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光学精密工程

光学精密工程 光学精密工程
  • 主编：张学军，曹良才
  • ISSN:1004-924X
  • eISSN:2097-3209
  • CN:22-1198/TH
  • 主管单位：中国科学院
  • 主办单位：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
    • 中国仪器仪表学会
  • 出版周期：半月刊
  • 电话：0431-86176855
  • 邮箱：gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 地址：长春市东南湖大路3888号
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Volume 34 期 4，2026 2026年第34卷第4期

  • 现代应用光学

    “针对背景纹影技术中相机光轴偏转导致的投影偏移与轴对称温度场重建失真问题，专家提出基于几何光学建模的光学中心校正方法，显著提高非理想装调条件下的测量可靠性，为航空发动机尾喷温度场高精度光学诊断提供有效校正手段。”

    秦炀, 吴军

    DOI：10.37188/OPE.20263404.0525
    摘要：针对背景纹影技术中因相机光轴偏转导致的投影偏移与轴对称温度场重建失真问题，本文提出一种基于几何光学建模的光学中心校正方法。传统方法假定相机光轴与流场轴线严格对准，未考虑实际装调中不可避免的角度偏差。本研究通过建立存在光轴偏转的精确几何模型，推导了实际投影坐标与理想传感器坐标之间的解析映射关系，在单相机轴对称测量架构下实现了含偏转误差的偏折角准确解算。结合Abel逆变换与Gladstone‑Dale关系，完成了从偏折角到折射率场再到温度场的完整重构。实验系统在±6°偏转范围内进行了验证，结果表明：在±6°工况下，重建温度场的平均偏差由传统方法的18.26 K降至-0.94 K，精度提升约一个数量级。该方法显著提高了背景纹影技术在非理想装调条件下的测量可靠性，为航空发动机尾喷温度场的高精度、强鲁棒性光学诊断提供了有效的校正手段。  
    关键词：背景纹影法;航空发动机尾喷温度场;光学中心校正;几何光学模型;Abel逆变换   
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    更新时间：2026-02-24
    “介绍了其在滚动直线导轨副制造精度提升领域的研究进展，专家构建了场景化改进算法的型面点云拟合体系，验证了该测量系统的测量精度优于5 μm，达到SP级测量标准，为滚动直线导轨型面的高精度、高效检测提供了理论支撑与技术方案。”

    李金峰, 马紫瑞, 王海同, 张泽阳

    DOI：10.37188/OPE.20263404.0536
    摘要：为提升滚动直线导轨副中含微小圆弧特征复杂曲面的制造精度，保障滚动功能部件的刚度、摩擦力矩等服役性能，本文提出一种基于线结构光的滚动直线导轨型面精密高效测量方法。针对导轨型面的独特场景，构建了一套场景化改进算法的型面点云拟合体系，包括滚道区域加权的自适应体素滤波算法、多特征融合的PCA-K邻域拐点辨识算法及自适应半径约束的改进RANSAC圆弧拟合算法等。通过与三坐标测量机、影像测量仪的对比实验，验证该测量系统的测量精度优于5 μm，达到SP级测量标准，能够实现导轨型面全轮廓检测，测量效率较三坐标测量机提升15倍以上，为滚动直线导轨型面的高精度、高效检测提供了理论支撑与技术方案。  
    关键词：线结构光;直线导轨;型面检测;点云算法   
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    更新时间：2026-02-24
    “镁合金在航空航天等领域应用广泛，LIBS技术检测镁合金前景良好。专家提出基于特征选择的镁合金快速分类方法，对比多种特征选择与分类模型，mRMR-BPNN组合在仅用180个特征时，首日和次日数据测试准确率分别达99.4%和92.5%，显著优于其他方法，为镁铝合金快速在线检测与质量控制提供可靠手段，推动LIBS技术在工业现场应用。”

    陈明方, 宫宇, 徐向君, 冯磊, 王鑫浩, 邱选兵, 李传亮

    DOI：10.37188/OPE.20263404.0548
    摘要：镁合金因其低密度、高比强度和优异的耐腐蚀性能，在航空航天、汽车及电子工业中得到广泛应用。激光诱导击穿光谱（LIBS）具有分析速度快、无需复杂样品制备等优势，因此在镁合金检测领域具有良好应用前景。由于LIBS光谱在不同次测量中存在较大波动，同时不同类型镁合金的光谱相似度较高，数据中还包含冗余信息，直接分类往往效果有限。本文提出基于特征选择的镁合金快速分类方法，系统对比了最大相关最小冗余（mRMR）、随机森林（RF）和光谱指数三种特征选择方法，并结合支持向量机（ Support Vector Machine， SVM）、反向传播神经网络（BPNN）和K近邻（KNN）三种分类模型，构建了多种镁合金分类模型。实验结果表明：mRMR-BPNN在仅使用180个特征的条件下，在首日和次日的数据测试中分别达到99.4%和92.5%的准确率，显著优于其他特征选择-分类器组合方法以及原始光谱直接分类方法。该方法在无需复杂前处理的条件下有效提升了模型的分类准确率与泛化能力，为镁铝合金材料的快速在线检测与质量控制提供了一种可靠分析手段，对推动LIBS技术在工业现场中的实际应用具有积极意义。  
    关键词：激光诱导击穿光谱;镁合金;特征选择;机器学习   
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    更新时间：2026-02-24
    “针对车载光电系统需求，专家设计了长波红外线列扫描成像系统的光机机构，提出柔性窗口组件结构与复合式主光学结构，经测试验证其具有优异的环境适应性和工程实用性。”

    黄姜卿, 于洋, 丁学专, 蹇毅, 张承泓, 李争

    DOI：10.37188/OPE.20263404.0559
    摘要：针对车载光电系统对作用距离和环境适应性的要求，设计了长波红外线列扫描成像系统的光机机构。基于光学探测需求与红外材料限制，采用带保护窗口的折反式光学方案，结合校正透镜组实现像差校正和动态调焦功能，使系统在-40~60 ℃温度范围内能够正常工作。提出基于工程塑料的柔性窗口组件结构，在实现轻量化的同时提升密封与抗振性能；构建铝制主镜室与殷钢支撑杆相结合的复合式主光学结构，有效抑制宽温变引起的热变形；设计多自由度次镜调节机构，兼顾装调精度与工程效率。有限元分析结果表明，整机质量为28.3 kg时，一阶固有频率为204 Hz，额定振动载荷下最大应力为53.9 MPa，结构动态刚度和强度满足车载使用要求。经实验室测试，系统对目标成像清晰、噪声等效温差（Noise Equivalent Temperature Difference，NETD）为40 mK；外场试验中，系统在经历振动环境后，在-30 ℃低温条件下仍能稳定成像，验证了其光机结构具有优异的环境适应性和工程实用性。  
    关键词：车载;折反式;线列探测器;扫描成像;光机结构   
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    更新时间：2026-02-24
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