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期刊信息/Journal information
长春理工大学学报（自然科学版）
长春理工大学学报（自然科学版）

于化东

季刊

1672-9870

custlxb@cust.edu.cn

0431-85582724

130022

长春市卫星路7089号

长春理工大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Changchun University of Science and TechnologyCSTPCD
查看更多>>本学报是以光学技术为主，光机、电、算、材料、化工、生命等相结合的理工类综合性学术期刊，主要读者为高校师生及有关科研院所企事业前段时间的科技工作者。
正式出版
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    非机械指向空间激光通信接收系统设计与分析

    王俊扬刘壮王启东尚卫东...
    1-8页
    查看更多>>摘要：采用非机械指向结构能够极大缩小空间激光通信系统尺寸与重量,由于现有器件性能局限,目前尚未见到成熟的非机械指向空间激光通信接收系统.提出基于正交液晶级联偏振光栅与四象限探测器的空间激光通信接收光学系统,利用了正交液晶级联偏振光栅体积小、口径大、偏转范围大,及四象限探测器接收角度范围大的优势,根据正交液晶级联偏振光栅与四象限探测器的理论与器件性能,设计了光学系统,分析了探测器噪声、背景噪声、系统噪声对于通信与入射角度测量的影响,计算了可实现的通信速率,给出了系统的最大响应角速度.

    空间激光通信液晶偏振光栅四象限探测器噪声响应角速度

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    ±1/2阶快速Hankel变换及其在电磁场计算中的应用

    宋岁轩陈桂波张烨卢俊...
    9-17页
    查看更多>>摘要：针对±1/2阶快速Hankel变换的滤波系数进行了设计研究,并将其用于水平层状正交各向异性介质中电磁场的计算.首先,利用Fourier变换以及传播矩阵法将空间域电磁场表示成二维无穷积分形式,并利用欧拉公式将其转化为包含±1/2阶Bessel函数的半无穷积分.然后,利用矩阵反演方法设计了三种不同长度的±1/2阶快速Hankel变换滤波系数,以提高电磁场计算效率.最后,通过设计一个五层正交各向异性介质模型计算了其电磁场分布,并与直接积分方法进行对比,从而检验了设计的±1/2阶快速Hankel变换的计算精度与效率.研究方法可用于复杂介质中电磁场的快速计算,也可为目标电磁成像提供一定基础,具有重要的理论与实际意义.

    ±1/2阶Bessel函数快速Hankel变换电磁计算

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    半导体激光Bar条应力抑制研究

    魏传祥宋英民李昊翰王勇...
    18-24页
    查看更多>>摘要：为抑制半导体激光器件封装应力和Y、Z轴方向的形变,提出了一种用于封装高功率半导体激光Bar条,且具有通过丝杠实现应力调节机制的双热沉封装结构.利用有限元法分析了半导体激光器CS和应力可调节双热沉两种封装结构的应力分布,以及在CW连续工作条件下两种封装在Y、Z轴方向的形变,并对不同调节应力Bar条的应力分布进行了仿真分析.分析表明,应力可调节式双热沉封装结构有效减小了工作热应力并抑制了Smile效应和热透镜效应,为半导体激光Bar条的应力抑制研究提供一定的理论支撑与参考.

    半导体激光器Smile效应热透镜效应热沉封装应力有限元分析

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    基于双F-P标准具的宽调谐窄线宽Tm:YAP脉冲激光器

    方燕刘明明李若冰刘景良...
    25-30页
    查看更多>>摘要：设计了一种宽调谐、窄线宽、高重频的Tm:YAP脉冲激光器.采用三个切轴方向的Tm:YAP晶体作为增益介质,通过0.5 mmYAG材质F-P标准具和0.025 mm熔石英材质F-P标准具,激光器分别实现了49 nm、44 nm、51 nm波长连续调谐,具体分别为1951～2000 nm、1932～1976 nm、1943～1994 nm.同时测得激光线宽均在0.4 nm左右.声光调Q 10 kHz脉冲重复频率下,分别实现了最大平均功率5.08 W、6.29 W、4.83 W的脉冲激光输出.对比发现,b轴Tm:YAP激光器的平均功率最大,测得最大平均功率下的脉宽为65.7 ns,光束质量因子M2在x方向上为1.84,y方向上为1.93.结果表明b轴Tm:YAP晶体具有宽调谐、窄线宽、高功率、大能量激光的潜力.

    脉冲激光Tm:YAP晶体可调谐激光器窄线宽激光器

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    星模拟器的光学系统设计研究

    卢晓微徐熙平潘越张路晴...
    31-40页
    查看更多>>摘要：基于数字微镜器件(DMD)的工作原理,设计一种工作在0.4～0.7μm波段的星模拟器的光学系统,用于满足星敏感器的性能测试与评估需求.光学系统包括照明系统、棱镜、DMD和投影物镜.照明方式采用科勒照明保证光线均匀照射,其均匀性达到89％.投影系统焦距为87 mm,半视场角为5.75°,出瞳直径为31 mm,出瞳距离为33 mm.该系统经过优化,在37 lp/mm的空间频率下,MTF大于0.7,接近衍射极限,系统畸变小于1％,显示出良好的成像质量.同时,在保证投影光学系统的偏心、倾斜、厚度等公差参数较宽松的情况下,成品率高.总体上,该系统结构紧凑,性能优越,为星空模拟和测试领域带来了重要的参考.

