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2024, 48(5): 0-0.  
[摘要](2405) [PDF 272KB](11)
摘要:


综述与评述
激光清洗技术及在设备维修保障中的研究进展
赵海朝, 李军旗, 张勇, 张庆, 乔玉林
2024, 48(5): 620-627.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.002
[摘要](2325) [HTML全文](573) [PDF 1949KB](41)
摘要:
激光清洗技术是一种利用激光与物质相互作用的清洗新技术，具有操作简单、精准度高、低损伤、低排放和环保的优点，已被研究人员广泛地关注和研究，取得了很多重要研究成果，极具应用前景。首先根据激光清洗技术的分类(干式、湿式激光清洗和激光等离子体清洗)，简述了激光清洗技术的发展和机理，并对比分析了各种清洗方式的差异和优缺点，为研究人员的理解和选择提供支持；在此基础上，重点综述了激光清洗技术在维修保障中的研究应用现状。目前仅有表面除漆技术在国外飞机的维修保障中得到实际应用；表面除锈技术在国内外舰船材质表面实施...
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激光3维成像线性焦平面探测器读出电路研究进展
李雨欣, 李潇, 杨赟秀, 郑博仁, 刘永
2024, 48(5): 726-733.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.017
[摘要](2083) [HTML全文](265) [PDF 3847KB](34)
摘要:
激光焦平面探测器是一种新型的光电成像器件，它利用半导体内部载流子的雪崩倍增效应实现高速、高灵敏度、纳秒级时间分辨探测，用于凝视型激光3维成像系统。探测器主要分为线性和盖革两大类，其中线性模式探测器具有响应速度快、无死时间和后脉冲、可实现单脉冲瞬时成像等优点。首先介绍了在不同应用场景下，线性模式焦平面读出电路的两种架构并简述其原理，然后阐述像素单元的关键电路模块，比较了其优缺点，最后分析了两种减小行走误差的双阈值时刻鉴别方法。为相关领域的研究者提供了一些有益的参考和借鉴。
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激光物理、材料与器件
32×32 Si盖革模式激光焦平面探测器
王江, 王鸥, 刘向东, 袁利, 柯尊贵, 郝昕, 覃文治, 杨赟秀
2024, 48(5): 665-670.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.008
[摘要](1923) [HTML全文](267) [PDF 4145KB](29)
摘要:
为了满足350 nm~1100
nm波长范围内远距离及微弱激光3维成像探测的需求，提出了一种规模为32×32的盖革模式硅激光焦平面阵列探测器，它主要由硅雪崩光电二极管阵列、读出电路芯片、微透镜阵列、半导体制冷器、引脚网格阵列壳体等元件组成。硅雪崩光电二极管焦平面阵列采用拉通型N+-Π1-P--Π2-P+结构，工作在盖革模式下，通过Si片背面抛磨减薄及盲孔刻蚀技术，实现了纤薄光敏区的加工；读出电路采用主动模式淬灭设计，使电路单元的死时间控制在50
ns以内，并利用一种带相移技术的时间数字转换电路优...
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PCCL光束对瑞利粒子作用力的理论研究
谢陈, 屈军
2024, 48(5): 698-704.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.013
[摘要](1862) [HTML全文](275) [PDF 5824KB](17)
摘要:
为了探究部分相干月牙形光束(PCCL)对瑞利粒子的捕获特性，采用广义惠更斯-菲涅耳原理推导了PCCL光束经过ABCD光学系统传输后的交叉谱密度及对瑞利粒子作用力的表达式，对聚焦PCCL光束在焦平面的归一化光强和对瑞利粒子作用力的分布情况进行了软件模拟和理论分析，得到了聚焦PCCL光束的光强和捕获力随光束参量以及焦距变化的规律。结果表明，选取光束阶数n=3、初始腰宽w0=0.1
mm、相干长度d0=6 mm时，经焦距f=12 mm的透镜聚焦后的PCCL光束对高、低折射率粒子均能实现捕获；由于PCC...
