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  距離的高精度實(shí)時(shí)測(cè)量在現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣,工件的表面輪廓目標(biāo)物體的相對(duì)位置、形狀描述等都離不開距離的高精度測(cè)量,非接觸、小型化、數(shù)字化、智能化成為距離測(cè)量系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。隨著數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)功能越來越強(qiáng),光電耦合器CCD的日益普及,使符合實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)要求的非接觸高精度在線距離測(cè)量系統(tǒng)的研制成為可能。    技術(shù)原理與工藝流程:    光學(xué)三角法檢測(cè)技術(shù)。光學(xué)三角法的測(cè)量原理就是使發(fā)光元件所發(fā)出的光束照射在被測(cè)物體表面上并被反射,部分反射光成像在位置敏感元件表面上(如CCD,PSD等),通過檢測(cè)光斑在敏感表面上的位置,由幾何關(guān)系即可計(jì)算出被測(cè)物體的距離。這類位移測(cè)量儀的基本組成是激光器、物鏡、光電接收器、信號(hào)處理及測(cè)量顯示系統(tǒng)。    圖像中心位置的識(shí)別算法。這是非接觸測(cè)量技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù),當(dāng)激光照射在被測(cè)物體表面散射,經(jīng)透鏡會(huì)聚在cCD表面成像,所成像的模擬信號(hào)經(jīng)過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(AD)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)處理器可以處理的數(shù)字信號(hào)后,要經(jīng)過圖像中心位置識(shí)別算法的處理確定所成像的中心點(diǎn)位置,根據(jù)激光三角法原理,由所成像的中心點(diǎn)位置就可以求出相應(yīng)的被測(cè)量物體的距離信息。    為了保證系統(tǒng)可靠性和提高測(cè)量精度,用查表與細(xì)分相結(jié)合的方法根據(jù)線性CCD上像點(diǎn)的位置確定目標(biāo)物體的距離。    主要技術(shù)性能指標(biāo)：    測(cè)量范圍:50mm；    測(cè)量儀與被測(cè)物體距離:80mm；    測(cè)量精度:在全部測(cè)量范圍內(nèi),不小于01mm；    分辨率:25微米；    測(cè)量頻率:1KH    技術(shù)水平及用途：    在工業(yè)生產(chǎn)中有很多生產(chǎn)指標(biāo)和工藝參數(shù)要實(shí)現(xiàn)測(cè)量和控制,非接觸距離測(cè)量可以為生產(chǎn)的調(diào)度指揮和工藝參數(shù)的監(jiān)測(cè)提供準(zhǔn)確、可靠、快捷的信息,是一種應(yīng)用范圍很廣和非常有潛力的測(cè)量技術(shù)。    應(yīng)用行業(yè):1.教育2制造業(yè)

