1 武汉理工大学 资源与环境工程学院，武汉 430070
2 中国消防救援学院,北京 102220
为实现复杂环境下62.8 m高砖结构烟囱的爆破拆除，充分考虑了烟囱的结构和周围环境，在东西北三面倒塌空间不足的情况下比较各种拆除方案。经分析初选单向折叠爆破和双向折叠爆破两种方案对烟囱进行爆破拆除，设计上下切口圆心角为220°，下切口设置在烟囱0.5 m高处，切口高度为2 m，上切口设置在烟囱30 m高处，对上切口参数进行模拟优化。利用ANSYS/LSDYNA有限元分析软件对初选方案进行倒塌效果对比，计算得出单向折叠爆破不满足拆除要求，遂选定双向折叠爆破。通过对1 m、1.5 m、2 m上切口高度和0.5 s、1 s、1.5 s、2 s、2.5 s上下切口爆破延期时差时间下的烟囱倒塌过程进行模拟，得到了不同工况条件下烟囱的倒塌过程和爆堆分布范围，分析比较后确定了上切口高度为1 m，上下切口爆破延期时差为1 s时，烟囱折叠效果最好，倒塌空间小。进行爆破振动和飞石防护相关安全防护措施设计后，爆破效果表明：在爆破过程中，烟囱按照设计方向顺利倒塌，周围建（构）筑物未出现损害，整体效果良好，到达预期目标。
砖结构烟囱 复杂环境 数值模拟 折叠爆破 参数优化 brick structure chimney complex environment numerical simulation folding and blasting parameter optimization
1 武汉理工大学 资源与环境工程学院, 武汉 430070
2 金堆城钼业股份有限公司 矿山分公司, 陕西 714102
随着现场混装乳化炸药的广泛应用, 露天爆破施工中存在着堵塞物渗入乳化炸药, 间接改变堵塞长度, 降低爆破效果的情况。为研究露天爆破堵塞物对混装乳化炸药影响, 先后开展了填塞模拟试验、数值模拟试验及现场爆破试验。首先, 采用4种常用孔径的PVC管模拟炮孔, 使用钻孔岩屑模拟炮孔堵塞, 系统研究了填塞过程中炸药药柱顶部岩屑渗入炸药情况; 其次, 借助LS-DYNA软件进行单孔爆破数值模拟, 通过观察测点的应力值变化, 探究了药柱顶部混入堵塞物对爆炸威力产生的影响; 最后, 以金堆城露天台阶爆破为工程背景, 在装药过程中设置物理隔离改善堵塞工艺, 通过对比物理隔离前后的爆破效果分析堵塞物对混装乳化炸药的影响。结果表明: 在乳化炸药填塞过程中, 药柱顶部首先出现炸药上溢现象, 在填装完成后受重力影响岩屑逐渐渗入乳化炸药, 且随着孔径的增大, 相同时间内岩屑的渗入长度不断增大; 数值模拟结果表明, 不同监测点位的应力值均有所下降, 堵塞物的渗入降低了顶部炸药的爆炸威力; 对现场爆破后的顶部岩石进行块度分析发现, 对比常规装药过程, 采取堵塞隔离措施后, 爆区内岩石主要块度分布从20~40 cm降低为0~20 cm, 且超过60 cm的岩石占比由6.13%降低至1.81%。综上, 堵塞物渗入对乳化炸药的威力及爆破效果影响显著, 通过采取物理隔离手段分离堵塞物与炸药可以有效改善爆破效果。
堵塞长度 混装乳化炸药 爆破块度 数值模拟 现场试验 stemming length mixed emulsion explosive blasting fragmentation numerical simulation field test
1 中国科学院微电子研究所，北京 100029
2 四川智溢实业有限公司，四川 成都 610041
超材料完美吸波体是一种典型的电磁功能材料，在包括高效太阳能利用等领域有巨大的应用前景。迄今的工作主要集中在工作波长的可调谐性以及双波段、三波段甚至宽带吸收方面。激光防护等特殊应用要求超材料完美吸波体在指定波长附近拥有窄带吸收性能，然而这方面的研究当前还比较少。基于铝反射镜-SiO2介质层-铝圆盘的三层结构，设计并数值模拟研究了一种工作在1 064 nm的窄带超材料完美吸波体。通过对比发现，相比于利用小尺寸结构单元的表面等离子体振荡基模，利用大尺寸结构单元的表面等离子体振荡高阶模式，可以在指定波长处得到线宽更窄的完美吸收效果。进一步，通过对介质层厚度、圆盘直径和晶格周期等主要结构参数进行系统研究，揭示了各个结构参量对于超材料完美吸波体光学响应的影响规律。在此基础上，通过对结构参数的优化，最终得到了透过率为0、反射率低至8.56×10?5、模式线宽约为55 nm的高性能、窄带超材料完美吸波体设计。由于该工作中涉及的所有材料均CMOS兼容，同时结构单元的特征尺寸也处于光刻技术易于加工的区间，因此拥有良好的大规模实际应用前景。
超材料 表面等离子体 窄带完美吸波体 CMOS兼容 偏振不敏感 metamaterial plasmonics narrow-band perfect absorber CMOS compatibility polarization insensitive 红外与激光工程
2020, 49(5): 20190489
1 太原工业学院 电子工程系,太原 030008
2 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 太原 030051
为明确光在离子交换制备的条形波导中的传输行为, 建立了离子交换技术制备的折射率分布模型, 在对离子交换过程理论分析的基础上, 通过计算机仿真分析了波导的折射率分布特性, 得到了此类型波导中的折射率分布沿纵向、横向分别分布呈高斯及高斯误差分布的结论, 并对其受交换宽度、深度的影响进行了分析。据此建立波导模型, 并通过有限元法对波导中光的模式进行计算, 得到了不同折射率分布下光场模式传播, 并对其特性进行了分析。此研究为通过离子交换技术制备渐变折射率波导及相关模分复用功能器件的设计工作提供了必要的参考依据。
集成光学 波导分析 渐变折射率分布 离子交换 integrated optics waveguide analyze gradual refractive index distribution ion exchange
1 首都师范大学资源环境与旅游学院, 北京 100048
2 北京四维远见信息技术有限公司, 北京 100070
3 中国测绘科学研究院, 北京 100830
