离散旋转对称三角法及其应用

针对传统激光三角法在测量孔、 台阶等表面丌连续处易导致精度下降或无法测量。这一问题,本文提出了离散式旋转对称 三角法。首先,基于Scheimpflug条件提出了系统约束模型,建立了光斑点不高度映射 模型;然后,对系统在不同深度情况下的成像特性进行了仿真,分析研究了系统在不同 物体表面、 倾斜和遮挡情况下的性能,验证了本方法在克服方向依赖性上的优势;最后,构建了原 型系统,在机 床上分别进行了单点测量实验和阶梯面测量实验。实验表明,本文系统具有0.027mm的测量精度,并且不受 阶跃表面遮挡的影响,有效测量了阶梯角落区域,相对于接触式测量,具有更广泛的测量区 域。     

基于线阵CCD的多表面焦点偏移测量

在显微成像过程中,焦点偏移对长时间的活细胞观测等应用有很大影响,自动对焦技术是解决该问题最有效的技术手段之一。反射式的主动式表面偏移测量是显微镜实现自动对焦的关键,但是在存在多个表面反射的情况下如何进行准确的焦点偏移测量仍是需要解决的一个问题。本文提出了一种针对多表面反射的焦点偏移测量方法,该方法采用线阵CCD对反射光斑进行成像,不同表面反射回来的光斑在线阵CCD上可以很好的区分,通过窗口加权质心法够精确地测量所需要的表面反射光斑在CCD上的位移,从而精确测定焦点偏移,在样品干燥和样品湿润的情况下测量精度分别达到106 nm和111 nm。     

用旋转三角法测量弹头轮廓表面

为了实现对弹头轮廓表面的测量,并且达到高测量精度,文中介绍了对经典三角法加以改进后的旋转三角法,引入球面坐标系,把大测量范围转换为小测量范围,并给出用Visual Basic编译的测量应用程序。根据实验数据重构出弹头的三维轮廓表面,绘出弹头剖面图。结果表明旋转三角法测量结果与理论分析相符,成倍地缩小了测量范围,实现了对大变化范围弹头表面的测量,提高了测量精度。旋转三角法是类球形物体高精度测量的一种推荐使用方法。     

TFT-LCD检测中基于激光三角法的显微镜离焦快速在线检测及补偿

光学成像检测设备的快速自动对焦是基于机器视觉快速缺陷检测的关键,为了解决检测过程中不同倍数物镜景深(0.5~91μm)跨度大以及被检测物体振动给快速对焦造成的影响等问题,提出了基于激光三角法的显微镜离焦在线检测及补偿方法。该方法利用激光三角法进行离焦量和离焦方向的快速探测,使用由行程100μm的压电陶瓷和行程25 mm直流电机构成的宏微双驱动结构协同控制完成大范围对焦任务。实验结果表明,构建的宏微结构对焦方式可以在0.4 s内实现高倍物镜±0.5μm景深至低倍物镜±91μm景深大范围的快速自动对焦,并实现被检测物体±3μm振动范围的快速自动跟随对焦。该方法满足了新一代薄膜场效应晶体管液晶显示器(TFT-LCD)工业检测装备对自动化对焦范围、速度和精度的要求,同时可应用在平板显示器(FPD)检测、线路板检测、生物医学和自动机器装配等领域。     

激光三角测距法自动调焦模型的建立与分析

为了满足工业TFT-LCD检测系统中显微镜对主动自动对焦的要求,提出了一种基于激光三角测距法主动自动调焦的方法,建立了相应的数学模型并进行了实验数据分析。该方法在可见光光路中加入一路808 nm波长的红外光,红外光在被检测物体表面反射后经过一系列光学器件投射在CCD相机上形成一个光斑,以对焦完成时CCD上光斑半径最小为基准,给出了离焦量δ与光斑信息探测量r之间的数学关系,据此实时控制PZT进行自动调焦。初步以50×物镜进行实验,结果显示其在焦平面±30μm范围内的实际测量值与理论值吻合,线性度优越,调焦精度达到0.2μm。与传统的显微镜调焦方法相比具有精度高、线性度好、调焦速度快等优点,满足工业检测自动化的实际需要。     

激光剪切干涉三维形貌测量

针对物体表面的三维形貌测量问题,提出了一种基于激光剪切干涉条纹的三维形貌测量方法。该方法利用激光剪切干涉原理产生密集的干涉条纹,将干涉条纹阵列照射到待测表面。利用四步相移法和解包裹算法求解被测物体表面的连续相位,进而获取曲面表面高度信息,最后建立被测物体三维形貌。本文对楔形薄片和木块进行了测试,初步实验结果证明了该方法原理的可行性。该方法可以与显微镜相配合,进一步发展可用来测量微结构3D形貌,在微测量领域具有很大的应用前景。     

