大视场高分辩率二维激光束扫描显微成像系统设计的研究

在５００像素／ｍｍ的像素密度要求下，论述大视场高分辩率二维激光束扫描显微成像系统的最佳设计。讨论图像放大率，扫描视场和像素密度之间的关系，以及提高像素密度和增大视场的技术途径。     

工程扫描图象去噪和细化处理

针对工程扫描图象的特征，提出一种简单的基于密度划分的去噪算法和细化方法．基于密度划分的原理，定义了密度函数，讨论了灰度图象和黑白二值图象的情况．给出了一种直接根据中心像素8-邻域情况进行细化的算法．实验证明，该方法对工程扫描图象处理速度较快，实现简单．对各种质量的扫描图象均能在有效去除噪声的同时，锐化了图象的边缘，细化效果较好。     

基于Elman神经网络的振镜扫描系统误差校正技术研究

为了消除激光快速成型机中振镜扫描系统的非线性扫描误差，以提高系统的扫描精度，提出了运用神经网络校正激光振镜扫描系统误差的方法．通过对BP神经网络、径向基神经网络和Elman神经网络3种不同网络的对比分析，运用Elman神经网络训练有限个标定坐标点的误差补偿值，构造全视场误差补偿曲面，然后对视场坐标进行校正补偿．通过实例分析，测试件在z、y方向的尺寸均方根误差由原来的0．2296mm、0．2107mm分别减小到0．0232mm和0．0265mm．实验结果表明，采用Elman神经网络构造振镜扫描系统误差补偿曲面，对振镜扫描系统进行动态误差校正，可以显著提高快速成型机的扫描精度．     

微扫描光电技术研究

在介绍微扫描原理的基础上,用计算机模拟比较了采用微扫描方法合成的图像和单幅图像的差异．由于微扫描利用了同一景象的序列图像之间不同却相互补充的信息,可以更好地重建原始图像．为了定量分析微扫描对系统性能的影响,引入了像素传递函数的概念,详细考察和比较了填充因子不同时,不同的微扫描模式对像素传递函数的影响,同时比较了在Nyquist频率处的像素传递函数(PTF)随微扫描步数渐增时的改善情况．     

TDI光敏探测器扫描方向瞬时视场角的计算方法

TDI光敏探测器多用于扫描成像,评价其成像系统的分辨率常用扫描方向的瞬时视场角(IFOV)衡量 .文章首先分析了TDICCD成像仪瞬时视场角的计算方法,并在对红外TDI探测器和TDICCD的结构进行了比较后,得出红外TDI探测器瞬时视场角的计算方法,此方法也可应用于计算垂直于扫描方向的瞬时视场角.     

红外地平仪圆锥扫描瞬时视场对姿态角测量误差的影响

对双反射镜圆锥扫描红外地平仪和楔镜圆锥扫描红外地平仪的工作原理及瞬时视场进行了比较,计算了两种类型红外地平仪的瞬时视场进出地球的扫描延时,分析了扫描延时对姿态角测量误差的影响.     

用数学形态学识别核态沸腾中的汽化核心密度

运用数学形态学提出了一种识别核态沸腾中高热流密度下汽化核心密度的算法．分析了在核态沸腾中,当气泡成长时,由于气泡底部的微液层蒸发,使气泡底部壁面处的温度低于其周围的温度,致使在反映加热壁面温度分布的红外图像中,灰度明显低于其周围像素灰度的像素组成的像素团,即对应于沸腾过程中的汽化核心的位置．该方法避免了气泡合并对汽化核心密度识别造成的困难,可以从红外图像中识别出这些像素团,其数量等于汽化核心的数量,对不同热流密度下的汽化核心密度进行了计算．     

铸铁平板接触点面积的像素检测法

通过分析铸铁平板接触点面积现行检测方法中存在的不足，提出一种先进的检测方法——像素检测法．该方法以图像的像素多少来表征图像的面积大小，即将扫描所获得的铸铁平板的接触点图像，通过计算机进行像素计算，求出铸铁平板接触点面积的比率，以检测其精度等级．通过实例验证，它是一种性能优越、检测准确的先进方法．建议补充标准JB／T7974-1999.     

基于球坐标变换的AVHRR 2048点经纬度的研究

基于卫星扫描和地球曲率的几何关系，利用旋转球坐标系的方法，计算了高级甚高分辨率辐射计扫描行中2048点的经纬度，计算结果与卫星数据所提供的经纬度进行了比较，结果表明，该方法可以有效地减小因宽视场的扫描和地球曲率所引起的AVHRR图像的横向比例畸变。     

LED显示屏像素定位与标记的一种方法

在LED显示屏像素点的定位与标记过程中，对逐行标记算法加以改进，在经过逐行扫描2次后，对存在序号间断的标记图像进行第3次扫描标记，以恰当标记像素点在显示屏中的位置．通过失控点的定位与标记实验来验证改进方法的可靠性．     

同步扫描水下激光成像系统主要参数的分析

利用光束扩展函数和点扩展函数,计算了在一般海水介质中,同步扫描水下激光成像系统,成像距离和成像质量与目标距离、接收视场角、光斑的大小和光功率等参数之间的数量关系。结果表明,压缩激光束和采用窄视场接收能有效地提高成像距离和改善成像质量,适当增大激光光功率也能使得成像距离和成像质量有所提高,但当光功率增加到一定值后,性能改善不明显。     

