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可调谐超快激光贝塞尔光束加工方法研究
被引量：
1
1
作者
全宏升
马威峰
+5 位作者
唐赞
张宗全
金昌骏
邱丽荣
徐可米
赵维谦
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第8期56-64,共9页
为了实现高效率和加工精度可灵活调节的超快激光微器件加工,提出了一种基于可调谐贝塞尔光束的超快激光加工方法。该方法通过调节可对初级贝塞尔光束压缩的双远心光学系统压缩比,实现了超快激光贝塞尔光束的中心主瓣半径和最大无衍射传...
为了实现高效率和加工精度可灵活调节的超快激光微器件加工,提出了一种基于可调谐贝塞尔光束的超快激光加工方法。该方法通过调节可对初级贝塞尔光束压缩的双远心光学系统压缩比,实现了超快激光贝塞尔光束的中心主瓣半径和最大无衍射传输距离的灵活调节,其中不同压缩比的双远心光学系统通过闭环反馈控制的高分辨位移音圈致动器控制实现。理论分析和实验测试证实,在锥透镜(底角2°)和双远心光学系统(f_(1)=250 mm,f_(2)=36、18、9 mm)配合下,超快激光贝塞尔光束的中心主瓣半径和最大无衍射传输距离分别为3.73μm和5.28 mm,1.86μm和1.32 mm,0.93μm和0.33 mm。同时,设计了一套贝塞尔光束检测系统,可以实现对上述设计的可调谐贝塞尔光束的精确测量。最后对厚度为1 mm的熔融石英样品进行了打孔实验,实验结果表明熔融石英上的表面微孔直径与设计的贝塞尔光束的中心主瓣直径相符。该研究内容为实现高精密高效超快激光加工提供了一种新方法,具备工程化价值。
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关键词
超快激光加工
贝塞尔光束
双远心光学系统
音圈致动器
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职称材料
基于共焦LIBS技术结合机器学习的矿石分类识别方法
被引量：
4
2
作者
苏云鹏
贺春景
+3 位作者
李昂泽
徐可米
邱丽荣
崔晗
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期692-697,共6页
矿物分类与识别是地质研究领域的重要内容,对地质勘探和环境演化的研究具有重要意义。然而,传统的矿石分类识别方法依靠专业人员通过矿石的外形及物理性质进行人工鉴定,主观性强,准确率低,激光诱导击穿光谱技术(LIBS)由于其元素“指纹...
矿物分类与识别是地质研究领域的重要内容,对地质勘探和环境演化的研究具有重要意义。然而,传统的矿石分类识别方法依靠专业人员通过矿石的外形及物理性质进行人工鉴定,主观性强,准确率低,激光诱导击穿光谱技术(LIBS)由于其元素“指纹”特性、灵敏度高以及快速在线检测的特点,非常适合用于地质研究领域。利用共焦激光诱导击穿光谱技术与机器学习结合,提高了矿石分类识别的精准度,利用共焦LIBS系统获得8种天然矿石样品(金矿、铜矿、银辉矿、赤铁矿、铝矿、方铅石、磷灰石以及闪锌矿)的光谱数据,采用主成分分析方法(PCA)对数据进行降维处理,并对降维后的数据采用线性判别分析(LDA)、最邻近规则(KNN)以及支持向量机(SVM)三种方法进行特征谱线的高精准分类识别。首先,采用标准铜片作为样品,对比了非共焦LIBS系统和共焦LIBS系统的稳定性及其对PCA主成分累计贡献率的影响,结果表明与非共焦LIBS系统相比,共焦LIBS系统的稳定性提升了63.75%,主成分累计贡献率提高了17.81%;然后,采用共焦LIBS系统获取上述8种矿石样品的光谱信息,并进行去噪等预处理,采用PCA对矿石特征数据进行提取,并保留累计贡献率达到99.4%的前10维特征空间;最后,将特征数据分别与LDA,KNN以及SVM结合构建分类模型,进行种类识别。结果表明,PCA方法与LDA和KNN方法结合的分类准确度分别为95.78%和92.58%,而与SVM相结合的方法,准确率可达到97.89%。因此,采用共焦激光诱导击穿光谱技术与PCA和SVM相结合的方法,可为地质勘探和矿物识别领域提供一种快速、高准确度的分类识别方式,具有广阔的应用前景。
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关键词
激光诱导击穿光谱
共焦LIBS
主成分分析
机器学习
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职称材料
题名
可调谐超快激光贝塞尔光束加工方法研究
被引量：
1
1
作者
全宏升
马威峰
唐赞
张宗全
金昌骏
邱丽荣
徐可米
赵维谦
机构
北京理工大学光电学院“复杂环境智能感测技术”工信部重点实验室
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第8期56-64,共9页
