检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2020年第10期40卷 3066-3070页

作者：张洪桢何明霞石粒力王鹏騛天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 南京大学电子科学与工程学院超导电子学研究所江苏南京210023

镀膜是汽车、船舶、航空制造等行业必不可少的工艺步骤,合理的漆膜厚度不仅有利于涂装质量的稳定,还有利于节约涂料、降低涂装成本。随着工业4.0的时代的到来,在生产线上实现在线、非接触的无损高精度检测是必然趋势。相比于传统的测量... 详细信息

镀膜是汽车、船舶、航空制造等行业必不可少的工艺步骤,合理的漆膜厚度不仅有利于涂装质量的稳定,还有利于节约涂料、降低涂装成本。随着工业4.0的时代的到来,在生产线上实现在线、非接触的无损高精度检测是必然趋势。相比于传统的测量手段,基于飞行时间原理的太赫兹测厚方法能够实现非接触式的在线测量,但是当样品的光学厚度较小时,太赫兹脉冲将在时域发生混叠,无法直接通过脉冲峰值位置获取准确的飞行时间。针对这一问题,建立了太赫兹反射信号的多元回归模型,借助差分进化算法自动计算模型参数、求解样品厚度,实现了在样品折射率未知情况下对涂层厚度的自动测量;提出了一种基于反射式太赫兹时域光谱系统与随机优化算法的厚度测量方法,针对同一时域信号进行多次计算,验证了差分进化算法的稳定性;分析了样品基底所处平面的法线方向与太赫兹波出射方向之间的角度误差对测量结果的影响;研究了飞行时间法应用于多层样品中测量各层厚度的可行性。结果表明,差分进化算法的计算结果较为稳定,浸锌漆、黑色漆和底漆三种样品厚度计算结果的不确定度分别为0.22μm(223.87μm),0.05μm(54.18μm)及0.08μm(284.95μm),折射率计算结果的不确定度分别为0.004(3.967),0.002(2.091)和0.001(1.769);对于浸锌漆样品,1°的角度误差带来0.073μm的测量误差,测量结果对角度误差具有较强的稳健性。由于多重反射效应的存在,该方法虽然可以求得多层样品太赫兹测量信号中各个反射脉冲的飞行时间,但不能区分反射脉冲来自哪一个反射界面,从而无法求解各层涂层的厚度。分析证明,基于飞行时间原理的测厚方法简单易行,可以较为准确地测量单层样品的厚度,对角度误差不敏感;在拓展到对多层样品进行测量时,该方法具有较大的局限性,不能在时域上区分多重反射脉冲,无法准确计算各层介质的厚度与折射率。

关键词：太赫兹脉冲光谱飞行时间模型差分进化算法

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基于主动照明调制的水下偏振成像方法

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应用光学 2024年第6期45卷 1189-1196页

作者：董昌吉张卫红黄一钊李绪锦王洪远胡浩丰天津大学海洋科学与技术学院海洋经济技术产业化联合研究中心天津300072 天津大学海洋科学与技术学院天津300072 崂山实验室海洋观测与探测研究部山东青岛266237 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 清华大学精密仪器系精密测试及仪器国家重点实验室北京100084

浑浊水体中的光学衰减和吸收效应常常导致成像质量的明显下降,对诸多基于水下视觉图像的应用产生了不可忽视的影响。介绍了一种水下散射抑制的偏振成像方法,其关键思想是通过主动照明调制实现后向散射光偏振程度最大化,从而最大程度地... 详细信息

浑浊水体中的光学衰减和吸收效应常常导致成像质量的明显下降,对诸多基于水下视觉图像的应用产生了不可忽视的影响。介绍了一种水下散射抑制的偏振成像方法,其关键思想是通过主动照明调制实现后向散射光偏振程度最大化,从而最大程度地抑制后向散射光。通过目标场景穆勒矩阵的测量、后向散射光的斯托克斯矢量的给定、入射主动照明斯托克斯矢量的确定,以及偏振特征矢量的计算,最终结合这些信息对散射介质中的图像进行复原。实验结果表明,该方法在处理浑浊水体下的成像问题方面表现出色。与其他方法相比,它显著提升了图像质量,为水下环境中的成像应用提供了有力的解决方案。该方法的独特之处在于其主动偏振照明调制技术,通过主动照明控制,实现了后向散射光的偏振特性调控,从而有效地减少了散射引起的成像退化,为水下偏振成像领域带来了新的研究思路。

