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doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.006
为了研制事情波长为1310 nm的保偏光纤，采用改良的化学气相浸积工艺制备了保偏光纤预制捧和应力棒，经加工、拼接、冲洗、拉丝工艺后，获得几何尺寸切确的高质料保偏光纤；同时搭筑了高效测试体系，采用折射近场法、远场扫描法、视频灰度时间(传输近场)，差异衡量了预制棒的折射率分散和几何尺寸，保偏光纤模场直径、数值孔径、几何尺寸等枢纽参数。结果解释，此尺度化测试体系操作流程简略、结果切确；模场直径为6.26 μm，数值孔径为0.23，包涂直径80 μm/135 μm/165 μm(精度±0.7 μm)；终检测试及格的光纤制品随机抽样16.25%，崎岖温老化试验后拍长、串音转化小。所研制的保偏光纤职能平静，几何尺寸切确、组织匀称、损耗低，具有优秀保偏职能，已渊博利用于实质坐褥中。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.016
为了掌握2-D Airy光束阵列正在主旨的强度, 愚弄高斯光束正在频域搬动能够举行调控的道理, 对其正在大气湍流中的结果举行了仿真。结果解释, 通过高斯光束正在频域的位移, 完成了2-D Airy光束阵列主旨处强度从0.85巩固到1.1, 且操作矫捷容易, 不须要通过反复编码相位图扩充光束数目就可巩固光束正在主旨的强度; 正在中等湍流强度下, 光束强度可从0.85巩固到1.03。该斟酌对激光正在大气中扞拒大气湍流、进步激光通讯的质料, 具有必定的参考旨趣。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.001
为了肃清正在轨航天器邻近空间碎片, 成立了天基激光体系仿真模子, 并比拟分解了两种规范尺寸下的天基激光肃清空间碎片门径下的仿真结果; 同时正在体系计划进程中采用太阳能板与大口径可折叠发射千里镜的计划理念, 消浸了发射本钱并进步效费比。结果解释, 10 cm尺寸的空间碎片能够采用烧蚀反喷形式, 而1 cm尺寸的空间碎片正在直接烧蚀形式下则更具上风。此斟酌为后续天基激光体系肃清空间碎片供给了时间参考。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.003
为清楚决正在高真空情况下, 等离子体膨胀急忙、外围羽流惹起的条纹偏移小、单幅过问条纹图难以检出的题目, 采用同步移闭系涉测试时间获得了1. 333×10
Pa真空度下激光诱导铝等离子体电子密度分散; 同时采用2维轴对称流体动力学模子, 对高真空情况下激光诱导等离子体的膨胀进程举行了数值仿线维分散, 并分解了数值仿真结果存正在误差的起因及改良门径。结果解释, 等离子体的中央电子密度正在50 ns时低浸至1. 4×10
; 数值仿真结果与试验结果吻合较好, 验证了模子的无误性。该斟酌为高真空下激光等离子体的斟酌供给了必定的参考。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.005
为清楚决基于车载激光雷达(LiDAR)点云数据中的道途标识线提取完全度与提取切确度方面数值偏低等题目, 提出了一种基于点云众元特色的道途标识线疾速提取门径。正在都邑道途标识线的强度消息、几何消息和语义消息根蒂上, 联合途面点云的强度特色、高程特色和点密度特色, 天生众个地舆参考图像, 对众元特色图像举行特色提取与填充, 再愚弄Ostu算法以及Alpha shapes算法完成道途标识线点云精提取, 并依据标识线的几何、语义消息和模子立室计划完成标识线的细分类, 举行了外面分解和试验验证, 得到了澳大利亚某都邑道途的点云数据。结果解释, 提取的短虚线、斑马线、单向转向箭头、长虚线%及以上, 归纳评议目标均抵达94%及以上。这些结果对无人驾驶规模斟酌起到了添砖加瓦的效率, 也为都邑数字化筑立供给了必定的参考价钱。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.007
