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光学精密工程

光学精密工程

北大核心

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Optics and Precision Engineering
《光学 精密工程》学报简介 《光学 精密工程》（Optics and Precision Engineering）是中国科学院主管，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、中国微米纳米技术学会共同主办的国际性学术期刊。本刊于1959年创刊《光学机械》，1966年停刊，1975年复刊，1993年更名为《光学 精密工程》。现为16开本，双月刊，科学出版社出版，国内外公开发行。 《光学 精密工程》首任主编为我国第一代著名光学家王大珩，随后担任主编的有张作梅、唐九华和陈星旦，现任主编是中国科学院副院长、中国科学院光电研究院院长曹健林。50余年的变迁，《光学 精密工程》从初创到成长、壮大，特别是改革开放以来的发展，从一个侧面展现了我国现代应用光学与微纳米技术和精密工程交叉学科崛起与发展的梗概和脉络。现在，《光学 精密工程》已成为目前中国历史最悠久、在国内外发行量较大、影响面相对广泛的现代应用光学与微纳米技术和精密工程交叉学科的学术期刊，赢得了国内外同行的普遍认同和信誉，受到包括诺贝尔奖获得者Charles H.Townes教授在内的一些著名国际学者的高度评价，被认为是“有中国特色的刊物”，奠定了它在中国科技期刊中的重要地位。 《光学 精密工程》自创刊以来，为本学科科研工作的正确开展，为加速科研成果的诞生，为发挥预见与导向作用，为我国现代应用光学与微纳米技术和精密工程赶超国际先进行列发挥了不可替代的桥梁与纽带作用。这几年来，《光学 精密工程》继续以提高学术质量来增强核心竞争力，在办刊理念、学术品位、编辑质量、出版发行与宣传，以及运用现代信息技术等方面，进一步加快与国际接轨的步伐。 《光学 精密工程》的编辑委员会由世界各地有权威的学者组成，编辑部设在中国科学院长春光学精密机械与物理研究所。《光学 精密工程》刊载现代应用光学与微纳米技术和精密工程领域的高水平理论性和应用性的科研成果，内容包括：1)空间光学；2)光学材料和纳米材料；3)光学设计和系统；4)激光和激光技术应用；5)光通讯；6)微纳技术与精密机械；7)医用光学；8)先进加工制造技术；9)信息理论与信息处理技术10）测试技术与设备以及有关交叉学科等。 　　 《光学 精密工程》的读者对象为相关专业从事科研、教学、生产、运行的研究人员和工程技术人员以及研究生等。面向国际学科发展的前沿领域，以国家知识创新体系的建设为依托，跟踪热点课题加强组织和征集优秀稿件，优先发表具有创新性、导向性和权威性的学术论文。所有录用稿件均以印刷版、光盘版、网络版等同时出版。《光学 精密工程》被国外著名检索系统，如美国工程索引（EI）、英国科学文摘（INSPEC）、美国化学文摘（CA）、美国剑桥科学文摘（CSA）、俄罗斯文摘杂志（AJ）等多种检索刊物和数据库收录。 《光学 精密工程》编辑委员会期望与科学家、作者、读者、出版社和信息系统团结起来，在共同的目标下相互支持与合作，在我国政府及其主管部门的组织和协调下，共同营造我国科技期刊发展的优良环境，为创办国际一流的学术期刊不懈努力，让中国科技期刊加快融入国际学术交流。
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  • 发文量：6541
  • 被引量：5130
  • H指数：3
  • 开始收录时间：1976(4)
  • CNKI综合因子：1.741
  • 维普期刊影响因子： 2.21
  • 万方期刊影响因子：1.8
  • 创刊时间：1959
  • 国内刊号/CN：22-1198/TH
    国际刊号/ISSN：1004-924X
  • 发行周期：月刊
    邮发代号：12-166
  • 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
光学精密工程-联系信息
  • 主编：曹健林
  • 电话：0431-86176855
  • 邮箱：gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 地址：长春市东南湖大路3888号
  • 邮编：130033
光学精密工程-获奖情况
  • • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”
  • • 2006年获得中国科协择优支持基金
  • • 2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”
  • • 2008年获“中国精品科技期刊”
  • • 2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百篇最有影响力的国内论文
  • • 第三届中国出版政府奖提名奖
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  • 摘要：针对传统种子呼吸CO2浓度检测方法中检测精度低的问题,为了满足测量需要,提出一种采用可调谐二极管激光器吸收光谱技术的种子呼吸测量系统方案.该系统是由多次反射池结构的种子呼吸容器、分布反馈式激光器及其控制电路、光电转换及放大电路、数据采集电路、上位机软件等构成,设计种子呼吸容器其空间体积为1.5L,激光器光源采用2 004 nm波段,多次反射池光程为16 m.然后,基于朗伯比尔定律,通过波长调制吸收光谱技术,利用二次谐波实时反演出种子呼吸过程中产生CO2气体的浓度.测试结果显示:种子呼吸CO2浓度测量的稳定重复性为0.033％,CO2浓度的线性拟合度为0.999 38,CO2浓度检测极限为1.7 ppm.通过实验对糯玉米种子进行检测,获得20 g玉米种子呼吸的变化曲线,其12 h内变化量为2 750.5 ppm,呼吸速率为229.2 ppm/h,实验结果表明该系统能解决种子呼吸CO2浓度无法连续性测量、浓度检测精度低等问题.
