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最新刊期

2004 年第 1 期

现代光学仪器与精密机械

衍/折射光学系统校正二级光谱的研究
洪新华,杨建峰,陈立武,郑黎,常凌颖,赵葆常
2004, 12(1): 1-5.

摘要：将衍射和折射光学元件结合,对星载用宽光谱(420.0～900.0nm)、长焦距(450mm)望远物镜的二级光谱进行了校正,计算了衍射透镜的结构尺寸和望远镜系统的像差.计算机模拟结果表明:采用衍/折射混合校正后的望远物镜的二级光谱不大于0.08mm,轴上点的位置色差也很小,实现了复消色差,光学传递函数也基本接近衍射极限.所设计的整个系统可以满足实用要求.
关键词：衍射光学系统;折射光学系统;二级光谱;望远镜;校正

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发布时间：2020-08-12
天顶摄影仪轴系误差对垂线偏差测量精度的影响及其修正方法
曾志雄,胡晓东,高立民
2004, 12(1): 6-10.

摘要：由于机械加工精度和常平架的调平精度有限,天顶摄影仪的视轴、垂直旋转轴与铅垂线总是存在不一致,导致测量精度与理论精度存在很大的偏差.为了提高垂线偏差测量系统的精度,根据天顶摄影仪的测量原理,定性、定量地分析了各种轴系误差对垂线偏差测量精度的影响,提出了相应的修正方案,推出了修正公式和修正后的误差公式,同时还分析了由于轴系不一致引起的恒星影像偏差及其影响.最后,考虑实际的工艺水平,确定了系统的各种参数,通过仿真、模拟计算得出修正后的系统测量误差为0.4285″.
关键词：天顶摄影仪;轴系误差;精度分析;垂线偏差

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发布时间：2020-08-12
对PC2000-PC/104型光谱仪的波长定标
徐中民,禹秉熙
2004, 12(1): 11-14.

摘要：为了减小波长漂移对光谱测量的影响,设计了一个简单的装置,并利用海洋光学公司的HG-1汞-氩光源对PC2000-PC/104光谱仪进行了波长定标.在测量了多条光谱线对应的CCD像元的序数之后,使用回归分析得到波长定标的系数,连同光谱仪出厂时的波长定标系数,计算出了两组定标系数在给定的一些谱线位置处的残差,并利用实验所得的系数对回归方程进行了拟合优度检验,结果表明波长定标模型是有效的.
关键词：光谱仪;波长定标;回归分析;决定系数

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发布时间：2020-08-12
彩色扫描仪的特征化
徐艳芳,刘文耀,左坤隆,朱昊
2004, 12(1): 15-20.

摘要：阐述了扫描仪特征化的原理和方法.采用多项式回归和人工神经网络技术,建立了扫描仪记录的RGB信息和原影像CIEXYZ及CIELAB色度信息之间的非线性对应关系.对4个常用扫描仪,实验得到了合理的多项式和人工神经网络结构.发现多项式项数为10较为合适,达到的CIELAB平均色差和最大色差分别在1.6～3.0和8～13个色差单位之间;6个隐含层神经元为人工神经网络较为合理的结构,达到的CIELAB平均色差和最大色差分别在1.4～2.6和6～8个色差单位之间.实验结果表明,对常用扫描仪的特征化,可采用多项式回归或人工神经网络技术,其中人工神经网络技术精度较高.
关键词：彩色扫描仪;特征化;色差;多项式回归;人工神经网络

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发布时间：2020-08-12
用线性加速度计实现无陀螺平台稳定的理论研究
刘向,王连明,葛文奇
2004, 12(1): 21-25.

摘要：为实现加速度计在平台稳定控制中的应用,需要建立相关的理论基础.简述了线性加速度计在光电稳定平台装置中的应用研究;在证明刚体角运动与基点位置选择无关的理论基础上,提出了线性加速度计在稳定平台中可行的配置方案;解决了线性加速度计在实际应用中安装不便所带来的问题.
关键词：线性加速度计;稳定平台;角速度;角加速度

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发布时间：2020-08-12
X射线衍射和散射光束线环面聚焦镜的面形精度与像差分析
黄志刚,董晓浩,高飞,徐朝银
2004, 12(1): 26-30.

摘要：介绍了用于NSRL的X射线衍射和散射光束线中环面聚焦镜的成像原理和基本结构,分析计算了各种像差和面形精度对成像质量的影响,重点描述了镜子因受力弯曲在子午方向的曲率变化与理论值的误差以及反射表面受同步辐射光照射而产生的热载变形,进而求得实验样品上束斑成像的高度.最后用CCD探测实际光斑的尺寸,结果表明:理论计算与实测数据非常吻合.
关键词：环面聚焦镜;面形误差;像差;同步辐射

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发布时间：2020-08-12
波前像差引导的角膜切削模型及实现技术的研究
叶寒,廖文和,沈建新
2004, 12(1): 31-36.

