光学中心单侧水平偏差是衡量配装眼镜产品质量的重要参数之一。介绍了一种能较快准确测量光学中心单侧水平距离的激光线定位法, 计算了测量光学中心单侧水平距离的不确定度。同其它测量方法比较后发现, 激光线定位法采用的设备简单、操作便捷、测量准确, 是检测配装眼镜产品质量的一种有效方法。
光学中心单侧水平距离 激光线定位 计算不确定度 one-side optical central horizontal distance laser line positioning measurement uncertainty
光电振荡器是一种采用光电结合方式的新型微波频率源，其利用光学长时储能，可以实现极低相位噪声的信号输出。文章研究了光纤中散射噪声对光电振荡器相位噪声的影响，重点介绍了基于相位调制等效展宽激光线宽，抑制布里渊散射噪声架构，通过理论公式推导以及实验验证，表明了上述架构可极大改善光电振荡器的相位噪声。实验中采用调制频率为50MHz、调制幅度为3.1的相位调制信号对激光线宽进行等效展宽，得到在10GHz频率下为-157.3dBc/Hz@10kHz的极低相位噪声信号输出。
相位调制 激光线宽 极低相噪 光电振荡器 phase modulation laser line-width ultra-low phase noise optoelectronic oscillator
1 厦门理工学院机械与汽车工程学院，福建 厦门 361024
2 福建省绿色智能清洗技术与装备重点实验室，福建 厦门 361024
3 厦门大学航空航天学院，福建 厦门 361005
线激光扫描技术多用于零件的表面检测，也可用于物体的三维重建。许多浮雕工艺品由于没有数字模型而无法复现，可利用线激光扫描将浮雕逆向生成三维模型，便于浮雕工艺品的加工。通过结合机器人与线激光，获取浮雕的点云数据，逆向建立浮雕的三维数字模型。搭建三维重建系统，根据实际模型的尺寸计算出机器人的扫描路径，机器人结合线激光扫描得到浮雕点云数据；进行点云数据的预处理，再根据基准平面，补偿带有机器人误差的点云数据；利用基于衍生的迭代最近点（GICP）算法进行点云的自动拼接，并对点云进行后处理；随后利用Delaunay三角剖分算法与曲面重建算法进行三维模型的重建。以老鹰浮雕为重建对象进行实验，实验结果表明用路径扫描拼接的点云处理更为方便，补偿数据后，精度可提高40.48%，有显著补偿效果，浮雕模型重建后与基准模型的标准差平均为0.0576 mm，可满足浮雕模型的重建需求。
线激光扫描 机器人控制 误差补偿 三维重建 浮雕 激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2211007
1 中国科学技术大学生物医学工程学院（苏州）生命科学与医学部，安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室，江苏 苏州 215163
3 苏州大学附属第二医院，江苏 苏州 215004
4 济南国科医工科技发展有限公司，山东 济南 250102
5 沈阳国科医工科技发展有限公司，辽宁 沈阳 110167
为了对眼底周边部区域进行成像检查，研究了激光线扫描眼底成像技术。搭建了激光线扫描超广角共聚焦眼底成像系统，进行了系统总体光路设计，以及超广角、高分辨双模式成像的参数设计。对探测成像部分进行了Zemax设计与像质评价，依据参数进行了元器件的选型并搭建了实验系统，利用面阵相机像素边界得到了虚拟共聚焦狭缝，实现了眼底线扫描双模式共聚焦成像。最后对系统的实际视场角、分辨率、成像效果进行了评估。经实际测量，所设计系统在超广角模式下成像单幅眼底图的视场角可达到136.3°，高分辨模式下的成像分辨率为8.5 μm。所提出的激光线扫描眼底成像方法可以有效地实现眼底超广角成像，为相关仪器的研制提供了参考。
生物光学 激光线扫描 超广角 共聚焦眼底成像 虚拟狭缝 中国激光
2023, 50(21): 2107108
1 中国海洋大学 信息科学与工程学部，山东青岛26600
2 青岛海洋科学与技术试点国家实验室，山东青岛6637
3 中国地质调查局青岛海洋地质研究所，山东青岛26627
作为一种三维成像技术，激光线扫描技术在海底目标探测和地形地貌测绘中获得了广泛应用。本文搭建了一套水下激光线扫描实验装置，对经过标定的激光线扫描装置获得的图像进行激光光条提取、特征提取匹配等图像处理后进行三维重建。在光条提取算法方面，针对水下散射粒子等干扰，结合单通道阈值法和灰度重心法提高了光条提取的精度，较其他光条中心提取算法有更强的鲁棒性；在特征提取匹配方面，提出了一种基于图像的三角位移估计法用于系统定位和位姿矫正，该方法利用线结构光三角测量原理估计场景深度，结合特征点匹配计算系统位移，然后融合点云数据完成姿态矫正。利用自研的线扫描系统在实验室进行了标准球精度测试，在800 mm~2 500 mm的工作距离内误差可以控制在1 mm以下。2019年和2020年该设备搭载遥控无人潜水器进行了深海海底地形三维成像试验，在海底沙坡区域对本文提出的三角位移法姿态校正方法成功进行了验证，并进一步对不同条件的海底地形进行测试，结果表明校正后的激光线扫描成像装置能够快速准确地成像，具有较高的形貌还原度。