  • 摘要：为了实现对激光器相位的准确测量,提出一种基于保偏3×3光纤耦合器的激光器相位解调测量系统.将3×3保偏光纤耦合器的两路输出信号进行光电转换,并利用微分交叉乘法进行相位解调计算,得出相位信息.采用保偏3×3光纤耦合器及保偏延时光纤结构,可省去法拉第旋光器,简化相位解调测量系统结构,并提高外界环境参数波动所导致的测量系统信号的解调稳定性.仿真结果表明:在考虑随机噪声影响时(噪声标准差为0.1),对不含有噪声和含有噪声的相位信号进行解调,两种情况下的解调结果与预设给定值的吻合度较高;前者估计误差为±0.3 rad,后者估计误差为--0.3～0.45 rad.最后,对这种方法进行了实验验证,实验结果表明:相位解调的实验结果与仿真结果相符,二者的相位波动的功率谱密度吻合度高,相关系数为0.98;10组重复实验结果与仿真结果的相关系数皆在0.98以上;随机两两组合10对实验结果之间的相关系数均在0.99以上,满足测量系统的稳定可靠的要求.
  • 摘要：提出一类含有冗余支链的3-RPS/3n-SPS并联机构,为解决该类机构的逆动力学问题,首先对机构进行运动学分析,建立支链与动平台末端的速度、加速度映射关系,并对运动学模型进行仿真验证;之后对3-RPS/3n-SPS机构进行受力分析,列出的平衡方程数目少于未知量个数,基于机构分支作用力与动平台末端位姿误差间的协调关系构建动力学补充方程,求解出该类机构中所有运动副的约束反力和机构分支作用力;基于达朗贝尔原理对机构进行逆动力学建模,建立了机构末端力和各杆件惯性力与机构分支作用力间的关系表达式,求解了3-RPS/3-SPS机构分支作用力、运动副约束反力及动平台位姿误差,通过分析机构分支作用力、运动副约束反力、动平台位姿误差随时间的变化规律,验证本文建立的3-RPS/3n-SPS并联机构动力学模型的正确性.所得到的动力学结果为该类机构的进一步研究和工程应用奠定了理论基础,此外该逆动力学建模方法也可用于其他含有冗余支链的并联机构中.
  • 摘要：为提高计量型扫描电镜位移系统的稳定性及测量精度,对位移系统中的机械位移台进行仿真分析,获取相关振动参数.依据机械位移台工况建立模型,运用有限元方法对它进行静力及模态分析,获取机械位移台系统结构的振动参数;在模态分析的基础上对机械位移台进行谐响应分析,获取外界载荷频率与位移台上平面应力、应变、变形以及加速度之间的关系.机械位移台的静刚度为6.634×105 N/mm;水平X,Z两运动方向的耦合比分别为15.22％和17.63％;通过上层平面振动参数关于频率的响应曲线,得出危险频率为7 750 Hz左右,即第8阶固有模态下的频率.X,Z两运动方向耦合较为明显,在对机械位移台进一步改进中,避开危险频率的同时,需对其进行位移补偿.
  • 摘要：为了能有效识别金属材料超声检测信号中的微小缺陷回波,使用递归分析方法对检测信号进行分析.通过对超声波背散射信号进行建模,说明其组成要素.在超声检测信号中,缺陷回波信号会对系统的递归特性产生影响.使用递归分析对含0.8 mm平底孔人工模拟缺陷的直径为120 mm低碳钢棒材试块实验采集的背散射信号和无缺陷背散射信号进行了研究.截取试块检测信号中的背散射信号部分,通过合理的参数选择对其进行递归分析并绘制递归图.通过与实验采集的无缺陷信号的递归图进行对比,发现缺陷信号会在递归图中产生明显的白色交叉条纹带.使用递归定量分析进一步研究了含缺陷背散射信号的递归特征量,结果表明捕获时间(TT)、确定率(DET)与递归熵(ENTR)这三项特征量对缺陷信号比较敏感,在缺陷位置处均会出现明显的峰值.
