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数字合成莫尔条纹的频谱分析与滤波处理

中国激光 2015年第12期42卷 248-256页

作者：朱丽君王玉荣孟祥锋杨修伦江山山东大学信息科学与工程学院山东省激光技术与应用重点实验室山东济南250100

莫尔轮廓术是实现物体三维面形测量的主要方法之一,它基于莫尔条纹产生和分析技术。莫尔条纹产生方法主要有阴影法、投影法和数字合成法三种。对于数字合成法,目前通常采用低通滤波提取莫尔条纹,低频区域含有许多无用频率成分,会降低所... 详细信息

莫尔轮廓术是实现物体三维面形测量的主要方法之一,它基于莫尔条纹产生和分析技术。莫尔条纹产生方法主要有阴影法、投影法和数字合成法三种。对于数字合成法,目前通常采用低通滤波提取莫尔条纹,低频区域含有许多无用频率成分,会降低所提取的莫尔条纹的质量。通过分析参考条纹图像和变形条纹图像经相乘、相加、相减运算结果图像的频谱,比较不同滤波处理方法对提取莫尔条纹的影响,提出一种采用带通滤波提取莫尔条纹的新方法。与低通滤波相比,带通滤波可以产生衬比度更高的强度分布为标准余弦分布的莫尔条纹;此外,相加和相减运算产生的莫尔条纹之间相位相差p,明暗反转。计算机模拟和实际实验均验证了上述分析结论的正确性和该方法的有效性与可行性。

关键词：测量三维面形测量莫尔轮廓术莫尔条纹频谱滤波

用模拟退火算法设计的云母λ/2消色差复合波片

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中国激光 2010年第6期37卷 1574-1578页

作者：郭丽娇吴福全宋连科郝殿中崔祥霞山东省激光偏光与信息技术重点实验室山东曲阜273165 曲阜师范大学激光研究所山东曲阜273165 泰山学院物理与电子工程学院山东泰安271000

为了设计适用于可见光波段的云母λ/2消色差复合波片,根据三元复合波片理论,利用模拟退火算法,设计出了消色差λ/2复合波片。理论结果表明,在400~700 nm范围,复合波片的相位延迟偏差在2%以内。根据光相位延迟量的归一化偏振调制测量法,... 详细信息

为了设计适用于可见光波段的云母λ/2消色差复合波片,根据三元复合波片理论,利用模拟退火算法,设计出了消色差λ/2复合波片。理论结果表明,在400~700 nm范围,复合波片的相位延迟偏差在2%以内。根据光相位延迟量的归一化偏振调制测量法,选用4个激光光源对该复合波片进行测试。实验结果表明,在可见光范围,以平均等效快轴为基准,器件的相位延迟偏差在4.8%以内;分别以测试波长对应的等效快轴为基准,其相位延迟偏差在2.9%以内。用模拟退火算法设计的云母λ/2消色差复合波片在可见光范围内实现了较好的消色差效果,具有一定的实用价值。

关键词：物理光学消色差模拟退火算法复合波片延迟偏差

Wollaston棱镜对发散光束的分束特性分析

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激光技术 2011年第6期35卷 833-836页

作者：薛林吴福全蒋琳琳曲阜师范大学激光研究所山东省激光偏光与信息技术重点实验室曲阜273165

为了了解Wollaston棱镜用于发散光束时对出射o光束、e光束发散角的影响,利用折射定律对发散光束两边缘光线通过Wollaston棱镜后的o光、e光分束角进行了推导,采用控制变量法分析了发散光束经过Wollaston棱镜后出射的o光束和e光束的变化,... 详细信息

为了了解Wollaston棱镜用于发散光束时对出射o光束、e光束发散角的影响,利用折射定律对发散光束两边缘光线通过Wollaston棱镜后的o光、e光分束角进行了推导,采用控制变量法分析了发散光束经过Wollaston棱镜后出射的o光束和e光束的变化,得出了Wollaston棱镜对出射o光束、e光束发散角的影响。结果表明,相对入射光束的发散角,Wollaston棱镜对o光束有减小发散角的作用,对e光束有增大发散角的作用;对于一定结构角的棱镜,当入射光的波长变大时,o光束发散角增大,而e光束发散角减小;对于确定的单色发散光束,当结构角增大时,o光束发散角减小,而e光束发散角增大;无论是入射光的波长还是棱镜结构角的变化,对出射o光束、e光束发散角的影响都是有限的。由此可见,在要求不是太高的应用中,可以忽略Wollaston棱镜对出射o光束、e光束发散角的影响。

关键词：光学器件 Wollaston棱镜控制变量法发散光束发散角

Gyroid结构钛仿生骨支架修复下颌骨节段性缺损的生物力学性能

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中国组织工程研究 2025年第22期29卷 4621-4628页