1 成果簡介激光皮帶秤是一種全新概念的皮帶秤。 皮帶秤用于在線測(cè)量輸送皮帶上散裝物料的重量，其應(yīng)用范圍廣，應(yīng)用數(shù)量大。就行業(yè)而言，皮帶秤廣泛應(yīng)用于大量散裝物料的加工、利用、儲(chǔ)存、運(yùn)輸行業(yè)，諸如煤炭、冶金、電力、化工等大量物料加工、利用企業(yè)，以及碼頭、倉庫、料場(chǎng)等等物料運(yùn)輸、存儲(chǔ)企業(yè)。就應(yīng)用目的而言，皮帶秤可以用于生產(chǎn)管理、指導(dǎo)結(jié)算，組成各種自動(dòng)控制系統(tǒng)等。在很多場(chǎng)合，皮帶秤的應(yīng)用都可以為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 現(xiàn)有皮帶秤主要是電子秤和核子秤。它們往往存在測(cè)量準(zhǔn)確度低或維護(hù)量大等缺點(diǎn)。隨著各企業(yè)提高自身生產(chǎn)效率的需求日益迫切，對(duì)工藝控制和管理水平要求越來越高，相應(yīng)的，希望有準(zhǔn)確度更高、維護(hù)量更低的皮帶秤。 激光秤針對(duì)電子秤和核子秤的缺點(diǎn)，把“重量測(cè)量”轉(zhuǎn)化成“體積測(cè)量”和“密度測(cè)量”兩個(gè)問題，利用激光掃描散裝物料的體積，利用 Gamma 射線測(cè)量物料的密度，從而準(zhǔn)確測(cè)量出物料重量。 激光秤項(xiàng)目經(jīng)過多年的醞釀和研究， 2003 年開始樣機(jī)投入現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。至 2006 年底，共有近十套產(chǎn)品投入煤炭行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用。即使在環(huán)境惡劣、測(cè)量條件較差的煤炭行業(yè)，也得到了用戶的認(rèn)可。2 應(yīng)用說明激光秤適用于測(cè)量粉料、塊料、混和料等各種固態(tài)散裝物料，非常適合在灰塵多、震動(dòng)大、有腐蝕性、濕度大的工業(yè)環(huán)境條件下使用。 由于所采用的測(cè)量方案先進(jìn)，又是非接觸式測(cè)量，激光秤具有以下三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度高，標(biāo)定時(shí)好于 0.25％，實(shí)際測(cè)量準(zhǔn)確度在 0.5~1.0%，取決于具體情況；穩(wěn)定性好， 測(cè)量參數(shù)長期穩(wěn)定， 無需頻繁標(biāo)定；安裝方便、 故障率極低、 維護(hù)量極小；激光秤的適用范圍很大：適用量程范圍大（ 0.01T/h～10000T/h），可以適用于變速皮帶，可以適用于變長皮帶，可以適用于超大流量。由于激光秤測(cè)量參數(shù)比較固定，所以其用作“公平秤”（中立測(cè)量設(shè)備）十分合適。3 效益分析根據(jù) 2003~2006 年應(yīng)用情況，激光秤平均無故障時(shí)間超過一年，在安裝、維護(hù)、軟件功能各方面都日趨成熟，可以說激光秤已經(jīng)具備了大規(guī)模推廣的條件。 激光秤的效益取決于每個(gè)具體應(yīng)用的實(shí)際情況。 目前一般電子秤和核子秤售價(jià)在 2~5 萬元不等，高端電子秤售價(jià)可達(dá) 10 多萬。激光秤售價(jià)相當(dāng)于高端電子秤。

成果簡介：主動(dòng)紅外夜視儀可以利用近紅外半導(dǎo)體激光器作為照明光源，星 光級(jí) CCD 作為圖像探測(cè)器，配合高倍變焦光學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在夜間探測(cè)目標(biāo)的 目的。針對(duì)軍事和準(zhǔn)軍事以及民用的需求，研制系列的激光照明成像系統(tǒng)， 具有成本低、使用方便、空間分辨率高、晝夜適用、探測(cè)距離較遠(yuǎn)、能夠在 一定程度上識(shí)別目標(biāo)偽裝等特點(diǎn)。 項(xiàng)目來源：自行開發(fā) 技術(shù)領(lǐng)域：光學(xué)（激光夜視） 應(yīng)用范圍：公安、武警和邊防線監(jiān)控等應(yīng)用。

多維曲面激光精密測(cè)量系統(tǒng)包括基于激光位移精密傳感器的測(cè)量機(jī)構(gòu)和數(shù)據(jù)采集與分析軟件系統(tǒng)。能夠?qū)χ饼X輪、斜齒輪、圓錐齒輪和弧齒圓柱齒輪以及葉片、蝸輪、蝸桿等復(fù)雜曲面零件進(jìn)行非接觸式快速測(cè)量；軟件系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)復(fù)雜曲面零件模型任意截面數(shù)據(jù)的提取與測(cè)量路徑自動(dòng)編程，并且對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行各項(xiàng)誤差分析。

