一种新型光学快速自动聚焦系统

为满足基于机器视觉的工业检测系统中对自动对焦快速性的要求,提出了一种基于激光技术的新型嵌入式高速对焦系统.该方法利用在同一光路中激光与可见光互不影响的特性和DSP高速图像处理的能力,通过检测特殊设计光学回路反射回来的激光光斑信息,主动控制运动执行机构实现工业检测系统显微镜的快速和稳定对焦.该对焦方法改善了TFT-LCD光学检测系统中基于被动的图像处理和基于主动测距等传统对焦方式精度低和速度慢等缺陷.测试结果表明,该新型对焦系统极大的缩短了对焦的时间,并且提高了对焦系统的控制精度,满足了工业光学检测系统中实际应用的要求.     

光学3D坐标测量技术研究

研究了光学坐标测量系统三维精密视觉测量方法,对其核心技术:数字成像器件模型及标定方法、辅助靶标技术以及高精度亚象素图像处理算法进行了深入的讨论,并提出了详细的解决方法.经实验证明,这些方法切实可行,达到了所要求的精度,从而为光学坐标测量系统的设计提供了可靠依据.     

光学定位机器人微创手术系统视觉伺服控制

为满足机器人辅助微创手术系统手术中轨迹跟踪和绝对定位的高精度要求,为其研制了一个基于光学定位的视觉伺服系统.该系统采用光学跟踪定位手段,实时测量机器人末端位姿并反馈,在光学测量空间实现全局闭环的位姿校正控制,使影响机器人轨迹跟踪和定位精度的主要误差因素得到有效校正,从而保证了机器人跟踪和定位的高精确度.分析了系统的组成和工作原理,提出一种笛卡儿空间位姿校正和关节空间速度控制综合的轨迹跟踪控制方法,仿真结果验证了该方法的有效性.     

显微热成像系统行处理迭代超分辨力处理研究

针对已研制光学微扫描显微热成像系统空间分辨力较低的问题,基于改进的频域图像配准技术和改进的行处理迭代超分辨力算法,提出了显微热成像系统光学微扫描改进行处理迭代超分辨力图像处理方法。给出了该方法的原理及步骤,采用不同重构方法针对可见光和红外图像进行了仿真研究,给出了评价参数和结论。利用光学微扫描显微热成像系统采集低分辨力显微热图像序列进行了超分辨力处理实验,实验结果表明本文提出方法的有效性,光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力得到提高,可应用于需要显微热分析的场合。该方法还可以应用于其它不可控光学微扫描成像系统中,具有广泛的应用前景。     

纺织品光学性能检测系统多线程串口通信方法

结合纺织品光学性能检测系统的开发实践,提出了一种基于VC 多线程串口通信的实时数据采集系统的设计和实现方法.在主线程的基础上,创建了两个工作者线程,一个用于监视串口缓冲区数据,一个用于对从串口读取的数据进行处理,工作者线程通过自定义消息和主线程进行通信.对系统进行了不同类型光源和纺织品检测,实验结果表明,基于多线程串口通信技术的织品光学性能检测系统数据采集准确、可靠.     

用于光学小波变换的图像压缩方法

小波图像压缩数据量大,实现需时较长.本文将光学小波变换技术应用于图像数据压缩,分析光学小波变换系统和光学小波变换系数特点,对相关量化编码方案进行仿真实验,提出适用于光学系统的压缩方案,并实现光学小波变换的有损压缩.通过分析光学系统对量化编码噪声的容许程度,提出光学系统的近无损压缩方法.实验结果表明,近无损压缩重建图像与经光学小波变换直接重建图像相比,PSNR仅有0.1dB的差异,视觉上没有明显差异.     

面向微加工的虚拟光刻系统建模与实现

提出了一种面向微加工的虚拟光刻系统Litho3D.该系统采用傅立叶光学成像模型、光刻胶曝光及显影模型,实现了投影式光学光刻的三维模拟.它拥有标准的GDSII、CIF版图格式接口和支持各种光学参数(包括数值孔径、波长、离焦量,光刻胶厚度、表面折射率等)的模拟设置.模拟结果的显示采用了体绘制与网格相结合的方法,增强了结果的可视性.此外,光刻模拟结果可以直接导入到虚拟工艺系统ZProcess中作为刻蚀工艺的掩膜输入,实现了光刻工艺与其他微机电系统(MEMS)工艺模拟的无缝集成.一系列模拟结果验证了该系统的可行性.     

微结构光学元件快速伺服刀架加工技术研究

微结构光学元件是一种微小的拓扑元件,通常分为微沟槽列阵、锥形列阵以及微透镜列阵等.这些微结构光学元件能在一些手持装置（例如手机）的平板显示器上得到先进的光学应用.由于产品微型化的需求越来越紧迫,传统的刻蚀方法不再适用于加工高质量的光学微结构产品,为此,提出了一种新型的加工高质量光学微结构元件的技术.该技术以快速伺服刀架加工系统为基础,并结合新开发的刀具轨迹生成器.该刀具路径生成器主要是针对快速伺服刀架加工系统而开发的,它可以根据光学微结构元件的设计直接生成加工所需的刀具轨迹,而不需要进行任何的后续处理.最后,通过加工实例证明了上述加工系统的可行性并得到了符合要求的加工效果.     