为清楚析大气瑞利-布里渊散射光谱并获取0 km~16 km的大气笔直温度廓线，采用基于菲索过问仪联合光电倍增管阵列的高光谱分袂率测温激光雷达(HSRL)对分歧时节情况下的温度反演才具及体系差错举行了外面分解，获得了愚弄大气瑞利-布里渊散射光谱正在联合Tenti S6模子举行拟合的环境下，分歧的大气模子对温度廓线拟合的影响结果。结果解释，利用US76大气模子联合Tenti S6模子，经10000次脉冲积分后，正在0 km~16 km范畴内的最大随机差错为1.1 K；利用气候预告形式(WRF)供给的温压场替代US76模子的温压场举行模仿，随机差错随季省略有分歧，春季不抢先0.65 K，夏令不抢先0.98 K，秋季不抢先0.59 K，冬季不抢先0.63 K；利用WRF形式举行HSRL体系探测才具评估结果优于利用US76的评估结果，若精选分歧气候类型，该门径还能够拓展到评估分歧时节下HSRL的随机差错，外示了将WRF形式用于HSRL评估的上风。该斟酌为HSRL测温体系正在分歧时节下的事情才具评估供给了参考。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.009
为了进步球墨铸铁和低碳钢焊接接头力学职能, 治理容易开裂的题目, 采用激光焊接的门径对球墨铸铁和低碳钢举行焊接, 斟酌了工艺参数对其焊接接头的结构和职能影响。结果解释, 跟着激光功率渐渐扩充或焊接速度的渐渐变缓, 试验件抗拉强度外露出先增大后减小的转化趋向; 当焊接功率为4250 W和焊接速度为2.4 m/min时, 试样件焊接接头的强度处于极值400 MPa; 正在球墨铸铁侧热影响区内造成3种壳体组织(双壳组织、单壳组织和无核组织); 焊缝区结构闭键由树枝晶结构、少量的马氏体和莱氏体结构组成; 焊缝区存正在微裂纹, 通过增添镍基资料可得回无裂纹焊缝, 并提拔抗拉强度约40 MPa, 抵达母材的95%。该斟酌对后续球墨铸铁与低碳钢高功率激光焊接工艺优化是有助助的。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.012
为清楚决现有光谱穆勒矩阵椭偏检测仪的衡量效力固定、不行依据试验需求满意更众物理量衡量的题目, 提出了却合众物理场光学仿真与宽光谱穆勒矩阵椭偏衡量数据, 以完成更众参数衡量的新计划。以膜厚衡量为实例, 通过比力硅基底上分歧厚度、分歧入射角下, 二氧化硅薄膜仿真值与椭偏仪试验衡量值所得穆勒矩阵的立室度, 获得均方差错值相对最小时的二氧化硅薄膜厚度值。结果解释, 所得膜厚结果与实质值适合得较好。该斟酌验证了光谱穆勒矩阵椭偏衡量与仿真模仿相联合门径的可行性和有用性。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.014
为了斟酌20 W纳秒激光对碳纤维复合资料(CFRP)烧蚀的工艺质料, 采用单要素试验门径及光切法举行了外面分解和试验验证, 获得了扫描速度、峰值功率、离焦量对资料外面加工质料的影响纪律, 并对0.5 mm CFRP资料板举行了烧蚀试验。结果解释, 调理激光器的离焦量, 让激光的主旨与资料平面正在统一高度, 可使扫描线宽最小, 省略了资料烧蚀的热影响区, 进步了激光能量愚弄率; 设定激光扫描速度为220 mm/s和峰值功率为10 W, 可获得巨细为3.50 μm的CFRP最小外面粗劣度均匀值, 个中粗劣度数据平静性样本方差最佳, 约为0.133 μm
, 正在此要求下可获得优良的加工展现。此斟酌为脉冲激光加工CFRP资料工艺斟酌供给必定参考, 并为脉冲激光加工复合资料工艺利用打下了必定的践诺根蒂。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.017
