X光显微CT在激光微加工方面的应用及其图像处理

发布时间：2017-08-13 22:31

  本文关键词：X光显微CT在激光微加工方面的应用及其图像处理

  更多相关文章： 激光微加工 显微CT 图像增强处理 结构测量

【摘要】：利用激光诱导微结构已不仅能够实现材料的简单内部雕刻,现已可以在透明玻璃材料中雕刻出各种各样的彩色三维图案,同时也可以雕刻出一些用肉眼不可见但在紫外光照射下能够呈现出不同颜色的图案,透明材料内部微通道乃至微腔的制作已逐渐成为现实。然而,对于这些内部微结构的三维检测来说,却没有一套系统的方案以及对应的测量设备。随着CT技术的不断发展,特别是高分辨率显微CT的产生,其应用领域已经越来越广泛,现已有多篇文献报道了使用CT技术来检测各种微小物体三维形貌的事例,显微CT已能够为各行各业的研究人员乃至临床应用提供高清晰、高对比度的三维内部微结构图像,为其进一步分析提供了保障。本课题所属的项目需要研发出激光内雕微加工与X射线成像检测一体化设备,该设备的成功研发一方面能够用来检测材料内部的三维微结构,同时也为激光内雕微加工的机理、工艺研究,以及对超快激光内加工的动力学过程研究均有重要意义。根据系统的研发进程并结合研发过程中遇到的一些问题,依次从激光内雕微通道的显微CT二维DR图像增强处理、X光显微CT在激光微加工方面的应用以及相关机械设计三部分分别进行论述。首先,通过MATLAB软件的实验仿真确定了激光内雕PMMA微通道的显微CT二维DR图像的最佳增强处理方案,并相应开发了应用软件。其次,为了检测显微CT设备的分辨率,利用准分子激光刻蚀PMMA材料制作了横向分辨率为5um、纵向分辨率为8um的待检测样品。第三,探讨了X光显微CT在聚酰亚胺微孔喷板方面的应用,研究了准分子激光刻蚀聚酰亚胺薄膜的打孔工艺,并通过X光显微CT的测量结果获得了控制激光打孔孔型的关键因素。最后,完成了项目中飞秒激光导光壳体及集气装置的设计、加工和装配,成功实现了在显微CT箱体内进行飞秒激光的三维内雕加工。
【关键词】：激光微加工 显微CT 图像增强处理 结构测量
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;TN249
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-18
• 1.2.1 生物医学11-13
• 1.2.2 地质学13-14
• 1.2.3 材料学14-15
• 1.2.4 各种器件的质检和探伤15-18
• 1.3 课题来源及主要研究内容18-21
• 第2章 激光内雕微通道的二维DR图像增强处理21-47
• 2.1 引言21-23
• 2.2 图像增强处理的实现23-40
• 2.2.1 图像基本运算23-25
• 2.2.2 图像噪声处理25-26
• 2.2.3 图像阈值分割26-28
• 2.2.4 图像增强处理28-33
• 2.2.5 图像边缘检测33-39
• 2.2.6 二维DR图像增强处理方案的选择39-40
• 2.3 图形用户界面的制作40-46
• 2.3.1 Matlab GUI设计40-43
• 2.3.2 可独立运行界面的转化43
• 2.3.3 图形用户界面使用说明43-46
• 2.4 本章小结46-47
• 第3章 X光显微CT在激光微加工方面的应用47-67
• 3.1 待检测样品的制作与测量分析47-57
• 3.1.1 背景47
• 3.1.2 待检测样品的制作及测量分析47-57
• 3.1.3 小结57
• 3.2 激光加工聚酰亚胺微孔结构及X光显微CT测量分析57-65
• 3.2.1 背景介绍57-59
• 3.2.2 打孔工艺研究及X光显微CT测量分析59-64
• 3.2.3 小结64-65
• 3.3 本章小结65-67
• 第4章 机械设计加工及组装67-79
• 4.1 引言67
• 4.2 飞秒激光传输引导光路导光壳体的设计、加工及组装67-73
• 4.2.1 飞秒激光传输引导光路的设计67-68
• 4.2.2 传输引导光路导光壳体的设计、加工及组装68-73
• 4.3 应用于背向式激光微加工集气装置的设计、加工及组装73-77
• 4.3.1 背向式激光微加工集气装置的设计73-75
• 4.3.2 背向式激光微加工集气装置的机械加工与组装75-77
• 4.4 本章小节77-79
• 结论79-81
• 参考文献81-85
• 攻读硕士学位期间所获得的研究成果85-87
• 致谢87

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本文编号：669395