摘要：对波前像差概念和表示方法做了必要的叙述,深入研究了波前像差引导的角膜个性化切削模型,推出了角膜手术区域中角膜修正量的基本公式,给出了实现个性化像差矫正手术的软硬件框图.采用该模型引导的扫描频率为120Hz,光斑直径为0.9mm的准分子激光眼科治疗机做PMMA试验,对比传统的屈光不正矫正模型,在手术区域直径为6.5mm条件下,给出了近视、远视、近视散光各种情况下手术的最大切削深度和切削时间.试验结果表明,各种情况下角膜最大切削深度基本相同,波前像差矫正切削模型的切削时间稍大,PMMA板切削效果良好.
关键词：激光角膜切除术;波前像差;模型;眼球跟踪系统

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发布时间：2020-08-12
射频CO₂激光陶瓷基板划片机光路设计及分析
侯廉平,陈陪峰,王圩
2004, 12(1): 37-42.

摘要：介绍了RFCO₂激光陶瓷基板划片的特点.分析了导光系统的设计原则,着重讨论了圆偏振镜和伽利略离焦望远镜的作用和特点.对导光系统进行了优化和模拟,给出了导光系统的光路图及成像质量图.试验结果和理论相符,系统划片速度可达10m/min,划缝宽度<0.1mm,划缝深度>0.3mm.利用所设计的陶瓷划片机加工的氧化铝陶瓷基片可与国外同类划片机相媲美.
关键词：激光加工设备;陶瓷基板;划片机;光路;设计

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发布时间：2020-08-12
生物反馈式括约肌的研制
舒晶,颜德田,颜国正
2004, 12(1): 43-46.

摘要：针对肛门失禁患者的排便控制问题,研制了一种新的生物反馈式括约肌装置.根据正常人排便控制原理及内括约肌松弛反射过程,利用压力传感器对肠道压力进行测量,实现生物反馈;采用直流电机制成微型双向泵,对医用硅胶囊袋进行充(抽)液,模拟正常人内括约肌的收紧和松弛功能;整个装置由MSP430F1121单片机进行控制.动物实验结果表明,该装置能够较好地控制排便.
关键词：医疗器械;括约肌;排便控制;生物反馈;双向泵

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发布时间：2020-08-12

微纳科学与技术

射频系统中MEMS谐振器和滤波器
李应良,潘武
2004, 12(1): 47-54.

摘要：介绍了目前国内外射频系统中所涉及的静电梳状谐振器、自由梁谐振器、薄膜声体波谐振器、腔结构谐振器、平行谐振器结构HF带通滤波器、折叠梁MF滤波器、分布传输线可调滤波器等MEMS谐振、滤波器件.对这些器件的结构原理、制造方法以及性能指标作了分析.把这些器件的性能指标和目前射频系统中谐振器、滤波器的性能要求进行比较,分析了这些器件的应用前景.最后,对基于MEMS技术的射频谐振器、滤波器发展作出展望.
关键词：微电机械系统;射频系统;谐振器;滤波器

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发布时间：2020-08-12
基于PZT的微驱动定位系统及控制方法的研究
孙立宁,孙绍云,曲东升,蔡鹤皋
2004, 12(1): 55-59.

摘要：介绍了基于PZT驱动的一维微动工作台.该微动台采用柔性平行板铰链机构,对其进行了出力和位移关系的分析,并且进行了ANSYS的有限元分析设计,求得了系统的固有频率和最大位移.其理论分析、有限元计算和试验测试结果的对比分析的一致性说明了理论分析的正确性和数值分析的可靠性.使用精密光栅进行微位移闭环检测,使用哈工大博实精密测控公司研制的压电陶瓷驱动电源.采用单神经元自适应PID控制算法对系统进行控制,单神经元具有自学习和自适应能力,而且结构简单易于计算;而传统的PID调节器也具有结构简单、调整方便和参数整定与工程指标联系密切等特点.推导了单神经元自适应PID控制器,并进行了实验,微位移为20μm时的响应时间为12ms,实验证明了该方法的有效性.
关键词：微动工作台;平行板;PZT驱动;单神经元;自适应PID控制

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发布时间：2020-08-12
管道机器人适应不同管径的三种调节机构的比较
徐小云,颜国正,丁国清,颜德田
2004, 12(1): 60-65.