为清楚决守旧神经汇集时间过于依赖数据资源, 同时也无法使用数据中暗含的物理先验学问等控制性题目, 采用物理消息神经汇集(PINN)、基于超声撒布的震荡方程, 愚弄数值盘算试验的数据练习出了正向激光超声单模态(外面波)波场的PINN模子; 成立了反向求解激光超声单模态波场参数的PINN模子, 并对激光超声波场举行了正向成像和反向参数推演。结果解释, 当探测点不包罗勉励点时, 正向PINN正在数据量仅为10%的环境下可获得高精度的波场图像, 比拟于原波场低浸了一个数目级; 纵然正在包罗勉励点时, 反向PINN愚弄25%的波场数据不但能够重筑波场, 且不须要人工地分解就能够求解掌握方程的参数, 与原波场数据的参数差错均正在5%以内; 与守旧神经汇集比拟, PINN通过插足适合激光超声性情的掌握方程, 消浸了神经汇集对付练习数据零落性的依赖; 与守旧的激光超声波场筑模比拟, PINN修建的物理模子更简略, 可自愿求得掌握方程的参数, 有着更好的鲁棒性。该斟酌可为波场重筑和参数反演激光超声无损检测时间供给参考, 正在激光超声规模有着渊博的利用前景。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.002
为了改观空中平台和水下方向之间的激光致声通讯时间, 采用了一种众进制众频移键控(
-MFSK)调制体例来提拔激光致声空-水跨介质通讯速度的门径。正在借助激光致声热膨胀效应完成空-水界面处的光声转换根蒂上, 差异采用长脉冲法和反复频率法举行了调制及仿真验证, 获得了正在调制频率数目为2的环境下, 2-MFSK调制可正在2-FSK调制根蒂大将通讯速度进步1倍的结果。结果解释, 长脉冲法闭键通过激光阵列联合频率叠加的体例完成
-MFSK调制, 反复频率章程通过掌握激光器频率转化进而正在时域上以分派时候段的体例完成
-MFSK调制下通讯速度更高, 并可改观频带愚弄率, 但声压级和水中传输隔绝会随符号码元赓续时候内调制频率数目扩充而减小。该斟酌为来日激光致声空-水跨介质通讯实质利用供给了参考。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.004
为了进一步提拔显示体系的颜色显示才具, 并治理三基色显示体系外面对众基色显示体系不兼容的题目, 采用参数不等式的门径举行了外面分解, 基于众基色显示体系和三基色显示体系的分歧, 求解绝伦基色显示体系的峰值亮度所对应的解空间, 从外面上推导了众基色显示体系中基色峰值亮度的设立, 并对解空间的等价性和圆满性举行了模仿试验验证。结果解释, 四基色、五基色和六基色激光显示体系对应的外面最大色域体积差异是2185100, 2258400和2395800。该计划对众基色显示体系的外面模仿具有首要的指点旨趣。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.008
恒模算法(CMA)是一种渊博利用于模分复用体系的算法, 可对体系中形式耦合、差分形式群时延和色散等毁伤要素举行平衡积累, 进而获得理思信号。为了斟酌CMA算法正在强耦合模分复用体系中的平衡职能, 采用功率耦合外面搭筑6×6模分复用体系模子, 并正在接受端利用CMA和矫正的恒定模数算法(MCMA)对体系输出信号举行平衡, 得回了星座图、均方根差错(RMSE)值和误比特率(BER)。结果解释, 正在星座图方面, MCMA能够省略散点, 使星座点更紧凑; 正在RMSE方面, MCMA平衡后的信号的RMSE值小于CMA平衡后获得的RMSE值, 解说MCMA平衡后的数据离散水平较低; 正在BER方面, 当BER为10
时, MCMA央求的光信噪比比CMA低1.0 dB, 是以, MCMA的平衡结果优于CMA。该斟酌结果为强耦合模分复用体系中的平衡算法供给了极少参考。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.010
