距离对不同强度热源红外测温影响及补偿

距离是影响热红外测温精度的主要因素。为研究不同距离下不同热源强度的热红外测温精度,设计野外实验,布设460 K和505K两个热源温度,分别在20 m的距离以间隔为1 m的测温距离采集温度数据,通过函数拟合,分析不同距离下测温值与真实值之间的变化关系。结论如下:1)随着距离的增加,红外测温值呈现先急剧下降,之后逐渐平缓至某一稳定状态的趋势,且当热源温度越高,达到这一稳定状态的距离就越长。2)通过比较多项式和指数拟合函数的相关系数,提出了基于指数函数的温度-距离拟合关系,相关系数最大为0.999。3)依据温度变化速率提出温度-距离的分段数学模型对测温数据进行误差补偿,经过补偿后红外测温值与真实值最大相对误差仅为0.59%。     

多级声光衍射相互作用长度的实验研究

实验研究了多级声光衍射条件下的最佳声光相互作用长度与声波和光波之间的定量关系。测量结果表明最佳声光相互作用长度与声频紧密相关而几乎与入射光波长及强度无关。实验结果发现当声频低时,相互作用长度短,声频在9 MHz左右,相互作用长度约为8 mm,当声频降低为6 MHz左右时,相互作用长度约为4 mm。设计了以纯水为介质的声光Q开关器件,在超声频率9 MHz,声功率3.4 W的条件下实现了约98%的总衍射效率。     

纳秒钬激光碎石系统设计

为了提高结石碎石率和粉碎程度、减小碎石过程中副作用,采用电光调Q技术,设计了高峰值功率输出的纳秒钬激光碎石系统。从冷却温度、透过率、腔长等方面进行了理论分析,在冷却温度22℃、重复频率3Hz、抽运能量200J的条件下进行了实验验证,获得了腔内最大单脉冲能量443mJ、脉宽90ns激光输出的数据。结果表明,该系统可输出高峰值功率的纳秒钬激光,碎石时间短,可粉碎任何成分的结石,一次碎石率高,粉碎程度高。这为下一步产业化打下了基础。     

基于模糊控制的超声理疗仪频率自动跟踪技术

针对超声理疗仪中压电超声换能器谐振频率漂移问题,提出了一种频率自动跟踪技术。该技术以模糊控制器为核心,通过比较计算超声换能器两端电压、电流信号的相位差,实时调整超声理疗仪DDS信号发生器的输出频率,保证超声换能器始终工作在谐振点上。测试表明,基于模糊控制的频率自动跟踪技术跟踪准确,超声理疗仪的工作效率得到了提高,输出超声强度可达3 W。     

基于C8051F040的纳秒钬激光触摸屏控制系统

针对医疗器械人机界面的特点和技术要求,利用触摸屏DMT80600S104₀2WT和8位高速单片机C8051F040,设计了纳秒钬激光触摸屏控制系统。讨论了系统的结构、功能和工作原理,采用模块化设计思想,阐述了其硬件结构原理和软件流程图,设计了人机界面。测试结果表明:该系统可实现对钬激光的良好控制,实现人机交互,操作简单,系统性能可靠。     

基于电光调Q1064nm/532nm/570nm三波长固体激光器

为了提升激光技术在色素性疾病治疗等生物医学应用效果, 研制了一种1064nm, 532nm, 570nm三波长激光器。采用电光调Q Nd:YAG激光器获得最窄脉宽为11ns的1064nm脉冲激光输出, 使用磷酸氧钛钾(KTP)非线性晶体对基频光腔外倍频获得532nm激光输出; 以固体染料块为激光增益介质, 倍频光为抽运光, 可获得中心波长为570nm的黄光输出, 光光转换效率为61.3%。结果表明, 通过改变氙灯注入电压, 可以调节1064nm激光脉冲输出特性; 增加固体染料激光器腔长, 可以调节染料激光输出光谱特性。该研究结果对激光器灵活应用具有重要意义。     

一种提高共焦显微成像信噪比的积分采样方法

激光扫描共焦显微镜采用光电倍增管作微弱光信号的探测器,直接采集经过放大的光电倍增管的信号信噪比不能满足成像需求。为提高激光扫描共焦显微镜成像过程中光电倍增管信号的信噪比,设计了一种可控积分采样方法,对光电倍增管的输出信号进行像素时间的积分并采样,提高了采样信号的信噪比。在FPGA中实现了控制算法并应用到激光扫描共焦显微镜的扫描成像过程中,提高了共聚焦图像的信噪比,显著的增强了激光扫描共焦显微镜的成像质量。