减小无源OCT中初始双折射影响的方法

针对无源光学电流互感器的线性双折射问题,用琼斯矩阵分析了双折射对系统输出的影响.分析了输出光退化成圆偏振情况下光学电流互感器仍能传感电流的现象,以及输出光保持线偏振条件下系统输出电压仍受线性双折射影响的现象.分析了入射光偏转角、入射光湘移与初始线性双折射对光学电流互感器输出的联合影响.结果表明,当初始双折射存在的情况下,随着入射光相移的变化,系统输出相对偏差存在极小值,且极小值对应的入射光相移随着初始双折射值而单调递增.由此提出增加入射光相移来减小初始线性双折射对系统输出影响的方法.用计算机仿真了理论计算结果,实验验证了这种方法的可行性.对改进无源光学电流互感器的性能、开发实用光学电流互感器具有参考意义.     

光学薄膜的误差灵敏度和允差分析

实际生产出的薄膜的光学特性和理论计算得到的光学特性常常存在差别,这些差别的来源有多种,诸如理论模型假设时忽略的一些因素;薄膜久置引起的薄膜结构改变或吸潮、污染;制造过程中的制造误差(光学监控系统引起的薄膜厚度和折射率的误差)等.针对各种误差的来源有相应的改善方法.本文就光学监控系统引起的薄膜厚度和折射率的误差进行分析,同时提出膜系的允差分析,以尽量减小由于监控设备引起的误差,最后介绍了实际生产的计算机优化监控程序.     

基于环形光切图像法的管内壁激光测量系统

研制了基于环形光切图像法的管内壁测量系统。测量系统主要由半导体激光器、环形光发生器以及CCD摄像机组成。来自光环发生器的环形光带投射于被测管内壁上并成像于CCD摄像机。根据光散射和反射的理论,测量系统参数被选择以优化系统。实验结果显示原理正确、技术可行。     

JC—1型精密测角仪光学系统设计

本文重点介绍JC-1型精密测角仪的动态光电自准直定位平行光管光学系统,为了满足测角仪对多谱线高精度测量的要求,应采用的结构形式及象差校正方案。     

建筑物在风载作用下振动的光测方法

本文对建筑物在风载作用下的振动提出了激光光测法。分析了建筑物的振动形态并给出了振动位移的计算式。对测试过程中出现的问题提出了解决办法。测试结果表明：该光测系统具有结构简单，便于测试和精度高等特点。     

一种新型激光多普勒振动传感器

介绍了一种采用激光多普勒技术的非接触振动传感器，分析了它的工作原理及光路电路结构，并给出了初步实验结果与测量误差分析。文中指出这种高性能价格比的振动测量仪器可望有好的应用前景。     

H－S法波前探测的高速图象采集系统

自适应光学系统中有两种方法用于测定波前的局部斜率：剪切干涉测量法和哈特曼法（以下简称Ｈ－Ｓ法）。由于Ｈ－Ｓ法运用较简单的光学系统，无需任何活动组件，具有较高的光效率，并能很好地用于探测器阵列，因此它更普遍地用于自适应光学系统中。本文介绍了一种应用于Ｈ－Ｓ法波前探测的高速图象采集系统，提出了应用本图象采集系统解决高帧频探测器阵列与数据处理机之间的同步协调的方法。     

Behavior characteristics of nano-stage according to hinge structure

Nano-stages are used in many ultra-precision systems, such as scanning probe microscope (SPM), optical fiber aligners, ultra-precision cutting, measuring and optical systems. Generally, ultra-precision machining and measuring are achieved using a nano-scale motion stage actuated using Piezo-electric actuators (PZT), and the importance of and demands for the motion stage increase with the need to improve system performance and accuracy. However, it is difficult to find solutions because the performance and characteristics of nano-scale motion stages are determined by various factors, such as the hinge structure, actuator, and method of system control. This paper focuses on improving of leafspring and planar joint hinges, and suggests a composite joint hinge stage.     

激光扫描大直径测量方法研究

提出了一种利用激光扫描原理测量大直径的方法，对其工作原理和光电变换电子学系统作了论述，从理论上分析了激光扫描光学系统的扫描速度特性，并详细讨论了扫描速度误差对测量精度的影响。     

A High-Accuracy Computer-Aided Profile-Measuring Machine

This paper describes a system for the high-precision, rapid measurement and evaluation of rotatable object profiles such as cam's. The data are acquired off-line by sampling with a high-resolution optical encoder and are recorded on magnetic tape via an incremental recorder. The recorded data are subsequently analyzed by a computer program to provide the required parameters. The system is characterized by ease of operation, high precision, repeatability, and relative simplicity. It makes available an automated measurement capability that was previously only possible by manual methods on an optical lathe or a measuring engine.     

一种新的旋光度测量方法的研究

通过对旋光信号的分析,提出一种新的旋光度测量原理,使测量装置的结构大为简化,对应用场合的要求降低．文章给出了精度分析和测试结果．     

低温真空腔体结构设计及传热分析

为适应未来航天低温光学系统的需要，研制了1套测量光学元件低温场和低温变形的系统。该系统由真空机组、低温真空腔体、防振系统、测量装置等主要部分组成。其中低温真空腔体是该系统中关键的装置，为光学元件的低温真空实验提供了必要的条件。对低温真空腔体的结构设计、真空度和传热进行了分析探讨，并且对梯形薄壁绝热支撑进行了详细结构热分析和COSMOSWORK软件的传热分析，结果表明可以满足低温真空的实验要求。