基于调制激光光谱吸收的高稳定性气体检测

为了精确测定待测气体的体积分数,提高可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)的稳定性,优化了TDLAS气体检测系统的扫描信号。基于HITRAN数据库,选定了甲烷气体在1654 nm附近吸收峰,计算出含甲烷、水蒸气和二氧化碳混合气体的吸收系数;使用可视化仿真工具对气体检测系统进行理论仿真,同时通过搭建的气体检测系统验证仿真结果。结果表明,通过优化扫描信号,提高了检测系统的稳定性,偏差值从0.3%降至0.07%;建立了2次谐波信号均值与气体体积分数的反演模型,线性拟合的相关系数R^(2)=99.99%。此研究为提升TDLAS系统的稳定性和准确性,及实现高稳定气体检测具有一定的参考价值。

基于图像处理的激光清洗飞机蒙皮特性和机制研究

为了避免激光清洗后的飞机蒙皮图像难以直接观察、分析蒙皮特性与机制的问题,采用了一种基于Lab颜色空间的k均值聚类算法和基于Canny算子的边缘检测相结合的漆层宏观图像和微观图像共同分析的方法。首先对清洗后的图像进行颜色空间转换,将原本的RGB颜色空间转换为Lab颜色空间,并通过k均值聚类的算法进行图像分割,再将各漆层连接处的电镜图通过Canny算子进行边缘检测提取边缘信息,然后通过处理后的图像分别进行特性和机制研究,最后将图像处理结果通过热应力分析进行验证。结果表明,采用该方法,激光能量密度分别为6.37 J/cm 2和1.91 J/cm 2时,飞机蒙皮的面漆和底漆能被激光完全消除。该研究为激光自动除漆提供了参考。

基于外差干涉的涡旋光水下传输相位测量

涡旋光束在湍流介质中传输时,光束相位会受到湍流运动的影响产生畸变。采用了一种基于外差干涉的点像元相位提取方法,通过采集各个点在一个周期内的干涉条纹获得的相对相位,重构出涡旋光束经过水下湍流传输后的相位分布。通过功率谱反演法生成随机相位屏,完成不同湍流强度下涡旋光束的传输仿真,结果表明光束相位畸变随着湍流强度的增大而增加。搭建了实验装置,实现了水下环境的涡旋光传输及相位测量。实验结果表明,当涡旋光在存在湍流的水下传输时,其复振幅分布经历了较为复杂的传输过程,强度分布及相位均存在畸变,所采用的方法能精确测量出涡旋光的复杂相位分布,有效完成涡旋光的拓扑荷数识别。

采用卷积神经网络提高鬼成像的边缘质量

散斑移位鬼成像边缘提取方法需要对物体进行多次的采样,才能得到高质量的边缘图。为了解决散斑移位鬼成像提取物体边缘时采样次数多和时间长的问题,在鬼成像的边缘提取实验中采用了卷积神经网络。首先用Walsh散斑对未知图像进行照射,将桶探测器收集的采样信号作为图像特征信息输入到鬼成像边缘提取网络,最后通过训练好的网络直接输出探测物体的边缘信息图,并且使用非极大值抑制算法来优化卷积神经网络的输出结果。实验结果表明,对于128×128像素的重建物体,在采样次数为1600时,鬼成像边缘提取网络输出边缘图案的信噪比和结构相似指数分别比散斑移位鬼成像的输出结果提高了5倍和2倍,成功提高了低采样率下鬼成像边缘提取的质量,降低了采样的时间。采用卷积神经网络的鬼成像边缘提取方案,有利于鬼成像在物体识别、安全检查的实际应用中进行快速高质量的边缘检测。

用二维CCD系统测量光束质量的实验研究

建立了一套二维面阵ＣＣＤ光束质量诊断系统，测量了磷酸盐钕玻璃板条激光器自由振荡和调Ｑ输出激光的光束质量因子Ｍ２。该测量系统经过数据校核，所得测量结果是正确的。

光纤激光模场及表征技术进展

在光纤通信、光纤激光器和光纤传感等领域的实际应用中,需要重点关注光纤中的模式问题。模分复用是提高光通信信息容量的有效方法,模间干涉是大多数光纤传感的基本方法,高功率光纤激光的光束质量控制的关键技术之一就是模式控制,因此,对光纤模式理论、模式产生及转换、模式表征技术开展研究具有重要的研究意义和实际应用价值。论文讨论了光纤的模式及光束质量,分析了多种模式发生及转换的方法,将模式表征方法归结为非相干、相干和低相干测量法。光纤模式表征是目前的研究热点,在多种表征方法中,空间和频谱成像法(S2)和双重傅里叶变换法(F2)具有显著的优越性,可不需要提前知道光纤的几何参数,就可获得模场分布、模式功率占比、群时延等特性。研究表明F2法更适合于表征高功率光纤激光的模场特性。

风力发电机大风限速保护方法的研究

小型风力发电机面临的最大难题是其可靠性问题,即大风时的限速保护问题。从能量守恒的角度分析了利用风轮与发电机的功率匹配特性实现风力发电机限速保护的可行性。另外,设计了2台风轮与发电机具有不同匹配特性的300 W/26 V风力发电机,为了使其具有可比性,使用了同样型号的发电机。通过实验测试了风轮的机械输出特性、发电机在输出电压不同时的功率特性和整机的功率输出,实验结果表明,风速12 m/s以下时2台风力机输出功率基本相同,风速12 m/s以上时其中1台随着风速的增加功率不断增加,而另外1台随着风速的增加输出功率不再上升,甚至有点下降,与大风机功率特性相似。