基金
国家自然基金联合基金集成项目(U22A6006)
山东省重大科技创新工程项目(2021CXGC010201)。
文摘
为了实现高效率和加工精度可灵活调节的超快激光微器件加工,提出了一种基于可调谐贝塞尔光束的超快激光加工方法。该方法通过调节可对初级贝塞尔光束压缩的双远心光学系统压缩比,实现了超快激光贝塞尔光束的中心主瓣半径和最大无衍射传输距离的灵活调节,其中不同压缩比的双远心光学系统通过闭环反馈控制的高分辨位移音圈致动器控制实现。理论分析和实验测试证实,在锥透镜(底角2°)和双远心光学系统(f_(1)=250 mm,f_(2)=36、18、9 mm)配合下,超快激光贝塞尔光束的中心主瓣半径和最大无衍射传输距离分别为3.73μm和5.28 mm,1.86μm和1.32 mm,0.93μm和0.33 mm。同时,设计了一套贝塞尔光束检测系统,可以实现对上述设计的可调谐贝塞尔光束的精确测量。最后对厚度为1 mm的熔融石英样品进行了打孔实验,实验结果表明熔融石英上的表面微孔直径与设计的贝塞尔光束的中心主瓣直径相符。该研究内容为实现高精密高效超快激光加工提供了一种新方法,具备工程化价值。
关键词
超快激光加工
贝塞尔光束
双远心光学系统
音圈致动器
Keywords
ultrafast laser processing
Bessel beam
double telecentric optical system
voice coil actuator
分类号
TN249 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
基于共焦LIBS技术结合机器学习的矿石分类识别方法
被引量：
4
2
作者
苏云鹏
贺春景
李昂泽
徐可米
邱丽荣
崔晗
机构
“复杂环境智能感测技术”工信部重点实验室
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期692-697,共6页
基金
国家自然科学基金仪器研制项目(61827826)
民用航天技术预先研究项目(D030207)资助。
文摘
矿物分类与识别是地质研究领域的重要内容,对地质勘探和环境演化的研究具有重要意义。然而,传统的矿石分类识别方法依靠专业人员通过矿石的外形及物理性质进行人工鉴定,主观性强,准确率低,激光诱导击穿光谱技术(LIBS)由于其元素“指纹”特性、灵敏度高以及快速在线检测的特点,非常适合用于地质研究领域。利用共焦激光诱导击穿光谱技术与机器学习结合,提高了矿石分类识别的精准度,利用共焦LIBS系统获得8种天然矿石样品(金矿、铜矿、银辉矿、赤铁矿、铝矿、方铅石、磷灰石以及闪锌矿)的光谱数据,采用主成分分析方法(PCA)对数据进行降维处理,并对降维后的数据采用线性判别分析(LDA)、最邻近规则(KNN)以及支持向量机(SVM)三种方法进行特征谱线的高精准分类识别。首先,采用标准铜片作为样品,对比了非共焦LIBS系统和共焦LIBS系统的稳定性及其对PCA主成分累计贡献率的影响,结果表明与非共焦LIBS系统相比,共焦LIBS系统的稳定性提升了63.75%,主成分累计贡献率提高了17.81%;然后,采用共焦LIBS系统获取上述8种矿石样品的光谱信息,并进行去噪等预处理,采用PCA对矿石特征数据进行提取,并保留累计贡献率达到99.4%的前10维特征空间;最后,将特征数据分别与LDA,KNN以及SVM结合构建分类模型,进行种类识别。结果表明,PCA方法与LDA和KNN方法结合的分类准确度分别为95.78%和92.58%,而与SVM相结合的方法,准确率可达到97.89%。因此,采用共焦激光诱导击穿光谱技术与PCA和SVM相结合的方法,可为地质勘探和矿物识别领域提供一种快速、高准确度的分类识别方式,具有广阔的应用前景。
关键词
激光诱导击穿光谱
共焦LIBS
主成分分析
机器学习
Keywords
Laser-induced breakdown spectroscopy
Confocal LIBS
Principal component analysis
Machine learning
分类号
O433.1 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
可调谐超快激光贝塞尔光束加工方法研究
全宏升
马威峰
唐赞
张宗全
金昌骏
邱丽荣
徐可米
赵维谦
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于共焦LIBS技术结合机器学习的矿石分类识别方法
苏云鹏
贺春景
李昂泽
徐可米
邱丽荣
崔晗
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
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职称材料
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