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不同下颌角截骨线设计方案的生物力学研究
1
作者 陈曼 程云章 +4 位作者 钱玉 张艺驰 林力 张天逸 柴岗 《医用生物力学》 北大核心 2025年第4期878-885,共8页
目的 基于两种不同材料赋值方法对3种截骨线设计方案进行正中咬合的术前模拟,评估模型的生物力学特性,探讨不同下颌骨类型更适合的截骨线设计方案。方法 选取三类下颌骨,获取CT图像进行三维重建,分别采用皮-松质骨赋值法和灰度赋值法完... 目的 基于两种不同材料赋值方法对3种截骨线设计方案进行正中咬合的术前模拟,评估模型的生物力学特性,探讨不同下颌骨类型更适合的截骨线设计方案。方法 选取三类下颌骨,获取CT图像进行三维重建,分别采用皮-松质骨赋值法和灰度赋值法完成材料赋值,按照3种截骨线设计方案模拟截骨,最后进行有限元分析。结果 在下颌骨所有模拟结果中,最大应力为81.10 MPa,最大应变为0.035 52,最大位移为432.4μm。皮-松质骨赋值法得到的应力分布范围比灰度赋值法大,但最大应力、应变和位移普遍较低。对于外翻型和普通型下颌骨,方案1在两种材料赋值方法下都显示出较低的最大应力、应变和位移,但内收型没有找到明显合适的方案。结论 外翻型和普通型下颌骨更适合采用方案1的截骨线设计方案。对于内收型,可能需要考虑其他下颌角截骨整形手术方式以保证更好的生物力学特性。无论是选择截骨线设计方案还是建模材料赋值方式,都需要根据具体的分析目的和资源条件综合考虑,从而做出最终决策。 展开更多
关键词 下颌骨 正中咬合 皮-松质骨赋值 灰度赋值 截骨线 有限元分析
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负缩镜片设计方法对比
2
作者 项华中 张露 +2 位作者 高健东 李念宁 郑刚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期967-974,共8页
通过对比3种负缩透镜优化设计方法来选择易精密加工、质量减轻和佩戴美观的高度近视镜片。在相同的光学参数下,运用双三次样条插值法、高阶多项式和几何构造法设计了3组-10 m^(-1)的负缩镜片,对比了矢高和光焦度的分布,加工了设计的负... 通过对比3种负缩透镜优化设计方法来选择易精密加工、质量减轻和佩戴美观的高度近视镜片。在相同的光学参数下,运用双三次样条插值法、高阶多项式和几何构造法设计了3组-10 m^(-1)的负缩镜片,对比了矢高和光焦度的分布,加工了设计的负缩镜片,比较了3种设计镜片的中心定焦区、最大厚度和边缘厚度。几何构造法镜片中心定焦区面积与双三次样条插值法相同,比高阶多项式大20.99%,最大厚度较高阶多项式法薄0.7%,比双三次样条插值法薄13.26%。同时,几何构造法边缘厚度较高阶多项式法薄80.3%,比双三次样条插值法薄92.42%;双三次样条插值法的中心光焦度与仿真结果的差值为0.06 m^(-1),几何构造法的差值为0.11 m^(-1),高阶多项式的差值为0.15 m^(-1)。几何构造法设计的镜片能够满足佩戴者的需求,亦适用于其他类型光学元件的设计。 展开更多
关键词 光学设计 高度近视 眼镜 负缩镜片 曲面拟合 双三次样条
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光纤灰度分布的高斯函数拟合法测量光纤几何参数 被引量：6
3
作者 李一鸣 涂建坤 +2 位作者 项华中 江斌 郑刚 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期32-39,共8页
光纤的几何参数影响着光纤的光学传输和机械性能等,是衡量光纤质量的重要指标。近场光分布法是国标GB 15972.20-2008中推荐的几何参数测量方法。该方法在对光纤纤芯的测量中需对光纤通光照明,以区分纤芯和包层的边界。通光的纤芯端面是... 光纤的几何参数影响着光纤的光学传输和机械性能等,是衡量光纤质量的重要指标。近场光分布法是国标GB 15972.20-2008中推荐的几何参数测量方法。该方法在对光纤纤芯的测量中需对光纤通光照明,以区分纤芯和包层的边界。通光的纤芯端面是一个边缘并不清晰的发光亮斑,因而无法准确判断纤芯与包层的真实边缘。本文分析了光纤内光传播模场的分布,理论上光纤模场电磁矢量的解满足贝塞尔函数,但在近似情况下也可以用高斯函数代表光纤模场分布。因此本文利用高斯函数拟合光纤纤芯端面灰度分布,进而由拟合后的高斯函数得到纤芯与包层的真实边缘。本方法是对国标GB15972.20-2008的测量方法的进一步完善。实验测量结果表明,当光纤的切割效果不佳或成像质量较差时,模场灰度分布的高斯函数拟合法仍能保证测量的重复精度和测量数据的稳定性。 展开更多
