Compact fiber-optic diode-laser sensor system for wide-dynamic-range relative humidity measurement

A compact fiber-optic diode-laser sensor system for measuring relative humidity is studied. In such a system, a distributed feedback laser lasing near 1877 nm is used as light source while a high-precision Pt resistance as temperature sensor, an accuracy of 0.1% relative-humidity can be achieved. The laser sensor system is able to lock to the absorption peak and calculate the density of water vapor without any additional reference measurements. Using programs built in to the microcontroller unit, the laser system can switch functions between direct measurement at high density and second-harmonic detection at low density. The system can switch between the two modes automatically and work in a wide dynamic range.     

激光辐照移动平板温度场分布的有限元分析

基于热传导理论,采用有限元方法建立激光辐照无限长移动平板表面激发瞬态温度场的三维模型,用以研究移动平板上下表面瞬态温度场.考虑板材料的热物理参数依赖于温度、板表面的热辐射及对流等因素,计算了上述因素及移动速度对温度场的影响,并进一步讨论了激光半径对温度场的影响.数值结果表明:激光辐照移动平板后,在材料中将产生准稳态温度...     

基于结构光立体视觉的激光再制造工件的测量

为了实现激光再制造工件的快速准确测量,提出了1套与激光再制造机器人耦合的视觉系统.该视觉系统由2个摄像机、1个激光投射器和计算机组成.摄像机和激光投射器组成扫描测头,由6自由度机器人手持实现多视角扫描.并自动完成数据拼接,消除‘死角'.首先,通过MATLAB编程完成系统标定,分别标定出单目摄像机内外参数矩阵,双目相机关...     

傅里叶变换近红外光谱法测定榨菜酱油成分

基于傅里叶变换近红外光谱技术,通过主成分分析(PCA),可较好地区分不同品牌的榨菜酱油样本.利用偏最小二乘法(PLS)建立了测定榨菜酱油成分的定量分析模型,校正集样本中总酸、氨基酸态氮和食盐的分析模型决定系数(R2)分别为98.44,98.74和98.48,交叉验证均方差(RMSECV)分别为0.001 3,0.008 44和0.355.预测集样本中总酸、氨基酸态氮和食盐的外部验证决定系数(R2)分别为96.04,95.90,96.27,预测集标准偏差(RMSEP)分别为0.017 4,0.012 9,0.48.实验结果具有较高的预测精度,可以用于测定榨菜酱油主要成分的质量浓度.     

单连域无旋向量场的标量表示和场力线绘制

为方便表述并按传统形式描绘向量场,基于经典物理思想和从头计算原则,利用现代计算机技术和数值模拟方法构建标量形式的向量场.以激光脉冲纳秒斩波开关和内置周期金环的CO2激光器放电管为例,针对单连通域中无旋向量场的边值问题,讨论了在平行平面场和旋转对称场情形下,场势函数数值求解后,场向量分布的标量构建和场力线分布的传统的可视化表述,提供了解决场强准确直观描述的一种有效方法.     

表面增强光谱和表面等离激元共振传感器

表面等离激元光子学是研究光和金属表面自由电子耦合所引起金属表面电荷密度振荡的性质及其应用的一门学科. 金属中的自由电子在入射光的作用下产生集体振荡. 在垂直表面的方向上强度呈指数衰减, 使得亚波长金属结构中光场高度局域. 由于独特的光学性质, 使得其具有广泛的应用, 其中两个重要的分支为: 表面增强光谱和表面等离激元共振传感器. 表面增强光谱传感器是利用纳米结构的巨大表面增强效应来直接探测表面分子,表面等离激元共振传感器通过检测目标分子对等离激元共振峰的影响进行定性定量检测.这两种优势互补的传感器技术都可以达到单细胞甚至单分子的检测水平. 本文将论述表面等离激元光子学的原理、表面增强光谱和表面增强光谱传感器研究领域的国内外最新进展和发展趋势.     

鲁棒的高速物理随机数发生器

基于宽带混沌激光作为物理熵源, 提出一个性能稳定的高速物理随机数发生器实现方案. 利用差分比较器对宽带混沌信号延迟作差, 再经由时钟控制的触发器进行采样保持以及后续异或处理, 实验获得了速率为1.44 Gbit/s 的随机数. 该方案免去了精确的阈值电压调节过程, 利用差分比较纠正了混沌幅值概率密度分布的偏差, 使混沌幅值分布的中值偏斜度系数为γ= 1.5×10^-6. 此实验系统可抗外界波动信号的干扰, 能够连续稳定工作至少12 h.     

双曲柱面-平面透镜的准直性能

根据光线传播的基本原理,通过计算和推导,用解析式表达并讨论了半导体激光器快轴方向发散光束通过双曲柱面-平面透镜后的准直特性、光强分布和半宽度。本文的讨论为正确认识和使用微双曲柱面-平面透镜,改善半导体激光快轴方向光束的发散,提高光束质量提供了理论依据。     

双曲柱面-平面透镜准直的误差分析

根据光线传播基本原理,通过计算和推导,用解析式表达并讨论了半导体激光器快轴方向发散光束通过有偏心率误差的双曲柱面-平面透镜后的准直效果,为正确认识、纠正误差,尽可能发挥双曲柱面-平面透镜的准直作用,改善半导体激光快轴方向光束的发散,提高光束质量提供了理论依据.     

结晶器铜板上激光熔覆镍基合金

利用5kWCO2激光器在结晶器铜板上熔覆镍基合金,并研究了熔覆层组织性能.选用与结晶器铜板成分相近的镍基自熔合金粉末Nickel-baseHMSP1015-00(Ni1015),利用等离子喷涂技术在铜板上预涂Ni1015合金,然后再采用高能量密度激光进行重熔.借助OM,SEM和显微硬度计分析测定了涂层的显微组织形貌、组织成分和截面显微硬度分布情况.所得到的熔覆层表面平整均匀,与基体为冶金结合;熔覆层平均显微硬度为270HV0.05,是基体的3.2倍(85HV0.05).确定出本实验合适的激光熔覆工艺参数功率密度为1.58×102kW/cm2时,扫描速度为3~4m/min.