光源照明质量研究综述

照明光源对人类生活和工作环境有着深远的影响,其照明质量评价取决于不同光源参数下人眼的视觉感受。本文从照明光源参数和视觉评价两方面对光源照明质量的研究进展进行了系统地梳理,包括对照明光源的光谱特性(颜色质量和色温)、照度等方面的分析,以及结合人类视觉特性对照明效果的主观和客观评价。通过全面综合现有研究成果,旨在为照明工程领域提供可靠的理论基础和实践指导,以促进照明光源质量的提升和人类视觉舒适度的改善。

紧凑型LED配光设计中光源模型可靠性研究

针对现有LED光源建模适用条件及可靠性不确定性的问题,对紧凑型LED配光设计中光源建模可靠性进行了研究.通过优化设计具有不同透镜光源直径比模型的方法,对点光源、表面光源、ray文件光源三种建模方式在系统中的差异进行分析对比.整体设计以ray文件光源模型为基准,以常规紧凑型全反射式透镜为二次配光元件,对不同透镜光源直径比(光束角分别为±15°、±10°、±5°)的光学系统进行优化设计和分析计算.结果表明:在能量利用率误差为±2%的范围内,光束角为±15°,透镜光源直径比大于36∶2时,表面光源建模可代替ray文件光源建模;光束角±10°,透镜光源直径比为44∶2时,表面光源建模可代替ray光源建模;光束角为±5°,透镜光源直径比为82∶2时,表面光源建模可代替ray文件光源建模.但是在±2%误差范围内,点光源无论在何种透镜光源直径比,任何光束角下均不能代替ray文件光源.这一结果为紧凑型系统设计中光源模拟提供了依据,同时解决了采用ray文件光源建模进行辅助优化设计耗时较长的问题,为相关研究提供了参照依据.

结合主动光源和改进YOLOv5s模型的夜间柑橘检测方法

【目的】解决夜间环境下遮挡和较小柑橘难以准确识别的问题,实现采摘机器人全天候智能化作业。【方法】提出一种结合主动光源的夜间柑橘识别方法。首先,通过分析主动光源下颜色特征不同的夜间柑橘图像,选择最佳的光源色并进行图像采集。然后,提出一种夜间柑橘检测模型BI-YOLOv5s,该模型采用双向特征金字塔网络(Bi-FPN)进行多尺度交叉连接和加权特征融合,提高对遮挡和较小果实的识别能力;引入Coordinate attention(CA)注意力机制模块,进一步加强对目标位置信息的提取;采用融入Transformer结构的C3TR模块,在减少计算量的同时更好地提取全局信息。【结果】本文提出的BI-YOLOv5s模型在测试集上的精准率、召回率、平均准确率分别为93.4%、92.2%和97.1%,相比YOLOv5s模型分别提升了3.2、1.5和2.3个百分点。在所采用的光源色环境下,模型对夜间柑橘识别的正确率为95.3%,相比白光环境下提高了10.4个百分点。【结论】本文提出的方法对夜间环境下遮挡和小目标柑橘的识别具有较高的准确性,可为夜间果蔬智能化采摘的视觉精准识别提供技术支持。

地面姿态模拟光源控制系统研究

太阳敏感器和红外地球敏感器是卫星升空以后进行姿态控制的两个重要部件,地面姿态模拟光源作为地面测试设备,用来在地面上给这两个部件提供太阳模拟信号和红外地球模拟信号.本文设计了一套由4条光缝组成的模拟卫星自旋转动的小型太阳模拟光源及针对地球同步轨道高度模拟15.6°张角的南(北)红外两个地球模拟光源,并为南北地球敏感器太阳保护探头提供了模拟的太阳保护光源.根据地面姿态模拟光源控制系统的组成和总体结构,通过分析计算给出各模拟光源之间严格的时序关系,并对各模拟光源之间的时序进行了实验测试,结果表明模拟转速锁相误差不大于1 ms,各模拟光源时序之间的角度误差小于0.5°.

