小型的高精度软X射线-极紫外反射率计

针对探月二期工程中的有效载荷之一极紫外相机中的多层膜光学元件高精度反射率测量的需要,建立了一台使用液体靶激光等离子体光源的小型软X射线-极紫外波段反射率计。该反射率计主要由激光等离子体光源、Mcpherson 247动狭缝掠入射单色仪及相关的数据采集系统组成。单色仪波段范围1-125nm,光谱分辨率小于0.08nm。无碎屑的液体靶激光等离子体光源的使用避免了光学元件的损坏,而动狭缝掠入射单色仪的使用则提高了光谱分辨率和波段范围。使用该反射率计实测了工作波长为13.5nm和30.4nm的Mo/Si多层膜的反射率,测量结果表明测量重复性优于±0.5%。     

使用气体靶激光等离子体光源的软X射线反射率计

建立了一台使用气体靶激光等离子体光源的软X射线反射率计,并给出了使用该反射率计测量软X射线多层膜反射率的方法.与金属靶等离子体光源相比,由于使用了气体靶等离子体光源,该反射率计具有低碎屑、可长期连续运行等优点.针对单色仪的二级光谱对反射率测量结果产生的影响,提出了修正方法.并用此方法对实测的工作波长为17.1nm软X射线多层膜的反射率曲线进行了修正.     

小型高精度软X射线-极紫外反射率计

针对探月二期工程中的有效载荷之一极紫外相机中的多层膜光学元件反射率测量的需要,搭建了一台使用液体靶激光等离子体光源的小型软X射线一极紫外波段反射率计。该反射率计主要由激光等离子体光源、Mcpherson247动狭缝掠入射单色仪及相关的数据采集系统组成。单色仪工作波段为1～125nm,光谱分辨率〈0．08nm。无碎屑的液体靶激光等离子体光源的使用避免了光学元件的损坏,而动狭缝掠入射单色仪的使用则提高了光谱分辨率和波段范围。使用该反射率计实测了工作波长为13．5nm和30．4nm的Mo／Si多层膜的反射率,测量结果表明测量重复性优于±0．5％,实现了对多层膜反射率的高精度测量。     

运用光声光谱技术的变压器油中溶解气体检测研究

根据我们国家目前城市变压器运行情况,对光声光谱技术在变压器油中溶解气体检测的应用进行了研究,对试验的机理和数据惯性进行了探索论证。建立了光声光谱法的试验系统模型,并确定了采用的光声腔和光源,研究了氢气组分的检测方法。对不同组分含量的气体进行了试验,并与气体色谱法试验获得的结果进行了对比,认为光声光谱法用于变压器油中气体检测是可行的。     

基于LED光谱分布可调光源的设计

发光二极管（LED）是一种半导体固体发光器件。在可见-近红外波段的光辐射测量和光电探测器的定标中,发光二极管显示出高辐射亮度、高电光转换效率、可组合调配光谱分布、发光性能稳定等独特优点,可作为辐射度学,光度学和色度学研究的新型参考光源。本文介绍了一种光谱分布可调光源的设计,它由积分球和大量不同颜色的LED组成。在可见波段,这种光源能产生不同光谱分布,可以模拟很多不同光源的光谱分布。光源设计通过仿真使光源的光谱分布模拟目标光源的光谱分布,并设计了电源控制箱精确地控制每个LED模块。这种新型光源在光辐射测量中可以作为一种传递标准。     

自校准型光谱辐亮度标准光源

针对高精度空间光学定量遥感的需求,研制了一种采用数字微镜器件的自校准型光谱辐亮度标准光源。该光源具有两种工作模式:在窄带工作模式下,由Gershun管辐射计和CAS光谱辐射计自校准;在宽带工作模式下,作为光谱辐亮度标准光源用于地面或空间遥感仪器的光谱辐亮度响应度定标。以光谱辐照度标准光源和Spectralon标准漫反射板组成光谱辐亮度标准光源为CAS光谱辐射计定标,测得自校准光源的光谱辐亮度。又以标准探测器定标的Gershun管辐射计测量自校准光源,采用迭代法得到自校准光源的光谱辐亮度。窄带模式下两种不同定标方法对自校准光源的光谱辐亮度测量结果在测量不确定度允许范围内一致。不确定度分析显示:基于标准光源和基于标准探测器的自校准光源光谱辐亮度测量不确定度分别为1.41%~2.09%和1.28%~1.61%。实验及不确定度分析结果表明,该光源可以满足高精度空间光学定量遥感的使用要求。     