摘要：为了使管道机器人能够适应管径为400～650mm的管道,介绍了3种适应不同管径的常用调节机构.分析了每种调节机构的力学特性,给出了计算结果,比较研究了各种调节机构的优缺点.针对工程需要,选用了滚珠丝杠螺母副调节机构,滚珠丝杠上的筒式压力传感器保证驱动轮和管道内壁间的压力始终处于稳定的范围,使管道机器人具有充裕并且稳定的牵引力,牵引力的实验表明该调节机构具有1404N的牵引力输出.该调节机构能很好地适应管径为400～650mm的管道.
关键词：管道机器人;滚珠丝杠螺母副;管道检测;调节机构

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发布时间：2020-08-12

测试技术与设备

两步法测量编码器测角误差
佘琳,冯长有,丁林辉
2004, 12(1): 66-70.

摘要：由多面体和自准直仪组成的编码器角度检测系统测量编码器误差,得到的编码器误差中不但包含编码器误差,而且包含多面体检定误差.根据两步法的使用条件,将两步法应用于光电轴角编码器测角误差数据的处理,分别得到多面体检定误差和编码器测角误差,误差分离的结果与采用其他方法得到的结果相近,但用两步法计算需要的测量数据大大减少.比较结果证明,与其他测量方法相比,此方法可以提高测量效率90%以上,缩短检测时间近80%.
关键词：光电编码器;轴角编码器;两步法;误差分离;离散傅里叶变换

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发布时间：2020-08-12
双目CCD结构光三维测量系统中的立体匹配
叶海加,陈罡,邢渊
2004, 12(1): 71-75.

摘要：在立体视觉中,比较了几种常见立体匹配方法,并针对存在的问题,提出了多种方法融于一体的高效立体匹配方法.首先将计算机构造的用于解相的光栅由投影仪投射到物体上,再将计算机构造的一系列黑白相间的编码光栅也由投影仪投射到物体上;然后将畸变栅线图像由摄像机采集到计算机中,用解相光栅进行解相得到折叠在[-π,π]区间内的相主值,用所述结构光编码方法进行相展开得到相位的周期,二者相加得到真实相位值.利用插值算法将具有相同相位的点拟合成连续曲线,从而实现了两幅CCD图像相同相位曲线的匹配,再根据外极约束条件,得到两幅图像点的匹配.在反向工程中,用该方法对电话接线筒进行三维测量,实验验证了该方法进行立体匹配的高效性和准确性.
关键词：三维测量系统;立体匹配;编码光;相展开;外极约束

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发布时间：2020-08-12
面向对象技术在车辆动力学仿真中的应用
唐国元,宾鸿赞
2004, 12(1): 76-81.

摘要：分析了车辆动力学仿真的主要问题,建立了基于面向对象方法的车辆动力学仿真系统的体系结构,分析了系统的类并建立了类图,给出了在车辆动力学仿真中建立usecase和交互图的方法.根据所建立的软件模型,开发了相应的仿真软件.应用本文所开发的软件分别对车辆的直线制动和转弯制动安全性和稳定性这两种工况进行了仿真计算,计算结果符合车辆运行的实际情况.面向对象方法所具有的封装、继承等特点使系统具有结构清晰、扩展和维护方便等特点,为车辆控制系统的开发奠定了基础.
关键词：车辆动力学;面向对象方法;仿真

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发布时间：2020-08-12

信息科学

基于遗传算法的结构光条纹中心检测方法
李和平,李德华,朱洲,薛雷
2004, 12(1): 82-87.

摘要：为提高结构光三维信息获取系统的精度,提出了一种激光条纹中心检测算法.该算法基于遗传算法并具有优化图像阈值选取的性能,可以很好地分割激光条纹.利用图像处理和方向模板的方法,在激光条纹的基础上进一步提取激光中心线.实验表明在合理选择遗传算法的交叉率和变异率的情况下,能够准确有效地获取结构光条纹中心,满足系统精度的要求.
关键词：图像处理;结构光;遗传算法;方向模板

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发布时间：2020-08-12
利用Monte Carlo模拟技术研究OCT图像对比度
胡海峰,姚建铨,张帆
2004, 12(1): 94-99.

摘要：建立了光在生物组织中传播的模型,利用MonteCarlo模拟技术快速计算和可移植性的优点,研究了OCT图像对比度与显微物镜数值孔径、焦距深度、时间门参数的关系,并给出它们的关系曲线.通过在所建立的模型基础上加入透镜透过率函数和光学传递函数,弥补了以往程序只能模拟光在生物组织中传播行为的缺点.该模型不仅可以分析生物组织图像与生物光学特性的关系,而且还可以指导OCT结构的完善和创新.模拟结果表明:在构建OCT时,参考臂与样品臂的这两个显微物镜的数值孔径越大,生物组织的采样深度越浅,处理信号的时间门宽度越小(但时间门宽度不能小于激光脉冲时间),混浊生物组织图像对比度越好.
关键词：光相干层析术(OCT);MonteCarlo模拟;生物组织;光学特性;图像对比度;时间门

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发布时间：2020-08-12
光学和图像处理设备中的电磁兼容性设计
余帆,李德华,薛雷
2004, 12(1): 100-106.

