一种提高扫描电子显微镜－能谱空间分辨率的方法

目前,扫描电子显微镜－能谱（ SEM?EDS）联用技术在分析测试领域已得到广泛应用,它可对材料和生物样品的微观表面进行形貌观察,并对样品中所选定的微区内进行元素成分定性定量以及元素分布分析。但是,由于元素的特征X射线能量高,在样品中的出射范围较深,能谱的空间分辨率较差,导致在使用传统制样方法时都不可避免地会受到来自叠加样品特征X射线以及基底材料特征X射线的干扰,从而影响最终实验结果。为了克服能谱空间分辨率不足的问题,本文应用薄片法的原理研制了一种新的装置,将纳米厚度的样品分散在装置的碳膜上,进行能谱分析。通过与传统实验的对比,附加新装置后其能谱空间分辨率较以往常规实验提高了2～4倍。     

连续太赫兹反射式共焦扫描显微成像特性分析

太赫兹反射式共焦扫描显微成像系统分辨率较高且可呈现物体三维像,因此具有很大的应用价值。针对一种连续太赫兹反射式共焦扫描显微成像实验光路,在所确定的系统参数条件下,计算分析了两种太赫兹波长(118.83μm和184.31μm)的系统轴向响应特性。仿真结果表明,所设计的波长118.83μm的成像实验装置横向分辨率可达0.23 mm,轴向分辨率约为4.27 mm;波长184.31μm的系统横向分辨率可达0.36 mm,轴向分辨率约为6.63 mm。探测器轴向偏移影响大于横向偏移影响。     

THz波连续波透射式逐点扫描快速成像实验研究

利用CO₂激光抽运太赫兹(THz)激光器,搭建了TH z连续波透射式快速扫描成像系 统。将样品置于平移台上,利用透镜将THz光束聚焦于样品表面,通过计算机控制平台 连续移动与信号实 时采集,大大缩短了成像时间,通过计算机重构获得扫描图像。从扫描速度,成像分辨率的 角度出发,对 连续THz扫描成像系统进行优化研究。实验对1cm×1cm的样品,用0.25mm步 长进行扫描成像,得到 最短成像时间仅需3min,在输出频率为4.3THz时,图像最高分辨率达到0.1mm。对刀片与树叶进行扫描 成像,分析并比较了衍射极限对成像质量的影响。结果表明,在选用高频率输出光源和扫描 平台小步长移动情况下可以获得更好的成像质量。     

光学元件激光损伤在线检测装置

设计并搭建了一套光学元件表面损伤检测装置,用于激光损伤实验中光学元件表面损伤的自动化在线检测。装置主要由自动变倍显微相机、高精度位移传感器、两维扫描轴、调焦轴、快速复位平台和系统控制器组成。两维扫描轴按照规划好的弓形路径对光学元件表面激光辐照区域进行扫描,调焦轴对位移传感器反馈的离焦量进行实时修正,显微相机采集子图像并进行保存。首先,分析影响图像拼接精度的主要误差源并通过图像矫正等方法进行补偿;然后,利用图像拼接技术将矫正后的子图像矩阵进行高精度无缝拼接,得到大面积高分辨率的光学元件表面损伤图像;最后,对损伤图像进行后处理得到损伤个数和损伤面积等信息。实验结果表明:装置在5 min内实现了光学元件表面15 mm15 mm区域的扫描拼接和检测,成像系统分辨率优于228 lp/mm,图像拼接误差小于2 pixel。     

旋转式红外微扫描器研制

针对红外成像系统因衍射光斑大导致图像分辨率低、焦平面探测器填充因子小导致图像传函值小等两大主要缺陷,提出了通过微扫描成像技术提高图像分辨率和传函值的技术方案.简要介绍了微扫描成像的工作原理,重点论述了旋转式红外微扫描器设计方法,并推导了有关设计公式.在微扫描器及其成像演示装置研制基础上,开展了微扫描成像实验,成功得到分...     

受限衍射对激光束扫描系统分辨率的影响

对受限衍射高斯光束的传输和激光束扫描系统的线分辨率进行了详细的理论分析.在不同孔径圆孔的限制下,对扫描物镜焦面上的衍射光场分布进行了数值计算,并利用二阶矩统计的方法对焦面上的等效光斑半径进行数值计算,将其与不受限时的理想情况进行对比,分析孔径尺度对激光束扫描系统分辨率的影响.结果表明:受限衍射使激光束扫描系统的分辨率下降,但随着孔径尺度的增加,这一影响逐步变小,当圆孔半径l≥2ω时,可忽略高斯光束衍射对扫描分辨率的影响.得到的这些结论可对激光束在精密扫描、全光通信和集成光学等的应用提供一些有益的帮助.     