第四代同步辐射光源加速器物理与技术

同步辐射光源是20世纪应用最广泛的高性能X射线源,已成为物理、化学、能源环境、生物医学、先进材料等领域前沿研究的重要工具。进入21世纪,基于电子储存环的同步辐射光源的发展前沿是第四代同步辐射光源(4GLS)。其采用紧凑型的多弯铁消色散结构,可以实现接近甚至达到X射线衍射极限的超低束流发射度,将光源亮度在第三代光源基础上进一步提升2—3个数量级。文章将重点介绍第四代同步辐射光源关键的加速器物理与技术,以及国际范围内第四代同步辐射光源装置的发展情况。

光源在光学实验中的应用

本文对大学物理光学实验中常用光源做简单介绍,使学生明确不同的光源用于不同的实验目的。

同步辐射光源新增线站相关加速器安装与调试

以上海光源新增的双插入件04IVU波荡器和04Wigger扭摆器为例,介绍了已运行的同步辐射光源新增束线工程中加速器方面需要着重处理的工作。首先,介绍插入件的设计参数及磁测结果,并使用SPECTRA程序计算了其光谱亮度;详细梳理了插入件的安装过程遇到的真空盒工艺误差、安装任务冲突和项目安装超期等问题及其解决方案;阐述了插入件调试工作的物理机制,以及如何应用前馈补偿的方法抑制了插入件调试过程中束流轨道影响,双插入件IVU和Wiggler的最高亮度分别为3 keV时的5.86×10^(19)Photon·s^(−1)·mm^(−2)·mrad^(−2)·(0.1%B.W.)^(−1)和2.75×10^(15)Photon·s^(−1)·(0.1%B.W.)^(−1),校正后IVU和Wiggler最大轨道扰动均小于2μm。对前端区真空清洗工作的意义、方法和结果进行了分析,并系统性地介绍了主被动模式相结合的新方法,该方法实现了高效的真空清洗。归纳了试运行过程中遇到的联锁逻辑错误、前端区真空异常、安全光闸硬联锁等问题,并总结了应对措施,为双插入件更好投入运行提供帮助。通过这些工作的进行,该双插入件已完成安装并基本调试完毕,对其他光源新增线站相关加速器安装与调试具有一定的参考价值。

多光源照射下目标图像实时生成方法

由于地理位置、太阳、大气环境等因素限制,无法获取空间目标在各种姿态、光照条件、特别是激光、太阳和背景光共同作用下的实际成像。提出一种多光源照射下目标图像实时生成方法。该方法基于计算机图形学中纹理映射思想,采用现代图形显卡编程技术和帧缓存对象特性,在GPU(Graphics Processing Unit)端采用着色器语言实现多光源作用下目标亮度值高效计算和真实感增强;采用开源三维图形引擎OSG(Open SceneGraph)支持多种格式三维模型文件,提高与国产麒麟操作系统及常用战场态势显示软件的兼容性。仿真实验验证了该方法的有效性和优越性。

基于误差补偿的光源调频非线性校正研究

由于FMCW光源非线性频率调制的影响,其差频信号的频谱会出现展宽,降低频谱分辨率,因此光源非线性校正是该体制激光雷达精确测距的前提。为了避免现有非线性校正技术系统结构复杂,测量成本高的缺陷,本文提出了基于误差补偿的FMCW光源非线性校正法。该方法通过输出信号与线性回归数据之间的误差,构建与输出信号频率变化趋势相反的校正数据作为激光器的调制信号源。经过若干次循环补偿,逐步将输出信号频率与线性回归数据之间的决定系数提高到0.9995以上。最终通过距离测量实验,验证了该方法的有效性和可行性。

新光源在DLP拼接系统中的应用及特性测试

近年来国内拼接墙的应用需求日益增长,而得益于"无缝拼接"技术的DLP拼接产品一直是业界的霸主。然而随着LCD、PDP拼接产品的强势崛起,DLP拼接产品受到了前所未有的挑战。由于光源寿命的问题,DLP拼接产品后期维护成本较高,这成了DLP拼接发展的巨大瓶颈。然而LED光源和混合光源这些新光源的出现,以其超长寿命和超宽色域等优点,结合DLP拼接产品原本的零拼缝优势,使其继续在数字拼接市场独占鳌头。