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激光与光电子技术应用
相干测风激光雷达回波偏振态对径向风速精度影响
彭涛, 王顺艳, 王丹凤, 范琪, 罗雄, 周鼎富
2024, 48(5): 613-619.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.001
[摘要](3297) [HTML全文](499) [PDF 3176KB](306)
摘要:
为了解决大气退偏效应造成激光回波与本振光偏振失配，导致相干测风激光雷达(LiDAR)外差效率降低的问题，基于相干多普勒激光测风雷达的系统组成和工作原理，采用数学建模法，仿真分析了回波偏振态对系统信噪比、探测距离和径向风速误差的影响；提出了偏振态修正途径，并利用琼斯矩阵建模讨论修正精度；用径向风速比对实验验证不同回波偏振态对径向风速精度的影响。结果表明，对于同一测试系统，在相同的天气条件下，与回波为圆偏振态相比，回波为椭圆偏振态时的最大探测距离下降46.7%，径向风速精度下降63%。此研究为相干多...
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基于激光净空雷达数据的叶片信号提取
蒋丹丹, 张道成, 郝春晓, 王佐鹏, 陈醒
2024, 48(5): 637-642.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.004
[摘要](1914) [HTML全文](267) [PDF 3965KB](10)
摘要:
为了降低雾天风力发电机组叶片信号的虚警率，以激光净空雷达获取的原始信号数据为基础数据源，在信号预处理的基础上，采用时空约束的方法，实现了叶片信号的准确提取；并将集成了该叶片信号提取方法的激光净空雷达在常年有雾的地区进行了挂机试验。结果表明，所提出的叶片信号提取方法取得了较好的效果，叶片虚警率低于2%，提升了激光净空雷达测距数据的可靠性和环境适应性。该研究为激光净空雷达用于风机净空监测提供了参考。
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王楠, 程海艳, 尹才虎
2024, 48(5): 643-650.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.005
[摘要](1896) [HTML全文](272) [PDF 5649KB](8)
摘要:
为了揭示中γ尺度孤立单体雷暴引发的下击暴流的风场结构及成因，采用多源数据结合的方法着重分析了激光雷达资料，对2022-06-25发生在乌鲁木齐机场跑道入口端的一次湿下击暴流进行了结构场剖析，取得了能够表征下击暴流发生发展过程的数据。结果表明，本次过程发生在西北气流控制且有明显风场辐合和冷空气堆积的背景下，中低层切变线和地面中尺度辐合线是此次过程的触发机制；两个气象雷达体扫呈现了孤立雷暴的初生-发展-成熟阶段，及回波中心下降接地引发湿下击暴流的过程；强的不稳定能量是造成此次强天气过程的关键；强降水...
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可见光光谱辐射计波长标定技术研究
郭萌, 吴玲玲, 陈靖, 李谱林
2024, 48(5): 657-664.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.007
[摘要](1890) [HTML全文](277) [PDF 3355KB](20)
摘要:
为了解决可见光光谱辐射计波长标定过程中存在的峰值偏移、较弱特征谱误判及人工谱线识别等问题，采用自适应阈值法和差分法完成对特征谱检测与识别，利用最小二乘法和拉格朗日插值法确定波长和像元的关系，进行了理论分析和实验验证，获得最佳波长标定方程。结果表明，特征谱根据谱线强度依次被检测并识别出来，以404.6565
nm、435.8335 nm、546.0750 nm、579.0670
nm为基准的拉格朗日插值法得到的方程为最佳波长标定方程，其残差标准差仅为3.2747×10-13nm，波长标定误差分布在...
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改进平滑迭代拟合原子发射光谱基线校正算法
张文利, 石秀东, 叶反修, 陈昊
2024, 48(5): 671-676.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.009
[摘要](1896) [HTML全文](258) [PDF 4959KB](6)
摘要:
为了解决光谱信号后续处理中基线影响的问题，提出了一种光谱信号区域基线拟合算法。从原始光谱中提取一定数量的较小数据点，并通过线性插值方法获得初始基线；在光谱存在重叠峰的情况下，选取的较小数据点可能包含非基线的异常点；引入了平滑迭代，提出用斜率变化率对基线进行判定的方法，将该算法与不同基线拟合方法在模拟光谱和实际光谱上进行了对比。结果表明，同其它方法相比，该算法在拟合模拟基线时，相对标准偏差最小，为8.25%；并且基于该算法获得的真实光谱定标曲线相关性最高，为99.85%；预测均方根误差最小，为0....