作者：姜至秀季俣辰刘丹瑜曹怡琳姜婷婷宋颐函王磊王心彧黑龙江省生物医学材料及应用重点实验室黑龙江省佳木斯市154002 佳木斯大学口腔医学工程实验中心黑龙江省佳木斯市154002 佳木斯大学口腔医学院黑龙江省佳木斯市154002

背景:三周期最小表面的多孔结构是最有前景的骨科生物结构之一,其中的Gyroid结构具有高比表面积、高渗透率、均曲率为零等特点。目的:通过有限元分析结合力学压缩实验测试,筛选出与下颌骨松质骨弹性模量范围相匹配的4 mm单胞Gyroid结构... 详细信息

背景:三周期最小表面的多孔结构是最有前景的骨科生物结构之一,其中的Gyroid结构具有高比表面积、高渗透率、均曲率为零等特点。目的:通过有限元分析结合力学压缩实验测试,筛选出与下颌骨松质骨弹性模量范围相匹配的4 mm单胞Gyroid结构TC4仿生骨支架壁厚区间。方法:建立不同壁厚(0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8 mm)4 mm单胞Gyroid结构有限元模型,分析Gyroid结构的等效弹性模量,筛选出与下颌骨松质骨弹性模量范围相匹配的Gyroid结构壁厚区间,壁厚分别为0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7 mm。根据有限元分析筛选结果,以Ti6Al4V为原料,采用选择性激光熔融技术制备不同壁厚的3D打印Gyroid结构试件,进行大颗粒喷砂酸蚀处理,通过力学压缩实验测试试件的弹性模量与抗压强度。结果与结论:(1)有限元分析结果显示,随着壁厚的增加,Gyroid结构的等效弹性模量升高,其中壁厚为0.2-0.7 mm Gyroid结构的等效弹性模量在下颌骨松质骨弹性模量范围内(1.5-4.0 GPa),用于3D打印Gyroid结构试件;(2)力学压缩实验结果显示,随着壁厚的增加,Gyroid结构试件的弹性模量与抗压强度均升高,其中0.3-0.5 mm壁厚Gyroid结构试件的弹性模量在下颌骨松质骨弹性模量范围内,0.3-0.7 mm壁厚Gyroid结构试件的抗压强度符合下颌骨的力学性能;(3)结果显示0.3-0.5 mm壁厚Gyroid结构与下颌骨的弹性模量范围相适应。

关键词：节段性骨缺损 Gyroid结构 3D打印选择性激光熔融有限元力学性能

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量子点半导体光放大器波长转换的Q因子特性

发光学报 2016年第3期37卷 346-352页

作者：李雯王海龙崔乐乐张国龚谦山东省激光偏光与信息技术重点实验室曲阜师范大学物理系山东曲阜273165 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050

为了改善全光波长转换器的转换性能进而提高输出信号质量,研究了波长转换器的Q因子特性。采用牛顿迭代法和四阶龙格库塔法解光场传输方程和跃迁速率方程,分析了输入信号光功率、脉冲宽度、最大模式增益和有源区长度4个因素对全光波长转... 详细信息

为了改善全光波长转换器的转换性能进而提高输出信号质量,研究了波长转换器的Q因子特性。采用牛顿迭代法和四阶龙格库塔法解光场传输方程和跃迁速率方程,分析了输入信号光功率、脉冲宽度、最大模式增益和有源区长度4个因素对全光波长转换器的Q因子特性的影响,并将得到的结果与相同条件下的输出消光比比较。结果表明:增大输入信号光功率,Q因子先增大后减小,并且在-12 d Bm时取得最大值8.819 d B;Q因子随着脉冲宽度的增加而不断下降;增大最大模式增益和有源区长度,Q因子增大。在实现波长转换的基础上,优化各参数数值,得到的Q因子达到16.680 d B,输出信号质量较好。要同时获得高的消光比和Q因子,提高输出信号的质量,必须选取适当的输入信号光功率、脉冲宽度、最大模式增益和有源区长度。

关键词：量子点半导体光放大器全光波长转换交叉相位调制 Q因子

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一种新型平行可调对称分束器的设计

激光技术 2010年第2期34卷 214-217页

作者：牛明生宋连科曲阜师范大学激光研究所山东省激光偏光与信息技术重点实验室曲阜273165

为了获得对称且平行分束的偏振光,对双Wollaston棱镜进行了修正,在获得大分束角的对称偏振光后,配合普通玻璃三棱镜,使对称分束光变成平行分束光,通过改变三棱镜与双Wollaston棱镜间的距离来改变平行光的剪切距离。通过测量其透射比得... 详细信息

