光学成像系统光学波前的高精度测试

基于扩展奈波尔-泽尼克理论,分析了不同出瞳振幅分布情况对光学系统焦面处光强分布的影响.针对光学成像系统出瞳振幅实际分布状态,提出了一种新的测试光学波前的方法,解决了相位恢复算法中出瞳振幅分布不均匀和快速傅里叶变换引入计算误差的问题.通过测评实验,对一光学系统进行了测试,获得的光学系统出瞳波前(PV)值为0.196 5λ...     

空间合成孔径成像光学系统的光瞳对称性

从对称性的角度分析比较了几种常见光学系统结构对非相干成像的影响.首先,采用了二维点扩散函数和二维空间调制传递函数分析评价复杂光瞳光学系统,通过理论分析得出复杂光瞳分布的对称性影响着点扩散函数和调制传递函数的对称性的结论.最后,利用二维评价手段,针对几种常见的合成孔径光学系统结构,Golay3、Golay4、JWST和G...     

基于LabVIEW的高分辨光声显微成像系统设计

基于图形化编程语言的虚拟仪器开发软件LabVIEW,设计一套高分辨光声显微成像系统,实现步进电机运动扫描,数据采集、转移和存储,图像实时重建显示等多功能协调工作。使用该系统进行了小鼠活体耳部血管成像实验,其微血管脉络得到完整呈现。结果证明,该系统成像性能稳定,可操作性强,对于其他生物医学成像系统的构建具有广泛的参考价值。     

用于中红外成像的锗衍射光具

探测器技术的进展和信号处理在电子技术的改进 ,已使红外成像系统的重量和体积得到减轻和减小。可是 ,光具的尺寸和重量却并未因上述变化而得到相应的改变。为了进行追赶 ,光具设计人员已开始转向用衍射光具来取代传统的红外成像透镜。在过去的几年中 ,科学们曾经演示过用于 3μm～ 5μm近红外至中红外成像的硅衍射光具。现在 ,日本防卫厅的研究人员已演示了一种用于中红外的锗衍射光学元件。这种衍射透镜可以取代前视红外系统成像光具中的硒化锌消色差透镜。日本研究人员设计的这种衍射光学元件可将多元件系统成像透镜部件中的色差减小到最…     

恒星光干涉仪波前方向校正系统的研究

利用波前方向校正技术实现两相干光束的平行性控制 ,进而保证干涉条纹可见度损失最小 ,是恒星光干涉仪中的关键技术之一。进行了波前方向校正系统的原理分析和设计探讨 ,详细讨论了该系统中的 80 98控制单元、高压驱动电源、摆镜结构设计及压电陶瓷堆 (PZT)的驱动机理 ,并介绍了用于测试摆镜响应频率等参数的高速 CCD相关检测法     

子弹光雾中成像的研究

报告载有物像信息的子弹光在云雾介质中传播的强度变化及极限传播距离,并分析其成像条件与提高其信噪比的方法。     

子弹光雾中成像的研究

报告载有物像信息的子弹光在云雾介质中传播的强度变化及极限传播距离，并分析其成像条件与提高其信噪比的方法。     

液晶空间光调制器对真实人眼畸变波前的校正

基于液晶空间光调制器波前调制量大,像素密度高,驱动电压低等优点,用液晶空间光调制器作为校正眼像差的关键元件,研制了用于人眼畸变波前探测和校正的自适应光学系统.介绍了液晶空间光调制器的波前调制原理,利用ZYGO干涉仪测定了位相调制和灰度级的关系曲线.分别用Hartman-Shack波前探测器和高分辨率液晶空间光调制器探测和校正人眼的波前畸变,对近视5 m~(-1) (500度)的人眼进行了自适应校正实验.校正后,系统的波前误差为0.086λ PV和0.013λ RMS, 达到了系统的衍射极限,并可清晰地分辨眼底原来模糊的细胞.实验结果表明,液晶空间光调制器可以有效校正畸变波前,达到提高成像质量的目的.     

液晶空间光调制器对真实人眼畸变波前的校正研究

目的:本文对一个用于人眼畸变波前探测和校正的自适应光学系统的性能进行测试和研究。方法:沙克-哈特曼波前探测器,高分辨率的液晶空间光调制器分别被用来探测和校正人眼的畸变波前。结果:对近视500度的人眼进行自适应校正后校正精度达到波前残差的均方根误差为0.013个波长（=0.808 nm）。眼底原来模糊的细胞可以被清晰分辨。结论:液晶空间光调制器可以有效校正人眼畸变波前,达到提高成像质量的目的。     

基于压缩感知的多角度观测光声成像方法

在光声成像过程中,由于各种限制因素,往往只能完成有限角度的信号采集.采集到的不完备的信号会在图像重构过程中产生伪迹现象,丢失细节信息.基于光声图像的稀疏特性,提出了基于压缩感知的光声成像算法.该方法通过2个单阵元超声探测器成角度采集光声信号,然后基于压缩感知重构算法进行光声图像重建并进行融合处理.仿真证明采用多个角度观测,选用合适的探头分布角度和测量矩阵可以有效弥补远场成像分辨率和减少测量次数,消除光声图像的伪迹现象,最终实现以较少的数据量和较简单的硬件设备实现高分辨率光声成像.     