基于合肥光源数据库的束流寿命分析与诊断

高质量的电子束流寿命数据可以直接反映装置的健康状态,为了获得高质量的束流寿命数据,提出一种束流寿命数据清洗方法,并开展了影响束流寿命的关键因素研究。基于合肥光源历史数据库对2022年以来累积的束流寿命原始数据进行分析,采用Python开发了自动化数据清洗程序,用于获取和处理合肥光源的原始束流寿命数据,以获得长时间跨度的束流寿命变化趋势。通过使用Pearson相关系数对束流寿命异常原因进行分析,发现合肥光源束流寿命受储存环真空压强和高频腔压的影响较大。该束流寿命清洗程序处理快捷,获取的高质量束流寿命数据可以为合肥光源的健康状态检测诊断和预警提供重要依据。

不同占空比的脉冲光源对工业大麻生长和生理生化的影响

试验研究室外栽培条件下,利用不同占空比的脉冲光源对工业大麻进行补光,探究其对工业大麻生长发育、生理生化以及主要大麻素含量的影响。结果表明:占空比100%(LED1)和占空比70%(LED2)的光源促进了工业大麻株高、茎粗、SPAD值以及花叶干重和鲜重的增加,但LED2与不补光(CK)差异不显著,而占空比50%(LED3)光源显著降低了工业大麻的株高、茎粗、SPAD值以及花叶干重和鲜重;LED1、LED2和LED3提高了工业大麻叶片中可溶性糖、可溶性淀粉以及游离氨基酸的含量,LED1与CK差异显著,LED2和LED3与CK差异不显著;LED1和LED2显著降低了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CTA)活性,而LED3显著促进抗氧化物酶(SOD、POD和CTA)的活性;LED1显著降低了四氢大麻酚(THC)和大麻二酚(CBD)的含量,而LED1、LED2和LED3显著提高了大麻萜酚(CBG)的含量。LED1和LED2光源均可以促进工业大麻的生长发育,增加可溶性渗透调节物质含量,降低抗氧化物活性,增加CBG含量,为今后利用节能(占空比)脉冲光源提高工业大麻品质和产量提供理论参考。

波长可调的量子点纠缠光源(特邀)

可按需产生纠缠光子对的量子光源是光量子网络中的重要组成部分。半导体量子点可确定性地产生高纠缠保真度的光子对。基于量子点构建量子网络所需的量子中继单元时,需要多个发光波长一致的高质量纠缠光源。然而量子点形貌、组分和应力的不均一性严重限制了基于量子点的量子中继器的可扩展性。国内外研究团队发展了多种量子点生长后调节技术,成功调节量子点精细结构劈裂并通过联合多个调节自由度实现多维度的调节。本文综述了目前联合多个调节自由度实现发光波长和精细结构劈裂均能调控的实验方案,总结了不同方案的调节方法和研究现状,并介绍了将量子点与光学微腔相结合通过Purcell效应能进一步提升纠缠光源的性能。最后,对该领域的未来发展进行展望。

不同波长LEDs光源对苦荞芽菜生长、生物活性物积累及抗氧化活性的影响

为探究不同波长LEDs光源对苦荞芽菜生长的影响,本研究以黑暗(D)作对照,采用单色红(R)、蓝(B)、绿(G)光源培养苦荞芽菜,收获后分别测定其形态指标、生物活性物积累量、类黄酮合成关键基因表达量及抗氧化活性指标,结果表明:B处理的苦荞芽菜下胚轴呈深红色,伸长生长受到强烈抑制,花青素、总黄酮及总酚积累量均最高,分别是D的7.18、2.96和2.49倍;R处理的下胚轴呈浅粉色,上述3种生物活性物积累量分别是对照的2.56、1.68和1.40倍;G处理的下胚轴伸长与R相似,外观呈透明白色,生物活性物积累量与对照无显著差异。B和R均强烈诱导类黄酮生物合成通路上关键结构基因表达,显著增加苦荞芽菜下胚轴抗氧化活性。此外,各单色光处理均未显著影响苦荞芽菜可食用部位的鲜重。由此可见,红、蓝LEDs光源可显著影响苦荞芽菜形态生长,并增加其生物活性物积累及抗氧化能力,以蓝光最佳。

基于单片机的智能光源跟踪系统设计

为了解决光能转化率低的问题,设计了一种基于单片机的智能光源跟踪系统,系统采光板上安装的光敏电阻可以实时检测到光信号,光信号转换为电信号后传送给单片机处理,单片机驱动步进电机调整采光板的高度和方位去追踪光线,确保光线垂直照射,提升光能的利用率。文中给出了系统的设计方案、硬件设计、软件设计,并对系统进行了调试和运行。结果表明,设计的智能光源跟踪系统能够安全可靠地工作,具有良好的跟踪精度和灵敏度,达到了预期的效果。

