检索结果-内蒙古大学图书馆

激光与光电子学进展 2023年第3期60卷 199-210页

作者：吴冠豪施立恒李尔格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

表面形貌检测是工业生产和科学研究所需的关键技术之一,高精度和高效率是该领域一直以来的发展方向。光学频率梳有着独特宽光谱、窄线宽和稳定频率的特性,展现了优越的计量潜力,在表面形貌测量领域有着重要的应用并取得了重要的进展。... 详细信息

表面形貌检测是工业生产和科学研究所需的关键技术之一,高精度和高效率是该领域一直以来的发展方向。光学频率梳有着独特宽光谱、窄线宽和稳定频率的特性,展现了优越的计量潜力,在表面形貌测量领域有着重要的应用并取得了重要的进展。首先介绍了光学频率梳的定义;根据不同的技术路线,分类回顾了光学频率梳在形貌测量中的研究现状及特点;最后,对基于光频梳的形貌测量技术进行了展望。

关键词：光学频率梳形貌检测干涉显微轮廓术

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PCB参数对特高频局放低噪放大电路性能影响的研究

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仪表技术与传感器 2024年第11期 40-46页

作者：陈泽奇张一锋陈非凡清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室

在变电设备特高频局部放电监测系统设计中,测量转换电路的设计难点在于低噪放大电路PCB传输线上会发生信号损耗,导致电路实际性能无法达到预期。文中分析了PCB各主要电路参数与金属底板共面波导传输线特征阻抗之间的理论关系,通过对可... 详细信息

在变电设备特高频局部放电监测系统设计中,测量转换电路的设计难点在于低噪放大电路PCB传输线上会发生信号损耗,导致电路实际性能无法达到预期。文中分析了PCB各主要电路参数与金属底板共面波导传输线特征阻抗之间的理论关系,通过对可能影响信号传输质量的电路PCB参数进行建模和仿真测试得到了对应的影响特性,形成了针对特高频局部放电信号低噪放大电路的设计规则,并依此实现了在300~1 500 MHz的信号频段内具有稳定高增益的双通道低噪放大电路优化设计。实验结果表明:优化后的电路各通道在整个信号频段内的实测增益特性均能够保持在17.4~18.3 dB,理论误差小于0.7 dB。

关键词：变电设备局部放电特高频低噪放大 PCB参数

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谐振式光学陀螺噪声抑制技术研究现状(特邀)

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光子学报 2024年第5期53卷 39-56页

作者：王飞白禹卜韩南朝铭张仕泽李溢凡周彦汝邢恩博刘来刘文耀唐军刘俊中北大学山西省量子传感与精密测量重点实验室太原030051 中北大学仪器与电子学院动态测试技术国家重点实验室太原030051

谐振式光学陀螺仪利用光学谐振腔在时空上对光波极强的局域增强效应,有望成为兼具高精度和小体积的光学陀螺。然而,谐振式陀螺转动产生的Sagnac效应相对微弱,容易受到陀螺系统内非互易性以及互易性噪声的干扰,成为其精度提升的瓶颈。在... 详细信息

谐振式光学陀螺仪利用光学谐振腔在时空上对光波极强的局域增强效应,有望成为兼具高精度和小体积的光学陀螺。然而,谐振式陀螺转动产生的Sagnac效应相对微弱,容易受到陀螺系统内非互易性以及互易性噪声的干扰,成为其精度提升的瓶颈。在陀螺的小型化过程中这一问题更加凸显。因此,对谐振式光学陀螺仪进行噪声抑制显得尤为重要。本文详细综述了谐振式光学陀螺中非互易性和互易性两大类噪声的原理及其抑制方法,总结了该领域近来年的研究现状及未来挑战与发展趋势,为我国谐振式光学陀螺发展提供参考。

关键词：谐振式陀螺光学陀螺光学噪声抑制背向散射效应克尔效应

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从随机散斑到“浑浊透镜”——基于波前整形的散射光聚焦技术(特邀)

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光学学报 2024年第10期44卷 214-232页

作者：刘凯歌张恒康付星柳强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 清华大学精密仪器系光子测控技术教育部重点实验室北京100084 北京控制工程研究所北京100190

散射介质会破坏光束的光波前分布和能量输送,限制了强散射环境下光镊、荧光成像、光通信等技术的应用。波前整形技术通过优化入射波前,重新规划散射介质内的光传输路径,实现了在散射介质内部或透过散射介质的光聚焦,从而克服了散射介质... 详细信息

散射介质会破坏光束的光波前分布和能量输送,限制了强散射环境下光镊、荧光成像、光通信等技术的应用。波前整形技术通过优化入射波前,重新规划散射介质内的光传输路径,实现了在散射介质内部或透过散射介质的光聚焦,从而克服了散射介质的限制,将散射光重新利用,使得散射介质成为一个类似透镜的光学元件,也被称为“浑浊透镜”。目前主要有依赖反馈调控的迭代优化方法、建立输入-输出联系的传输矩阵方法和利用光路可逆原理的相位共轭方法三类技术路线。本文从技术原理、应用背景以及重要进展等方面梳理了基于波前整形技术的散射介质聚焦的研究进展,并对比展望了三类技术在应用中的发展前景。

