯性里程计并建立全局点云地图。在LIO-SAM、KITTI开源数据集及广西大学实测数据集上的实验结果表明，与主流的SLAM算法相比，所提算法在提升精度的同时，将各环节的计算效率提升25.6%以上。
图像处理 即时定位与建图 激光雷达 特征提取 闭环检测 帧间匹配 激光与光电子学进展
2023, 60(4): 0410014
河南科技大学物理工程学院，河南 洛阳 471023
利用束腰半径不同的奇模和偶模因斯高斯光束同轴叠加，产生了一种双层花状光学涡旋晶格，通过实验与数值模拟对所提出的双层花状光学涡旋晶格进行分析研究。结果表明：由束腰半径不同的奇模和偶模因斯高斯光束叠加而成的光学涡旋晶格中的涡旋呈单层或双层分布，且不同层涡旋点的拓扑荷值大小相等，符号相反；当奇偶模因斯高斯光束之间的束腰半径差距逐渐减小，涡旋分布由双层变为单层；此外，可以通过改变奇偶模因斯高斯光束之间的相位差，实现涡旋符号的调控。该研究结果极大地丰富了光学涡旋晶格的空间模式分布，在微粒操纵领域有着潜在应用。
物理光学 因斯高斯光束 光学涡旋晶格 微粒操纵
1 钢铁研究总院, 北京 100081
2 青岛纳克检测防护技术有限公司, 山东 青岛 266000
3 金属材料表征北京市重点实验室, 北京 100081
材料内部微观尺度上成分、 组织结构控制精度低、 波动大是制约高铁铝合金国产化进程的重要原因, 因此从微观尺度上研究大尺寸铝合金成分均匀性至关重要。 鉴于目前研究铝合金偏析的区域通常较小且不连续, 定量统计方法过于简单。 使用微区分辨率较高的微束X荧光与原位定量统计分布分析技术相结合的方法, 从点、 线、 面、 频度分布等方面对成分分布数据进行解析, 研究了较大尺寸范围内铝合金成分偏析的规律。 研究结果表明铸轧7B05铝合金截面中心层存在接近2 mm的偏析带, Al, Cr, Ti和Zr元素为正偏析元素, 中心层含量比上下表面高, Cu, Fe和Zn元素为负偏析元素, 中心层含量比上下层含量低; 各元素含量分布的统计偏析程度整体较小, 分布最均匀的为Al元素, 统计偏析度最小为0.01%, Ti和Fe元素分布较不均匀, 统计偏析度分别为0.81%和0.6%; Fe元素与Mn元素在面分布中出现较明显的点状偏析, 这是由于铝合金铸造过程中经显微偏析形成的金属间化合物, 在后续的热轧成型中破裂成多个连续排列的第二相所致。 使用激光诱导击穿光谱法对该方法所得数据进行验证, 结果显示在30 mm×6 mm尺寸范围内所测元素面分布与线分布结果与荧光结果趋势完全一致。 综上所述, 使用微束X荧光结合原位统计的方法, 对铸轧7B05铝合金点、 线、 面、 频度分布及偏析程度的计算, 可提供大量分析数据, 对于量化研究大尺寸范围内轧板截面组织、 性能的波动趋势具有重要意义。
X射线荧光 原位统计分析 铸轧铝合金 显微偏析 正偏析 负偏析 X-ray fluorescence In situ statistical analysis Cast and rolled aluminum alloy Microsegregation Positive segregation Negative segregation 光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1413
