高光谱成像用高帧频CMOS图像传感器北大核心

针对高帧频、全局曝光和光谱平坦等成像应用需求,设计了一款高光谱成像用CMOS图像传感器。其光敏元采用PN型光电二极管,读出电路采用5T像素结构。采用列读出电路以及高速多通道模拟信号并行读出的设计方案来获得低像素固定图像噪声(FPN)和非均匀性抑制。芯片采用ASMC 0.35μm三层金属两层多晶硅标准CMOS工艺流片,为了抑制光电二极管的光谱干涉效应,后续进行了光谱平坦化VAE特殊工艺,并对器件的光电性能进行了测试评估。电路测试结果符合理论设计预期,成像效果良好,像素具备积分可调和全局快门功能,最终实现的像素规模为512×256,像元尺寸为30μm×30μm,最大满阱电子为400 ke^(-),FPN小于0.2%,动态范围为72 dB,帧频为450 f/s,相邻10 nm波段范围内量子效率相差小于10%,可满足高光谱成像系统对CMOS成像器件的要求。     

基于TDR法电缆线长测量关键技术的研究

目前，随着电线电缆市场规模不断扩大，对电缆尺寸测量的精度要求不断提高，市场中电线电缆的计量问题也日益显著，因此如何快捷、经济、正确地完成电线电缆尺寸的测定具有十分重要的研究意义和工程价值。相比传统的电缆计量方法，时域反射测量技术（TDR）具有测量精度高、便于携带、能实现无损测量电缆长度等优点。该技术基于电磁波能量在传输的过程中如果遇到阻抗不连续点的情况就会发生反射的特点，对待测量的长导体加入一个脉冲信号，就可根据发送脉冲和断点处反射脉冲的时间差与导体长度成正比的原理来确定断点位置，还能实现对电力电缆短路和断路的故障检测。目前已有该技术的应用实例，但是测量效果并不理想，测量误差较大，甚至达到10%~20%，与理论效果相差甚远，无法满足精细化管理与工程作业的要求。为此对该技术应用于电缆线长度精确测量时的关键技术点展开探讨。     

活体光学成像技术

阐述活体内的成像技术,利用这些成像技术,可以直接实时观察标记物体在活体动物体内的活动及反应,探讨基于酶分子的光学成像技术。     

倾斜入射下的单截面平面度绝对检验

针对大尺寸光学平面的直线度的纳米级测量精度需求，提出了倾斜入射下单截面平面度绝对检验方法，实现了对超过相移干涉仪口径的长平晶绝对检验。利用棱镜转向实现倾斜入射角度的精密预标定，棱镜标定角度的精度高于圆光栅和图像分析等方法，可提高测量不确定度到0.0042 μm。对比了常规三面互检绝对检验结果与本方法的差异，在相同尺寸下，直线度误差仅为1.2 nm。在确认标定反射镜位置后，整个倾斜入射的干涉图调整过程将被完全集中到待测长平晶的工作面上，不需要再对反射平晶进行操作。调整长平晶时各个维度的操作互不干涉，可快速简便地得到测量结果。     

镜头成像畸变的MTF像高测试法研究

为了解决传统标板拍摄测试广角镜头成像畸变的不准确、复现性差问题,提出了基于调制传递函数(MTF)理论的成像畸变测试方法。通过研究镜头畸变测试国内外的研究现状,重点分析了成像镜头特别是广角镜头采用传统标板拍摄测试成像畸变的缺陷。提出了一种通过测试镜头轴上有效焦距和不同角度的离轴有效焦距,并导入畸变计算公式从而得到镜头成像相对畸变的MTF测试方法。研究结果表明,采用MTF测试方法可以实现对镜头成像畸变的快速、准确的测量。