  • 摘要：相机参数在轨标定是无地面控制点条件下提高定位精度的关键环节,利用立体影像进行空中三角测量光束法平差,是实现相机参数在轨标定的有效途径,但要保证所建立的航线模型无因姿态变化率而造成的系统变形.本文针对“天绘一号”卫星有效载荷的特点,采用基于LMCCD影像的EFP光束法平差,按反解空中三角测量原理进行三线阵相机的重组,实现对相机参数在轨标定.利用LMCCD影像进行相机参数在轨标定后,天绘一号卫星无地面控制点条件下定位精度上下视差减小至0.6 pixel.定位精度从9 m提高至7.4m,其中高程精度从4.7m提高至2.7m,试验结果表明,所提方法实现了国内相机在轨标定参数.
  • 摘要：为实现大空间域激光跟踪仪的高精度测量,本文针对由转站误差导致的激光跟踪仪分时多基站测量精度难保证的问题,提出了基于多站位下单台激光跟踪仪测量误差的转站误差模型与转站参数修正的补偿方法.首先分析了激光跟踪仪测量误差的来源以及具体形式,阐述了激光跟踪仪测量误差影响空间任意点测量精度的具体形式;其次分析了激光跟踪仪的随机测量误差和系统测量误差对多基站转站参数求解精度的影响.在此基础上,建立了考虑随机、系统测量误差的激光跟踪仪多基站转站误差模型和转站参数误差补偿模型.蒙特卡洛仿真结果表明:当激光跟踪仪的长度测量误差为0.5 μm/m,角度测量误差为5μm+6 μm/m时,最大转站误差为0.174 7 mm,补偿后最大转站误差为0.04 mm,转站精度提高了77％.分时多基站转站测量实验结果表明:直接转站测量时最大转站误差为0.054 2 mm,补偿后转站误差为0.033 1 mm,转站精度提升了38.9％.激光跟踪转站补偿后测量精度有明显的提高.
  • 摘要：为了提高铝合金表面的力学性能,利用同轴送粉器将高纯度的Cr,Fe,Co,Ni,Cu粉末激光沉积在铝合金表面,制备了AlCrFeCoNiCu高熵合金涂层.以激光功率、扫描速度、送粉率为因子,以润湿角、稀释率为响应,综合田口分析与逼近理想值分析(TOPSIS)对激光沉积工艺参数进行多目标优化.利用XRD、SEM和EDS技术分析了涂层的相结构、微观组织和元素含量,并对涂层进行了显微硬度测试.采用优化后的工艺参数进行实验验证,最优值接近度G由0.538 9增加到0.567 4,提高了5.28％,最佳工艺参数为激光功率1 300W,扫描速度120 mm/min,送粉率5.4 g/min.沉积层为FCC和BCC相结构;显微组织包括柱状晶、等轴晶,在枝晶间出现Cu偏析;涂层的平均硬度为509 HV0.2,是基材的5倍.结果 表明:综合利用田口分析和TOPSIS的方法可有效优化铝合金表面激光沉积高熵合金的工艺参数,AlCrFeCoNiCu高熵合金涂层可以显著改善铝合金表面的力学性能.
  • 摘要：柔顺桥式位移放大机构因结构紧凑、位移放大倍数大等优点已成为精密工程领域的研究热点.针对以往研究仅在线性范围内讨论桥式位移放大机构的设计与分析的问题,本文对典型集中柔度桥式位移放大机构进行了非线性建模与优化.考虑剪切作用与几何非线性,通过能量法、有限单元法与数值拟合,对机构的输入输出关系进行半解析建模,以实现非线性结果的快速预测.为实现输出位移最大化与抑制几何非线性作用,提出机构平面内尺寸与厚度的综合优化策略.ANSYS Workbench有限元仿真显示,机构非线性建模误差均在5％以内且优化结果具备有效性.本文提出的两步法半解析非线性建模方法以及平面内尺寸和厚度的综合非线性优化策略对其它复杂柔顺机构的非线性结果快速预测与优化设计具有参考意义.