轴棱锥光学系统对激光束的变换及应用

本文对轴棱锥系统对激光束的变换特性作了详细分析。结果表明，本文提出的新型轴棱锥光学系统具有某些实际应用价值。

多根板条固体激光器用聚光腔的研究

用二维光线追迹法对多根板条固体激光器（所谓“光炉”）用聚光腔作了数值模拟，并对有关的实验作了报道。

多段式钕玻璃板条激光放大器小信号增益系数和储能效率的实验研究

用阈值法和行波放大法对我们自行设计、加工的新型多段式钕玻璃板条激光放大器的小信号增益系数和储能效率作了测量，结果表明，放大器储能效率可达３．８４％，比常规放大器更高；此外，还具有向高功率。

单段与多段阵列式放大器泵浦腔的比较研究

对单段和多段阵列式放大器的泵浦腔特性作了大量的数值计算比较，所得结果可用于原型机的优化设计。

Cr^(4+): YAG晶体用于Nd: YAG和磷酸盐钕玻璃激光器被动调Q研究

对包含增益介质、慢饱和吸收介质的被动调Ｑ的速率方程组作了数值计算。用参数适当的Ｃｒ４＋：ＹＡＧ晶体在Ｎｄ：ＹＡＧ和磷酸盐钕玻璃板条激光器中实现了被动调Ｑ，数值计算与实验结果作了比较，两者符合较好。

一维VRM非轴对称虚共焦腔谐振模的计算

基于快速傅里叶变换，提出了等效空间频谱传输法并计算了一维变反射率镜（１ＤＶＲＭ）非轴对称虚共焦腔板条激光器的谐振模，与均匀反射率镜（ＵＲＭ）和二维旋转对称变反射率镜（２ＤＶＲＭ）非轴对称虚共焦腔作了比较。在计算中考虑了腔的非轴对称性和激活介质的增益饱和特性。数值计算结果表明。

小型风力机电磁失速控制方法的研究

提出一种小型风力机大风限速方法,即建立在风轮与发电机匹配特性基础上的电磁失速控制;从风轮空气动力学角度分析了电磁失速控制的工作原理,并分析了风轮与发电机的匹配特性对电磁失速控制有效性的影响。最后设计了2台具有不同匹配特性的300W风力机,通过风洞实验测试了2台风力机的电磁失速控制特性。测试结果表明,只有具有一定匹配特性的风力机才能通过电磁失速控制达到大风限速的目的。

YAG板条激光振荡-放大器(MOPA)的实验研究

建立了一级振荡二级放大ＹＡＧ板条激光装置，并进行了自由振荡和使用新型ＹＡＧ∶Ｃｒ４＋色心晶体调Ｑ输出的能量放大以及光束质量随放大级泵浦能量变化的实验研究。结果表明，该ＭＯＰＡ系统由于热效应小，可输出高光束质量的激光。

磷酸盐钕玻璃板条多通放大系统时间特性的研究

在理论和实验上研究了磷酸盐钕玻璃三通放大系统的时间特性。对闪光灯放电脉冲波形、被动调Ｑ和脉冲放大作了计算模拟，实验证实了计算结果是正确的。

用于X光激光实验的反射式线聚焦光学系统的设计和分析

基于三维光线追迹的象差计算，对卢瑟福实验室用离轴球面反射线聚焦系统作了分析。然后，首次提出了用于Ｘ光激光实验的两类新的反射式线聚焦构型，即反射式光楔列阵和光锥列阵系统，并作了计算。最后，对所得结果作了比较和讨论。

浅议高职艺术类技能型人才的培养

高职院校艺术类的培养目标和模式与普通高校的艺术专业相比,其特点在于培养综合素质较高的技能型人才。为实现这一目标,要构建以专业技术、专业基础知识、专业前沿知识为核心的知识结构,同时还要加强产、学、研相结合,增强学生实践技能。

小型风力机大风限速方法的发展与研究现状

总结了小型风力机常用的大风限速方法的发展与研究现状,介绍了具有风轮侧偏机构的风力机和被动变桨矩风力机的结构动力学的研究进展,以及尾舵空气动力学和结构动力学的研究现状。

非旋转对称光束的像散系数a_(ZF)

基于二阶矩定义,综合考虑像散光束的非旋转对称性,提出采用M^4参数来描述光束的像散特性。推导出了在指定方位角上像散基模高斯光束、像散厄米高斯光束传输和像散光束的束腰、发散角的解析表达式,提出采用像散系数a_(ZF)表示光束的像散特性,最终给出了用像散系数a_(ZF)表达的M^4参数(M_(xx)~4、M_(yy)~4、M_(xy)~4和M_r^4)的解析表达式。另外,根据实测光束的M4参数反过来也可以求出光束的像散系数a_(ZF)及光束在主方向上的M^4参数等。光束经过无像差旋转对称光学系统传输时,其传输不变量为a_(ZF)、J_(ZF1)和J_(ZF2)。本文所得结果对实际工作中激光器的设计、制造和应用有重要的参考价值。