三维成像 激光线扫描 姿态矫正 海底地形扫描 3D imaging laser line scanning pose correction submarine topography scanning 光学 精密工程
2022, 30(10): 1170
1 华南师范大学 广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室,广东 广州 510006
2 大族激光科技产业集团股份有限公司,广东 深圳 518000
采用选区激光熔化(SLM)技术制备了CoCrMo合金。研究了激光线能量密度对SLM成型试样过程中飞溅行为的影响。在合理激光线能量密度区间,采用不同的激光能量和扫描速度进行块体成型试验,以高度方向尺寸精度为标准,选择最优工艺参数。在尺寸精度最高的前提下,研究了SLM成型CoCrMo合金试样的显微组织和力学性能。通过热处理工艺提高了试样的机械性能。研究结果表明,在激光线能量密度0.21 J/mm,激光功率115 W,扫描速度550 mm/s时,成型试样尺寸精确度可以达到0.03 mm。成型试样表面光滑,粗糙度Ra为6.149 μm,致密度可达99.7%,近乎全致密。在细晶强化作用下,成型试样的抗拉强度为1 057 MPa,延伸率为6.7%; T4热处理后,在固溶强化作用下,抗拉强度提升至1 153 MPa,延伸率提升至17.8%。
选区激光熔化 钴铬合金 飞溅行为 激光线能量密度 激光功率 扫描速度 selective laser melting CoCrMo alloy splash behavior laser line energy density laser power scanning speed
1 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
2 西安现代控制技术研究所, 陕西 西安 710065
为实现对距离4 km目标100 Hz振动特征的提取, 提出利用激光微多普勒手段增强导弹目标辨识能力的方法。设计了一种基于偏振分光的激光发射/接收/电视共孔径系统, 这种能够二级稳定的系统适应于弹载环境, 利用光纤选通完成光程自动补偿, 实现相干光匹配, 采用本振/回波信号相干法, 用线宽300 Hz的本振光调制后形成探测脉冲光, 可提高探测距离, 并避免回波与本振光因大气衰减而导致的错峰, 由FPGA/DSP构建的傅里叶变换电路可获取时频曲线信号, 频移为36 kHz时可实现目标的辨识。
弹载系统 激光微多普勒 相干探测 光程差补偿 激光线宽 傅里叶时频转换 missile-borne system laser micro-doppler coherent detection optical path difference compensation laser line width Fourier time-frequency transform
西安交通大学 机械制造系统工程国家重点实验室, 西安 710049
以标准球作为测量基准, 以线扫描激光传感器作为测量手段获取透平叶片的全数据测量点云.测量设备采用四坐标测量机搭载激光线扫描传感器的方式, 以保证叶片的测量效率, 并兼顾测量机的控制准确度.通过测量机获得透平叶片的点云数据, 并对获得的截面点云数据进行误差补偿、去噪、简化等预处理操作, 利用非均匀有理B样条曲线拟合算法得到叶片特征曲线.实验结果证明该方法可以有效地提高叶片前后缘的重构准确度, 并为叶片的三维建模提供更为准确的原始数据.
线扫描激光传感器 全数据测量 快速检测 透平叶片 误差补偿 拟合 叶片前后缘 Laser line-scanning sensor Total data measurement Rapid measurement Turbine blade Error compensation Fitting The leading and trailing edge of the blade 光子学报
2017, 46(11): 1128002
College of Electrical and Electronic Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, China
石家庄铁道大学电气与电子工程学院，石家庄 050043
冲角是列车蛇形运动稳定性评价中的一关键性指标。由于列车走行步复杂、冲角值极小等原因，导致轮轨间冲角测量难度大、测量不准确等问题。本文提出一种基于激光线检测的轮轨冲角检测方法，该方法将与轮对运动方向共线的激光线照在轨面上，通过图像畸形校正、Meanshift算法平滑、Radon直线检测等算法处理分别获取轨道边缘线和激光线的位置，计算两者在图像中的夹角检测出轮轨冲角。通过仿真数据和检测结果对比表明，该方法能够实现轮轨冲角的图像检测，且原理简单可行，最后给出检测误差的修正方法，增加了检测方法的鲁棒性。该方法的提出为后续列车运行的稳定性和安全性评价奠定了基础。
蛇形运动 轮轨冲角 图像检测 激光线 attack angle snake motion image detection laser line
