光栅成像光谱仪同心光学系统研究

详细讨论了光栅同心光谱仪的波像差表达式。当入射光束与出射光束平行时,单色同心光学系统空间任一点成几何理想像。揭示了光栅同心光谱仪满足远心条件时,光瞳像差仅有三级球差和场曲及高级剩余像差,系统需要校正场曲和球差。光栅必须放在前后光学部分的焦平面上,满足远心条件。最佳光栅刻线是等间隔平行线。介绍了两种典型同心光学系统的结构和特性。  

双荧光标记生物芯片激光共聚焦检测系统

基于激光共聚焦检测原理,构建了针对荧光标记生物芯片的检测系统,对用Cy₃或Cy₅标记蛋白点样的玻片进行了扫描检测,并对采集的荧光数据信号进行了图像重建。针对实际荧光信号可能较微弱并存在较大动态范围的情况,采用形态学方法对图像进行滤波、增强处理,显著增强了图像质量。提出了标定系统信噪比和灵敏度的公式,并据此对检测实验结果进行了详细的分析计算,最终标定此激光共聚焦生物芯片检测系统的灵敏度约为0.1 fluo/μm²。  

基于动态光散射信号分形的颗粒测量技术研究

颗粒的动态光散射信号具有分形特征，通过对其特征值的分析，可以得到颗粒粒径信息。采用100nm、200nm、500nm和1000nm4种亚微米粒径范围的标准聚苯乙烯乳胶颗粒样品，分别求取了它们的动态光散射信号的分形维数。实验结果表明，颗粒粒径越小，对应的动态散射光分形维数越大；粒径越大，分形维数越小。从而证明了用分形维数表征颗粒粒径的可行性。与相关方法相比，分形方法具有所需的采样数据少、计算简便、适于实时测量等特点。  

30km分布光纤温度传感器的空间分辨率研究

分布光纤温度传感器是一种比较新型的传感器系统，它可以实时测量空间温度场的分布。空间分辨率是分布光纤温度传感器的一个重要参数。在30km分布光纤温度传感器系统的研制过程中，对系统的空间分辨率进行了优化设计。入射激光脉冲的宽度决定了系统空间分辨率的上限。光电接收系统和电系统的带宽也会影响系统的空间分辨率。电系统的带宽必须和激光脉冲的宽度相匹配。系统的空间分辨率既可以直接测量，也可以通过测量光纤末端菲涅尔反射的半宽度来间接测量。经过优化设计，在30km的系统中，空间分辨率达到了3m。  

紫外增强型电学定标热释电辐射计ECPR的研制

本文研究了一种新型紫外增强型的电学定标热释电辐射计,该辐射计由测量电路、高稳定光学斩波器和紫外增强型热释电探头组成,其中测量电路包括模拟和数字2部分,模拟部分主要功能是实现光电信号的放大、跟踪和匹配,数字部分实现对电功率的测量、修正以及对系统的控制.文中讨论了ECPR的基本原理、系统组成、实现的功能以及修正需要考虑的误差来源等.  

基于线阵CCD的光谱仪定标研究

光谱仪是一种基本光谱检测和分析仪器,以线阵CCD为探测核心是设备微型化的重要手段,CCD各光敏像元输出信号与待测光谱波长及光谱辐射通量之间对应关系成为定标的主要内容.研究了常规线性拟合方法,应用校准结果测量发现有时误差较大,利用低压汞灯特征谱线为基准,采用最小二乘法曲线拟合完成波长定标,计算出拟合曲线的3阶校正参数;利用辐射标准灯完成光谱辐射定标,解决了光束经过光学系统传输损耗及线阵CCD光谱响应灵敏度测量的困难,并对定标方案进行了数学推导证明.对大量实验数据进行分析表明,该定标方法是切实可行的,并成功应用到微型光谱仪器的生产过程.  

基于加密傅里叶变换全息印刷防伪技术研究

在研究双随机相位数据加密技术的基础上,结合印刷技术和全息技术的特点,提出了一种基于傅里叶变换印刷全息标识防伪方法。该方法将二值认证图像经过输入面和频谱面上双随机相位加密模板调制生成的物光,与参考光叠加生成加密的傅里叶变换全息图,该全息图可生成印刷全息防伪标识。通过打印和扫描实验验证了加密的傅里叶变换全息标识,可以通过数字印刷技术印制在证件等印刷品上作为防伪标识,具有重要的实用意义。  

用总极值方法进行零位光栅结构的最优设计

本文改变了传统的零位光栅优化设计方法,用亮域设计代替亮线设计,采用“积分型总极值”的最优化方法,进行了零位光栅结构的最优设计。优化设计变量是各条亮域沿横向坐标轴上的上、下限值,优化目标综合了光亮比、光通量主峰值及描述主峰徒峭程度的因子β。实例表明:采用文中介绍的数学模型和最优化方法不仅能得到各项指标均为良好的零位光栅结构,而且在满足一定的零位精度前提下,设计的亮条数目明显减少,使光栅结构有所简化。所采用的最优化方法在迭代过程中收敛速度也相当快。  

新型聚合物分散液晶光栅的研制及其电光特性研究

采用激光全息方法诱导预聚物和液晶混合物相分离、形成光栅器件的新方法。分析了制作机理并与已有的制作方法进行了比较。该光栅同样具有电场可调性 ,当给器件施加一定的电压时 ,衍射光的强度和衍射斑的可见级次能被电场调制 ,最终实现光栅衍射特性的连续可调。  

用VB实现的光谱响应自动测试软件

简述了由光源、光栅单色仪、移动探测器平台、锁相放大器以及计算机和测试软件组成的光谱响应的测试系统,介绍了用VB实现的光谱响应自动测试软件。给出了使用该软件所测得的光谱响应曲线。结果表明,该软件能很好地绘制出实时的光谱响应曲线。该软件同时具有开放性,可用于其它光谱测量系统。