《Optics and Laser Technology》近期论文导读

美体   2024-11-22 08:03   浙江  

1. 基于高斯混合模型的条纹投影轮廓术无效点去除
Gaussian mixture model based invalid point removal for fringe projection profilometry
Authors: Huixin Song, Lingbao Kong, Qiyuan Wang
Date: April 2025
Abstract: 本文提出了一种使用高斯混合模型(GMM)的条纹投影轮廓术(FPP)的自适应无效点去除方法,通过解决背景和遮挡区域中的无效点来提高测量精度。该方法通过多步相移技术计算调制水平,然后对调制密度分布进行 GMM 建模以有效地对像素进行分类。实验结果表明,所提出的方法可准确识别无效点,并显著提高各种测量场景中的点云重建质量。
Keywords: 条纹投影轮廓术,无效点,高斯混合模型,调制度,点云重建
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399224015354

2. 通过环波导激光器中的损耗工程调整性能以增强单模激光
Tailoring performance through loss engineering in ring-waveguide lasers for enhanced Single-Mode lasing
Authors: Pegah Eivazy Arvanagh, Mobin Yaghoobi, Fatemeh Moradiani, Nima Nematimansur, Gholam-Mohammad Parsanasab
Date: April 2025
Abstract: 本研究介绍了一种环形波导激光器的制造、特性和模拟方法,通过优化波导的横截面积来减少散射损耗,成功实现 0.03 dB/cm 的低损耗。研究还分析了耦合系数对激光性能的影响,展示了损耗工程对单模激光增强的重要性。
Keywords: 损耗工程,环波导激光器,散射损耗,耦合系数,单模激光
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399224015743

3. 一种新的非朗伯光度立体成像异常值剔除方法
A new outlier rejection approach for non-Lambertian photometric stereo
Authors: Shun Wang, Xiangyu Cao, Junheng Li, Xianyou Li, Ke Xu
Date: April 2025
Abstract: 本文通过引入与 Huber 损失融合的加权相互关系函数 (IRF) 来解决光度立体 (PS) 在估计表面法向量时因非朗伯反射而存在的局限性,以实现稳健的像素值评估。所提方法利用 IRF 曲线和直方图分析自适应计算排除像素的数量,并采用最大类间方差估计法向量的高稀疏性。实验结果表明,该算法在准确性和运行效率上均显著优于现有方法。
Keywords: 光度立体、非朗伯反射、BRDF、加权相互关系函数、最大类间方差
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399224016001

4. 通过混合反射光谱法对硅基薄膜和基底厚度进行解耦测量
Decoupled measurement of silicon-based film and substrate thickness by hybrid reflectance spectroscopy
Authors: Chengpei Bai, Xinlei Sun, Zhaoran Liu, Baoxin Niu, Zizheng Wang, Chengyuan Yao, Wanfu Shen, Chunguang Hu
Date: April 2025
Abstract: 本研究提出了一种混合反射光谱法,该方法结合薄膜的差分反射光谱 (DRS) 和厚基板的反射光谱 (RS),以准确测量多层膜厚度。开发的系统集成可见光和近红外光与显微成像、DRS 和 RS 技术,能够测量从纳米到微米的层厚度和数百微米的基板厚度。实验验证表明,该方法可测量 12 nm 到 500 nm 的厚度范围,并通过扫描电子显微镜 (SEM) 确认了绝缘体上硅 (SOI) 结构的多层厚度的解耦。
Keywords: 薄膜厚度、混合反射光谱、差分反射光谱 (DRS)、绝缘体上硅 (SOI)、扫描电子显微镜 (SEM)
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399224016013

5. 高强度激光粉末床熔合制备纯铜的组织与力学性能
Microstructures and mechanical properties of pure copper manufactured by high-strength laser powder bed fusion
Authors: Yi Wei, Genyu Chen, Zhikang Xiao, Yi Zhang, Yunlong Zhou, Xufei Liu, Wei Li, Jianbo Xu
Date: April 2025
Abstract: 本研究探讨了高强度激光粉末床熔合 (HS-LPBF) 在纯铜部件制造中的应用,成功实现了 98.1% 的相对密度和 320 MPa 的极限抗拉强度,比之前报道的值提高 18%。研究确定了最佳激光功率为 260 W,同时达到 84 HV 的硬度和 17.8% 的伸长率,晶粒平均尺寸为 3.6 µm。研究表明,通过精确控制工艺参数(如激光功率和网格间距),可显著提高纯铜的机械性能。
Keywords: 纯铜、HS-LPBF、相对密度、激光功率、力学性能
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399224015925