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WC对316 L钢表面的镍基激光熔覆涂层的性能影响研究
吴敬权, 李德荣, 安芬菊, 黄江, 王有明, 吴香林
2024, 48(5): 677-683.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.010
[摘要](1920) [HTML全文](272) [PDF 4447KB](6)
摘要:
为了提升316L不锈钢的耐腐蚀性能，延长其在海洋环境中的使用寿命，讨论了激光熔覆技术在316L基材表面熔覆了纯Ni60涂层和WC+Ni60复合涂层的方法和效果。WC+Ni60复合涂层结合了WC颗粒的硬度和Ni60基体的韧性，具有更优异的综合性能，适用于对基材表面进行更高强度的保护。分别利用硬度仪、X射线衍射仪和电化学工作站对涂层检索和测试。结果表明，WC+Ni60复合涂层的平均截面硬度为719
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钛合金表面沟槽结构纳秒激光加工实验研究
谭金刚, 何斌, 万轩瑞, 韩锦锦, 雷卫宁
2024, 48(5): 684-690.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.011
[摘要](1925) [HTML全文](269) [PDF 10369KB](16)
摘要:
为了在钛合金表面加工高质量的微小结构，探究不同因素对表面质量的影响规律，利用纳秒激光开展钛合金Ti6Al4V加工实验研究。通过3维显微镜和共聚焦显微镜测量了不同参数下的钛合金工件加工表面形貌，利用正交实验和单因素分析法探究扫描速率、激光功率、扫描线间距对加工形貌和粗糙度值的影响规律。结果表明，在低功率、高速率、大线间距条件下，材料去除不连续，加工表面呈现间断的凹坑结构；随着功率的增加、加工速率的降低和线间距的减小，材料去除逐渐连续，加工后材料表面质量得到明显改善；选择激光功率24
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掩模辅助激光切割PDMS的工艺实验研究
齐立涛, 刘津先, 马丽丽, 李存涛
2024, 48(5): 691-697.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.012
[摘要](1886) [HTML全文](273) [PDF 4916KB](7)
摘要:
为了提高紫外纳秒固体激光切割聚二甲基硅氧烷(PDMS)的加工质量，提出了一种掩模辅助激光切割PDMS的方法。采用聚酰亚胺薄膜作为掩模材料，进行了无掩模及不同厚度掩模下紫外纳秒固体激光切割PDMS实验，分析了PDMS材料表面微裂纹的形成机理，获得了激光主要工艺参数对微槽的槽深、槽宽及加工质量的影响规律。结果表明，掩模条件下激光切割PDMS的表面加工质量较好，无微裂纹产生且玻璃态转化较少；槽深和槽宽均随激光脉冲能量、扫描速率的增加而增大；掩模厚度为15
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隔离开关合闸状态的非接触自动检测方法
苑龙祥, 汪华平, 王阳, 刘敬之, 曲全磊
2024, 48(5): 734-738.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.018
[摘要](1854) [HTML全文](259) [PDF 1854KB](4)
摘要:
为了提升隔离开关合闸状态自动检测效果，采用了基于激光位移传感器的隔离开关合闸状态非接触自动检测方法,
使激光位移传感器的分辨率达到最大值，优化了激光位移传感器的光学参数，提升了其位移测量精度；通过光学参数优化后的激光位移传感器，采集隔离开关轮廓曲线，得到隔离开关轮廓曲线采样点集；利用最小二乘法拟合隔离开关轮廓曲线采样点的椭圆方程，并计算隔离开关导电臂与水平方向的夹角；当导电臂夹角处于规定夹角区间内，则判定合理开关合闸到位，完成隔离开关合闸状态非接触自动检测。结果表明,
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折叠光路结构头戴显示器的光学设计
柏香虎, 朱向冰, 庄亚宝, 程芳芳, 许子豪, 朱俊峰
2024, 48(5): 746-751.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.020
[摘要](1845) [HTML全文](289) [PDF 4300KB](14)
摘要:
为了满足虚拟现实头戴显示器大视场、大出瞳和高成像质量且结构轻小化等要求，采用逆向光路设计方法，对折叠光路pancake结构展开研究；采用两片透镜进行设计，进行了理论分析和软件仿真，对设计的光学系统进行了公差分析。结果表明，全视场角为96°、出瞳直径为10
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基于GA的灰铸铁表面激光熔覆316 L工艺参数优化