摘要：为了提高获取的三维模型精度,提出了光学和图像处理设备上消除电磁干扰信号的方法.首先运用幅度和频率筛选预测到电磁骚扰源是交流电机伺服器,然后通过计算得到设备接地回路中的共模骚扰电压确定耦合途径,最后依据各部分敏感度指数找到了骚扰接受敏感设备CCD摄像机.根据分析和计算,将该方法运用于多关节机械臂式三维信息获取系统中,取得了很好的效果.通过接地、隔离、滤波、屏蔽等方法逐个进行了符合设备电磁兼容规范的电磁兼容性设计,最终使设备符合了电磁兼容性规范的设计要求.
关键词：图像处理;电磁兼容;三维模型获取

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发布时间：2020-08-12
高速彩色线阵CCD三色错位修正方法的研究
刘军,钟先信,李志敏
2004, 12(1): 107-112.

摘要：为了改善图像采集的质量,通过分析高速彩色线阵CCD三色错位产生的机理,提出了三色错位的几种修正方法:棱镜分光法、异步时钟控制曝光法、通过软件修正法.采用棱镜分光可以实现对红色、绿色和蓝色分量同时感光,避免颜色错位;改变现有CCD外围电路,通过异步时钟控制曝光,即调整CCD曝光的先后次序和延迟时间,实现错位修正;基于数据冗余与数据重新定位技术,通过软件达到实时修正色彩错位的目的.该方法以BASLERL301bc彩色线阵CCD摄像机为例得到验证,图像质量改善显著.
关键词：图像处理;彩色线阵CCD;色彩错位;棱镜分光;异步时钟;数据冗余

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发布时间：2020-08-12

先进加工制造技术

矩形离轴非球面反射镜的数控加工
郑立功,张学军,张峰
2004, 12(1): 113-117.

摘要：针对离轴TMA结构空间相机中使用的两块离轴非球面反射镜的加工过程,提出了一种新型的矩形离轴非球面的最接近球面半径的求解及其优化方法,并且开发了基于计算机虚拟加工技术的CCOS工艺参数计算方法.被加工工件分别为165mm×100mm的矩形凸面离轴非球面和770mm×200mm的矩形轻量化凹面离轴非球面,设计精度分别为任意100mm,200mm子孔径面形精度优于0.025λRMS(λ=632.8nm).经检验,工件的加工精度满足了设计要求,分别达到了0.023λRMS和0.013λRMS.
关键词：非球面加工;离轴非球面;计算机控制光学表面;虚拟加工

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发布时间：2020-08-12

光电子技术与器件

用Si光电二极管标定软X射线探测器
曹继红,尼启良,陈波
2004, 12(1): 118-121.

摘要：为了实现软X射线波段光源相对光谱分布的测量,引进了一种利用新型软X射线波段传递标准探测器—Si光电二极管对软X射线探测器进行标定.标定了软X射线波段光谱测量实验中常用的探测器—通道电子倍增器在放大电压为1.3kV时的量子效率,并对实验结果进行了分析,得出在8～30nm波段内探测器标定误差为5.7%～8.9%.
关键词：软X射线探测器;软X射线;硅光电二极管;标定;量子效率

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发布时间：2020-08-12

材料科学与技术

多层金属/介质膜系中Al层的作用分析
魏军明,吴永刚,顾牡,顾春时,马晓辉,王利,林小燕,陈玲燕
2004, 12(1): 122-125.

摘要：设计了一维金属/介质多层膜系,膜系由几个周期的高折射率(Al₂O₃)/低折射率(MgF₂)材料所组成.在低折射率材料中插入金属层(Al),对膜系进行了优化,利用电子束蒸发方法制备了该膜系.实验表明,不仅Al层的总厚度直接影响透射谱的形状,在同样Al层总厚度情况下,Al层厚度分布对膜系也有影响.寻找到了最佳Al层分布结果,并通过了实验验证,制备出了能很好抑止BaF2晶体发射光谱的长波成分的膜系.
关键词：多层膜;金属薄膜;介质薄膜;BaF₂闪烁晶体;Al

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发布时间：2020-08-12

百答不厌-咨询科技英语

科技英语中现在分词非规则用法
于和平,刘萍
2004, 12(1): 126-127.

摘要：针对问题:句子“Adding to Lucent' s Wave Star family of optical networking products, these new technologies are intended to lead to dramatic increases in fibre capacity, a greater than 90 % seduction in inventory and operation costs and ultra-reliable network monstoring.”中,现在分词“adding”作什么成分?它与主语“these new technologies”是什么关系?此句的准确意思如何表达?(取自于期刊“Optics and Laser Technology”中的专题文章“Advanced Optical Networking Products").

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发布时间：2020-08-12

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