  • 摘要：为了减小低成本微机电系统(MEMS)陀螺仪输出中的噪声,提出了一种经验模态分解(EMD)的模糊间隔阈值消噪方法.首先通过EMD将信号分解为多个本征模函数(IMF),并且IMF特性将这些IMF分为三类,即噪声主导IMF,混合噪声与信息的IMF,信息主导的IMF;对于混合噪声与信息的IMF,根据不同阈值的特性确定模糊阈值区域,并设置隶属度函数,根据IMF系数对应的隶属度值对IMF进行消噪处理;最后再将经过消噪处理的IMF与分解得到的信息主导的IMF进行重构,得到消噪信号.实验首先对一段模拟的“bump”信号进行消噪分析,然后在MEMS陀螺仪上进行验证,最后对此方法的消噪性能进行了Allan方差分析.实验结果表明,该方法能有效去除MEMS陀螺仪输出的噪声分量.静止状态下信号的信噪比提高了5.47 dB,单轴匀速率旋转状态下信号的信噪比提高了2.64 dB;陀螺信号的各项误差系数均有所降低.实现了陀螺仪输出中噪声与信号的分离,改善了信号质量,可以有效提取和识别出有用信息.
  • 摘要：在增材制造、逆向工程等领域,广泛存在包含大量甚至海量数据的三角网格模型.为便于存储并提高处理效率,经常需要进行网格模型简化.但在网格简化过程中存在特征保持、简化率和简化效率冲突的问题,为更好地平衡简化结果和简化效率,提出了特征保持的混合折叠算法.在基于曲度精确计算新顶点、最大距离高效计算折叠代价的基础上,对边界特征区域和非边界特征区域采用边折叠方式进行保特征简化,对非特征区域则采用三角形折叠方法进行高效简化,最后通过偏差和网格正则度对简化结果作出误差评价.算法实例表明:混合折叠算法的模型细节特征保持较好,简化前后变形较小且效率适中.
  • 摘要：与前一代高效视频编码标准相比,未来视频编码标准增加了新的二叉树加四叉树编码结构.针对该结构虽然显著提升了超高清视频编码效率,但是大幅增加了编码复杂度的问题,提出了联合多特征快速编码算法.该算法联合多个编码特征的后验概率信息,估计当前编码单元的划分方式,通过提前终止若干编码单元的划分来节省编码时间.此外,针对单个特征贝叶斯分类不准确的问题,算法在简化联合概率模型的同时提升了分类算法的准确度.实验结果表明:在随机访问配置、低延迟P配置和低延迟B配置下,算法可以平均减少35.7％,25.6％和26.7％的编码复杂度,而BDBR只分别增长了4.3％,3.1％和2.89％.算法在保证视频主观质量的前提下,节省了编码时间.
  • 摘要：针对环境测温,特别是在复杂环境中温度传感器的小体积、低成本、抗干扰以及高灵敏度的要求,提出了基于端面腐蚀的双法布里-珀罗光纤温度传感探头.以长为2 cm的光子晶体光纤作为第一个F-P腔体,在它的一个端面熔接普通单模光纤,熔接面形成第一个反射镜面;然后,在它另一个端面熔接多模光纤,熔接面形成第二个反射镜面;最后,以多模光纤作为第二个F-P腔体,并用氢氟酸将其刻蚀成探针结构,同时在腔体末端形成了第三个反射镜面.以此复合结构作为传感探头,结合多光束干涉的传感原理,构造了双F-P结构的波长调制型传感器,并搭建了温度传感测试系统.测试结果表明:在28～81℃内,随着温度增加,该传感器的反射光谱波长逐渐红移,温度与波长偏移量的线性相关系数高达0.998 37;该传感器传感性能良好,灵敏度达64.6 pm/℃.该传感器在复杂环境中对小范围温度测量具有潜在的应用价值.
  • 摘要：在数字全息显微术中,为了获得非重叠、高质量再现像,需要设置合理的记录距离.本文结合再现条件与记录条件进行较全面地分析设计,即在考虑采样定理、频谱分离条件之外,还研究了光学传递函数离散条件和再现像与放大像之间的尺寸关系,进而更精确地得到了预放大数字全息系统记录距离的设置方法.以USAF1951分辨率板为样本,分别以记录距离为50.50,134.20和140.30 mm进行实验,结果表明,当记录距离不考虑放大像与再现像之间尺寸关系时,利用菲涅尔衍射法获得的再现像模糊;当记录距离考虑光学传递函数离散条件时,利用卷积法再现能获得清晰再现像;当记录距离同时满足再现条件和记录条件时,数值再现能获得高质量的再现像,且能分辨分辨率板的7.6组条纹,即横向分辨力达到2.19 μm,进一步论证了所提需要考虑再现像与放大像之间的尺寸关系和光学传递函数离散条件来设计记录距离的方法更精确.通过理论推导和实验验证了所提的设计记录距离的方法较全面、给出的记录距离范围较合理,为数字全息显微术获得高质量的再现像提供了保障.
