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关键词： 单张量辐射场   特征空间   服装重照明   3D维重建   图像生成   双向反射分布函数  

摘要： 针对现有基于三维表面重建的图像重照明方法存在纹理噪点、重照明质量不足及特征空间利用率低等问题,文章提出一种基于单张量辐射场的数字服装重照明方法。该方法首先利用球面高斯函数和多层感知机,分别模拟环境直射光和服装表面间的间接反射光,以构建一个精准的入射光场;接着通过引入梯度引导平滑策略,优化从特征空间中提取双向反射分布函数模型参数的过程。最后,利用简化的反射率方程,结合入射光场、双向反射分布模型及特征空间,成功地渲染出高质量的服装重照明图像。实验结果表明,该方法有效地减少了服装纹理噪点,显著降低了服装重照明的失真现象。相较于先进方法,该方法在生成服装新视角图像方面,各项评估指标的平均提升约9.922%;在服装重照明结果方面,各项评估指标的平均提升约4.549%。

关键词： 激光器   窄带宽   蓝光   外腔锁模   温度漂移   波长稳定性  

摘要： 体布拉格光栅作为激光外腔镜可以有效降低激光器运行过程中热效应引起的温度漂移和谱线加宽问题。利用中心波长为449.7 nm的体布拉格光栅作为蓝光半导体激光器的外腔反射镜对激光器进行外腔锁模,研究激光器的输出光特性。实验确定了具备稳定激光输出的蓝光二极管-快轴准直镜-慢轴准直镜的激光器结构。在不同电流和水冷温度条件下,分析了电流漂移和温度漂移现象,并检测了体布拉格光栅对激光波长锁定的效果。在22℃水冷和1 A电流条件下,体布拉格光栅将激光器的中心波长稳定在449.7 nm,谱线半高全宽压缩至0.1 nm,实现了具有波长稳定性的窄带宽激光输出。该研究可为开发高亮度、高功率、高色纯度的蓝光半导体激光器提供参考。

关键词： 苏步青   考题   期末考试   教学楼   清洁工   数学家   留学期间   老师  

摘要： 数学家苏步青在日本留学期间,有一次期末考试,老师在试卷的最后出了这样一道题:“哪位同学知道,每天在教学楼门前打扫卫生的那位女清洁工叫什么?”

关键词： 光学薄膜   膜厚监控   光路设计   光纤耦合   光学膜厚  

摘要： 针对直接式光学膜厚监控系统中卤素灯光源发散和探测器接收信号幅值弱,导致短波波段监控精度差,并且制备窄带滤光膜(带宽<5 nm)监控误差大引起光谱矩形度差等问题,通过分析HLX64623卤素灯的光强分布和光纤耦合原理,根据镀膜机的结构参数设计准直聚焦耦合光路系统的初始结构,通过采用非球面U型反光镜结构和自由曲面透镜实现发散光源的准直以及光信号聚焦与光纤耦合,利用Zemax软件以基板和光纤接收端面上的辐照强度和光斑尺寸为优化目标进行迭代优化,相比于独立光源结构,优化后基板辐照强度提高了147%,光纤接收端辐照强度从0提高到1.53%。将准直聚焦耦合光路系统安装在镀膜机上进行测试,相比独立光源信号强度提高了362.3%,信噪比提高了91.9%,通过制备365 nm带宽10 nm的窄带滤光膜,连续镀制三炉的中心波长偏移量在1 nm以内,半高宽均为10 nm。实验结果表明,该装置可实现对近紫外到可见近红外波段高精度窄带滤光膜的稳定监控.

关键词： 非线性时间分布阶双曲波动方程   有限元方法   广义BDF2⁃θ   稳定性   误差估计   数值模拟  

摘要： 构造了一种基于带有位移参数θ的广义向后差分公式(广义BDF2-θ)的有限元(FE)方法,用于求解非线性时间分布阶双曲波动方程.时间方向由广义BDF2-θ近似进一步得到FE全离散格式.将具有高阶时间导数的模型转化为包括两个低阶方程的耦合系统.证明了格式的稳定性以及两个函数u和p的最优误差估计结果.最后,通过数值算例验证了格式的可行性和有效性.

