检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2024年第17期44卷 161-182页

作者：柴源闫跃潇方红华孙洪波清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室吉林长春130012

光场调制技术通过改变激光波前振幅、相位、偏振等信息,可以改变焦平面光场分布,实现特种加工。简要介绍了光场调制的原理,以及光场调制技术在无衍射光束加工、多焦点并行加工、图案化光场加工、矢量光场加工和光斑形貌校正等方面的研... 详细信息

光场调制技术通过改变激光波前振幅、相位、偏振等信息,可以改变焦平面光场分布,实现特种加工。简要介绍了光场调制的原理,以及光场调制技术在无衍射光束加工、多焦点并行加工、图案化光场加工、矢量光场加工和光斑形貌校正等方面的研究进展和应用现状,并对光场调制的问题挑战和未来前景进行展望。

关键词：光场调制超快激光加工无衍射光束图案化光场矢量光场光斑形貌校正

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基于硅MEMS技术的高灵敏度微型光纤法布里-珀罗压力传感器

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光子学报 2024年第5期53卷 149-157页

作者：李文豪贾平岗王军薛波万顺侯凯耀熊继军中北大学仪器与电子学院省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

基于微机电系统技术设计制备了一种微型化光纤法布里-珀罗传感器,具备高灵敏度和可批量制造的特点。传感器内部的法珀腔由刻蚀后的SOI晶圆与BF33玻璃阳极键合而成,传感器敏感膜片采用了绝缘衬底上的单晶硅材料。采用激光精细切割技术对... 详细信息

基于微机电系统技术设计制备了一种微型化光纤法布里-珀罗传感器,具备高灵敏度和可批量制造的特点。传感器内部的法珀腔由刻蚀后的SOI晶圆与BF33玻璃阳极键合而成,传感器敏感膜片采用了绝缘衬底上的单晶硅材料。采用激光精细切割技术对传感器单元进行独立分离,使得单个传感器的整体外径仅为400μm,高度为220μm。在此基础上,搭建了信号解调实验平台,并对传感器的感压特性进行了详尽测试。测试结果显示,在0~50 kPa的压力范围内,传感器的压力灵敏度可达到18.5 nm/kPa,最大非线性度为0.47%,重复性为0.18%,迟滞为0.18%。此外,该传感器具有体积小、灵敏度高、电磁兼容、生物兼容以及稳定性强等优点,在生物医学和医疗领域具备巨大的商业转化价值。

关键词：光纤传感器法布里-珀罗微型化压力测量微机电系统

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基于偏振的双准直光束测量滚转角的自校准方法

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激光与光电子学进展 2023年第23期60卷 145-153页

作者：马凤瑞段发阶刘文正傅骁张聪天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

应用双准直光束测量滚转角时,双准直光束夹角易受环境变化、机械形变等因素的干扰,严重影响测量精度。双准直光束测量滚转角对光斑位置敏感,而偏振测量滚转角取决于入射光的偏振态,受激光角漂的影响相对较小。因此,为提升长距离下五自... 详细信息

应用双准直光束测量滚转角时,双准直光束夹角易受环境变化、机械形变等因素的干扰,严重影响测量精度。双准直光束测量滚转角对光斑位置敏感,而偏振测量滚转角取决于入射光的偏振态,受激光角漂的影响相对较小。因此,为提升长距离下五自由度测量中滚转角的误差测量精度,提出了一种基于偏振的双准直光束测量滚转角的自校准方法,在导轨的不同位置使用双准直光束和偏振分别测量接收端的滚转角姿态,计算出双准直光束夹角,进而校准双准直光束测量结果,提升测量精度。实验结果表明:在测量范围为0.75~2.00 m内,校准后滚转角测量误差减小88.97%,满足长距离实时滚转角测量对高精度、易装调的要求。

关键词：滚转角测量双准直光束偏振自校准长距离

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基于关键点距离表征网络的物体位姿估计方法

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激光与光电子学进展 2023年第16期60卷 306-314页

作者：夏梦杜弘志林嘉睿孙岩标邾继贵天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

提出一种新型的关键点距离表征学习网络,该网络利用位姿变换过程的几何不变性信息,在网络中引入距离量的估计,进而推导出稳健关键点,以此来提升基于深度学习的六自由度物体位姿估计方法的精度。所提方法包含两个阶段。首先,设计了关键... 详细信息

提出一种新型的关键点距离表征学习网络,该网络利用位姿变换过程的几何不变性信息,在网络中引入距离量的估计,进而推导出稳健关键点,以此来提升基于深度学习的六自由度物体位姿估计方法的精度。所提方法包含两个阶段。首先,设计了关键点距离表征网络,通过一种骨干网络模块和特征融合结构实现RGB-D图像特征提取,并结合多层感知机预测物体逐点相对于关键点的距离量、语义和置信度。其次,根据可视点投票法及四点距离定位法,利用网络输出的多维信息推理计算关键点坐标,并最终通过最小二乘拟合算法得到物体位姿。为了证明所提方法的有效性,在公开数据集LineMOD和YCB-Video上进行了测试,实验结果表明,所提方法相比于原PSPNet框架中的ResNet参数量减少一半且精度有所提升,在两个数据集上精度分别提升了1.1个百分点和5.8个百分点。