6. 用于长距离 FMCW 激光测距系统的增强型三通道双偏振硅光子平衡接收器
Enhanced three-channel dual-polarization silicon photonic balanced receiver for long-range FMCW laser ranging systems
Authors: Jing Wang, Lin Zhu, Ben Niu, Yan Zuo, De Zhou, Rui Zhu, Hongsong Xu, Hao Wang, Wenjie Zhu, Xiong Jiang, Qifeng Liu, Dechuan Zhang
Date: April 2025
Abstract: 本文开发了一种增强型三通道双偏振硅光子平衡接收器,将分立器件集成到单个芯片上,用于长距离 FMCW 测距系统。这种接收器优化了锗硅光电探测器,达到了约 1.09 A/W 的高响应度、约 4 nA 的最小暗电流和 28 GHz 的带宽。在所有通道上,该接收器展示了超过 180 米的测距能力,满足汽车 LiDAR 应用对长距离和高分辨率 FMCW 测距的需求。
Keywords: 硅光子学、平衡接收器、FMCW 测距、锗硅光电探测器、双偏振
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399224015895

7. 基于正交试验与机器学习的 Q345 铁基合金激光熔覆工艺快速优化
Rapid optimization of iron-based alloy laser cladding process based on orthogonal experiment and machine learning for Q345
Authors: Yi Zhang, Peikang Bai, Zhonghua Li, Jie Zhang
Date: April 2025
Abstract: 本研究通过正交试验和机器学习快速优化了 Q345 铁基合金的激光熔覆工艺参数。结果显示,激光功率对稀释率和硬度有显著影响,而送粉速率对长宽比有显著影响。采用粒子群优化 (PSO) 和遗传算法 (GA) 优化的反向传播神经网络 (BPNN),预测了工艺参数对涂层性能的影响。最终获得的涂层稀释率为 0.33,长宽比为 3.06,硬度为 613 HV,是基体硬度的三倍,且无缺陷。
Keywords: 激光熔覆、工艺参数、稀释率、硬度、优化
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399224015445

8. 基于液晶 Θ-cell 的连续平面偏振旋转器和检测器
A continuous plane of polarization rotator and detector based on the liquid crystal Θ-cell
Authors: Deepak Kararwal, Rahul Panchal, Aloka Sinha
Date: April 2025
Abstract: 本研究提出了一种基于液晶 Θ-cell 配置的连续平面偏振旋转器 (PR)。该设备实现了偏振平面旋转约 160˚,并通过斯托克斯偏振测定法和穆勒矩阵形式验证了旋转特性。该设备还作为高精度偏振平面检测器,能够通过单次成像分析透射光的强度分布,为偏振旋转器的应用提供了新的思路。
Keywords: 调制、偏振旋转器、液晶、斯托克斯偏振测定法、穆勒矩阵
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399224015962

9. 双激光增减混合制造工艺提高部件表面质量:热行为和烧蚀机制
Improved surface quality components enabled by dual-laser additive/subtractive hybrid manufacturing process: Thermal behavior and ablation mechanisms
Authors: Donghua Dai, Zhiheng Xia, Yuhang Long, Han Zhang, Jianye Liu, Zhenghua Huang, Keyu Shi
Date: April 2025
Abstract: 本研究提出了双激光增减混合制造 (LASHM) 工艺,显著提高了 AISI 316L 部件的表面质量。通过建立 VOF 和双温物理模型,分析了热行为,发现 LPBF 工艺的熔池温度从 300 K 稳定升高至 3000 K。经过四次激光减材制造,表面粗糙度 Sa 从 10.774 μm 降至 1.933 μm,最大表面高度差 Sz 从 73.387 μm 降至 18.151 μm,显著改善了表面光洁度。
Keywords: LPBF、LASHM、表面粗糙度、热行为、材料烧蚀
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399224016050


10. 钠钙玻璃皮秒激光焊接工艺研究
Process study of picosecond laser welding of soda-lime glass
Authors: Yichen Huang, Zihao Zhang, Xu Wang, Liqun Li, Lijun Yang, Mingyu Li, Wenbo Zhu
Date: April 2025
Abstract: 本研究探讨了高重复频率红外皮秒激光焊接非光学接触钠钙玻璃的工艺。通过系统分析,发现扫描时间和间距显著影响焊接强度和焊缝形貌。采用最佳参数,焊缝尺寸为 10 mm × 5 mm,且焊缝在垂直扫描方向受力时的断裂强度可达 24.85 MPa,焊接范围可在离焦 ±200 μm 内实现有效连接。
Keywords: 超快激光、钠钙玻璃、焊缝形貌、断裂强度、光学接触
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399224015536


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