关键词： 向列相液晶   对称性   拟熵  

摘要： 基于液晶的张量模型,根据约束最小化问题导出的原始熵,写出D_(4)对称性下向列相液晶四阶拟熵的初步表达式.该表达式的形式为协方差矩阵的负对数行列式,利用分子对称性计算其中张量进一步推导出四阶拟熵.

关键词： 集成光学   硅基光栅耦合器   形状优化逆向设计   光学接口设计   动态参数更新   逆向设计  

摘要： 聚焦于硅基光电子芯片光学接口的设计,以实现高耦合效率、低制造成本和高集成度的目标。采用形状优化逆向设计算法,结合动态参数更新机制,利用参数化剖面和加噪处理,快速生成初始设计方案。通过降余弦衰减策略调节参数更新率,加快光栅耦合器优化收敛过程,有效降低计算成本并提高设计效率。设计出无需额外材料层的紧凑型光栅耦合器。光栅区长度为18μm,在100 nm线宽条件下,在1550 nm波长下实现了-0.85 dB的单端口仿真耦合效率和28 nm的3 dB带宽。在10 nm刻蚀深度制备误差的情况下,实验单端口峰值耦合效率达到了-3.62 dB。对比于近期报道的光栅耦合器,在无需额外材料层的情况下,实现了220 nm硅层厚度的SOI平台上目前所知最高的耦合效率。此研究开发出一种高效率、低成本,兼具紧凑结构的光学接口,可为实现硅光芯片间的互联提供有效的解决方案。

关键词： 光栅检测   车梁支出   上位机   PLC  

摘要： 煤四期不摘钩式翻车机在每次进行翻卸作业时,首先对载有物料的车厢进行翻转,当车厢的倾角达到一定程度时,车厢内损坏的拉杆梁会随着重力支出车厢之外,并且在返回后保持支出状态。支出的拉杆梁会随着定位车前行牵引整列重车时离开翻车机房出口,靠近铁路高压线,会有触碰到高压线的危险。基于光栅技术的车皮拉杆梁支出检测系统,可以改善现场工作人员的工作环境,具有24 h不间断工作,不受恶劣天气限制等优点。一旦出现车梁支出情况,检测装置会进行自动报警,大大降低工作人员的劳动强度。实现定位车前行变速过程全程监测,提升自动化程度,可以有效避免车梁支出触碰高压线事故带来的经济损失,保障煤炭运输的有序进行。

关键词： CUPT   IYPT   磁场   球谐函数  

摘要： 2023年大学生物理学术竞赛(以下文本中均简称为CUPT)中的第二题振荡球(Oscillating sphere)要求研究一个表面导电的导体球在磁场中的运动.本文从麦克斯韦方程组出发,基于良导体的性质,利用级数展开和分离变量法,将问题转化为定边界的泊松方程,再利用张量表述下的球谐函数,研究了非铁磁导体球壳在均匀磁场和线性梯度磁场中受到的力和力矩,获得了完备的描述导体球壳在线性梯度场中运动模式的微分方程,求解并设计实验探究了动力学方程的若干特解,在大学物理实验条件下,证明了导体球模型平动与转动的衰减以及相互的耦合运动规律.

关键词： 莫尔图案   多彩色显示   灰度变换   印刷图像防伪  

摘要： 目的针对现有信息隐藏技术存在隐藏信息内容和色彩显示单调性方面的不足,提出一种基于光栅干涉的信息隐藏和多彩色显示技术。方法从莫尔条纹干涉的物理现象出发,将彩色隐藏信息加载在特定设计的点状载体光栅图像上,分析并构建了含隐藏信息的载体光栅与解码光栅相互干涉产生的莫尔图案灰度变化函数关系,根据隐藏信息的像素分布规律,对载体光栅不同颜色通道的灰度变换,实现信息的隐藏及多种彩色显示。考虑到隐藏信息的边缘效应,使用多阶调的点状光栅为信息隐藏载体,优化多彩色显示技术的隐藏效果。结果经过通道灰度变换的隐藏图像与原始载体图像的结构相似度指数SSIM均>0.90,解码显示图像与原始隐藏信息的SSIM值均>0.85,调节解码光栅的相位可实现隐藏信息的多彩色显示。在此基础上,进行了数码印刷实验验证,以实现印刷品信息隐藏和多彩色显示。结论提出的信息隐藏和多彩色显示技术可通过印刷方式进行隐藏图像的输出,且达到较好的隐藏和显示效果,证明该方法在印刷包装产品运用的可行性。