  • 摘要：针对环形振动陀螺结构对称、模态特性参数相同与抗干扰特性好的特点,提出了一种新型的电容式环形微机电振动陀螺.设计了S形弹性支撑梁形式的硅基环形振动陀螺敏感结构,并仿真分析了陀螺的工作模态与幅频响应特性.根据环形振动陀螺的动力学特性,研究了陀螺的机电接口形式与硅基电极的设置方法,建立了硅基电极的电学参数模型与陀螺的角速度敏感模型.基于深离子刻蚀技术设计了简单可行的传感器制备流程,并成功制备了陀螺的敏感结构.实验测试结果显示,该环形微机电振动陀螺驱动与检测模态的谐振频率分别为9 028.86 Hz与9 036.15 Hz,品质因数分别为25 051与25 026,标度因数为0.589 7 mV/((°)·s-1).实验结果验证了陀螺设计与研究方法的正确性,为高性能硅基微机电陀螺的研制提供了一种可行的方案.
  • 摘要：提高海上智能监测水平,为了实现对海上船只目标的跟踪,文中针对典型海况环境下的海上船只目标跟踪问题,提出了一种改进核相关滤波器(Kernelized Correlation Filters,KCF)的船只目标跟踪算法.首先,针对KCF算法的特征,提出船只目标跟踪临界概率的概念,用来判断目标跟踪是否异常;接着,加入卡尔曼滤波模块,用来预测跟踪目标下一时刻的位置;然后,对跟踪异常的目标设计目标跟踪异常处理模块进行处理;最后,针对4组典型的海上目标跟踪场景,通过实验验证了算法的性能.实验结果表明:文中算法在海上船只大幅度晃动、跟踪目标被遮挡、目标出界、目标尺寸变换等复杂情况下,跟踪准确率和速率比原KCF算法分别提高17.23％和7.86％.满足海上目标跟踪精度、实时性、适用性等方面的要求.
  • 摘要：由于视频中的手工特征和主观情感之间的直接相关性很小,识别视频序列中的面部表情是一项很有挑战性的任务,为了克服这个缺陷,有效提高视频中的人脸表情识别性能.本方法采用两个深度卷积神经网络,即空间卷积神经网络和时间卷积神经网络,用于视频中的时空表情特征学习.其中,空间卷积神经网络用于提取视频中每一帧静态的表情图像的空间信息特征,而时间卷积神经网络用于从视频中多帧表情图像的光流信息中提取动态信息特征.然后,将这两个深度卷积神经网络学习到的时空特征进行基于深度信念网络(DBN)的特征层融合,输入到支持向量机实现视频中的人脸表情分类任务.在公共的RML和BAUM-1s视频情感数据集的测试结果表明,该方法分别取得了71.06％和52.18％的正确识别率,明显优于现有文献报导的结果.多模深度卷积神经网络的人脸表情识别方法能提高视频中人脸表情的识别性能.
  • 摘要：Cover glass used in photovoltaic panels plays an important role in light harvesting and in turn panel performance.In this paper,the effects on panel performance of surface antireflection (AR)coating and of micropatterns on cover glass were systematically studied by ray tracing simulation.It was found that inner surface patterns of glass have negligible effects on the optical and electrical properties of panels.Both AR film and front surface patterns benefit panel performances.A 45° pyramidal pattern is able to suppress surface reflection and avoid an induced second reflection at the front surface as well as total internal reflection at the glass-air interface.The dependence of the incident angles of light on performance was also examined for the different structured panels.It was found that pyramidal microstructure leads to better performance when the light is irradiated at angles from 0-10° and 60-80°,while AR film is superior at 20-50°.A combination of pyramidal micropatterns and AR film can increase daily generated electricity by 5.6％,in comparison to a panel with bare flat glass.%光伏组件中的玻璃盖板对陷光能力及发电性能有重要影响.本文采用射线追踪的模拟方法,系统研究了盖板玻璃表面减反膜和微结构对组件性能的影响.研究发现,玻璃的内表面结构对器件的光学和电学性能的影响可以忽略.减反膜和玻璃前表面图案都有利于器件性能的提高.玻璃前表面结构为45°金字塔时,光线在空气/玻璃界面能够发生多次反射,同时在光线逃逸出组件时更容易发生全内反射,提高了组件陷光性能.最后研究了不同的入射光角度对不同结构的器件性能的影响.结果 表明,金字塔结构在光入射角为0～10°和60～80°时表现出了优异性能,减反膜在光入射角为20～50°时表现更好;当同时使用减反膜和玻璃表面结构时,与平面玻璃相比,每日发电量可以增加5.6％.