    星模拟器星敏感器照明系统投影系统像质分析

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    大相对孔径物方远心检测镜头光学系统设计

    罗天娇丛京洲罗春华
    41-46页
    查看更多>>摘要：针对工业在线检测中线路板瑕疵点检测问题,给出了一种大相对孔径物方远心检测系统的设计.基于镜头设计的具体参数展开工作,首先选用双高斯复杂化系统作为初始结构;然后为了达到远心度与像质的要求加入多种适合的操作数后进行反复优化,最后得到镜头基本参数:放大倍率3.5倍、最大相对孔径D/f′=1/1.6且光圈可调,焦距100 mm,系统长度560 mm.物方远心度小于2°,畸变小于0.01％,轴上调制传递函数在50 lp/mm处大于0.33,0.7视场传递函数在50 lp/mm处大于0.18,整体系统在波长587～760 nm范围内色还原良好.镜头设计结果结构合理,像质优良;系统具有良好加工工艺性及较好的装校性能.

    光学设计大相对孔径物方远心双高斯结构

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    一种基于FPGA的小型化VCSEL激光器温控电路设计

    张晨亮秦旭磊吴东岷王健...
    47-54页
    查看更多>>摘要：原子磁强计具有高灵敏度的优点,常被用于测量磁场,磁强计系统中激光器波长的稳定性易受温度影响,导致灵敏度下降.为了提高温度的稳定性,设计一种基于FPGA的激光器温度控制电路,采用ZYNQ7020作为主控芯片,实现可编程逻辑端与处理系统端的信息交互,通过PID算法对数据处理,改变加热信号幅值.为防止直流加热信号引入磁场干扰,影响磁强计性能,采用1 MHz交流正弦波进行加热,完成对温度的闭环控制,最终实现了VCSEL温度控制电路的小型化.实验结果表明,该电路能够将温度控制在80℃,控制精度可以达到±0.0035℃,满足磁强计系统中激光器对温度稳定性的需求.

    VCSEL增量式PID算法FPGA小型化

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    基于YOLOv5I_CA的无人机目标检测算法

    孙雨含朱振华安宏宇薛珊...
    55-60页
    查看更多>>摘要：针对"黑飞"无人机目标小、尺度小、检测困难的问题,提出了一种基于YOLOv5l_CA的无人机目标检测方法.首先,建立无人机目标数据集,并对无人机进行标注;其次,运用YOLOv5l作为无人机训练时的基础网络,并设置好网络模型的超参数,用于模型的训练和评估;然后,对YOLOv5l进行改进,形成改进网络YOLOv5l_CA,它引入坐标注意力机制来增加天空下无人机的检测精度;最后,与其他网络模型进行对比实验.实验表明:改进的YOLOv5l_CA算法平均精度达到94.6％,分别高于YOLOv5s、YOLOv5m、YOLOv5l算法2.4％、1.9％、0.8％,有良好的表现,且满足了检测的实时性,验证了改进算法对无人机检测的可行性.

    YOLOv5l目标检测注意力机制无人机

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    雾滴冷却对压气机边界层分离流动的影响研究

    许奎赵春迪顾莉栋
    61-66页
    查看更多>>摘要：采用欧拉-拉格朗日坐标系对喷雾减温过程进行数值研究,研究喷雾条件下NASA stage 35的流场特性,以及雾滴冷却对边界层分离的影响,探究对边界层分离产生的黏性损失.结果表明,喷雾冷却使流场进口质量流量增加和温度降低.雾滴的蒸发使流体组份发生变化,流场的运动黏度增加,导致边界层分离延迟和边界层厚度变薄.在干空气条件下边界层在25％弦长发生分离.喷雾使边界层移动至29％弦长发生分离.尽管雾滴冷却下边界层分离产生的黏性损失增大,但是边界层分离延迟和变薄对叶型损失起主导作用,喷雾冷却工况下叶型损失减小3.68％.

    压气机喷雾冷却边界层分离叶型损失

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    基于CNN-LSTM混合神经网络的卷烟滤棒质量预测

    王红斌李志文
    67-73页
    查看更多>>摘要：为了在卷烟生产数据中挖掘出滤棒生产过程的有效信息,解决各批次产品质量检测困难的问题,结合卷积神经网络的特征提取能力与长短期记忆网络处理时序数据的有效性,提出了基于CNN-LSTM混合神经网络的卷烟滤棒质量预测模型.该模型通过卷积层提取输入数据的局部特征,然后在LSTM层中捕捉特征之间的时序关系,分层结构使其具有同时处理不同时间维度信息的能力,从而提升了预测精度.将滤棒的质量定义为圆周值与吸阻值两个物理量,利用卷烟厂6万余条实时生产数据进行模型训练和预测,结果表明:以平均绝对百分误差(MAPE)作为评价标准,圆周指标预测误差为0.078％,吸阻指标预测误差为1.42％,对比各类传统机器学习方法,CNN-LSTM混合神经网络表现出了更高的精确性.该方法可为快速准确地预测卷烟滤棒质量提供技术支持,提升烟草工业的自动化水平.

    滤棒成型深度学习卷积神经网络长短期记忆网络

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