道路标线提取与分类是智慧城市建设中需要解决的关键技术之一,也是智能驾驶亟待解决的技术难题。提出了一种基于深度学习的道路标线自动提取与分类方法,通过移动窗口法结合相邻扫描线拓扑关系进行地面点云的提取,并生成强度图像,基于深度学习方法实现道路标线的自动提取与分类,并利用KD树聚类分割算法结合矢量化方案实现道路标线的矢量化。基于实验数据对该方法进行验证分析,结果表明,使用该方法进行自动提取与分类的精度和Fscore分别为92.59%和90.15%,证明了该方法的可行性和准确性。该方法为道路标线的自动提取提供了新思路,使道路标线提取工作变得更准确、高效,提升了道路标线获取与分类的智能化程度。
遥感 深度学习 道路标线 自动提取 移动测量系统
Author Affiliations
Abstract
1 Accelerator Technology and Applied Physics Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720, USA
2 Department of Engineering Physics, Tsinghua University, Beijing 100084, China
3 Key Laboratory of Particle and Radiation Imaging, Ministry of Education, Tsinghua University, Beijing 100084, China
Coherent pulse stacking (CPS) is a new time-domain coherent addition technique that stacks several optical pulses into a single output pulse, enabling high pulse energy and high average power. A Z-domain model targeting the pulsed laser is assembled to describe the optical interference process. An algorithm, extracting the cavity phase and pulse phases from limited data, where only the pulse intensity is available, is developed to diagnose optical cavity resonators. We also implement the algorithm on the cascaded system of multiple optical cavities, achieving phase errors less than 1.0° (root mean square), which could ensure the stability of CPS.
070.2025 Discrete optical signal processing 120.5050 Phase measurement 140.4780 Optical resonators Chinese Optics Letters
2018, 16(4): 040701
太原工业学院 电子工程系, 山西 太原 030008
提出一种引入直接数字频率合成算法（DDS：Direct Digital Frequency Synthesis）的旋转LED高精度空间成像方法。巧妙地将三维物体的旋转LED空间成像问题转化为阵列信号的生成问题，并通过引入DDS算法输出高精度阵列信号，实现了旋转LED长时间稳定的高精度空间成像。经仿真实验和线阵列旋转LED成像平台实验的结果表明，与现有方法相比，本文方法简单、可靠，空间成像稳定。
旋转LED 高精度成像 DDS DDS rotating LED high precision imaging
太原工业学院 电子工程系, 山西 太原030008
在旋转LED显示系统中, 为了使显示的信息画面能实时、快速地更新, 文章以STM32为主控CPU, 利用霍尔传感器和编码器, 实现 LED显示信息的准确定位; 通过旋转LED软件控制平台, 录入要更新的画面信息, 应用无线射频技术, 准确可靠地将更新的显示信息传输到旋转LED显示系统中。设计方法经实际制作测试, 取得了良好的效果。
旋转LED 显示画面 无线射频 rotating LED display screen radio frequency
北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室， 北京 100081
针对低重频光源要实现高码率数据传输的问题，采用紫外激光器作为光源，研究了4-PPM调制解调算法，在FPGA上实时实现该算法，并由此构建了一套基于紫外激光器的紫外光通信系统。外场通信实验表明，在紫外激光器脉冲重复频率为20kHz的条件下，通信系统可实现码率高达40kbit/s的数据传输，误码率优于10-4。
紫外激光通信 高码率 数字锁相环 UV laser communication PPM PPM High bit rate DPLL FPGA FPGA
北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
像散是目前影响Czerny-Turner结构成像光谱仪空间分辨率最大的像差。首先引入柱面反射镜，利用光焦度衡量像散大小，推导出易于计算的像散校正公式，有效地校正了像散。给出准直镜到光栅距离的计算方法，有效校正了成像光谱仪边缘视场像差。给出了成像光谱仪像面倾角的计算方法，实现了宽波段的像差校正。最终利用上述方法设计了一套用于115~200 nm的改进型Czerny-Turner成像光谱仪，焦距f′=48 mm，F数为5.0，全视场、全波段调制传递函数(MTF)在0.7以上。全波段光谱分辨率为0.22 nm，像面大小为8 mm×7 mm。设计方法适用于多种结构要求的成像光谱仪。
成像光谱仪 Czerny-Turner结构 柱面反射镜 远紫外