  • 摘要：为解决压电直线作动器在受到拉力和压力负载时的驱动问题,本文提出了一种双向压电直线作动器.该作动器主要采用双向螺旋箝位原理,实现双向大推力作动.结构上,将两个压电叠堆对称布局,梯形丝杠螺母组成螺旋箝位,匹配二者驱动时序实现压力和拉力下的驱动.为研究双向尺蠖驱动机理,设计了双向螺旋箝位机构和作动器总体结构;而螺旋箝位作为尺蠖驱动的关键因素,为了准确地表达箝位的可靠性,研究了力矩电机与柔性联轴器及压电叠堆的匹配关系,并通过ANSYS软件对箝位功能进行了仿真分析.设计加工的样机机身总长为233 mm,最大外径为63 mm,质量为1.1 kg.搭建样机的测试系统,试验表明:该作动器的最大输出力可达190 N,最高速度可达2.58 mm/s,行程为60 mm.
  • 摘要：针对三维椭圆振动切削在精密光学元件加工过程中颤振会降低光学元件加工质量的问题,对3D-EVC过程中的颤振进行研究.抑制颤振可看作切削参数的优化问题,即利用智能优化算法寻优获得最佳切削参数以满足颤振抑制参数的要求.为此提出一种改进的人工蜂群算法,应用于三维椭圆振动切削加工过程中以进行切削参数的优化,从而抑制切削过程中的颤振现象.并且将蜜蜂进化策略同粒子群算法中算子移动的“认知”和“社会”两部分进行结合,通过引入惯性权重来提高全局最优解的搜索能力及收敛性能;并且建立了刀触点振动幅值、切削深度、进给量及主轴转速之间的数学模型,最后应用改进人工蜂群(PABC)算法对理论模型进行参数优化;实验结果显示,通过参数优化后,刀尖点振动幅值显著下降,且工件表面粗糙度降低了70％.验证了利用该方法对3D-EVC过程中颤振现象进行抑制的有效性.
  • 摘要：为实现基于垫圈式压电六维力传感器灵敏度指标的多结构参数设计与优选,必须开展传感器的静态灵敏度解析数学模型研究.首先,分析了传感器的结构特点和工作原理,根据载荷在传感器内部的传递路径推导其静态灵敏度解析数学模型;然后,使用解析数学模型和基于ANSYS软件的数值模型对9组不同结构参数模型分别进行了解析计算和数值模拟,在运用统计学理论对两种方法得到的结论进行分析的基础上,验证了解析数学模型的有效性;最后,引入正交试验,结合解析数学模型研究了多个结构参数对传感器灵敏度的影响规律,优选了传感器结构参数并研制了实验样机,完成了静态灵敏度标定实验.研究结果表明:垫圈式压电六维力传感器的解析数学模型与数值模型之间的综合相关系数为0.988;实验原型相对于解析数学模型和数值模型的平均载荷传递系数分别为0.73和0.75;解析数学模型、数值模型和实验原型的综合各向同性度分别为0.71,0.71和0.67,3种模型对传感器的灵敏度研究结论一致.以解析数学模型为基础的正交试验可实现对该类传感器的多参数主动设计和优选.
  • 摘要：对存在噪声、非均匀采样等缺陷的曲面样本,基于样点及其邻近样点构成的局部样本通常无法稳健逼近曲面局部区域,导致样点法向难以准确估计.为抑制样本缺陷对样点法向估计的影响,提出一种以有界泊松曲面逼近局部样本作为约束的样点法向加权估计算法.对待估计法向的样点,该算法对其所属曲面局部样本作增益优化处理,使得曲面局部样本具备边界保护区域;在样点的Frenet标架中以泊松曲面逼近该样本,基于样本的边界保护区域将泊松曲面的离散网格转化为有界形式,从而建立样点邻域的曲面约束,以有界泊松曲面离散网格中距样点最近的网格面片作为样点的参考面片,基于顶点邻域面的正则度及邻域面到该顶点的测地距离估计参考面片顶点法向,将参考面片各顶点法向的加权求和结果作为样点法向的估计结果.实验结果表明:曲面样本噪声水平不高于20％时,可将法向计算误差控制在π/18以内,且所得法向过渡较为光滑.证明了该算法适用于复杂曲面样本,可稳健处理存在噪声以及采样不均匀等缺陷的曲面样本的样点法向估计问题,实现曲面样点法向的光滑过渡.