井下巷道新型可见光通信光源布局方法

目的针对井下巷道可见光通信信号差异大,导致接收端信号误差增大的问题,方法提出一种井下巷道新型可见光通信光源布局方法,并同现有光源布局方法进行对比,从光照度、接收功率、信噪比三个方面评估两种布局方法的系统性能。引入照度均匀度(IU)、功率标准偏差(STD)和信噪比的变化系数(CV)评估系统的整体性能。结果通过仿真实验,分析不同半功率角对本文布局方法系统性能的影响,从而得出半功率角的最优取值,为50°~70°。当半功率角为70°时,与现有光源布局方法比较,本文布局方法的光照度均匀度由0.758降至0.407,降低了46.3%,且最小光照度与最大光照度之间差异更小,光照度分布更均匀;功率标准偏差由0.97降至0.42,降低了56.7%,且降低了功率波动,接收功率分布更均匀;信噪比变化系数由0.0137下降到0.0072,降低了47.7%,信号分布均匀性更高。结论提出的光源布局方法整体性能优于现有方法的,为井下巷道的光源布局提供了新的解决方案。

电光源与环境污染的关系

一、前言 人类的生存和发展离不开照明。人类真正进入文明是以1893年爱迪生发明白炽灯为标志的,因此电光源工业理所当然地受到各国政府的重视,成为国民经济的一个重要组成部分。我国的情况也毫不例外。据估计到2000年我国电光源产量将达到45亿只,平均每年增2.92％;到2010年将达到80亿只。同时到2000年我国发电量将达到11000亿度,估计照明用电不会低于1419亿度。根据以上分析,当前国际科技界提出了一个电光源工业与环境污染关系的重要研究课题,其内容涉及到电光源工业制造过程中使用的有害物质如汞、铅、放射性元素,电光源产品工作过程中耗电的降低,以减少燃料和发电的污染,以及电光源产品寿命终止后的废弃物质的处理等问题。许多国家根据已得到的结论,制定了相应的法规和措施,来防止人类生存环境受到无限止的污染。本文试对这一课题加以具体剖析,希望引起我国制订政策的有关领导部门和电光源企业的重视,并与同行商榷和研讨。

光伏发电光源自动跟踪设计探索

为了在各种天气条件下持续追踪太阳光,从而充分利用太阳能的辐射能量,以STC12C5A60S2单片机作为控制器,利用光强检测跟踪法和视日轨迹跟踪法进行跟踪,能够根据气象条件自动切换追踪方式。研究了最大功率点追踪技术。在Matlab/Simulink环境下,利用扰动观察法进行模拟和仿真。仿真实验结果表明,该方法可以实现对太阳位置的最大功率点追踪。

宽谱光源谐振式光纤陀螺谐振特性分析

为优化宽谱光源谐振式光纤陀螺(RFOG)谐振腔设计,进行了RFOG谐振特性分析。首先,根据光场传输理论完成了宽谱RFOG光场传输特性分析,建立了宽谱RFOG谐振频差曲线模型,给出了谐振特性参数表达式。理论证明了宽谱RFOG的陀螺精细度和半高全宽约为谐振腔光谱曲线的1/2和2倍。其次,基于宽谱RFOG光场理论模型,分析了耦合器交叉耦合系数、附加损耗和谐振腔腔长等谐振腔关键光学参数对陀螺精细度和极限灵敏度的影响。最后,实验验证了谐振特性理论分析的正确性,并通过优化谐振腔参数实现陀螺零偏不稳定性0.059°/h,对谐振式光纤陀螺工程设计具有理论指导意义。

一种新的用于直下式LCD背光源的LED

传统的薄膜晶体管液晶显示器作为一种被动发光器件,本身不会发光,必须依靠背光源提供照明。在背光照明用到的光源中,LED最具竞争力。在分析LED性能的基础上,设计了一种用于大尺寸直下式背光源的LED,新设计的LED结构简单,性能优良。通过设计26英寸背光源验证了新的LED。模拟结果表明,新的LED可以满足大尺寸LCD背光源对亮度均匀性和颜色均匀性的要求。