关键词 光纤几何参数 模场分布 高斯函数 边缘提取
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权重函数对渐进镜片设计的影响 被引量：4
4
作者 高健东 项华中 +4 位作者 李念宁 王成 郑刚 庄松林 张大伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期35-43,共9页
为了研究权重分布函数对镜片设计的影响,在构建最小化模型的基础上,使用样条插值方法对过渡区域权重函数进行处理,设计了三组连接高权重区域和低权重区域的过渡区域变化快慢不同的权重分布函数.根据不同的权重分布函数设计了相应的渐进... 为了研究权重分布函数对镜片设计的影响,在构建最小化模型的基础上,使用样条插值方法对过渡区域权重函数进行处理,设计了三组连接高权重区域和低权重区域的过渡区域变化快慢不同的权重分布函数.根据不同的权重分布函数设计了相应的渐进多焦点自由曲面镜片,并进行了仿真、加工及评价.实验结果表明权重分布矩阵对镜片光学性能有影响,曲面的平均曲率和主曲率差的过渡区域权重变化越快,镜片的光学性能越优.因此,使用过渡区域较快变化的权重函数有利于降低镜片周边像散、优化镜片光焦度和散光分布. 展开更多
关键词 视光学 光学设计 渐进多焦点镜片 权重函数 自由曲面 像散 屈光度
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基于远场可变孔径的贝塞尔函数拟合法求单模光纤模场直径 被引量：4
5
作者 胡越 项华中 +2 位作者 赵仁燕 涂建坤 郑刚 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期52-59,共8页
模场直径作为单模光纤的一个重要参数,远场可变孔径法是GB.15972.45-2008中推荐的测量方法。本文分析了单模光纤中传播光场的分布,其中光场的模式行为是亥姆霍兹方程的解,理论上应满足贝塞尔函数。对此,本文基于远场可变孔径法提出一种... 模场直径作为单模光纤的一个重要参数,远场可变孔径法是GB.15972.45-2008中推荐的测量方法。本文分析了单模光纤中传播光场的分布,其中光场的模式行为是亥姆霍兹方程的解,理论上应满足贝塞尔函数。对此,本文基于远场可变孔径法提出一种利用贝塞尔函数拟合光纤出射光场分布,进而由拟合得到的模场分布曲线计算模场直径。与目前常用的远场可变孔径法相比,在测量数据正常时,本方法与常用方法测量精度相当。当测量数据存在误差时,本方法仍能保证测量结果的稳定性与准确性。 展开更多
关键词 光纤 模场直径 远场可变孔径法 贝塞尔函数拟合 模场分布
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任意椭圆函数拟合法测量光纤几何参数 被引量：2
6
作者 李一鸣 郑刚 +3 位作者 涂建坤 项华中 江斌 葛斌 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期29-36,共8页
无论是通讯光纤还是医用光纤,光纤的几何参数总是评价其质量的重要指标。灰度法是国标GB15972.20-2008中的建议方法,但该方法在拟合过程中会出现拟合圆与椭圆的中心不重合,存在测量原理上的缺陷。且当光纤的切割效果与照明条件发生改变... 无论是通讯光纤还是医用光纤,光纤的几何参数总是评价其质量的重要指标。灰度法是国标GB15972.20-2008中的建议方法,但该方法在拟合过程中会出现拟合圆与椭圆的中心不重合,存在测量原理上的缺陷。且当光纤的切割效果与照明条件发生改变时,往往导致测量数据的不稳定并带来误差。本文用更符合光纤端面实际的任意椭圆函数(非标准椭圆),且仅用这一种函数拟合的方法求取光纤几何参数,从而从根本上消除由圆拟合与椭圆拟合的中心不一致带来的原理缺陷。同时,由于在计算各个参数时不需要图像分布灰度的具体值,从而降低了对测量条件的要求。实验表明,本文方法能有效提高仪器测量结果的稳定性和一致性。 展开更多
关键词 光纤几何参数 灰度法 椭圆函数拟合
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基于小波及改进Canny算子的光纤涂覆层几何参数测量 被引量：3