关键词：机器视觉六自由度位姿估计深度学习关键点距离表征网络特征提取

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基于零极点配置的宽频带角速度传感器信号融合方法

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中国惯性技术学报 2023年第5期31卷 472-480,489页

作者：李醒飞王信用拓卫晓邢伟达刘欣雨天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 深海技术科学太湖实验室无锡214000

为满足在轨微角振动力学特性分析和主动补偿的测量需求,解决单一角速度传感器难以兼顾sub-μrad级低噪声与k Hz宽频带的问题,提出一种基于零极点配置的宽频带角速度传感器信号融合方法。通过调配不同测量带宽角速度传感器传递函数的极... 详细信息

为满足在轨微角振动力学特性分析和主动补偿的测量需求,解决单一角速度传感器难以兼顾sub-μrad级低噪声与k Hz宽频带的问题,提出一种基于零极点配置的宽频带角速度传感器信号融合方法。通过调配不同测量带宽角速度传感器传递函数的极点来调整传感器传递特性,使传感器在非工作带宽的信号和噪声衰减后再进行融合,实现了带宽2 Hz-1000 Hz的MHD角速度传感器与带宽DC-22 Hz的MEMS陀螺仪的数据融合,并将所提方法与两种基于频域的数据融合算法进行对比。实验结果表明:当对MEMS陀螺仪进行零极点配置融合时,融合信号在0.1 Hz-700 Hz频段内最大幅值波动1.64 dB,等效噪声角速率0.2126°/sRMS。所提方法能够为宽频带角速度测量提供技术保障,并能为具体场景下融合算法的应用和选择提供指导。

关键词：角速度传感器信号融合微角振动零极点配置

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GaP/SiH范德华异质结构的可调谐电子和光学特性的第一性原理研究

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高等学校化学学报 2025年第2期46卷 135-142页

作者：郭鑫马永强鲍爱达邓蕊秦丽张文琦徐厚敦中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 武警工程大学密码工程学院西安710086

预测并构建了一种Ⅱ型的GaP/SiH异质结构,并对其结构特性、电子特性和光学特性进行了研究.结果表明,该GaP/SiH异质结构属于典型的Ⅱ型范德华异质结构,展现出卓越的能量稳定性.GaP/SiH异质结构的带隙为2.24 eV,Ⅱ型能带结构的排列有效抑... 详细信息

预测并构建了一种Ⅱ型的GaP/SiH异质结构,并对其结构特性、电子特性和光学特性进行了研究.结果表明,该GaP/SiH异质结构属于典型的Ⅱ型范德华异质结构,展现出卓越的能量稳定性.GaP/SiH异质结构的带隙为2.24 eV,Ⅱ型能带结构的排列有效抑制了光生载流子的复合.通过施加不同的双轴应变和垂直应变,可以对异质结的电子结构进行一定范围内的精确调控.GaP/SiH异质结构在可见光和紫外光区也表现出优异的光吸收性能,吸收率可达2.34×10^(6)cm^(−1).GaP/SiH异质结构表现出的优异性能为光电子器件的设计提供了参考.

关键词：第一性原理 GaP/SiH范德华异质结构光吸收

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惯性参考单元的变增益PI位置控制技术

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仪器仪表学报 2023年第10期44卷 1-12页

作者：刘雅琪拓卫晓李醒飞王天宇何梦洁天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 深海技术科学太湖实验室无锡214000

基于惯性参考单元的视轴稳定方式是克服运动载体光电跟瞄系统外部扰动,实现微弧度甚至亚微弧度级跟瞄的主要技术手段。惯性参考单元的初始校准需要构建以电涡流线位移传感器作为角位置反馈元件的闭环控制回路,角位置控制精度是影响光电... 详细信息

基于惯性参考单元的视轴稳定方式是克服运动载体光电跟瞄系统外部扰动,实现微弧度甚至亚微弧度级跟瞄的主要技术手段。惯性参考单元的初始校准需要构建以电涡流线位移传感器作为角位置反馈元件的闭环控制回路,角位置控制精度是影响光电跟瞄系统指向精度的主要因素。为了解决惯性参考单元系统位置控制面临的基座扰动、传感器噪声等问题,提出基于频段估计的变增益PI控制方法。设计改进扰动观测器,降低中低频传感噪声对控制精度的影响,设计频段估计器实现外部扰动频段的细分,据此动态调节控制器增益。仿真和实验结果表明,基于VGPI-IDOB控制算法能够有效提高系统的位置控制精度,无输入条件下,系统的静态输出均方根较PI控制降低了67.3%;15 Hz,1 mrad正弦输入,20 Hz,0.097 mrad扰动作用下,VGPI-IDOB的位置控制精度相较PI控制提升了72%。

