1 武汉大学工业科学研究院，湖北 武汉 430072
2 上海航天精密机械研究所，上海 201600
3 湖北省计量测试技术研究院，湖北 武汉 430223
铝合金薄板激光焊接经常会出现咬边、凹陷等表面缺陷。这两种缺陷由于尺寸小、特征相似，难以通过传统视觉在线检测手段对其进行精确分类和测量。开发了一种基于深度学习缺陷分类-点云测量的在线监测系统，利用高密度的点云数据对缺陷进行识别、分类与测量，解决了上述检测难题。通过双目结构光传感器采集点云数据；利用基于区域推荐网络的卷积神经网络模型识别和定位缺陷；在识别和定位缺陷后，通过对局部缺陷区域的点云进行操作，快速测量缺陷尺寸。高密度点云数据训练的模型的识别准确率达到93%，高于传统二维视觉传感器图像训练的模型。该检测系统在线检测允许的最大焊接速度为316.87 mm/s，适用于大多数激光焊接。
激光技术 激光焊接 焊接缺陷 实时检测 高密度点云数据 深度学习
1 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学材料科学与光电研究中心, 北京 100049
高密度素坯是制备高性能陶瓷的基础, 采用再流动结合压滤的方法制备高密度氧化铝素坯, 研究了再流动结合压滤对素坯性能的影响。结果表明: 脱水收缩1 d的再流动浆料具有更好的可压缩性, 随着脱水收缩时间的延长, 浆料的可压缩性降低; 再流动结合压滤对高固含量浆料的物理力学性能提升效果更明显, 与56.0%(体积分数)固含量的浆料直接压滤制备的素坯相比, 通过再流动结合压滤制备的素坯相对密度从64.5%提高至65.7%, 累积气孔率从0.149 mL/g降低至0.140 mL/g, 素坯在1 550 ℃下烧结2 h的烧结收缩率从13.2%降低至12.6%, 在1 500 ℃下烧结6 h制备的陶瓷抗弯强度从483 MPa提高至545 MPa。以上结果对大尺寸陶瓷部件制备具有重要意义。
自发凝固成型 压滤 氧化铝 高固含量 高密度 低收缩率 spontaneous coagulation casting filtrating alumina high solid content high-density low shrinkage ratio
中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所, 西安 710000
目前航电系统中应用的机载综合模块化处理平台存在两种构型, 分别是集中式机箱配置LRM模块和托架安装的ARINC600标准LRU单元。针对这两种构型及机载光互联技术现状, 分别描述了各自的特点及光互联方法采用的光电转换、高密度接口传输等工程化实现方式。最后对当前光互联方法的验证结果进行了描述, 对未来改进方向进行了探讨。
航电系统 光互联 集中式 光背板 高密度接口 全光网络 avionic system optical interconnection centralized optical backplane high-density interface all-optical network
红外与激光工程
2021, 50(10): 20210063
1 太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室, 太原 030619
2 太原理工大学 物理与光电工程学院, 太原 030619
为了研究角向偏振艾里光束的紧聚焦特性, 采用理查德-沃夫矢量衍射理论分析优化了艾里光束的指数衰减因子、主环半径与比例因子对其入射光场分布的影响; 分别研究了角向偏振艾里光束聚焦场分布与涡旋滤波器调制的角向偏振艾里光束的聚焦场分布, 得到亚波长的角向中空场分布与亮场分布, 实验结果与理论模拟基本一致。进一步利用粒子群算法设计多环涡旋相位滤波器调制角向偏振艾里光束, 紧聚焦后得到了超长无衍射超分辨的横向偏振光针。结果表明, 光针的半峰全宽为0.395λ, 聚焦深度为37.432λ, 纵横比达到94.788; 通过计算斯托克斯参量分析聚焦光场的偏振分布, 发现聚焦光场在径向偏振与角向偏振之间交替变化, 且光束中心奇异点消失, 实现了横向偏振的亮场分布。该研究在高密度的磁光存储、超分辨的光学成像、纳米光刻与粒子操作等领域具有广泛的应用。
物理光学 高密度磁光存储 矢量衍射理论 角向偏振光 斯托克斯分量 physical optics high-density magnetic-optical storage vector diffraction theory azimuthally polarized beam Stokes polarization parameters
桂林电子科技大学广西制造系统与先进制造技术重点实验, 广西 桂林 541000