  • 摘要：风云三号D星(FY-3D)于2017年11月15日成功发射,是我国第二代极轨气象卫星,其上搭载了红外高光谱大气探测仪(HIRAS),实现了地气系统的高光谱分辨率红外高精度观测,由于光谱频率的精确性会直接影响辐射精度,红外干涉仪器必须进行逐通道的光谱定标.首先对干涉图数据进行傅里叶变换获得粗定标结果,再基于仪器参数计算仪器线型函数,进行光谱精校正,开发了风云三号D星HIRAS的光谱定标技术,并用发射前和在轨数据进行了精度验证.光谱定标方法能有效订正由于仪器离轴探元设计引起的光谱位置偏差,基于地面单色激光测量数据验证,长波4个探元20×10-6左右的偏差可订正到0.5×10-6(1和2探元)和7×10-6(3和4探元)以内;中波1四个探元50×10-6左右的偏差可分别订正到6×10-6(1和3探元)、8×10-6(2探元)和13×10-6(4探元)以内;基于在轨数据验证三个波段光谱订正后光谱精度偏差和标准差均可达到5×10-6以内.三个波段光谱定标结果均满足卫星使用技术指标10×10-6的要求,有效保证了辐射精度评估和后端遥感产品开发应用的要求.
  • 摘要：为了解决透明电加热玻璃制造技术难以兼顾电加热玻璃加热线的透光率、导电性以及附着力的问题,开发了一种可低成本、批量化实现高性能电加热玻璃制造的复合工艺.该工艺采用电场驱动熔融喷射沉积(Electric-field-driven Fusion Deposition,EFD) 3D打印和UV辅助微转印复合制造透明电加热玻璃.根据复合制造工艺原理,选择及配制了EFD 3D打印、UV辅助微转印介质以及加热线材料.通过具体实验揭示了主要工艺参数对制造透明电加热玻璃加热线结构参数的影响以及规律,并确定了复合制造工艺的最佳工艺窗口.依据最优工艺参数实现了有效图案化面积为60 mm×70 mm,线宽为15 μm,高宽比为0.7,周期为1 000 μm,透光率为88％,方阻为o.5Ω/sq,附着力为4B级,加热线为线栅结构的透明电加热玻璃制造.实验结果表明:利用EFD 3D打印和UV辅助微转印复合工艺制造的透明电加热玻璃具有透光率高、方阻低及附着力高等优势.该复合工艺为实现低成本、高性能的电加热玻璃的批量化制造提供了全新的解决方案.
  • 摘要：内外框架之间的耦合力矩和谐波减速器的非线性传输力矩是影响双框架磁悬浮控制力矩陀螺(DGMSCMG)框架系统精确角速度控制的主要因素,为了解决以上干扰问题,实现框架系统高精度角速率伺服控制提出了一种基于扰动观测器和自适应反步的框架系统复合解耦控制方法.通过扰动观测器来估计框架系统中的扰动,并结合自适应反步法获得控制律,其间将扰动估计误差当作未知参数设计了其自适应律,对扰动的两次处理使得框架系统干扰估计更加精确,同时可以保证估计参数的收敛性和整个框架系统的稳定性.仿真和实验结果表明,采用此复合控制方法,DGMSCMG框架系统扰动估计误差不超过框架系统实际扰动的3％,实际框架角速率跟踪参考指令角速率的精度达到99.2％.此复合解耦控制方法可以满足DGMSCMG框架系统抗干扰能力强、高精度角速率伺服控制的要求.
  • 摘要：为了从目标拍摄源上提高直线电机动子位置检测的精度和抗干扰性,构造了一种非周期正弦条纹图像,并引入一种基于梯度法的图像亚像素测量方法,实现对动子位置的高精度测量.首先,改变正弦条纹的条纹周期,得到一系列非周期正弦条纹,并生成非周期正弦条纹图像;其次,采用图像的Pnatt熵优选出具有强鲁棒性的非周期正弦条纹图像;最后采用基于Barron算子的梯度法计算相邻目标图像的亚像素位移,结合标定系统物像标定系数,获得直线电机动子的实际位移.仿真和实验结果表明,对比于非周期栅栏图像,本文构造的非周期正弦条纹图像具有较强的鲁棒性,且测量精度达到0.02 pixel.
  • 摘要：为了解决图像处理领域缺少一个描述目标信号显著程度的物理量的问题,引用了光谱学中信背比的概念,类比于信噪比的计算方法,求出目标信号平均灰度值与背景平均灰度值之比,直观地表示出目标信号与背景的对比度.同时,为了解决视频中低速暗弱目标难以分辨与检测的问题,提出了一种视频低速暗弱目标增强方法,首先对视频首尾的连续多帧图像进行叠加差分运算,得到平滑的差分图像,然后进行灰度变换迭代,获得高信背比的图像.实验结果表明,信背比可以有效地描述了目标信号的显著程度,采用提出的视频低速暗弱目标增强方法后,目标信号的信噪比由1.84增加至9.18,信背比由0.33增加至19.44,提高了接近60倍,暗弱目标的显著程度大幅度提高,达到了视频低速暗弱目标增强的要求.