关键词：偏振成像浑浊水成像主动照明调制图像复原

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超越SNOM探针通光孔径尺寸的金属纳米间隙超分辨测量

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光子学报 2020年第5期49卷 63-70页

作者：武娜娜钟莹刘海涛南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350 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

采用电磁场有限元方法,数值模拟了孔径型扫描近场光学显微镜(aperture Scanning Near-field Optical Microscopy,a-SNOM)在照明模式下的工作过程.针对金偶极天线结构,改变天线长度和纳米间隙尺寸,计算了a-SNOM探针孔径的远场辐射速率随... 详细信息

采用电磁场有限元方法,数值模拟了孔径型扫描近场光学显微镜(aperture Scanning Near-field Optical Microscopy,a-SNOM)在照明模式下的工作过程.针对金偶极天线结构,改变天线长度和纳米间隙尺寸,计算了a-SNOM探针孔径的远场辐射速率随探针端面中心坐标变化的扫描曲线,实现了超越a-SNOM探针通光孔径尺寸的天线金属纳米间隙的超分辨测量,对于100nm通光孔径的探针,可分辨最小尺寸为10nm(0.016倍波长)的金属间隙.通过对比金属和介质偶极天线的a-SNOM探针远场辐射速率测量的计算结果,表明天线金属纳米间隙的超分辨测量的实现是由于金属间隙表面等离激元的激发.

关键词：纳米光子学偶极天线扫描近场光学显微镜分辨率探针间隙表面等离激元远场辐射速率

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金纳米球-银纳米线耦合结构量子点荧光自发辐射增强及表面等离激元传导

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中国激光 2020年第10期47卷 306-322页

作者：袁洪瑞钟莹刘海涛南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350 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

利用原子力显微镜(AFM)、荧光显微成像系统以及时间分辨单光子计数(TCSPC)系统,对金纳米球(AuNS)-银纳米线(AgNW)耦合结构纳米间隙内的量子点荧光自发辐射增强以及表面等离激元(SPP)传导特性进行研究。实验使用两种方式实现了金纳米球... 详细信息

利用原子力显微镜(AFM)、荧光显微成像系统以及时间分辨单光子计数(TCSPC)系统,对金纳米球(AuNS)-银纳米线(AgNW)耦合结构纳米间隙内的量子点荧光自发辐射增强以及表面等离激元(SPP)传导特性进行研究。实验使用两种方式实现了金纳米球和银纳米线间的耦合。第一种方式为:将金纳米球和量子点的混合溶液及银纳米线溶液依次涂覆到SiO2基片上,寻找随机存在的金纳米球-银纳米线耦合结构。第二种方式为:利用AFM进行纳米操纵,在SiO2基片上实现了可控的金纳米球和银纳米线耦合结构。利用该结构,实现了最高达到611的量子点自发辐射速率增强因子,同时也观测到了被增强的荧光激发SPP沿银纳米线传导。利用COMSOL Multiphysics仿真软件,对金纳米球-银纳米线耦合结构附近不同位置和偏振的量子点自发辐射速率增强因子进行了模拟计算,并且和单个金纳米球、单根银纳米线附近量子点自发辐射速率增强因子进行了对比,结果表明金纳米球-银纳米线耦合结构能够获得更高的自发辐射速率增强因子。计算了量子点激发的银纳米线上SPP的场分布,得到了与实验相符的结果。