为了消浸模间串扰, 提出了一种耦合环辅助众模光纤组织, 通过仿真软件对其组织举行筑模, 并成立了其受激布里渊散射增益谱的数学模子; 外面分解了耦合环辅助众模光纤的受激布里渊散射阈值以及光纤参量和形式对受激布里渊散射光谱阈值的影响, 并通过了仿切实验验证。结果解释, 耦合环辅助众模光纤增大枢纽形式有用折射率差值为历来的1.75倍, 可有用禁止模间串扰; 受激布里渊散射光谱阈值追随光纤长度的扩充, 从快速低浸变至慢慢, 最终正在18 km处趋于定值30 dBm; 正在其它要求稳定的环境下, 阈值跟着衰减系数、纤芯的有用截面积和光纤形式阶数的扩充呈线性联系扩充, 跟着纤芯半径的扩充呈指数方式增进。该斟酌为提拔光纤通讯体系的传输隔绝和信道容量供给了外面参考。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.011
为了使光纤光栅传感器正在光纤传感体系的利用中同时具有温度应力双参量传感和通讯传输的效力, 提出了一种由啁啾长周期光纤光栅(CLPG)和啁啾光纤布喇格光栅(CFBG)构成的平顶型光纤光栅传感器组织。采用衡量中央波长位移的门径, 成立了传感器温度和应力聪敏度系数矩阵, 举行了外面分解和仿真验证PP电子官方。结果解释, CLPG的温度和应力聪敏度巨细差异为2660 pm/℃和132 pm/μ
; CFBG的温度和应力聪敏度巨细差异为12.6 pm/℃和0.8 pm/μ
, 且CLPG和CFBG同时都具有平顶输出光谱, 平顶光谱带宽差异抵达了13.8 nm和5.6 nm, 该传感器能够完成温度应力双参量同时传感, 具有平静的通讯传输波段。该斟酌为光纤光栅传感器正在光纤传感体系中的利用供给了参考。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.013
为清楚决方向正在大视场鱼眼成像体系中定位精度低的题目, 采用了一种基于相机搬动标定鱼眼成像体系的斟酌门径。以固定不动的单个点光源行动标定物, 通过电动高精度2维挽救位移台驱动鱼眼成像体系搬动, 差异纪录点光源正在鱼眼成像体系中的方位角度和光点正在图像中的像素处所, 修建鱼眼成像体系标定模子, 使点光源成像正在图像中的到处所; 愚弄图像有用区域的周围拟合圆盘算出光学中央, 并采用分区域标定的体例盘算出畸变参数, 减小标定差错。结果解释, 当划分为三区域标按时, 该门径正在中央成像区域的标定差错为0.06°, 精度较高。此斟酌可利用于红海外球敏锐器、广角成像考察体系等规模中对大视场鱼眼成像体系的标定。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.018
为清楚决无人机探测体系中方向检测算法正在分歧场景下合用性差、虚警率高的题目, 采用可利用于分歧庞杂布景的红外小方向检测算法, 计划了一种基于现场可编程门阵列与数字信号照料器架构的无人机探测体系。起初愚弄双边滤波算法光滑布景, 保存方向区域周围; 再利用改良的众标准顶帽算法举行方向巩固和布景禁止, 来进步方向区域与四周区域的分歧比拟; 结果利用基于最大值和均匀值的自顺应阈值破裂门径提取方向。结果解释, 试验测得体系的检测率为98.15%, 完全时延为33.33 ms, 与现有规范红外小方向检测算法比拟, 该算法的信噪比增益和布景禁止因子差异均匀进步6.8倍和7.44倍, 有用地禁止了布景, 巩固了方向。该算法能有用治理庞杂布景下的红外小方向检测题目, 对进步无人机探测体系正在分歧场景下的合用才具与检测才具是有助助的。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.019