依托國家重大儀器專項(xiàng)“高精度光梳成像分析儀應(yīng)用與工程化開發(fā)”（2012-2019年）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“超短脈沖激光隱形切割系統(tǒng)及應(yīng)用” （2018-2022年），在可見和近紅外波段實(shí)現(xiàn)了高光束質(zhì)量、高偏振消光比、抗環(huán)境干擾的超短脈沖輸出。期間，攻克了超短脈沖自穩(wěn)定鎖模技術(shù)、低非線性無畸變脈沖放大技術(shù)，解決了脈沖鎖模器件易受光致?lián)p傷這一制約超快激光發(fā)展和應(yīng)用的根本問題，成功實(shí)現(xiàn)了鎖模光纖種子源光路的永久免維護(hù)。項(xiàng)目開發(fā)了國內(nèi)首臺(tái)第三代半導(dǎo)體晶圓劃片激光器，在應(yīng)用單位進(jìn)行芯片封測(cè)量產(chǎn)，解決了機(jī)械劃片效率低、易崩邊的難題。項(xiàng)目開發(fā)的激光光源在THz光譜儀器、光子3D打印、非線性光譜成像、激光精密測(cè)量等領(lǐng)域進(jìn)行示范應(yīng)用。

1) 管材內(nèi)表面激光強(qiáng)化處理系統(tǒng) 該系統(tǒng)采用YAG固體激光器，采用光纖導(dǎo)光，由于金屬材料對(duì)YAG激光的吸收率約為50～60%，所以泵筒不需要進(jìn)行黑化處理，可直接進(jìn)行激光淬火。采用管道機(jī)器人作為淬火執(zhí)行裝置，用工控機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行，使系統(tǒng)具有很好的靈活性和實(shí)用性，而且造價(jià)低，使用方便，不受管長的限制。該系統(tǒng)獲國家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

1. 痛點(diǎn)問題 線寬和頻率穩(wěn)定性是激光器的重要性能參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)更窄的線寬和更高的頻率穩(wěn)定性，通常會(huì)把激光器頻率鎖定在F-P腔或者飽和吸收譜等外部參考信號(hào)上，利用激光頻率與外部參考的差別產(chǎn)生誤差信號(hào)，將處理后的誤差信號(hào)反饋給激光器本身，進(jìn)而建立閉環(huán)反饋回路來壓縮激光器線寬。但是這種反饋控制都有一定的工作區(qū)間，一旦某些噪聲沖擊使得信號(hào)跳出工作區(qū)間，反饋系統(tǒng)便無法自行恢復(fù)，造成激光頻率脫離鎖定。這種激光跳鎖問題極大地降低了原子物理系統(tǒng)穩(wěn)定性、內(nèi)態(tài)調(diào)控的可靠性以及信息處理的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間。 2. 解決方案 本軟著提供了一種成本低、可靠性高、易復(fù)制的激光器脫離鎖定后自動(dòng)恢復(fù)鎖定的方案。主要包含以下流程：檢測(cè)鎖定狀態(tài)并記錄自參考信號(hào)，如發(fā)生脫鎖則關(guān)閉反饋，根據(jù)自參考信號(hào)調(diào)節(jié)激光器輸出波長到反饋工作區(qū)間，重新打開反饋，重復(fù)以上過程直到重新鎖定。 合作需求 尋求基于原子物理的量子計(jì)算方向的企業(yè)開展業(yè)務(wù)合作。

光纖激光器和放大器是當(dāng)前國際上激光領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，也是我們的一個(gè)重要研究方向。光纖激光器和放大器是現(xiàn)代光通信的產(chǎn)物，是隨著光纖及通信技術(shù)的發(fā)展而崛起的一門嶄新技術(shù)。由于光纖激光器件與傳統(tǒng)的固體激光器件相比，具有低閾值、高效率，穩(wěn)定性和耐熱性能好，結(jié)構(gòu)簡單緊湊、重量輕，容易實(shí)現(xiàn)、性能價(jià)格比高，易于小型化、易于維護(hù)等明顯優(yōu)勢(shì)，它已廣泛應(yīng)用于光通信、工業(yè)加工、軍事和國防、激光醫(yī)療、光纖傳感、微波產(chǎn)生等諸多領(lǐng)域。 密集波分復(fù)用（DWDM）、光纖入戶中有線電視（CATV）網(wǎng)絡(luò)以