激光三角法改进的显微镜快速自动对焦方法

为了满足TFT-LCD显微镜光学检测系统在工业上的需求,基于激光三角测距法提出一种改进的显微镜快速自动对焦方式,并建立了光路数学模型。该方法在可见光光路中加入一路808 nm波长的激光,激光光束在被检测物体表面反射后经过一系列光学器件投射在CCD相机上形成一个半圆光斑。以对焦完成时CCD上的光斑半径最小为基准,给出了离焦量与光斑信息探测量之间的数学模型关系,实时控制PZT进行自动调焦。根据给定的数学模型,利用高斯曲线拟合对光斑中心进行定位并计算离焦量,实现对实时控制压电陶瓷的自动对焦。在50倍物镜下的实验结果表明:实际测量值与理论值有很好的线性度,在±30μm的对焦平面上对焦重复定位精度可达到0.2μm,对焦时间在0.26 s。与传统的显微镜对焦方法相比,该方法有较高的精度、较好的线性度和更高速等优点,可满足工业光学检测的需求。     

基于高速LED阵列的条纹结构光三维测量方法

针对数字光处理（DLP）投影仪投影速度低从而限制结构光三维测量速度的问题，采用具有兆赫兹量级切换速度的LED阵列作为投影光源，提出一种基于高速LED阵列的条纹结构光三维测量方法。具体地，使用高速LED阵列投影二值条纹图案，通过对投影系统的镜头进行轻微离焦从而在被测三维物体表面获得正弦条纹，然后结合相移法和多频外差法对物体三维高度进行解算重建。使用所提实验系统在21000 frame/s的投影速度下对旋转速度为3000 r/min的阶梯物体进行三维测量，系统对动态物体的测量速度达到6000 Hz，测量精度达到0.1 mm，实现了对高速运动物体的三维形貌重建，同时展现出高速LED阵列作为投影光源提升三维测量速度至兆赫兹量级的可行性。     

基于激光自混合干涉的高精度角度测量方法

针对光学高精度角度测量技术的需求,基于激光自混合干涉技术提出一种高精度角度测量方法。建立了激光自混合干涉技术高精度测量角度的系统模型,利用干涉条纹计数法分析出目标物体具有角度变化时,外腔长度产生的变化量,并通过激光三角法测量原理计算出目标物体旋转的角度,从而构建出精确的角度测量系统。实验结果表明:该测量系统在±0.4°角度范围内测量精度可达(±3.1×10-3)°,具有精度高、速度快等显著优势,是对现有高精度角度测量技术的一种有益补充。     

反射式光纤传感器在涂层均匀度检测中的应用

文章用几何光学原理分析了反射光强与表面涂层厚度及均匀度的关系,提出一种用于检测物体表面涂层均匀度的方法.该传感器能针对物体表面涂层的随机性实现不同区域涂层均匀度的在线测试.在理论分析的基础上,构建了实验测试系统.数据表明,采用该传感器进行测试能反映表面涂层均匀度的变化,测试精度可达10μm,具有良好的应用前景.     

Static and dynamic properties of InGaAsP-InP distributed feedbacklasers-a detailed comparison between experiment and theory

We have investigated the static and dynamic characteristics of phase shifted InGaAsP-InP DFB lasers mainly focusing on a comprehensive comparison between experimental results and numerical simulations. Experimental data of InGaAsP-InP mushroom type DFB lasers have been recorded, such as optical spectra, variations of the mode wavelengths with continuous and pulsed injection current, side mode suppression ratio, relative intensity noise, small signal amplitude modulation, and the transient response to 10 and 15 Gb/s large signal modulation. The theoretical model calculations in this paper are based on the transfer matrix method in combination with a rate equation analysis and take into account longitudinal mode spatial hole burning which is modified by the inhomogeneous current injection resulting from the axially varying Fermi voltage in both the static and the dynamic case. A good agreement between the experimental data and the theoretical simulations has been obtained extracting a set of parameters which consistently describes the measurements of our devices     

雷达威力检测中替代等效推算方法研究

介绍了替代等效推算方法,讨论了替代等效推算方法在雷达检飞试验中的应用。以目标χ^2分布起伏统计模型来定义的五类典型的雷达目标,设计了雷达威力检测的模型,给出了雷达威力试验中不同飞行合作目标间替代等效推算关系,并对其应用进行了分析,为替代等效推算方法在靶场雷达检飞中的应用奠定了理论基础,在雷达检飞试验中具有一定的实际意义。     