光纤端面多层膜反射率的干涉测量方法研究

应用干涉法实现光纤端面多层透明膜系反射率的测量，利用镀有反射膜的待测光纤端面，构成F－P干涉仪，根据透射光谱的自由谱宽和干涉峰的半宽值，计算出膜系反射率，可直接获得光纤端面上薄膜的真实反射率，并避免了光源波动对测量结果的影响，在用反射率为92％－98．6％的膜系所进行的实验中，测量误差小于－0．09％，分析了误差来源。     

高平坦度的三级双泵浦结构C+L波段超荧光光源

为了使掺铒光纤超荧光光源C波段与L波段光谱匹配良好,实现高平坦度的C+L波段宽带光源,提出了一种三级双泵浦光源结构。首先,使用三段不同型号、不同长度的掺铒光纤,两个980nm激光二极管,波分复用器,隔离器以及3dB耦合器构成的光纤环形镜搭建宽带光源实验装置;然后,通过不断优化三段掺铒光纤的长度,调节两级抽运源功率获得高平坦度C+L波段光源输出;最后对其产生机理进行分析。实验结果表明,当三段掺铒光纤的长度分别为11.5m、53m和6.5m,两级抽运源功率分别为65mW和115mW时,输出光谱的3dB带宽为75.68nm,在1543～1603nm波段光谱的平坦度±1.3dB(不加任何滤波器的条件下)。获得的高平坦度C+L波段宽带光源可以更好地满足光纤传感、光纤通信系统等领域的应用要求。     

中医舌诊客观化研究进展

舌诊是中医诊断疾病的重要方法.运用数字图像处理技术对数字舌图像进行研究,实现中医舌诊的客观化、定量化,是关系中医舌诊继承和发扬的重要工作,具有十分广阔的应用前景.文中对目前已做的舌诊客观化研究中涉及到的舌图像的采集与彩色重现、舌体区域的自动分割、舌特征的提取与分析及舌图像数据库的建立等工作加以综述,并提出了进一步研究工作的思路.     

中医舌诊客观化研究进展

舌诊是中医诊断疾病的重要方法.运用数字图像处理技术对数字舌图像进行研究,实现中医舌诊的客观化、定量化,是关系中医舌诊继承和发扬的重要工作,具有十分广阔的应用前景.文中对目前已做的舌诊客观化研究中涉及到的舌图像的采集与彩色重现、舌体区域的自动分割、舌特征的提取与分析及舌图像数据库的建立等工作加以综述,并提出了进一步研究工作的思路.     

成像光线追踪的舌面彩色三维成像方法研究

在中医舌诊的客观化研究中,舌面的彩色三维数据能为医生提供更全面的信息,提高诊断的准确性。提出了一种基于成像光线追踪的舌面彩色三维成像方法。在成像光线追踪模型的基础上,引入光平面约束,以准确确定成像点到空间测量点的映射,结合2个线结构光传感器的扫描测量,分别获取舌头上表面及下表面完整的三维信息,并根据空间测量点到成像点的映射,完成颜色渲染,获取对应测量空间点的颜色信息。设计并研制了舌面彩色三维成像系统,进行了测量及精度验证实验,实验结果表明该方法可以准确获取舌面的彩色三维信息。     

A focusing algorithm for high magnification cell imaging

An algorithm to produce a uniformly focused image in digital acquisition of high magnification light microscopy images is presented. In very high magnification microscopic imaging the specimen surface cannot be considered ideally flat so that capturing a single image frame is usually not sufficient to capture an image that is focused everywhere. An image formation model for light microscopic images is presented, and based on this model an algorithm to construct a uniformly focused image is presented. The algorithm requires that multiple frames of the image at different focal planes be processed to combine their information to obtain an estimated of the desired image which is more completely focused than any of the individual frames. Experimental results show that the proposed algorithm is very effective in approximating the desired image in high magnification microscopic imaging and highly robust comparing to the gradient method.     

啤酒瓶自动检测系统中图像采集装置的设计

对啤酒瓶的缺陷类型及各部分的成像特点进行了分析,针对啤酒瓶的不同部位提出相应的光源类型和照明方式,并设计了啤酒瓶自动检测系统中的图像采集装置。结果表明,用该装置采集的图像对比度较大,能满足后续图像处理和图像识别的要求。     

基于光谱能量分析的介质厚度测量方法

介绍了一种对厚度很小的平行玻璃平板厚度的高精度测量方法。通过激光束垂直照射被测物,用光谱仪接受并分析反射光各波长的能量。以此数据分析出介质对不同波长光线的反射率,找出反射率极大的波长。使用这些具有反射极大的波长进行计算,就得到介质的厚度值。该测量方案结构简单,测量精度较高。     