毕少平, 王胜, 张恩铭, 陈聪, 陈席国
2024, 48(5): 759-764.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.022
[摘要](1811) [HTML全文](278) [PDF 3455KB](5)
摘要:
为了提升HT250灰铸铁材料的综合性能，采用遗传算法对多目标工艺参数进行优化，得出相应经验参数组，在灰铸铁材料表面进行激光熔覆316L合金实验；采用数字化检测仪器，根据试样几何形状、宏观形貌、硬度等变化规律，得出最优工艺参数组。结果表明，当设置送粉速率为0.25
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光通信与光信息技术
基于深度学习的机载点云屋顶平面提取算法
李婕, 李青清, 李礼, 刘钊, 沈阳, 涂静敏
2024, 48(5): 628-636.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.003
[摘要](1958) [HTML全文](306) [PDF 3813KB](6)
摘要:
为了准确提取不同类型建筑物屋顶点云的各个平面，采用度量学习的方式，将每个平面视为单独的实例，为每个平面上的点学习单独的高维深度特征。利用所提取的高维深度特征对平面点进行初步的聚类，通过简单的欧氏距离和特征空间距离进行综合度量将未聚类的点分配至各个平面；所提出的方法分别在合成数据集和公开的机载点云建筑物屋顶数据集RoofN3D上进行了训练和测试。结果表明，在合成数据集上，所提取的建筑物平面的准确率、召回率和F1分数分别为0.990、0.998和0.994；在机载点云数据集RoofN3D上，所提取的...
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线性变换与局部均衡融合的红外图像增强
魏艳平
2024, 48(5): 705-710.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.014
[摘要](1827) [HTML全文](279) [PDF 2234KB](3)
摘要:
为了改善红外图像的效果，提升对比度和清晰度，丰富边缘细节信息，提出了融合线性变换和局部均衡的红外图像增强方法。利用图像的像素值分布，对像素值进行自适应的分段线性变换，并用局部的直方图均衡增强图像；分别计算两张增强图像的权重图。对比度权重、显著性权重和亮度分布权重；以拉普拉斯金字塔和高斯金字塔的方式，分别对增强图像和权重图进行分解，将分解的图像与权重图进行多尺度线性融合，获得效果理想的增强图像。结果表明，相对于现有方法，本文中提出的方法增强图像的视觉效果更清晰，信息熵、平均梯度和变异系数分别比现有...
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基于FPGA的仿造数码迷彩生成系统研究
杜向坤, 牛春晖, 王晨, 刘鑫
2024, 48(5): 711-718.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.015
[摘要](1805) [HTML全文](294) [PDF 5093KB](23)
摘要:
为了解决传统仿造数码迷彩生成算法开发平台灵活性不足的问题，提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的仿造数码迷彩生成算法。采用直方图统计提取主要颜色信息，将背景图像马赛克化获得颜色分布信息，依据色差进行主色替换得到仿造数码迷彩的方法，取得了不同主色数量、色差计算权重、颜色量化数量下的数据。结果表明,
颜色量化为3600种后，提取出4种主色作为仿造数码迷彩主色，根据色差主色替换时色彩权重3 ∶6
∶1，生成的仿造数码迷彩具有良好的伪装效果，且基于FPGA实现该算法时系统占用资源少，处理800 p...
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可重构微波光子多波束形成技术研究
林樾, 苏君, 范志强, 王云祥, 史双瑾, 邱琪
2024, 48(5): 719-725.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.016
[摘要](1828) [HTML全文](286) [PDF 4491KB](5)
摘要:
在微波光子多波束形成系统中，为了实现多路射频信号与多个波束间的重构，提出了基于光真延迟和光交换阵列的可重构多波束形成技术方案，其中包括电光转换、光交换阵列、多波束分光阵列、固定光延迟阵列以及光电转换等部分。理论分析了该方案的工作原理和重构机制，建立了仿真模拟实验系统，并验证了基于4端口Benes网络的4路射频信号与固定4波束间重构的性能，得到了多种重构状态下的波束方向图。结果表明，该方案相比基于可变光真延迟的方案减少了约2个数量级的光开关使用数量，降低了系统的成本和控制复杂度，实现了4路射频信号...