物镜后型多面镜激光扫描系统的光学特性

本文从高斯光束理论出发,讨论物镜后型多面镜激光扫描系统的扫描像点轨迹、分辨率、场深、扫描非线性、过充满和欠充满等光学特性,以探讨设计的规律性。     

箔材激光弯曲成形的有限元模拟

建立了箔材微尺度激光弯曲成形的三维热力耦合有限元模型,并采用大型非线性有限元软件MSC.Marc对其激光弯曲成形过程进行数值模拟.通过模拟计算得到了箔材弯曲变形过程中的温度场、变形场与应力应变场.分析了应力、温度、变形三者之间的内在关系.研究发现:采用功率为25 W,光斑直径为0.2 mm的激光光束,以100 mm/s速度扫描厚度为0.1 mm的不锈钢箔,其弯曲成形的主要机理为温度梯度机理.     

SLM成形多层多道金属薄壁件温度场有限元模拟

针对高强铝合金A17075选区激光熔化（selective laser melting,SLM）过程中未知的熔池变化规律和层间作用影响产品成形效率和精度的问题，研究不同工艺参数（激光功率和扫描速度）对各成形层熔池形态和温度场的影响。利用有限元分析软件ANSYS建立金属薄壁件SLM成形的多层多道温度场有限元模型，同时，利用APDL（ansys parametric design language）语言编程模拟了激光热源的加载、激光功率与扫描速度，采用“单元生死”技术描述金属粉末材料的动态增长过程，得出瞬态温度场的分布状况。结果表明，激光功率与扫描速度各自影响不同的温度场因素，适合Al7075粉末的SLM工艺参数为功率250~300 W，速度800~1 000 mm/s。本文得到了激光功率和扫描速度的合理范围，为高强铝合金SLM实际实验提供理论参考。     

Cr-Mo激光合金化对灰铸铁组织及耐磨性的影响

系统地研究了灰铸铁Cr-Mo激光合金化层中合金元素的分布、显微组织和耐磨性。试验结果表明,当激光束功率和预涂层合金成分一定时,合金化层的合金浓度主要决定于激光扫描速度。适中的激光扫描速度(7mm/s)下,合金元素在层内分布较均匀,沿层深浓度梯度平缓,合金化层的组织为极细小均匀的树枝晶;其余扫描速度下,表面Cr-Mo浓度高,沿层深浓度梯度大,表面高合金浓度处组织为白亮层,次层为树枝晶和层片状莱氏体,随层深增加枝晶间距增大。Cr-Mo激光合金化显著提高了灰铸铁的硬度和耐磨性。     

光纤激光打标机对钢箔进行微孔加工

光纤激光器光束质量好、转换效率高、结构紧凑、稳定可靠,在激光加工领域得到广泛应用。通过激光打标机打孔实验发现,打孔孔径的大小与激光束扫描的轨迹圆大小有关,打孔质量也与轨迹圆有关。对此作了分析,并提出了改进打孔质量的方法。     

诊断介质阻挡放电激励的空气密度扰动

利用激光在空气密度梯度场中的偏转（折射）效应,设计了激光偏转诊断系统,并诊断航空等离子体激励器诱导空气在其附近的密度变化.实验结果显示：激励器两电极之间靠近上电极附近空气密度扰动达到负最大值（-1.7%）,而靠近下电极处空气密度略有增加（+0.27%）.实验结果与其他手段的诊断结果一致,但激光偏转系统能更快速有效地诊断诱导的空气密度扰动.     

磁光盘存储器光学系统的研究

本文研究了可擦除磁光记录读出光学系统,分析了激光二极管整型系统,建立了扩束棱镜优化设计条件,推导出了最优偏振分光镜的物理模型。     

激光加热三维瞬态温度场显示

建立激光加热三维温度场计算模型,绘制空间温度分布色温图,重点研究高斯分布的激光束移动速度、功率密度、光斑尺寸对空间温度场分布形态的影响;模拟显示激光热处理相变硬化带形状,分析相奕化深度和宽度,结果表明温度场色温图可以直观地分析硬化状态,而且光束移动速度、功率密度和光斑尺寸不同,色温图的形态也不同。     

激光熔覆-激光气体氮化方法制取TiCN-TiN复合熔覆层

采用500W YAG脉冲激光作为辐射源,TiCN粉末为熔覆材料,高纯N2气作为氮化元素和保护气体,利用激光熔覆-激光气体氮化(LC-LGN)方法,在钛合金(Ti-6Al-4V)表面制备了以TiCN和TiN为主的复合熔覆层.研究了激光工艺参数对TiCN-TiN复合熔覆层成分的影响.对熔覆样品进行了XRD物相分析和显微硬度测试.结果表明:在激光功率和脉冲宽度一定的条件下,脉冲频率、扫描速度是影响TiCN-TiN复合层形成的主要因素.合适的工艺参数组合为:脉冲频率为15 Hz,脉宽为3.0 ms,扫描速度为2.0 mm/s.扫描速度小于2.0 mm/s时,熔覆过程中氧化现象严重,而高于2.0 mm/...