关键词：散射介质波前整形光聚焦迭代优化传输矩阵光学相位共轭

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大视场微球透镜超分辨显微成像技术的研究进展

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红外与激光工程 2022年第6期51卷 436-449页

作者：胡春光李恩赐翟聪高晓晴陈雨露郭梦迪天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

光学显微镜是人类探索微观世界的重要工具,在生物学、医学、材料学、精密测量学等领域发挥重要作用。由于衍射极限的存在,发展更高质量、更高空间分辨率的超分辨光学显微成像技术成为当下研究的前沿热点。基于微球透镜的超分辨显微成像... 详细信息

光学显微镜是人类探索微观世界的重要工具,在生物学、医学、材料学、精密测量学等领域发挥重要作用。由于衍射极限的存在,发展更高质量、更高空间分辨率的超分辨光学显微成像技术成为当下研究的前沿热点。基于微球透镜的超分辨显微成像技术有着易于实现、简单直接和免标记的显著优点,发展潜力巨大。但是单个微球的视野有限,且难以进行精确定位。提高微球的可操控性,拓展超分辨显微成像视场的范围,已成为该技术突破发展的核心关键。文中在介绍微球超分辨的成像原理,分析影响成像质量主要因素的基础上,重点总结了国内外团队在拓展微球透镜超分辨显微成像视场方面的最新研究进展。根据微球的操控方式,将研究工作总结为机械接触控制、微球辅助增强层、非接触控制和微球物镜一体化四类进行介绍,探讨其技术特点,并对大视场成像、图像拼接等面向视场拓展的图像处理技术进行论述。最后,提出微球透镜超分辨显微成像技术亟待解决的关键问题、存在的难点与挑战,以及未来开展研究工作的突破点,展望了该技术的发展与应用拓展方向。

关键词：超分辨显微成像微球透镜成像视场图像拼接

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光栅投影真伪混合双目舌面三维成像方法

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第10期55卷 1101-1107页

作者：王鹏董美涵孙长库付鲁华天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

传统的舌头诊断会受到医生的知识、诊断技能和照明条件的限制,客观性和可重复性较差.因此,对舌诊进行客观化是很重要的.将光栅投影技术与双目视觉相结合是实现三维成像的常用手段.然而,舌头表面的津液会形成反射区导致相位展开失败,而... 详细信息

传统的舌头诊断会受到医生的知识、诊断技能和照明条件的限制,客观性和可重复性较差.因此,对舌诊进行客观化是很重要的.将光栅投影技术与双目视觉相结合是实现三维成像的常用手段.然而,舌头表面的津液会形成反射区导致相位展开失败,而且双目系统只能测量公共区域,边缘无法测量.为了获取完整的彩色舌面三维数据,提出了一种光栅投影的真伪混合双目三维重建的方法.将投影仪看成是一个逆向相机,对投影仪进行标定.由投影仪和左、右摄像机组成的两个伪双目系统,用于补充舌面过度曝光区以及舌面边缘的点云.为避免空间点的重复重建,从理想光栅图像出发,采用级次和极线混合约束的方法逐点分别向左、右相机寻找匹配点.对于左、右相机均匹配成功的点,采用真双目系统进行重建.对于单相机匹配成功的点,用伪双目系统进行重建.结果显示,光栅投影真伪混合双目的方法可以准确快速地获得完整的区域性反光阶梯块和真实舌面三维点云,上舌面舌苔特征明显,下舌面血管完整清晰,有助于舌诊客观化进行.最后,设计实验用测量半径为19.05 mm的陶瓷球对系统进行了精度验证,系统的测量偏差在±0.1 mm以内.

关键词：舌诊客观化三维测量光栅投影立体匹配

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基于微波相位差测距的叶尖间隙动态测量方法

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航空学报 2022年第9期43卷 194-212页

作者：牛广越段发阶周琦刘志博天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

叶尖间隙参数的非接触、高精度、在线测量是保证航空发动机工作效率和运行安全的关键,传统的微波式叶尖间隙静态测量方法易受直流噪声干扰,存在测距模糊问题,信号采样点数时刻变化,直接影响了测量精度。提出了一种基于微波相位差测距原... 详细信息

叶尖间隙参数的非接触、高精度、在线测量是保证航空发动机工作效率和运行安全的关键,传统的微波式叶尖间隙静态测量方法易受直流噪声干扰,存在测距模糊问题,信号采样点数时刻变化,直接影响了测量精度。提出了一种基于微波相位差测距原理的叶尖间隙参数动态测量方法。建立了微波式叶尖间隙测量信号模型,仿真分析了不同厚度以及凹腔叶片的信号强度和相位特征,提出了一种相位区域自适应截取、尺度调整、相关匹配、多项式拟合相融合的技术手段,解决了微波相位信号的测距模糊问题,实现了相位信号峰值位置的预估,减小了信号处理过程中的随机误差,实现了叶尖间隙参数的高精度动态测量。研制了基于微波相位差测距的叶尖间隙测量系统原理样机,在实验室环境下搭建了叶尖间隙信号动态测量的实验平台,开展了测量和标定实验。实验结果验证了所提方法的有效性和准确性,测量系统适用于不同厚度以及H形凹腔叶片的叶尖间隙参数测量,在动叶片转速3000r/min的模拟工作环境下,0.5~3mm量程内,不同厚度及H形凹腔叶片的叶尖间隙动态测量精度均优于40μm;且针对2mm厚度的叶片,当模拟的叶片转速高达24000r/min时,0.5~3mm量程内的测量精度仍然优于60μm。

