超高分辨率异型传像光纤束中的空间变换

受器件制作工艺限制,难以获取元数超过6000的超长线列探测器,提高图像空间分辨率受到限制。设计一种入端为线阵、出端为面阵的异型结构传像光纤束,利用现有面阵器件接受光纤束输出信息,可以获取超高分辨率图像。光纤的异型结构决定了图像恢复过程十分复杂。本文提出一种双模板极值滤波器算法,针对单根光纤对应多个像素以及光芯和包层传光性能不同的特点,从图像灰度值入手,借助图像腐蚀和重心算法,有效克服光纤断丝引起的盲元,准确定位每根光纤中心位置,找出出端光纤和入端光纤的对应关系,完整恢复入端图像,实现图像的空间变换。     

用于大截面传像光纤束的折衍混合光学系统设计

在大截面传像束前置光学物镜设计中,采用“负-正”型式的像方远心光路结构,很好地解决了镜头轴外像差校正和像面照度均匀性问题,同时使镜头结构紧凑、小型化。给出了前置物镜设计实例:工作波长0.8~1.1μm,焦距5mm,相对孔径为1:3.84,光学长度为47mm,视场角为60°。在光学耦接镜设计中采用物方远心光路结构,引入二元光学透镜,通过理论计算和ZEMAX光学软件优化,给出工作波长0.8~1.1μm,焦距33.6mm,光学长度为63.5mm,采用一个衍射面的耦接镜设计实例。该设计结果适用于单丝直径16μm,截面直径6mm的光纤传像束。     

酸溶法柔性光纤传像束的玻璃组成及性能

酸溶法柔性光纤传像束的单丝由芯料、皮料和酸溶玻璃构成。本文首先分别探讨了皮料玻璃的组成、化学稳定性和折射率以及酸溶玻璃的组成、酸溶特性和析晶性能。然后重点分析了芯料、皮料和酸溶玻璃的性能和工作参数的匹配问题。研究结果表明:皮料玻璃的混合碱效应不仅可以提高玻璃的化学稳定性,而且有利于提高光纤的机械强度。同时,控制酸溶玻璃中B2O3/SiO2比例可以较好地兼顾玻璃的酸溶特性和抗析晶性能。此外,酸溶法单丝作业芯、皮、酸溶玻璃工艺参数的匹配,不仅要求缩小它们在成纤温度范围内的粘度差异,而且应尽可能保持稳定的粘度比值。CDG2皮料玻璃、ASG2酸溶玻璃以及商用芯料玻璃的物理化学性质以及工作参数的匹配性可以满足柔性光纤传像束的要求。     

采用针孔像分析法的OTF测试

开发了基于针孔像分析法的视频光学传递函数测试装置。测试装置采用 CCD 为像接收器件,通过针孔像分析,一次获得光学系统的二维传递函数。根据频谱分析理论,结合物频谱校正和空间频率对应等因素,研究了测试组件,包括针孔直径、准直物镜焦距、CCD 像元尺寸和显微物镜放大倍数等参数设置对空间频率对应及测试精度的影响;采用胖零设置和多幅图像平均法降低噪音影响,根据各组件自身的传递函数修正其对测试精度的影响。50mm 标准透镜的比对实验结果表明,采用本装置和本文建立的数据处理、误差校正方法,调制传递函数测试精度为±3%。     

CMOS APS图像传感器的像质分析

使用标准CMOS制作工艺生产的有源像素传感器（APS）引起了广泛关注。为了确定CMOS APS成像系统设计的主要参数选择的正确性,以及能否满足要求或指标,需要对相机系统的像质进行分析。考虑到CMOS APS图像传感器与CCD的不同,在分析时计算了CMOS APS成像系统中的镜头、滤光片和焦平面的调制传递函数（MTF）,系统MTF曲线为各个部分MTF值之积。在系统截止频率范围内,利用MTF曲线所围面积的大小来评价系统的成像质量。在系统制造之前,用调制传递函数作为像质的评价方法,看其是否符合使用要求,是十分有价值的工作。     

测量光纤传象束疲劳特性新型光电检测装置的研究

光纤传象束是由数万根单丝直径为十微米左右的光纤组成.初始时断丝都很少,由于在使用过程中不断的弯曲,当弯曲超过一定次数时,就会因为疲劳而产生断丝,严重影响传象的质量.当断丝超过允许范围时,就不能正常使用.因此为了测量光纤传象束的疲劳特性以及对其使用寿命做出科学的词价,本文提出了测量光纤传象束疲劳特性的比较先进的方法.并设计了一种装置,它是采用步进电机驱动与控制、特种光源、光学显微装置、彩色监视系统及自动记数装置等几部分组成,文中介绍了该装置的组成结构、设计要求及测试原理,分析了影响各部分的作用及工作情况.本装置精度的一些因素.     