计算机X射线影像（CR）图像质量原理和测试方法

针对计算机X射线影像（CR）扫描仪研发过程中对图像质量评价的需要,对CR图像质量原理进行了研究和归纳,并总结了一套测试方法。测试方法涵盖了CR图像质量中最常用的几个指标：空间分辨率、对比度分辨率、空间精度、图像噪声、CNR、量子探测效率（DQE）、MTF、伪影和擦除率等。根据这套测试方法对某CR原型机进行了验证,满足了设计和制作过程中对图像质量评价的需要。     

星载斜视等距扫描成像

针对传统穿轨扫描成像方式存在的随扫描角度增大分辨率退化严重、大气程辐射差异大影响定量化应用等问题,提出了一种基于斜视等距扫描的成像方法。首先,介绍了该成像方法的原理,根据几何光学理论建立了几何成像模型。然后,基于几何成像模型,给出了大幅宽斜视等距扫描成像过程中扫描方向与垂直扫描方向空间分辨率随扫描角度的关系式,以及幅宽与扫描角度的关系式;进一步给出了该成像体制,通过卫星平台俯仰机动,实现多角度观测时分辨率、幅宽等关系式。最后,结合某预研星载相机进行了仿真分析。结果表明:分辨率退化大幅减小,在扫描角度60°时边缘分辨率退化相比穿轨扫描成像体制的9.3倍降低为2.5倍。为大幅宽成像边缘视场分辨率退化严重的问题提供了一种新的解决途径,对推动超大幅宽、高分辨率、多角度星载遥感的发展具有一定参考意义。     

白光干涉法测量光纤布喇格光栅反射谱

为了实现光纤布喇格光栅反射谱的低成本测量,采用白光干涉技术搭建了一套结构简单的反射谱测量装置,利用该装置进行了实验,对所采集的干涉信号进行了数据处理,获得了光纤布喇格光栅的反射谱,光谱分辨率达到3pm,并对所测反射谱的光谱分辨率进行了理论分析.结果表明,利用该装置测得的反射谱具有良好的光谱分辨率,通过增加测量量程可以进一步提高光谱分辨率.     

基于微扫描的红外超分辨率成像系统的设计

为了满足高分辨率红外成像的应用需求,设计了一种基于微扫描的红外超分辨率成像系统.该系统利用压电陶瓷驱动红外焦平面阵列实现微扫描,利用CPLD产生压电陶瓷和红外信号的驱动时序,利用高性能DSP进行实时图像数据的处理,并将处理后的图像送到LCD进行显示.实验结果表明,该微扫描成像系统能够实现2×2微扫描方式的超分辨率成像,有效地突破了红外焦平面阵列单元个数对现有成像系统的分辨率的限制.     

扫描激光雷达的视场角和角分辨率研究

分析了出瞳扫描方式扫描视场角与激光雷达光学系统参数的关系，认为最大扫描视场角比主天线望远镜静态视场角小，在信号过程线性的前提下，根据强度像的瑞利判据提出了扫描激光雷达角分辨率公式建议。对主要结论都进行了实验验证。     

单离子纳米显微镜光场探针

在近红外成像领域，用亚波长尺寸探针扫描样品区域，获得了超过光学显微镜衍射极限的分辨率^[1]。在最近的实验中，用分子纳米显微镜探针,获得了几十纳米的分辨率^[2,3]。一般是把探针插入晶体附在基片移动层上，实现分子探针的位置控制。但是基质晶体不可避免引起扰动待测光场。报道用原子尺寸分辨率的近场探针（射频捕陷的单个钙离子）使光场扰动最小。测量了光场的三维空间结构，获得空间分辨率高达60nm（由捕陷离子的残余热运动决定），并在100μm范围扫描低损耗光腔模。通过准确控制离子与场的耦合，达到精确定位。同时，捕陷势不影响场和离子的中间态。因此，该装置是用单粒子进行腔量子电动力学实验^[4,5]的理想系统。     

超分辨率技术在红外微扫描中的应用

超分辨率(SR)重建技术已经成为目前热门的数字图像处理技术之一,为了验证SR算法在红外成像领域中的应用效果,设计了相关红外长波微扫描实验平台。通过对微扫描获得的图像序列进行多种SR算法重建,然后对比平台光学参数所确定的实际光学衍射限,最后计算图像的调制传递函数(MTF)值来分析SR算法带来的图像空间分辨率提升。实验结果...     