关键词：微纳光学荧光表面等离子体金属光学纳米结构纳米操纵

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0.1 THz辐射对大鼠海马神经元兴奋性的影响

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中国激光 2020年第2期47卷 287-293页

作者：张欣欣何明霞赵晋武陈勰宇刘立媛卢晓云田甜陈孟秋王璞天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学太赫兹研究中心天津300072 西安交通大学生命科学与技术学院陕西西安710048

采用频率为0.1 THz、功率密度为2.65 mW/cm2的太赫兹光源分别辐射SD大鼠海马神经元5,15,25 min,通过神经元膜电位的变化,研究了太赫兹辐射对海马神经元兴奋性的影响,结果发现,15 min和25 min的太赫兹辐射会显著诱发海马神经元去极化,从... 详细信息

采用频率为0.1 THz、功率密度为2.65 mW/cm2的太赫兹光源分别辐射SD大鼠海马神经元5,15,25 min,通过神经元膜电位的变化,研究了太赫兹辐射对海马神经元兴奋性的影响,结果发现,15 min和25 min的太赫兹辐射会显著诱发海马神经元去极化,从而提高其兴奋性。为了探究太赫兹辐射提高神经元兴奋性的原因,检测了神经元内Ca^2+、Na^+和K+浓度的变化,结果表明,此辐射使海马神经元内Ca^2+、Na^+浓度增加,K+浓度减小。研究证实了太赫兹辐射(0.1 THz,2.65 mW/cm^2)通过调节海马神经元内带电离子的浓度促使其兴奋,为太赫兹辐射技术在生物医学领域应用的发展奠定了前期实验基础。

关键词：生物医学太赫兹辐射海马神经元荧光检测兴奋离子浓度

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纳米计算机断层扫描成像技术进展综述

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激光与光电子学进展 2020年第14期57卷 1-16页

作者：吕寒玉邹晶赵金涛胡晓东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 天津大学南昌微技术研究院天津300072

纳米计算机断层扫描(nano-CT)对于推动科技发展和生产技术进步具有极其重要的意义,在生物医学前沿研究及新材料特性研究中的作用尤为突出。概述了纳米CT成像的基本原理、分类,以及纳米CT系统的实现方式和优缺点。在具体技术细节上,重点... 详细信息

纳米计算机断层扫描(nano-CT)对于推动科技发展和生产技术进步具有极其重要的意义,在生物医学前沿研究及新材料特性研究中的作用尤为突出。概述了纳米CT成像的基本原理、分类,以及纳米CT系统的实现方式和优缺点。在具体技术细节上,重点分析实现纳米CT成像的光学元件的原理、性能、加工制造的瓶颈和应用现状。在此基础上,提出纳米CT成像系统和应用方面存在的问题,并对未来纳米CT成像的发展进行了展望。

关键词：成像系统纳米计算机断层扫描 X射线元件波带片复合透镜布拉格放大器毛细管

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室内空间测量定位系统扫描激光面模型优化

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光学学报 2019年第3期39卷 249-255页

作者：林嘉睿徐鑫任永杰杨凌辉邾继贵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

针对室内空间测量定位系统(wMPS)交会测量模型将发射站扫描激光面视为理想平面的现状,研究了一种基于高精度转台的激光面面型视觉评估方法。根据评估结果引入线性折面判断机制,优化重建了wMPS扫描激光面数学模型,以减小交会测量模型中... 详细信息

针对室内空间测量定位系统(wMPS)交会测量模型将发射站扫描激光面视为理想平面的现状,研究了一种基于高精度转台的激光面面型视觉评估方法。根据评估结果引入线性折面判断机制,优化重建了wMPS扫描激光面数学模型,以减小交会测量模型中的系统误差。结合大空间高精度坐标场对新模型进行了评估。结果表明,所研究模型对实际光面的拟合效果较好,有助于提升wMPS的测量精度。

关键词：机器视觉工业光学测量大尺寸测量室内空间测量定位系统激光面模型

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精密角度基准下的多相机定位系统高精度标定

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光学学报 2019年第1期39卷 364-372页

作者：徐秋宇杨凌辉牛志远刘博文张正吉邾继贵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

在视觉定位测量领域中的大尺寸测量、运动追踪、三维重建、视觉定位中,针对多相机定位系统中相机之间无公共视场或公共视场较小时系统标定困难、方法繁琐、精度低等问题,提出了一种基于精密二轴转台的多相机定位系统一体化标定方法。利... 详细信息