数码影像原理及其像质评价

“数码影像”又称“数字影像”。将数码相机拍摄获取的图像或已拍摄冲洗的传统胶片（包括照片）进行数字化后（经扫描仪处理）获取的图像影像，称为“数码影像”。数字影像制作过程还包括使用相关的拍摄、输入、显示、输出设备、编辑处理软件及其技术等。     

波分复用改善光纤传象束象质的导模分析

运用光纤导模（束缚模）理论和离散抽样理论分析了光纤象束象的质量，估算了决定波分复用象束系统象质的信息量Ｎ，Ｎ是到达象面的而且有与物场相位分布几乎相同的场模数，并估算了波分复用技术改善光纤象束系统象质的倍增率。     

锥形光纤的连接与分束

采用熔拉法获得锥形光纤。提出了锥形传输与耦合光纤(一或多根)在锥形部分(发光区)互相耦合,从而形成光纤连接分束系统的设计方案。对锥形光纤的传输与耦合特性进行了分析,同时从实验上进行了测定。综合考虑了输出光纤形状,耦合光纤形状,以及其相对位置对锥形光纤的连接与分束耦合性能的影响。理论和实验均表明锥形光纤的锥角度在3°到12°,轴线间夹角尽量小,锥尖重叠区约为十几微米时连接分束系统的匹配最佳。     

航天相机成像质量评价

分析航天相机成像的物理过程及光学系统的基本要求,提出成像质量的评价标准。     

图像传感器调制传递函数的矩形模板接触测量

为了方便地测量图像传感器的调制传递函数(MTF),在正弦模板法基础上,提出了矩形模板接触测量的方法。该方法将矩形模板紧贴于图像传感器,使矩形模板直接投射到图像传感器上,从而对图像传感器MTF进行测量。根据模板函数的一个周期占据图像传感器像元的数量情况,对采用正弦模板测得的调制传递函数值,与采用矩形模板测得的调制传递函数值,进行了理论推导和比较,找出了两者的数量关系。采用空间频率为25lp/mm的矩形模板、1280像素×1024像素的CMOS图像传感器进行实验,在对结果进行系数π/4修正后,测得图像传感器在该空间频率处的调制传递函数值为0.25。     

测量视觉系统MTF的一种客观方法

视觉系统的光学调制传递函数( MTF ),通常采用以大脑知觉为基准,对客观物理刺激进行主观评价的心理物理方法来测量。利用哈特曼-夏克波前传感器测量视觉系统的波像差,再由波像差和瞳函数的自相关,即可得出视觉系统的MTF。与心理物理方法相比,该方法不受被测试者情绪和心理状态的影响,并克服了测量过程繁琐的缺陷,具有客观、简便、快捷的特点,测量的全过程仅需3分钟。     

基于灰度梯度的数字图像评价函数

提出用图像灰度梯度向量模方和、Roberts梯度和与拉普拉斯(8邻域微分)算子和作为数字图像的评价函数。建立了上述几种评价函数的数学模型,针对离焦模糊和运动模糊等情况分别给出了实验结果,并进行了比较。它们都有无偏性好、单峰性强、灵敏度高等特点,可用于离焦模糊和运动模糊情况的评价,且灰度梯度向量模方和最理想。     

The patterned electron field emission of printed carbon nanotube films by image transfer technology

The patterned electron field emission of printed carbon nanotube (PCNT) films using image transfer technology is reported. If we transfer an image to the surface of PCNT films, such as using a stamp, the emission image of PCNT films will be the transferred pattern. Based on many experiments, we are convinced that the essential feature of pattern emission from PCNT films by image transfer technology is the great emission enhancement of the image transferred area and the reduced emission from the raw area. According to the results from field emission scanning electron microcopy (FESEM), we suggest that the connecting CNT bundles protruding from the substrate result in the emission enhancement of the image transferred area. At the same time, the emission current increase causes the external and internal voltage drop to increase which results in a decrease in the emission from the untreated area. Using image transfer technology, a well-resolved emission image of PCNT films could easily be obtained without any post-treatment.     

基于传递函数的消声器传声损失测量技术研究

传统的消声器传声损失测量通常是在单末端边界条件下,将消声器上、下游侧作为2个独立声学系统,分别测量上游侧入射功率和下游侧透射功率,进而计算确定其传声损失,该方法未能完全考虑消声器下游侧末端反射波对上游侧的耦合效应,限制了传声损失的测量精度.因此,为了完整计及下游侧末端反射波对上游侧的耦合,提出了基于传递函数的4传声器位置、双末端边界条件传声损失测量方法.并给出了提高传递函数测量精度的传递函数修正算法.在此基础上,对典型扩张式消声器进行了传声损失测量分析,实验结果与理论分析具有良好一致性.     

高阶声学相对传递函数的参数化辨识

针对声学相对传递函数的模型阶次高以及辨识数据信噪比低的问题,文章运用频域系统辨识方法,建立了一种相对传递函数的高精度参数化辨识方法。首先建立变量带误差辨识框架,采用周期扫频信号作为声源激励,给出声学相对传递函数的极大似然算法。然后使用正交福赛斯(Forsythe)多项式解决高阶系统带来的雅克比矩阵条件数过高的数值问题,并建立了极大似然方法所需初始值的生成策略。最后通过仿真算例和实验测试,验证文中方法在混响声场下辨识声学相对传递函数的有效性。     

飞机发电机飞升曲线的测量及传递函数的建立

为建立飞机发电机的传递函数,设计基于虚拟仪器技术的飞机发电机飞升曲线测试系统.该系统采用NI公司的DAQ-6211高速采集卡实现数据采集,利用LabVIEW实现对数据的处理及飞升曲线的显示;并利用matlab软件进行系统辨识,从而建立飞机发电机的传递函数.实测证明,只要调压系统在电感负载或低功率因数下稳定,则在其他负载下一定稳定.该飞升曲线测试方法安全可靠,发电机传递函数的建立为机载电源系统稳定性的理论分析和发电机调压器设计提供依据.