关键词：叶尖间隙动态测量测距微波毫米波相位差动叶片相关系数航空发动机

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面向层绞光缆形变检测的空间曲线重建研究

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光学学报 2023年第9期43卷 38-46页

作者：卢恒沙洲封皓天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

层绞式光缆广泛应用于电信、传感、工业监测等领域。研究层绞光缆的三维形状重建算法,对于光缆维护、断点查找、建筑物沉降监测、形变感知等具有重要意义。提出了一种层绞光缆三维形状重建算法,利用分布式光纤应变传感技术,测量光缆内... 详细信息

层绞式光缆广泛应用于电信、传感、工业监测等领域。研究层绞光缆的三维形状重建算法,对于光缆维护、断点查找、建筑物沉降监测、形变感知等具有重要意义。提出了一种层绞光缆三维形状重建算法,利用分布式光纤应变传感技术,测量光缆内对称纤芯的空间应变分布,根据纤芯的应变分布、几何排布,计算光缆等间隔离散截面的宏观形变(弯曲、扭转)。进一步地,根据宏观形变,利用Frenet框架进行光缆空间坐标的解算,最终获得三维形状信息。为验证所提算法的有效性,使用软件SOLIDWORKS对整个形状重建过程进行了仿真分析。仿真结果表明,在应变测量间隔10 mm的测量条件下,该算法可以重建300 mm光缆的三维形状,光缆末端绝对误差不超过2.61 mm。

关键词：光纤光学层绞光缆曲线重建仿真分析

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基于空域变换的叶尖定时信号预处理方法

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仪器仪表学报 2022年第7期43卷 218-229页

作者：刘昊段发阶李杰李发富钟国舜天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

叶片振动参数的实时监测是保障航空发动机健康运行的关键。传统的叶尖定时传感信号预处理方法会因转子转速变化范围较宽(20~20 000 r/min),产生较大的定时误差,影响叶片振动参数的辨识精度。通过分析采样率转换模型,提出了一种基于空域... 详细信息

叶片振动参数的实时监测是保障航空发动机健康运行的关键。传统的叶尖定时传感信号预处理方法会因转子转速变化范围较宽(20~20 000 r/min),产生较大的定时误差,影响叶片振动参数的辨识精度。通过分析采样率转换模型,提出了一种基于空域变换的叶尖定时信号预处理方法,将叶尖信号的等时间采样转换为等角度空间采样,实现高精度叶尖定时信号的获取;使用基于三阶拉格朗日插值的Farrow结构并通过流水线优化技巧,在现场可编程逻辑门阵列上实现了逻辑资源占用与数据处理速率的均衡设计。实验验证表明,该方法可以有效完成等空间角度采样,降低了转速变化的影响,在实时转速为1 000~8 000 rpm,基准转速为3 000 rpm时,无论采用前沿时刻鉴别还是采用双边沿时刻鉴别,本文采用的方法振动位移测量误差均在20.19μm内,远低于传统位移测量方法的测量误差,提高了叶片到达时刻及叶片振动位移的测量精度。

关键词：叶尖定时空域变换模数转换器拉格朗日插值 Farrow结构 FPGA

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结合人工信标和视觉SLAM的自主快速定位方法

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机械工程学报 2022年第14期58卷 137-145页

作者：申文杰任永杰朱博源林嘉睿天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

针对环境复杂的工业现场中自主定位精度低、适应性差的问题,提出一种结合人工信标和视觉的同时定位与地图构建(Simultaneous localization and mapping,SLAM)的双相机定位系统。人工信标无需覆盖全空间布置,无需具备ID信息,通过两台相... 详细信息

针对环境复杂的工业现场中自主定位精度低、适应性差的问题,提出一种结合人工信标和视觉的同时定位与地图构建(Simultaneous localization and mapping,SLAM)的双相机定位系统。人工信标无需覆盖全空间布置,无需具备ID信息,通过两台相机分别拍摄信标及运行视觉SLAM算法完成全空间定位,利用信标定位算法恢复单目SLAM的尺度不确定因子并且建立起两种定位算法坐标系之间的关系,因此当相机视场由信标组成的控制场覆盖范围外再次移回其覆盖范围内时,可通过SLAM算法得到的系统位姿初值实现信标和像点的快速匹配,从而再次精确定位。将双相机定位系统安装在可穿戴的头盔上,测量人员头戴头盔便可实现高精度定位。分析了双相机头盔定位系统的工作原理,并进行了试验验证。试验结果表明,该方法精度较高、适应性强,可满足在信标无法全空间覆盖的复杂工业环境下的自主定位需求。

关键词：多相机系统视觉定位测量人工信标同时定位与地图构建

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