为清楚决回扫积累型红外成像体系图像退化水平正在线评议题目, 采用了基于红外图像梯度犹如度的质料评议门径。正在组织犹如度算法思思的根蒂上, 针对回扫积累型红外成像体系的特性, 提取出能有用胸怀图像失真转化水平的梯度特色, 盘算出各子图像块的梯度犹如度均值, 由此得回整幅图像的梯度犹如度。结果解释, 对付退化水平相像的图像, 测得组织犹如度算法的评议数值从0.772低浸到0.705, 梯度犹如度算法的评议数值由0.700低浸到0.543。梯度犹如度算法对分歧退化水平的红外周扫图像的质料转化比常用的组织犹如度算法更为聪敏, 且不须要平行光管等外部测试开发, 这为回扫积累型红外成像体系正在线图像质料评议及优化供给了一种新的门径。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.020
为了消浸基于张量低秩零落剖释的红外弱小方向检测算法的盘算庞杂度, 提拔红外弱小方向的检测职能, 将图像时空张量与随机化算法举行联合, 提出了一种基于随机化张量算法的红外弱小方向检测算法。起初将红外图像序列构变成时空张量行动张量优化模子的输入, 然后利用随机化张量算法求解张量优化模子, 结果将盘算获得的零落张量还原为图像, 得回方向图像。结果解释, 比拟于守旧基于低秩零落剖释的算法, 所提出的算法不但盘算速率速, 况且具有较好的弱小方向检测职能。该斟酌为提拔基于张量低秩零落剖释的红外弱小方向检测算法的运算速率供给了参考。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.021
为清楚决非定域过问一心圆环图像的圆心和半径的切确提取题目, 提出了一种基于图像取反的暗亮环两全的算法, 以点光源非定域过问一心圆环为对象, 正在光滑降噪预照料根蒂上, 愚弄霍夫圆变换得回参考圆心, 以参考圆心为根蒂差异正在其
倾向上[-50, 50]像素范畴内每隔5 pixel取一条强度轮廓线, 每一条强度轮廓线取反后, 差异完成暗环和亮环峰位坐标的切确识别, 再愚弄圆回归拟合获得系列圆心和半径, 通过系列圆心和半径的均匀运算完成图像最终圆心和半径的切确提取。结果解释, 挨近中央的3个亮环和3个暗环各自的圆心坐标出格靠近, 相对付总均匀值的最大误差为-3.7 pixel, 即相对付总均匀值的最大相对误差为-0.15%, 反复性很好; 相邻两个圆环半径平方比值相对付实质比值的差错正在-4.18%~0.36%之间转化, 验证了算法的可行性。该斟酌对完成自愿化检测、进步衡量精度是有助助的。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.022
为了完成农田玉米株数的疾速无损自愿化识别, 提出一种愚弄同时定位与舆图修建(SLAM)点云的农田玉米株数自愿识别门径。借助飞马SLAM100手持扫描仪举行玉米田块点云数据搜聚, 充足愚弄SLAM点云中玉米植株的竖直度特色和扫描进程中植株的先验纹理特色, 举行玉米植株顶部的自愿提取, 引入密度聚类算法举行玉米植株的分辨与株数自愿识别, 并通过农田实测数据举行试验。结果解释, 所计划的门径不妨完成玉米植株的自愿识别, 对玉米种植株数的识别率抵达92.53%。该斟酌正在玉米植株自愿识别、作物估产以及聪敏农业斟酌规模具有优良的工程利用价钱。
doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.015
为了获得激光对红外成像体系可视化、场景化的骚扰结果, 采用虚幻引擎搭筑了红外成像激光反抗模仿体系。愚弄虚幻引擎的模子与场景编辑效力修建反抗场景, 并模仿红外成像; 修建了激光骚扰数学模子, 以此天生模仿激光骚扰光斑, 完成了分歧隔绝、分歧红外成像视场以及分歧激光入射角的反抗模仿, 并对骚扰前后的图像举行了比拟分解。结果解释, 当红外成像视场仍旧稳定、骚扰隔绝由3.7 km减小为2.9 km和2 km时, 骚扰光斑面积正在成像中的占比均渐渐增大; 当骚扰隔绝仍旧稳定、红外成像视场由8°缩小为6°和4°时, 骚扰光斑面积正在成像中的占比也渐渐增大; 当红外成像视场与骚扰隔绝稳定, 激光入射角度正在±4°范畴内调理, 骚扰光斑面积简直没有转化。该模仿体系能较切实地对红外成像及激光反抗结果举行模仿, 可行动红外成像激光反抗效力评估斟酌的根蒂器材。