红外偏心摄影验光仪的空间变分析和数字模拟

偏心摄影验光法是一种根据一定距离上拍摄的眼瞳图像测量人眼屈光状态的方法。为了提高测量性能,采用近红外发光二极管作为摄影验光仪光源并改进了光阑结构。目前利用几何光学进行理论分析时忽略了光的衍射作用。采用建立在波动光学基础上的空间变分析法以提高理论分析的准确性,对红外偏心摄影验光仪的空间变光学系统成像过程进行分析,并用计算机模拟出不同屈光度的近视眼瞳孔像。     

基于眼瞳图像获取人眼屈光度的新方法

在偏心摄影验光法中,采用垂轴线光源并以近视眼为例,分析了眼瞳图像中垂轴子午线上的光强分布,利用任意两端点的光强比值,导出了人眼屈光度的计算式.该方法简单易行,能较好解决测量中的盲区问题.     

He-Ne脉冲光源在高速干涉摄影技术中的应用

在高速干涉摄影及阴影摄影诊断系统的研制中,需要一个可控光源。本文利用He-Ne激光输出与输入电流的特性,把作为干涉光源的普通连续He-Ne激光器,改装成为可控的脉冲光源。并成功地解决了高速摄影机、CO_2脉冲激光器、平晶错位干涉仪的He-Ne光源同步问题。在脉冲激光与物质相互作用的诊断测量实践中,拍摄了清晰的照片,效果良好。这一成果扩大了He-Ne激光作为光源的应用范围。     

双裂隙摄影验光仪盲区研究

给出了双裂隙偏心摄影验光原理及实验系统 ,并对双裂隙摄影验光仪的盲区进行了深入讨论 ,以进一步扩大双裂隙摄影验光仪对人眼屈光度的检出范围     

数字式摄影验光仪的设计与研究

描述了数字式摄影验光仪的基本原理、结构和工作流程 ,着重介绍了数字式摄影验光仪的特点、关键技术及应用     

屈光不正眼离焦弥散斑的检测及临床应用探讨

对37眼人工模拟各种屈光不正产生的高焦弥散斑大小与形状特征变化进行了检测，并将测量结量与理论值作了比较。结果表明：测量平均值与理论值较接近，二者曲线相似，具有较好的相关性。作者认为，高焦弥散斑是衡量屈光不正眼成象质量的较简单可行、且又全面客观的综合性指标，离焦弥散斑的方法有希望作为一种新的主观验光法，用于常规的验光检查及配镜准确与否的校验。     

屈光不正眼离焦弥散斑的检测及临床应用探讨

对３７眼人工模拟各种屈光不正产生的离焦弥散斑大小与形状特征变化进行了检测，并将测量结果与理论值作了比较，结果表明：测量平均值与理论值较接近，二者曲线相似，具有较好的相关性。作者认为，离焦弥散斑是衡量屈光不正眼成象质量的较简单可行、且又全面客观的综合性指标、离焦弥散斑的方法有希望作为一种新的主观验光法，用于常规的验光检查及配镜准确与否的校验。     

综合验光仪球镜片组合的研究

目前,综合验光仪已经在视光学和眼镜行业得到广泛应用,以其测量快速、准确的优势脱颖而出。文中介绍了综合验光仪内部球镜、柱镜组合计算过程及其误差分析,从理论上证明了综合验光仪的测量精度高于试镜架。     

单相机几何量检测新方法

按照常规摄影测量,如果仅使用一台相机而要获取点的三维坐标则至少需要在2个不同的位置进行摄影.本文则提出了利用单台相机仅拍摄单像片,来对平面内的几何量进行检测的方法:借助一个带有3个以上基准长度的共面工装,来辅助计算原始图像与正射摄影图像的转换参数;使用上述转换参数,将原始图像转换为正射图像;由正射图像的相似比例关系,进行平面内几何量的检测.另外,通过实验验证了本文所述的单台相机测量原理及所达到的相关精度.     

