飞秒激光高效并行微孔加工技术研究

针对飞秒激光加工微孔过程中加工效率慢的问题,提出基于GSW算法的液晶空间光调制器的并行加工技术。利用液晶空间光调制器模拟光栅产生多光束的方法和迭代算法的原理,运用GSW算法计算10×10阵列和字符"H""B""U""T"微孔群的多光束全息图,将这些全息图加载到SLM中,利用CCD相机观察多光束效果,并在柔性电路板上进行加工实验。实验结果表明,本方法产生多光束数量可达100束,字符并行加工中光束均匀性超过0.73,加工微孔孔径尺寸偏差为1.34μm,多光束均匀性超过0.89。因此,此微孔加工技术是一种高效的并行加工方式。     

基于TWAIN接口的图像测量系统的设计

介绍了TWAIN接口的标准,并分析了开发基于TWAIN接口的应用程序的方法.建立了基于TWAIN接口的图像测量系统,并分析了其测量的原理及标定的方法.位移测量的实验结果证明图像测量系统可应用于位移、长度、直径等工件尺寸的测量.     

基于飞秒激光的光纤微加工工艺研究

光纤作为传输光信号的重要载体,使用时经常需要进行切割。飞秒激光以其热效应小、加工精度高等优势可对多种光纤进行加工。利用飞秒激光对单模石英光纤切割加工的特性及加工工艺,通过对扫描次数、激光功率和焦平面位置等参数进行组合实验,再对光纤切割端面的显微图像进行质量分析,找出飞秒激光切割光纤的最佳工艺参数。研究结果表明,扫描速度0.1mm/s、切割功率0.6 W,先把激光聚焦于光纤中心切割2次后再把焦点位置移动到光纤底部切割2次,可获得良好切面效果。     

圆形喷丝板自动检测系统的研究

根据圆形喷丝板的特点,设计了喷丝板自动检测系统。介绍了基于图像的检测原理,并分别从硬件和软件上设计了自动检测系统。该系统通过显微镜对喷丝孔进行放大成像并采集保存。利用数字图像处理技术对每个喷丝孔的像进行分析处理,并判断其是否堵塞。实际使用结果表明该自动检测系统效率高、速度快。     

基于反馈加权3D-GS算法的三维多焦点调控方法研究

针对超快激光三维多焦点均匀性不高的问题,本文提出了一种基于反馈加权3D-GS算法的三维多焦点光场重建技术。用CCD相机实时采集多焦点的能量和位置信息,优化全息图,然后将优化后的全息图加载至空间光调制器,得到目标结构的高均匀性三维多焦点光束。利用此方法实现了4个面47个点的“HBUT”三维多焦点结构以及15个面15个点的三维多焦点螺旋结构,前者的多光束均匀性超过了96%,后者的多光束均匀性达到了94%。将传统3D-GS算法与反馈加权3D-GS算法迭代计算得到的上述两种结构的多焦点能量分布结果进行对比,结果显示,反馈加权3D-GS算法能有效提高三维多焦点的焦斑能量分布均匀性。     

基于计算全息的无衍射光莫尔条纹三自由度测量方法研究

针对工作台运动误差,提出了一种基于计算全息的无衍射光莫尔条纹三自由度测量方法。通过液晶空间光调制器(SLM)生成无衍射光,利用两束无衍射光干涉生成莫尔条纹。设计了无衍射光莫尔条纹三自由度测量光路,建立了三自由度运动误差数学模型,并用几何分析法将三种运动误差(偏摆角、滚转角和俯仰角)进行分离。利用旋转台模拟不同大小的三自由度运动误差,带有误差信息的无衍射光和莫尔条纹图案分别由CCD1和CCD2接收。实验结果表明,通过光斑中心偏移量计算出的实际运动误差值接近理论值,测量误差不超过0.0104°,验证了无衍射光莫尔条纹三自由度测量系统的可行性与正确性。     

气体放电管可靠性强化试验研究

气体放电管的可靠性直接影响设备和人身的安全,利用强化试验技术提高气体放电管的可靠性.介绍了气体放电管的基本结构及在实际使用中的失效部位,依据可靠性强化试验技术设计了针对气体放电管的随机振动试验方案,测试气体放电管的电极材质、引线直径、焊接高度、根部焊接面积和底板材质等参数对其可靠性的影响.试验结果表明焊接高度、根部焊接面积和底板材质是造成气体放电管失效的主要原因,改进这些参数后,有效地提高了气体放电管的可靠性.     

高精度自动对准系统中特征点提取方法的研究

基于高精度自动对准系统中的视觉定位系统,对定位标识图像进行系列的图像处理算法研究和技术处理.为有效提取芯片定位标识图像的特征点,通过分析比较,对定位标识图像,首先采用SUSAN滤波算法进行噪声平滑,再对其进行迭代分割,最后采用SUSAN角点提取算法进行特征点提取.该算法能快速有效的提取特征点,可大幅度提高后续的图像匹配的精度和速度.     

轴锥镜对无衍射成像系统景深的影响

在介绍轴锥镜线焦特性的基础上,分析了轴锥镜对成像系统景深的影响.根据轴锥镜镜的线焦特性,阐述了基于轴锥镜的大景深成像系统的基本原理,并设计了两步成像的大景深成像系统.通过对该系统点扩散函数和景深的分析,发现可以通过改变轴锥镜的角度来实现不同景深的成像系统.对轴锥镜夹角分别为θ1＝0.01和θ2＝0.25的两个成像系统,其景深分别为D1＝323.59 mm,D2＝122 mm.实验结果表明轴锥镜能增大光学系统的景深,夹角越大景深范围越小.