7
作者 赵仁燕 李祥鹏 +2 位作者 涂建坤 江斌 郑刚 《电子测量技术》 北大核心 2021年第13期35-40,共6页
光纤涂覆层对光纤的性能有较大影响。在涂覆层几何参数的测量过程中,由于涂覆层的切割过程易产生较大形变,而且往往造成边缘模糊,因此直接对其进行边缘拟合求几何尺寸的方法会造成较大误差。使用小波阈值法去除图像高频信号中的噪声部分... 光纤涂覆层对光纤的性能有较大影响。在涂覆层几何参数的测量过程中,由于涂覆层的切割过程易产生较大形变,而且往往造成边缘模糊,因此直接对其进行边缘拟合求几何尺寸的方法会造成较大误差。使用小波阈值法去除图像高频信号中的噪声部分,保护边缘信息,使用自适应阈值的Canny算子提取有效边缘,利用可变的半径限制在形变较大的情况下区分边缘,最后通过函数拟合求取几何参数。以一次涂覆层直径为例,仪器测得直径为185.298μm,重复测量精度为0.112μm,当切割条件不好时,仪器测量值变为184.516μm,测量精度变为0.198μm。该方法前后测量值为184.599、184.613μm,测量精度分别为0.054、0.075μm,实验对比表明,该方法有效提高了光纤涂覆层几何参数测量的准确性与稳定性。 展开更多
关键词 光纤涂覆层 几何参数 小波阈值去噪 改进Canny算子
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基于远场可变孔径的高斯函数拟合测量模场直径 被引量：2
8
作者 胡越 项华中 +2 位作者 涂建坤 江斌 郑刚 《电子测量技术》 2020年第19期123-127,共5页
模场直径作为单模光纤的一个关键参数,由基模的模场分布而决定。单模光纤基模的横向电场强度分布接近于高斯分布。通过远场可变孔径法能测量出一组多孔径远场辐射光功率数据。本文将此数据转化得到光纤的出射光场分布,并使用高斯函数对... 模场直径作为单模光纤的一个关键参数,由基模的模场分布而决定。单模光纤基模的横向电场强度分布接近于高斯分布。通过远场可变孔径法能测量出一组多孔径远场辐射光功率数据。本文将此数据转化得到光纤的出射光场分布,并使用高斯函数对出射光场分布进行数值拟合校正,最后由拟合得到的高斯函数分布求得模场直径。实验表明,标准仪器在测量条件良好条件下测得模场直径为9.090μm,在测量条件变差时测得的模场直径为8.794μm,存在3.2%的相对误差,而使用高斯函数拟合方法测得的前后模场直径数据为9.089μm、9.061μm,仅存在0.3%的相对误差。对比多次数据后发现本文方法可以有效消除在实际测量过程中的偶然误差,如由于被测光纤模场中心与透光孔中心偏离引起的测量误差,提高了模场直径测量结果的稳定性和准确性。 展开更多
关键词 光纤 模场直径 远场可变孔径法 高斯函数拟合
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分段多项式拟合法测量光纤几何参数 被引量：2
9
作者 赵仁燕 郑泽希 +1 位作者 项华中 李一鸣 《电子测量技术》 北大核心 2022年第9期154-159,共6页
光纤几何参数是影响光纤性能的一个重要指标。灰度法为光纤几何参数测量的一种常用方法,测量时需要对光纤通光照明以区分纤芯和包层。由于光并不完全集中于纤芯传播(部分光在包层中传播),导致纤芯与包层的界面难以区分。为了准确找出纤... 光纤几何参数是影响光纤性能的一个重要指标。灰度法为光纤几何参数测量的一种常用方法,测量时需要对光纤通光照明以区分纤芯和包层。由于光并不完全集中于纤芯传播(部分光在包层中传播),导致纤芯与包层的界面难以区分。为了准确找出纤芯边缘,本文利用两段多项式分别拟合纤芯和包层区域的光强灰度分布,求得两段多项式的交点对应的灰度值作为纤芯和包层的分界点,从而得到纤芯的边缘数据。利用分段三次Hermite插值对测量数据进行矫正,降低误差点对拟合的影响。通过对两组成像质量不同的光纤端面图像进行测量,用标准仪器先后测得纤芯的直径和不圆度为10.068μm、0.616%和10.397μm、0.766%,本文方法的测量值为9.999μm、0.716%和10.020μm、0.857%。实验表明,本文方法对光纤几何参数的测量具有较好的准确性和稳定性,而且从理论上讲,本文方法较之常用的灰度法更具有物理意义和测量原理上的合理性。 展开更多
关键词 光纤几何参数 分段多项式拟合 分段三次Hermite插值
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