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基于swin-UNet-denoise和最小二乘法的两步相位解包裹
廖后章, 孔勇, 张贺, 吴慧慧, 童晓凡, 赵莉
2024, 48(5): 752-758.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.021
[摘要](1820) [HTML全文](254) [PDF 5030KB](5)
摘要:
相位解包裹在众多领域应用中都占有重要地位，但总会受到噪声的影响，尤其是散斑噪声。为了去除散斑噪声对包裹相位图的影响，并从中恢复出实际的相位值，采用两步法进行了理论分析和实验论证，从不同程度散斑噪声包裹的相位中恢复出绝对相位。以swin-UNet-denoise网络为基础，将swin
block中的归一化层后置，并用余弦相似度计算注意力值，然后将相对位移偏移替换为对数位置偏移，并在上采样模块融合反卷积层以此提升网络的去噪能力；将去噪结果通过最小二乘法解包裹，再通过中值滤波获得绝对相位。结果表明，结...
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基于深度学习的激光无线充电保护系统
钱绣洁, 陈瀚林, 马海霞, 杨雁南, 蓝建宇
2024, 48(5): 765-770.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.023
[摘要](1850) [HTML全文](258) [PDF 1852KB](18)
摘要:
为了提高智能家居远程激光无线充电系统使用的安全性，采用了一种基于深度学习的激光无线充电保护系统。针对贴附于智能家居表面的光伏电池属于小目标，具有不易识别的难点，改进得到了YOLOv7-NH网络模型，设立保护监测区，并融入帧间差分法用于实时监控充电区域；通过创设原理分析-算法框架搭建-环境调试等环节，编写了对充电目标所在区域进行图像监控的保护算法，并搭建了测试系统。结果表明，当激光发射端与充电目标距离在10
m以内，基于该算法搭建的保护系统的响应启动时间均低于1 ms，即当移动异物以低于常规速率1...
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光生物学与医学光子学
经宫腔镜观察通道的脉冲激光耦合方案的设计
王金瑞, 戈传辉, 邹观送, 王飞扬, 章小曼, 吴淑莲, 李晖
2024, 48(5): 651-656.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.006
[摘要](1868) [HTML全文](257) [PDF 2979KB](7)
摘要:
为了提高脉冲激光通过宫腔镜的能量，采用相关软件设计了3种透镜耦合方案来提高耦合效率，进行了理论分析和实验验证。结果表明，耦合效率约提高了14%，脉冲激光通过该耦合模块后能取得较好的光声成像效果。该方法可作为辅助工具应用于临床中子宫内膜等疾病的检测，有望提高光声成像技术在子宫内膜的应用。
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基于相关系数的生物散斑活性表征研究
翟春婕, 王新猛, 薛晓明, 唐寅, 李浩
2024, 48(5): 739-745.   doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.05.019
[摘要](1814) [HTML全文](244) [PDF 3711KB](5)
摘要:
为了解决传统生物散斑测量结果易受实验参数影响的问题，采用模拟动态光散射及荧光相关光谱技术，用相关系数表征生物散斑活性，搭建了实验装置，并对中药糖浆、酸奶、老酸奶、西红柿、苹果等产品进行了实验测试。结果表明，基于相关系数构造的特征时间指标主要由样品中颗粒运动的速率决定，物理意义明确，几乎不受相机曝光时间、散斑区域等实验参数的影响，平均测量偏差小于5%，易在实际应用中使用。由于农业及医药领域中生物样品的多种特性均与颗粒运动速度有关，该方法可为食品、药品行业提供一种新的无损检测工具。
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期刊介绍

《激光技术》（双月刊，1971年创刊）

主办单位：西南技术物理研究所

主　　编：王浟

通信地址：成都市武侯区人民南路四段7号（成都238信箱）

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