关键词：惯性参考单元变增益PI控制频段估计指向精度

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基于MHD角速度传感器的面阵相机模糊图像复原

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2023年第8期56卷 796-806页

作者：赵苓费融李醒飞拓卫晓邢伟达天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 深海技术科学太湖实验室无锡214123

在轨卫星平台上普遍存在着宽频带、低幅值的微角振动,随着对航天相机探测能力和遥感图像空间分辨率要求的不断提高,微角振动对星载光学系统成像质量的影响更加突出.针对高频微角振动造成的图像模糊问题,提出使用磁流体动力学(magnetohyd... 详细信息

在轨卫星平台上普遍存在着宽频带、低幅值的微角振动,随着对航天相机探测能力和遥感图像空间分辨率要求的不断提高,微角振动对星载光学系统成像质量的影响更加突出.针对高频微角振动造成的图像模糊问题,提出使用磁流体动力学(magnetohydrodynamics,MHD)角速度传感器测量面阵相机受到的微角振动,并根据面阵相机角运动信息构建点扩散函数,进一步采用基于全变差正则化的图像复原算法实现图像复原,从而提高图像质量.首先,在分析航天相机受到微角振动干扰产生像移原因的基础上,建立像移模型,并根据像点在焦平面上的移动轨迹构建点扩散函数.其次,搭建实验系统模拟航天相机在微角振动环境下的成像过程,在垂直于光轴的方向上施加单频正弦角振动干扰,并使用MHD角速度传感器进行探测.最后,利用基于全变差正则化的图像复原优化算法对模糊图像进行复原,并基于图像的调制传递函数对复原图像质量进行评价.实验结果表明:当微角振动频率在20~300 Hz内,且产生的像移在13个像元以下时,复原图像的调制传递函数积分面积可达到静态图像积分面积的90%以上,图像细节清晰,对比度得到明显提升.对同一频点进行多次重复实验,结果表明该方法具有良好的重复性.相关实验结果表明,基于MHD角速度传感器的微角振动测量方法和图像复原算法相结合能够显著提高航天相机的成像质量.

关键词： MHD角速度传感器微角振动成像质量图像复原

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基于特超声声流体隧道的荧光激活细胞分选技术

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分析试验室 2025年第1期44卷 22-28页

作者：唐冰怡王亚平魏巍段学欣精密测试技术与仪器国家重点实验室天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

基于声流控技术开发了一个完整的荧光激活细胞分选(FACS)系统。该系统利用固体装配型薄膜体声波谐振器(SMR)在微流道中产生的声流体隧道,结合荧光识别激活程序,实现了对单个目标颗粒和细胞的高精度捕获、分选,具有检测和分选目标颗粒物... 详细信息

基于声流控技术开发了一个完整的荧光激活细胞分选(FACS)系统。该系统利用固体装配型薄膜体声波谐振器(SMR)在微流道中产生的声流体隧道,结合荧光识别激活程序,实现了对单个目标颗粒和细胞的高精度捕获、分选,具有检测和分选目标颗粒物的功能。使用该系统从非荧光聚苯乙烯微球和荧光聚苯乙烯微球的混合物中分离出荧光微球,验证该系统的稳定性。在150个/s通量情况下,纯度可以达到95%。对于细胞样本,从活死Hela细胞样品中分离出活的Hela细胞,纯度高于90%,证明了该系统在分选活死细胞中的高分辨率,并且分选前后细胞的存活率高于95%,证明了该系统的生物兼容性良好。

关键词：声流控荧光激活细胞分选体声波固体装配型谐振器

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面向纯相位型全息显示的自适应混合约束迭代算法

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物理学报 2023年第2期72卷 73-81页

作者：高乾程何泽浩刘珂瑄韩超曹良才安徽工程大学高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室芜湖241000 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

纯相位型计算全息图舍弃全息面上的振幅信息,降低了全息显示的图像质量.迭代法通过多次正、逆向的波前传播计算,优化了纯相位型计算全息图的相位轮廓,提升了全息再现的图像质量.然而,传统迭代法可能存在迭代发散、收敛速度偏慢以及再现... 详细信息

纯相位型计算全息图舍弃全息面上的振幅信息,降低了全息显示的图像质量.迭代法通过多次正、逆向的波前传播计算,优化了纯相位型计算全息图的相位轮廓,提升了全息再现的图像质量.然而,传统迭代法可能存在迭代发散、收敛速度偏慢以及再现质量受限等问题.本文提出了一种基于角谱传播模型的自适应混合约束迭代算法,通过在迭代中加入自适应的反馈机制和频带约束策略,增加了迭代优化的自由度,提升了迭代的收敛性和全息再现的图像质量.仿真和实验结果表明,提出的算法能够在较短的计算时间内获得更高重建质量的纯相位型计算全息图,对于高质量的全息显示具有重要应用价值.

关键词：计算全息图全息显示纯相位全息图相位优化

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