
主编:陈桂林(院士)
国际标准刊号:ISSN 1672-8785
国内统一刊号:CN 31-1304/TN
国内邮发代号:4-290
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张桂鸣 , 朱军锋 , 张亭 , 杜志强 , 吴斌 , 杨延召 , 蔡高航
2025, 46(8):7-12.
摘要:光电导天线(Photoconductive Antenna, PCA)是目前太赫兹时域光谱系统中使用最多的太赫兹辐射源之一。根据PCA产生太赫兹信号的原理,利用基于InGaAs/InAlAs超晶格材料的PCA芯片,开展1560 nm激光激发的光纤耦合式太赫兹辐射源模块的设计与仿真。通过集成化的光路与结构设计,获得了小型化光纤耦合式太赫兹辐射源。在平均功率为25 mW、脉宽为100 fs、中心波长为1560 nm的飞秒脉冲激光激发下,太赫兹辐射源单条波形采样中得到的太赫兹信号光谱范围达到0.1~2.9 THz,同时动态范围达到57 dB。另外,通过实验探究了太赫兹辐射源输出信号幅值与偏置电压及激励光功率之间的关系。
2025, 46(8):13-21.
摘要:超短太赫兹脉冲耦合隧道扫描显微技术具有超强的时空分辨成像能力,在材料表面成像、性能诊断和检测等方面有很好的应用。基于Simmons模型分析了太赫兹隧道扫描显微技术的工作原理和影响隧穿电流的因素。结合数值计算详细研究了太赫兹脉冲参数和样品功函数对势垒和隧穿电流的影响。结果表明,隧穿电流是太赫兹脉冲相位的周期性函数;太赫兹电场与直流偏置电场诱导产生的隧穿电流存在临界值,该临界值由材料功函数决定,耦合电场大于该值后隧穿电流是太赫兹电场的线性函数;若太赫兹脉冲脉宽增加,则隧穿电流整流电子数目呈振荡式下降并趋于稳定。研究结果对于深入理解太赫兹隧道扫描显微技术的微观物理机制、指导相关实验具有较好的参考价值。
2025, 46(8):22-29.
摘要:为了更好地表征物体表面辐射偏振特性,以P-G模型为基础,针对物体表面微面元分布情况,建立了一种基于柯西分布的二分量偏振双向反射分布函数(Polarization Bidirectional Reflection Distribution Function, PBRDF)模型。基于红外偏振辐射传输特性,采用黑体辐射定律推导出红外辐射线偏振度模型,并通过设计红外偏振成像实验对该模型进行检验。将实测数据与数值计算结果进行对比,分析引入柯西分布后的红外线偏振度模型相较于高斯分布对精度的影响。结果表明,采用柯西分布表征的微面元模型在描述物体表面的红外线偏振度时具有更好的适用性。研究结果为双向反射分布函数(Bidirectional Reflection Distribution Function, BRDF)模型精度的进一步优化提供了理论支撑与技术支持。
许彰理 , 田浩彬 , 李学磊 , 崔蕾 , 尹波 , 钟应龙
2025, 46(8):30-37.
摘要:红外热像仪作为非接触式测温工具在热冲压工艺中具有显著优势,但其测量精度易受表面发射率、观测角度以及目标温度等多种因素的影响。提出了一种基于动态发射率补偿的测温优化方法。采用投影测量技术精准获取复杂曲面零件的空间角度参数,然后通过实验量化分析观测角度和温度值对测温偏差的作用规律;采用机器学习算法构建发射率与多维变量之间的非线性映射模型,实现了动态发射率参数的智能补偿。实验结果表明,经补偿后测温系统误差可稳定控制在±1.5 ℃范围内,精度比固定发射率模式提升60%,为高精度红外测温在智能制造场景中的应用提供了有效解决方案。
2025, 46(8):38-48.
摘要:实现复杂形状隧道轮廓变化分界点的精准定位与各分段轮廓提取,可为隧道形变监测、点云正射影像图生成以及既有隧道模型重建提供有力的支持。基于通过移动激光扫描采集的高精度隧道点云数据,先对原始断面点云进行提取与预处理,再凭借轮廓特征点邻域密度特征识别轮廓变化,最后结合里程定位法和边界提取算法,完成隧道分段及其轮廓提取。使用某地铁隧道与公路隧道实测数据开展实验,验证了该方法的可行性。与现有研究相比,本文方法摆脱了对隧道中轴线的高度依赖,能自主精准识别轮廓变化,有效提升了处理效率,为复杂形状隧道分段与轮廓提取的相关工程应用提供了高效创新的解决方案,对高性能激光扫描技术的应用优化具有一定的参考价值。
主编:陈桂林(院士)
国际标准刊号:ISSN 1672-8785
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