红外图像空间分辨率提高方法研究

分别研究了微扫描技术与虚拟电子微扫描技术在提高红外图像空间分辨率方面的原理,指出了纯粹利用微扫描技术的局限性,提出了微扫描技术与自适应虚拟电子微扫描技术相结合的方法,理论和实验结果表明,该方法可以大幅度地提高红外图像的空间分辨率.     

采用折射型微透镜——针孔阵列的共焦点显微镜

共焦点显微镜中,在原有显微镜光路的 中间加入针孔装置进行定向滤波,得到厚度方向极高的分辨率。另一方面,由于只能观察对象物体上的一点,要得到二维图像必须进行扫描。近年来,采用高速针孔扫描方式的共焦点显微镜已经实用化,另外,也有人提出了     

采用扫描式漫反射成像法的激光强度分布测量装置

提出了一种基于扫描式漫反射成像法测量激光强度时空分布的装置。测量装置主要由轮辐式扫描取样机构、同步信号发生器和CCD 成像系统组成。装置使用动态的取样旋臂替代静态的漫反射屏,在保留漫反射成像法优点的前提下用取样的方式进行测量,具有测量分辨率高、取样衰减倍率较大、抗激光破坏能力强以及可在线测量等优点。与漫反射屏成像法的比对测量实验表明:两种测量方法的测量结果具有较高的一致性。扫描式漫反射成像法实现了对光斑的在线测量,可用于强激光辐照效应实验中激光强度分布的实时监测。     

一种共照射源超空间分辨率三维重建方法

受到制造工艺限制,现有的3D非扫描激光雷达APD阵列无法做到高度集成。为了提高3D非扫描激光雷达的空间分辨率,满足高分辨率空间采样需求,文中提出了一种共照射源3D激光雷达和2D探测器超空间分辨率信息获取方法。该方法使用高分辨率共照射源2D探测器对3D激光雷达进行辅助成像,将2D探测器得到的激光回波强度信息与3D激光雷达得到的目标深度信息进行数据融合,并对不同孔径的成像结果基于非相参合成孔径成像原理进行修正,实现超越3D非扫描激光雷达空间分辨率的目标三维重建。实验结果表明,该方法能够有效提高3D非扫描激光雷达的空间分辨率。     

动态红外图像生成技术研究

提出了一种被动式红外动态图像生成技术及相关装置.理论上分析了该装置的时间常数、空间分辨率和辐射对比度等参数,并进行了实验研究.实验测得转换器的空间分辨率为6lp/m m ,对比度大于100:1,时间常数～6m s.所得到的红外图像可用于对各种红外成像仪器和设备进行性能检测和标定,以及红外成像仿真实验     

相控红外玫瑰扫描超分辨成像技术

红外玫瑰线扫描亚成像目标识别系统是当今主要的最优末制导系统,但该类系统的成像空间分辨率较低,该文研究了玫瑰扫描参数最优控制准则,提出了扫描初始相位参数控制法,通过改变每帧的初始相位并进行多帧扫描相图重叠,高速高效地形成了高分辨率成像空间。DSP系统实验结果表明,该技术有效地提高了系统的成像空间分辨率。     

实验分析连续太赫兹反射扫描成像测量效果

实验分析连续太赫兹反射扫描成像测量效果。针对极端系统进行分辨率特性测量,根据方法的不同将其分为连续太赫兹反射扫描成像测量法与传统刀口法测量法,并比较两种测量的结果。在该次实验中,连续太赫兹反射扫描成像测量得出系统分辨率测量结果为1.237 lp/mm,其对应线宽为0.393 mm,这与刀口法测量结果一致,且与传统刀口法相比较可以简化测量过程,准确得出测量结果。应用连续太赫兹反射扫描成像测量技术,可以简化系统分辨率特性测量过程,直观、准确地得出系统分辨率上限,在测量中发挥积极测量效果。