一种基于共轴干涉的相位物体定量成像技术

为了实现生物组织及相位光栅等透明相位物体的快速定量相位测量与成像,基于共轴干涉及相衬干涉原理,构建了一套相位物体定量相位快速测量与成像系统。分析了定量成像原理,设计了相应的相位提取及恢复算法。通过拍摄单幅或两幅相衬图,实现了相位光栅、水滴等小相位变化的相位样品的定量相位测量与成像。设计了相应的分区差分相位解包裹算法,实现了相位值超过π的微透镜的定量相位测量与成像。结果表明,通过该系统测量所得到的全息相位光栅的相位分布以及不同超声驱动电压下弱超声驻波光栅的相位振幅变化关系与其它方法所得的测量结果基本一致;微透镜的实验测量厚度值与理论计算值相比,绝对误差约为0.03μm。本系统具有一定的可行性和适应性,在生物细胞和组织等透明相位物体的快速测量与成像方面有潜在的应用意义。     

LED散热器热分析建模方法

针对LED散热器热分析常用的热传导分析模型与流固耦合分析模型存在适用面窄与计算量大的不足,研究了LED散热器热分析的建模方法.提出了一种可以用热传导分析模型等效简化流固耦合分析模型的方法,该方法能快速得到散热器的温度状态并能从等效换热系数h获得LED散热器所需风扇的技术参数即风扇流量,有助于风扇规格的选择.以一款LED车灯风冷散热器的热分析为例,表明提出的等效简化建模方法不仅可以提高分析计算效率,而且具有良好的实用价值.     

大功率LED伏安特性模型研究

研究了大功率LED芯片的伏安特性。基于LED 芯片的特殊性,从经典的PN结伏安特性出发,进行理论推导并通过选择不同的基函 数,构建出了大功率LED芯片的伏安特性新 模型和优化模型,模型中的系数采用最小二乘法进行确定。对大功率LED芯片的实测 伏安特性数据表明,本文构建出的优化模型比经典的PN结模型更能准确表征LED的伏安特性 ,与实测的伏安特性数据一致性更高,更具实用价值。     

基于8031单片机的智能化液体浓度测量系统的研究

介绍了一种光纤液体浓度传感器实时检测系统。该系统采用了8031单片机作为系统控制和数据处理部件,控制发光二极管（LED）作为光源脉冲发光、超声波清洗器定时对光纤U型敏感元件进行清洗。这个实验装置克服了发光二极管本身的一些不足之处。采用了8031单片机以后测量精度提高了一个数量级。实验以食盐和蔗糖溶液为测量对象,浓度分辨率达到0．04％．这个实验装置的显著优点是体积小、可靠性高、价格便宜,并且已经做成成品。     

Near-field microwave tomography of subsurface dielectric layers

There is represented a method of 3D visualization of a structure of dielectric objects with small loss on a basis of data, obtained by scanning with near-field microwave microscope. Theoretical model was proven by means of experimental research of amount of test objects. We researched possibility of probes with complex geometry application for defectoscopy of dielectric materials analysis of volumetric non-uniformities.     

一种基于视觉注意模型的可移动目标检测方法

提出了一种基于视觉显著性的目标检测算法,用于对位于地面上的车辆、飞 机等地面可移动目标进行检测和定位。针对地面可移动目标在场景中较小的特点,设计了一种用于对 目标检测进行引导的基于视觉注意机制的目标显著模型。首先,提取图像目标的颜色特征、强 度特征和方向Gabor特征,并将其结合起来用于计算显著图。然后以超像素为单位对 显著值进行计算,并结合人眼视觉敏感度对不同距离的超像素之间的差异进行加权处理。实 验结果表明,本文算法可以有效地检测并定位出复杂背景中的地面可移动目标。     

Linear tomographic inversion of stepped-frequency GPR data: experimental results on two test-sites

This paper deals with the tomographic inversion of experimental data acquired by a stepped-frequency ground penetrating radar (SFGPR).The experimental SFGPR has been designed for archaeological prospecting and makes it possible to exploit a multi-view/multi-static/multi-frequency configuration. The tomographic algorithm is based on a linear model of the electromagnetic scattering to reconstruct the shape of strongly scattering targets. It has been already validated against experimental data for objects in free-space and synthetic data for buried scatterers.Here, we present experimental results for buried objects starting from measurements collected at two test-sites. The first one has been a dedicated outdoor test facility which has allowed to test the experimental setup and the inversion algorithm in controlled conditions; the second one has been an archeological test-site.     

蓝光LED投光灯具高温老化光电性能研究

为了实际工程对灯具进行快速筛选和评价的需要,研究大功率LED投光灯具的老化光电特性,应用高温老化和光电性能测试的方法,对大功率蓝光LED投光灯具进行了高温老化试验并做了光电性能测试,分析其光电参数在老化过程中的变化情况。实验结果显示,光通量参数值在老化过程中有不同变化,其中一种灯具光通量值有上升的情况。结果表明:在灯具光源选取一致的情况下,散热结构与驱动电源是影响灯具性能的两个主要方面。