综合验光仪光学系统研究

电脑控制式综合验光仪是目前国际上公认的主要验光设备。文中介绍了综合验光仪的光学原理,采用镜片组合屈光度的最佳方法,从技术指标和成本的角度出发分析了几种镜片分布方案,并找到最佳设计方案,通过数据分析和计算,确定了镜片的组合方式,优化镜片组合设计出整个光学系统结构。实际测量结果证明了研制的全自动综合验光仪符合国家计量校准规范要求。使用综合验光仪能够进行完整的视觉功能测试和定量分析,验光方便、快速、准确。     

一种光学玻璃折射率自动测量方法

本文研究了一种折射率自动测量方法。可对紫外、可见,红外光谱折射率作自动精密测量。在光源稳定情况下,可见光测量精度可达±3×10^-6。该方法以最小偏向角方法为依据,以外反射像引导接收器,使其自动跟踪至最小偏向角的精确位置,最后给出样品的折射率。整个测量系统采用微计算机完成自动控制、采集及处理。该方法还可进行角度自动测量。     

自动阿贝折射仪的研究

提出了基于光的全反射原理,利用单色发光二极管作为光源和线阵CCD作为传感器,结合计算机图像处理技术,实现了WYA-Z自动阿贝折射仪的设计。并简要介绍了仪器的工作原理、光路系统、仪器组成、关键技术、设计要求及实验验证。实验结果表明:仪器的折射率测量范围:1.3000～1.7000,精度n_D:±0.0002,重复性n_D:±0.0001。该仪器不仅能自动测量液体的折射率,还能自动测量液体的浓度,因此具有广阔的市场前景。     

基于CMOS图像传感器的液体折射率计研究

根据糖度和液体折射率的关系,测定各种含糖溶液的糖度。实验基于全反射折光原理,使用CMOS图像传感器探测出反射光的光强,利用光强曲线确定临界角,从而最终得到含糖溶液的折射率和糖度。     

外反射像在折射率自动测量中的应用

本文介绍-种用外反射像引导光探测器、由光探测器跟踪外反射像的“引导——跟踪”式自动调节测量系统的方法。在调节测量系统使其成为对称光路的同时,可完成自动寻找最小偏向角位置以及准确测量最小偏向角,实现折射率的自动测量。     

Development of a standing-wave fluorescence microscope with high nodal plane flatness

This article reports about the development and application of a standing-wave fluorescence microscope (SWFM) with high nodal plane flatness. As opposed to the uniform excitation field in conventional fluorescence microscopes an SWFM uses a standing-wave pattern of laser light. This pattern consists of alternating planar nodes and antinodes. By shifting it along the axis of the microscope a set of different fluorescent structures can be distinguished. Their axial separation may just be a fraction of a wavelength so that an SWFM allows distinction of structures which would appear axially unresolved in a conventional or confocal fluorescence microscope. An SWFM is most powerful when the axial extension of the specimen is comparable to the wavelength of light. Otherwise several planes are illuminated simultaneously and their separation is hardly feasible. The objective of this work was to develop a new SWFM instrument which allows standing-wave fluorescence microscopy with controlled high nodal plane flatness. Earlier SWFMs did not allow such a controlled flatness, which impeded image interpretation and processing. Another design goal was to build a compact, easy-to-use instrument to foster a more widespread use of this new technique. The instrument developed uses a green-emitting helium–neon laser as the light source, a piezoelectric movable beamsplitter to generate two mutually coherent laser beams of variable relative phase and two single-mode fibres to transmit these beams to the microscope. Each beam is passed on to the specimen by a planoconvex lens and an objective lens. The only reflective surface whose residual curvature could cause wavefront deformations is a dichroic beamsplitter. Nodal plane flatness is controlled via interference fringes by a procedure which is similar to the interferometric test of optical surfaces. The performance of the instrument was tested using dried and fluorescently labelled cardiac muscle cells of rats. The SWFM enabled the distinction of layers of stress fibres whose axial separation was just a fraction of a wavelength. Layers at such a small distance would lie completely within the depth-of-field of a conventional or confocal fluorescence microscope and could therefore not be distinguished by these two methods. To obtain futher information from the SWFM images it would be advantageous to use the images as input-data to image processing algorithms such as conceived by Krishnamurthi et al. (Proc. SPIE, 2655, 1996, 18–25). To minimize specimen-caused nodal plane distortion, the specimen should be embedded in a medium of closely matched refractive index. The proper match of the refractive indices could be checked via the method presented here for the measurement of nodal plane flatness. For this purpose the fluorescent layer of latex beads would simply be replaced by the specimen. A combination of the developed SWFM with a specimen embedded in a medium of matched refractive index and further image processing would exploit the full potential of standing-wave fluorescence microscopy.     