为了获得对称且平行分束的偏振光,对双Wollaston棱镜进行了修正,在获得大分束角的对称偏振光后,配合普通玻璃三棱镜,使对称分束光变成平行分束光,通过改变三棱镜与双Wollaston棱镜间的距离来改变平行光的剪切距离。通过测量其透射比得到新设计的分束器的透射在85%左右,测量误差在0.91%左右。结果表明,该设计方案既节省了材料又节省了测量时间,能够满足较精密的测量需要。

关键词：光学器件修正角三棱镜透射率

基于泵浦分束的波长可调谐1μm超短脉冲光纤激光器

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中国激光 2023年第19期50卷 7-12页

作者：徐明航刘昆赵鸿张大勇张利明龙润泽固体激光技术重点实验室北京100015

利用啁啾脉冲增益饱和放大特性,搭建了一台基于泵浦分束结构的波长可调谐1μm全保偏光纤超短脉冲激光器。该激光器由超短脉冲激光振荡器和超短脉冲激光放大器组成,控制注入到放大器的啁啾脉冲能量,使放大器处于增益饱和或非饱和状态,从... 详细信息

利用啁啾脉冲增益饱和放大特性,搭建了一台基于泵浦分束结构的波长可调谐1μm全保偏光纤超短脉冲激光器。该激光器由超短脉冲激光振荡器和超短脉冲激光放大器组成,控制注入到放大器的啁啾脉冲能量,使放大器处于增益饱和或非饱和状态,从而实现激光中心波长的精确调节。实验中,激光器可产生1030.0~1034.5 nm波长可调谐的超短脉冲激光,光谱带宽大于13.1 nm。在整个波长调谐范围内,放大脉冲激光的信噪比均大于55 dB,时域脉宽为7.1~7.5 ps。此外,得益于全保偏光纤架构,该1μm超短脉冲光源表现出良好的长期稳定性,平均功率的相对抖动低至0.1%。该激光器产生的波长可调谐超短脉冲激光,能够精准匹配Yb∶YAG、Yb∶CaF^(2)、Yb∶Lu_(2)O_(3)等晶体的发射峰,可为后续Yb∶YAG、Yb∶CaF_(2)、Yb∶Lu_(2)O_(3)等大能量超短脉冲固体激光器提供紧凑、便捷、稳定的种子光源。

关键词：激光器光纤激光器超短脉冲泵浦分束波长可调谐

Wollaston棱镜正反向的分束角及分束角的对称性

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激光技术 2012年第5期36卷 636-638页

作者：朱久凯吴福全任树锋曲阜师范大学激光研究所山东省激光偏光与信息技术重点实验室曲阜273165

为了了解Wollaston棱镜正反向使用时分束角及分束角的对称性,采用数学运算和实验测试相结合的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了较为理想的数据。由分析可知,Wollaston棱镜正、反向分束角及分束角对称性不同是因为反向入射时第1块... 详细信息

为了了解Wollaston棱镜正反向使用时分束角及分束角的对称性,采用数学运算和实验测试相结合的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了较为理想的数据。由分析可知,Wollaston棱镜正、反向分束角及分束角对称性不同是因为反向入射时第1块棱镜中的o光在第2块棱镜中成为e光波时,其光矢量振动方向和晶体光轴不平行,对应的不再是主折射率所致。结果表明,Wollaston棱镜正向使用时的分束角略大于反向入射时的分束角,且Wollaston棱镜结构角越大,入射波长越短,则正、反向分束角的差值越大。

关键词：偏振光学沃拉斯顿棱镜正向入射反向入射分束角对称性

晶体光轴的不平行对Glan-Thompson棱镜性能影响分析

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激光技术 2011年第6期35卷 775-777页

作者：亓欣吴福全郝兆荣曲阜师范大学激光研究所山东省激光偏光与信息技术重点实验室曲阜273165

为了分析Glan-Thompson棱镜两部分光轴不平行对棱镜性能的影响,利用冰洲石晶体的双折射特性,得到了两类晶体光轴不平行时Glan-Thompson棱镜出射光束偏离角、消光比和透射比的理论计算公式。结果表明,晶体光轴的不平行不会对棱镜的消光... 详细信息

为了分析Glan-Thompson棱镜两部分光轴不平行对棱镜性能的影响,利用冰洲石晶体的双折射特性,得到了两类晶体光轴不平行时Glan-Thompson棱镜出射光束偏离角、消光比和透射比的理论计算公式。结果表明,晶体光轴的不平行不会对棱镜的消光比造成影响;而晶体光轴的横向不平行会对出射光束透射比产生一定影响;晶体光轴的纵向不平行会对出射光束的偏离角产生影响。对于高精度的Glan-Thompson棱镜,由晶体光轴产生的对棱镜透射比和出射光束偏离角的影响是必须要避免的。

关键词：偏振光学偏光棱镜晶体光轴光束偏离角消光比透射比