  • 摘要：cqvip:针对流场二维速度矢量分布测量的需求,提出了利用交叉标记显示的光路设置实现羟基分子标记示踪速度矢量的方法。该技术中通过将标记激光束和显示激光片交叉布置,在激光片平面内形成交叉标记点用于流场示踪。与传统的交叉网格实现速度矢量测量的方式相比,该方法简化了实验光路,有利于在恶劣环境中的应用,并且得到的标记为近似圆点,标记位置的识别更加方便。通过对交叉标记显示产生的标记点图像的位置进行模拟识别运算,获得了影响标记点位置识别精度的因素和规律。利用单标记点实验设置,获得了射流火焰流场速度矢量及其浮动值,结果显示在存在火焰OH背景干扰的情况下,速度测量不确定度小于2.2m/s;利用柱面透镜阵列,实现了3×20个标记点的速度矢量分布测量。研究结果表明了交叉标记显示方法进行分子标记速度测量的可行性。
  • 摘要：cqvip:为了降低直下式背光的厚度并提升亮度,设计了一种光学增亮膜。基于Snell定律设计了对单个LED发出光线起均匀照度作用的二维微结构曲线。该微结构曲线是把LED看做理想点光源设计并计算的,但考虑到实际的LED是一个正方形发光面,因此对该微结构曲线进行了优化,提升了它对实际尺寸LED的均匀照度作用。根据LED的排布规律提出了一种正六边形蜂窝拼接排布方案,并进行了仿真分析。仿真结果表明:使用光学增亮膜的背光中心亮度提升了172.4%。根据微结构设计结果采用无掩膜直写光刻工艺制作了实际样品并进行了效果测试,测试结果表明:中心亮度提升了136.2%,厚度降低了13mm。采用本文设计的光学增亮膜可以有效地提高背光亮度同时降低背光厚度,满足汽车抬头显示器的直下式背光亮度高、体积小的要求。
  • 摘要：cqvip:为获取光学平台多自由度微振动信息,设计了一种基于平面镜双频激光干涉的三自由度动态微振动测量系统。该系统利用激光多普勒效应,采用三个测量轴获得测量反射镜的三点位移信息,计算出测量镜平动、扭转角、俯仰角信息,实时检测三自由度的微振动情况,从而为光学系统的微振动补偿控制提供基础。对微振动测量系统进行了不确定度分析,建立了不确定度模型,为进一步提高系统精度提供理论依据,也为系统在校准和计量领域的应用奠定基础。实验过程中,采用高精度地震计对待测平台进行同步测量,与系统平动测量结果进行对比,验证了系统的测量准确性。该系统的平动分辨率可达到5nm,扭转角分辨率为5.05μrad,俯仰角分辨率为4.69μrad,具有多自由度、非接触、高分辨、可溯源的优点。

    光学精密工程的期刊信息

    • 曾用名：光学机械
    • 创刊时间：1959
    • 地区：CN
    • 语言：中文
    • 热门主题：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
    • 学科分类： 机械、仪表工业;

      Electronic, Optical and Magnetic Materials;Atomic and Molecular Physics, and Optics;

      Materials Science:Electronic, Optical and Magnetic Materials;Physics and Astronomy:Atomic and Molecular Physics, and Optics;

    光学精密工程的获奖情况

    • • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”
    • • 2006年获得中国科协择优支持基金
    • • 2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”
    • • 2008年获“中国精品科技期刊”
    • • 2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百篇最有影响力的国内论文
    • • 第三届中国出版政府奖提名奖

    光学精密工程的收录情况

    • • 文摘杂志
    • • 北大核心期刊（2004版）
    • • 北大核心期刊（2008版）
    • • 北大核心期刊（2011版）
    • • 北大核心期刊（2014版）
    • • 北大核心期刊（2017版）
    • • 化学文摘（网络版）
    • • 中国科学引文数据库（2011-2012）
    • • 中国科学引文数据库（2013-2014）
    • • 中国科学引文数据库（2015-2016）
    • • 中国科学引文数据库（2017-2018）
    • • 中国科学引文数据库（2019-2020）
    • • 工程索引
    • • 哥白尼索引
    • • 日本科学技术振兴机构数据库
    • • 文摘与引文数据库
    • • 中国科技核心期刊

    光学精密工程的投稿信息

    • 投稿方式：在线投稿
    • 投稿须知：点击查看
    • 期刊官方网站：点击前往
    • 版面费：平均 1751 元/页
    • 审稿费：平均 200 元/篇元
    • 通讯地址：长春市东南湖大路3888号
    • 邮编：130033
    • 联系电话：0431-86176855
    • 邮箱：gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
    • 期刊栏目：生命科学仪器
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