针对激光散斑干涉图像在局部高密度噪声和拉线区域中,最小二乘解包裹算法存在过度平滑、迭代次数多和运行时间长等问题,提出一种新的算法。该算法基于散斑干涉图像近似服从周期性的抛物线分布的规律,首先采用两次矩阵变换,对噪声所在的坐标点进行锁定;继而利用掩模技术并结合二维离散余弦变换和Picard迭代方法,对噪声的传播进行抑制,从而获得平滑的图像。实验结果表明:激光散斑干涉测量对局部高密度噪声很敏感,经过平滑优化后,所提算法较传统最小二乘迭代算法具有更少的迭代次数和更短的计算时间,对单根拉线、单个噪声和变形干扰下的干涉测量的识别率高达96%,精度优于传统算法,具有很高的工程应用价值。
成像系统 激光散斑干涉测量 高斯赛德尔迭代 松弛迭代 Picard迭代 高密度区域 激光与光电子学进展
2020, 57(18): 181101
河北工程大学机械与装备工程学院，河北邯郸 056038
利用高密度聚氯乙烯膜( HDPE)缺陷区与完整区同时刻温差特性，采用红外热成像技术对高密度聚氯乙烯膜进行缺陷检测。在持续热源作用下，对不同面积及形状的缺陷进行红外图像采集，记录膜表面不同区域的温 度，分析不同位置温度及红外缺陷阴影区随时间的变化规律，提取温度特征曲线及缺陷最佳检测时间范围。实验结果表明：缺陷区与完整区温度随时间变化趋势整体相同，但在相同时刻存在温度差异且红外图像采集时间为 10～20 min内温差值最明显，可视为缺陷最佳检测时间域，红外热像采集时间为 13 min时，红外图像边缘轮廓与实缺陷轮廓基本一致，该时间为最佳检测时间点。
高密度聚氯乙烯膜 红外热成像 同步温差 时间域 HDPE film, infrared thermalimaging, sync temperatu
在实际的数字基带通信系统中, 为使信息在基带中顺利传输, 必须将不归零码(NRZ)信号编码成适合基带传输的码元。由于在发送时发送端不发送时钟信息, 但为了保证收发两端信号同步, 需要在接收端从信息流中提取时钟信息来恢复数据。提出一种新型的三阶高密度双极性码(HDB3)的编解码电路, 在接收端利用全数字锁相环(PLL)的原理, 采用小数分频器设计一种具有环路滤波特性的数控振荡器(DCO)。经验证: 在输入信号的频率范围为2.048 MHz(±70 ppm)的情况下, 新型的HDB3编解码电路可以成功恢复出定时信息和数据。
光纤通信 全数字锁相环 数控振荡器 三阶高密度双极性码 位同步 optical fiber communication all digital phase locked loop digital controlled oscillator third-order high density bipolar code bit synchronization
北京空间飞行器总体设计部电子信息事业部, 北京 100094
介绍了一种 Ka频段八波束接收组件的设计方法和关键技术。为实现八波束及 1.6 GHz瞬时带宽的要求, 在接收组件中集成了实时延时芯片, 并提出了射频组件三维垂直互联与射频信号交叉传输的方法, 同时采用多芯片组装技术、多功能芯片技术等高密度集成方法实现组件装配。研制的接收组件具有高集成度, 噪声系数等关键指标在 10 dB的数控衰减下小于 3.5 dB, 较传统组件在尺寸、质量及波束数量上具有较大优势。
八波束 Ka频段 接收组件 垂直互联 交叉传输 高密度装配 8 beams Ka band receiver module vertical interconnection RF cross high density assembly 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(2): 252
1 华中科技大学武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
2 华中科技大学信息存储系统教育部重点实验室，湖北 武汉 430074
3 深圳华中科技大学研究院，广东 深圳 518057
光学数据存储技术虽然在存储寿命和功耗上具有显著优势，但在应对大数据纵深发展趋势时，目前的一些光存储技术在容量和密度方面面临严峻的挑战。相比于其他光存储技术，双光束超分辨光学数据存储技术在光学大数据存储产业化方面展现了明显的容量和密度优势。本文针对双光束超分辨光存储技术，全面介绍了该技术在光存储技术产业化应用中亟待解决的核心关键问题，并着重讨论了解决这些问题所需要采用的基本方法。
光存储 双光束超分辨光存储 超高密度 超分辨伺服定位 optical data storage dual-beam super-resolution ultra-high high density super-resolution positioning