在视觉定位测量领域中的大尺寸测量、运动追踪、三维重建、视觉定位中,针对多相机定位系统中相机之间无公共视场或公共视场较小时系统标定困难、方法繁琐、精度低等问题,提出了一种基于精密二轴转台的多相机定位系统一体化标定方法。利用二轴转台提供角度基准,当转台一次转过所有相机视场时,各个相机依次拍摄标定图片,求解出各个相机内参以及各相机到转台的外参,利用转台坐标系中转计算相机之间的外参。整个标定过程由程序控制,实现了多相机系统采图标定的集成化、自动化,降低了标定工作量。分析了多相机定位系统的标定原理,并进行了实验验证。两相机内参重投影误差在0.17 pixel以内,系统定位精度在1 mm以内。结果表明,所提方法切实可行,精度较高,可操作性强,可应用于各种无公共视场或公共视场较小的多相机定位系统标定过程。

关键词：机器视觉视觉定位测量多相机定位系统标定内外参一体化求解精密二轴转台无公共视场

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融合光电扫描定位的大构件整体形貌测量方法

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红外与激光工程 2019年第5期48卷 10-17页

作者：杨凌辉张正吉林嘉睿王金旺徐秋宇刘博文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

针对航空、航天、船舶等制造领域大构件形貌测量的大量程、高数据密度、高效率、结构复杂等特点,研究了一种融合光电扫描全局定位和终端形貌测量技术的大构件高分辨率几何形貌整体测量方法。通过条纹投影摄影测量系统在构件局部表面投... 详细信息

针对航空、航天、船舶等制造领域大构件形貌测量的大量程、高数据密度、高效率、结构复杂等特点,研究了一种融合光电扫描全局定位和终端形貌测量技术的大构件高分辨率几何形貌整体测量方法。通过条纹投影摄影测量系统在构件局部表面投射相位条纹,获取高精度稠密点云,设计了位姿测量算法,解决了复杂现场不满足交会条件时无法实现位姿测量的问题,在室内空间测量定位系统(workshop Measurement Positioning System,wMPS)组建的全局测量网络体系中,对条纹投影摄影测量系统进行全局定位。从而在不依赖软件拼接算法的情况下,通过数据融合完成了大构件整体形貌测量。实验结果表明:该系统的点云密度为50点/mm^2,整体测量精度可达0.22 mm。

关键词：大构件条纹投影摄影测量系统 wMPS 数据融合位姿测量

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基于飞秒光学频率梳相关探测的绝对测距

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光学学报 2019年第1期39卷 340-348页

作者：王一霖杨凌辉林嘉睿刘洋邾继贵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

提出了一种基于飞秒光学频率梳相关探测的绝对距离测量方法,通过检测测量信号与参考信号的相关条纹,实现了绝对距离测量。研究了一阶相关函数的测量模型,建立了基于非平衡迈克耳孙干涉光路的测量系统,通过拟合一阶相关函数包络并提取其... 详细信息

提出了一种基于飞秒光学频率梳相关探测的绝对距离测量方法,通过检测测量信号与参考信号的相关条纹,实现了绝对距离测量。研究了一阶相关函数的测量模型,建立了基于非平衡迈克耳孙干涉光路的测量系统,通过拟合一阶相关函数包络并提取其峰值精确判断脉冲重合位置,获得了被测距离。设计并配合长导轨进行了3 m的绝对距离测量实验,并与商用干涉仪测量结果进行实时比对。基于大量实验数据,针对环境因素及系统误差进行了分析,并进行了误差消除与补偿。研究结果表明,所提方法在500 min长期测量中,在3 m的测量范围内的最大测量误差为5.85μm,测量标准差为2.20μm。

关键词：测量干涉测量飞秒光学频率梳系统误差绝对测距

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