高速列车驾驶界面设计中的照明眩光评估

高速列车驾驶环境中的照明眩光对界面设计有着十分重要的影响,如何在设计阶段对眩光进行有效的评估,是目前高速列车驾驶界面设计中面临的一个难题。针对高速列车驾驶界面照明环境复杂,眩光源的形状和边界难以判定,眩光计算参数值难以准确采集等问题,提出一种基于统一眩光评估(Unified glare rating,UGR)公式和小光源UGR修正公式的高速列车驾驶界面照明眩光评估模型,在利用视觉仿真方法获得包含驾驶员视觉仿真图像及其每一像素点光度学信息的基础上,通过对视觉仿真图像内的眩光源像素点进行判定、整合和筛除,获取高速列车驾驶界面照明眩光评估模型计算参数值,实现高速列车驾驶界面的眩光评估。采用被试主观评价试验对CRH3型车驾驶界面的12种照明方案进行眩光评估,并与提出的基于视觉仿真的照明眩光评估方法的计算结果进行对比分析,分析结果表明提出的方法与主观感受具有显著的线性关系。该方法可在设计阶段对高速列车驾驶环境照明眩光进行有效评估,为驾驶界面相关设计与优化提供指导。     

光学薄膜在照明领域的应用

重点阐述了光学薄膜在照明领域的成功应用。在卤钨灯射灯产品上采用冷光膜、彩色膜(分色膜)、反红外透可见膜等技术手段,取得良好的效果。并成功地进行高效率、低成本的产业生产,照明薄膜产品已成为我国光学薄膜产业化的一个亮点。     

基于椭流线法的LED射灯菲涅耳反射器设计

基于非成像光学中的边光原理和椭流线理论提出一种菲涅耳反射器设计方法。通过对光源的通量均分、椭流线虚实焦点的配对,以及光学仿真优化三个步骤实现对LED射灯二次均匀配光。该方法可避免引入色散,降低光学设计难度,并实现在目标面上光照度分布均匀的投射效果。模拟考察了距光源3m远,直径为1.2m的圆形平面上的实际效果,其中包括目标面上的照度分布和均匀性、安全性、机械加工公差等相关方面,仿真结果表明,设计是安全、可靠和可行的。     

一种基于双相机焊缝跟踪的球形储罐爬壁机器人定位方法

针对具有很少甚至没有地标和缺乏良好照明条件的大型液化石油气球形储罐环境下,仅依靠里程计以及惯性测量单元的爬壁机器人定位精度较低,且存在较为明显的累积误差的问题,提出了一种新的解决方案,通过跟踪球形储罐表面焊缝相对于机器人的运动来改善机器人定位精度。首先,通过配备辅助光源,利用安装在机器人两侧的CCD相机进行图像采集,并实时对图像进行二值化处理,识别出焊缝特征区域并输出相应的检测信号,通过相邻时刻检测信号增量计算来估计机器人的相对位置;接着,提出了一种改进加权融合算法,用以实现各传感器之间的数据融合,该算法结合了自适应加权融合算法以及基于最小二乘原理的加权融合算法的优点,以对各加权因子重新分配权值的思想来对各个传感器数据进行最终融合,提高了测量精度以及动态适应性。最后,在实际环境以及虚拟环境下对该方法进行了实验评估,验证了该方法的有效性。实验结果表明,在没有良好照明条件及地标的球形储罐环境下,该方法可以保证爬壁机器人定位的准确性。     

一种利用自由曲面透镜的LED路灯配光设计与研究

随着半导体照明技术的发展,LED路灯应用日益广泛。其二次配光设计对LED路灯照明具有重要的作用。LED路灯应用中,为了使其照度和照度均匀度满足一定的要求,设计采用了自由曲面透镜的二次配光。根据折射定律、目标照明面光分布和照度均匀建立自由曲面的方程,数值法求得面型数据并导入建模软件拟合成透镜实体,对利用自由曲面透镜配光的LED及LED路灯进行了光线追迹仿真及分析。结果表明基于自由曲面透镜的LED路灯具有较好的照度、亮度和均匀度。     

实物三维数字化技术

本文分析了接触式三座标和非接触式光学实物三维数据采集技术。分析了非接触式光学采集的光三角法原理,比较了三种结构照明方式,包括点光源照明、线光源照明、面结构光照明,并对几种实体三维数据采集方法进行比较。探讨了实物三维数字化技术在逆向设计、实物复制、制造质量检验等方面的应用。