高精度测量光学玻璃折射率的一种新方法

摘要: 准确测量光学玻璃的折射率已成为了保证光学系统成像质量非常重要的环节。本文介绍了光学玻璃折射率测试方法和国内外发展现状。提出了一种利用测量棱镜三个顶角所对应的三个最小偏向角的折射率测量新方法,该方法的特点是测量精度随被测光学玻璃的折射率增大而提高。在精度0.5²的测角仪上,折射率测量精度高于1x10-6。文中推导出了新方法的计算公式,并对精度做了理论分析。该方法由于测量精度高,有较好的应用前景。     

热障涂层折射率与厚度的太赫兹无损检测

精确提取陶瓷层（Top coat,TC）与热生长氧化层（Thermally grown oxide,TGO）层在太赫兹频段的折射率是进行热障涂层（Thermal barrier coatings,TBCs）太赫兹无损检测研究的重要条件。由于对涂层样品只能采取反射式测量,所以首先比较了反射式与传统透射式测量条件下提取样品太赫兹光学参数及厚度的结果,随后利用反射式太赫兹时域脉冲成像系统提取等离子体喷涂的8YSZ热障涂层（TBCs）中TC层与TGO层的折射率,并依据所提取折射率进一步对TC层的厚度分布进行测量及成像。试验结果表明在材料中衰减较小的有效频段下反射式测量同样可以精确提取样品的折射率以及厚度,反射式测量TC层的平均折射率为5.23,TGO层的折射率为2.91,TGO的主要成分α-Al₂O₃的折射率为2.85。TBCs样品中TC层的平均厚度为257 μm,从TC层厚度的太赫兹图像中可观察到TC与粘结层（Bond coat,BC）界面的不均匀程度。反射式太赫兹无损检测可精确提取TBCs中TC与TGO的折射率和厚度,这对于TBCs中裂纹和气泡等缺陷的识别以及TGO生长太赫兹检测具有重要意义。     

基于负折射率声透镜的亚波长分辨率光声实时成像方法

基于负折射率材料的信号处理技术为光声图像的研究提供了新的思路。光声成像是一种全新的非破坏性生物光子技术,是一种基于生物组织内光吸收差异的成像方法。然而,当前的光声成像方法主要依靠传感器扫描工作,而传感器阵列有其固有的缺点,导致实时性较差,因此,普通的光声成像方式具有一定的局限性。但是,利用具有负折射率的声透镜特性(如聚焦、滤波、定向等)构成的成像方式可以解决普通光声成像中的这些局限性问题。本文在对负折射率声透镜的负质量响应和负折射率成像进行优势分析后,提出了利用声透镜改变当前扫描成像的方法。模拟分析实验结果表明,所设计的声透镜直接成像方案达到了预期效果,透镜成像后像点的声压分布与吸收体原始的声压分布基本一致。此外,0.6倍波长的实验图像结果说明本文实现了亚波长的光声成像效果。     

平面对称光学系统的像差(I-像差理论的扩展)

扩展平面对称光栅系统的像差理论,使之适用于光线斜入射下平面对称折射光学系统的像差计算。结果使反射、衍射、折射光学系统的像差系数用同一组公式表达;应用基于费马原理的光线追迹解析法可以验证结果表达式的正确性。阐述了如何应用我们的波像差系数,导出轴对称对称光学系统的赛德尔初级像差。另外,文章还研究了当主光线位置改变所产生的像差修正。