基于OMAP3530的声/光一体化成像系统

本文主要研究基于OMAP3530高性能DSP芯片的水下声/光一体化成像系统实现,利用DSP核实现多子阵幅度-相位联合检测算法,根据DSP核计算出的深度值利用运行于PowerVR核中的OpenGL ES库实现三维声学成像,利用ARM核实现光学图像采集以及辅助设备数据采集,并利用QT/E设计的人机交互界面对声学三维图像信息和光学成像信息同时进行实时显示。本方案充分发挥了OMAP处理器的三核性能。系统对松花湖实验数据进行有效处理,证明了系统技术方案的正确性和技术指标的先进性。     

基于反射光和透射光成像的图像识别方法比较

论文以废旧电子元器件分类识别为应用背景,针对图像目标的边缘提取方法开展研究,分析了获得目标图像时分别采用反射光和透射光两种成像方法在成像原理和技术实现上的不同,并通过比较两种成像方法对于相同的目标物和边缘提取算法得到的不同试验结果,最终选择了透射光成像技术作为废旧电子元器件识别的成像方法。     

基于LabVIEW的血管内光声成像系统的设计与实验

冠状动脉中易损斑块的破裂是导致心血管疾病死亡的重要原因。掌握易损斑块形态特性、组成成分(主要是脂质)与空间分布信息,有利实现易损斑块的早期预测和干预治疗,则可以极大降低心血管病带来的危害。介绍了一种基于LabVIEW实现数据采集功能的血管内光声成像系统,并利用其实现对血管斑块脂质的成像与定量分析。实验结果表明,血管内光声成像技术应用于临床血管内介入具有巨大潜力。     

基于光学成像的大气颗粒物浓度测量方法研究

本文研究用面阵感光器件CCD/CMOS分光谱通道成像远距离物体,利用大气及其悬浮物的瑞利散射及其在成像过程中的前向干扰信息测量大气悬浮颗粒物浓度和粒径分布。大气颗粒物造成远景物体模糊,边缘和物体图像的高频成份衰退,改变了图像像素的频谱分布;气溶胶造成自然光散射增强了前景亮度。通过测定图像中物体高频成分损失或频谱改变量,以及测定图像中空气的亮度值两种方法,结合日高等参数确定颗粒物浓度。利用R、G、B及IR通道测定值,可确定悬浮物粒径分布情况。读出数字图像成像参数,可直接利用拍摄焦距、物高、像高等数字值确定照片上的物体距离。     

基于投影光瞳分布的星地激光通信波前探测

为了解决星地自由空间光学通信系统中的提前角问题,采用了一种基于光强传输的新型波前探测技术——投影光瞳面分布（Projected Pupil Plane Pattern,PPPP）,并通过实验室实验验证了该技术的可行性。PPPP基于TIE光强传输公式,根据不同传输距离下光强分布的变化反解出大气湍流引起的波前畸变。由于PPPP采用的是上行通信激光本身的后向瑞利散射,其测量的大气湍流方向与通信卫星方向一致,因此可以有效解决星地激光通信中的提前角问题。实验模拟了1 m口径的地基望远镜作为上行激光发射装置和后向散射光斑成像设备,通过等效高度分别为10 km和17 km的上行激光后向散射光斑图像来实现对10 km以下大气湍流的波前探测。实验采用的波前畸变模拟装置包括空间光调制器和透明塑料片,实验结果表明,对不同的波前畸变PPPP和通用的夏克-哈特曼波前探测器可以实现相似的波前重构,两者重构相位的残差约为初始相位的30%。     

损毁字符的磁光成像复原识别

铁磁材料表面压刻、划刻的重要字符被损毁后,无法被正常识别,本文基于滑移感生磁各向异性和磁光效应,提出了一种高分辨率、无损的磁光成像复原方法.论文分析了由铁磁材料塑性变形引起的滑移感生磁各向异性导致的磁场分布变化规律,建立了基于磁光效应的损毁字符复原系统模型,研究了影响磁光成像分辨率的因素,根据建立的系统模型构建了实验系...     

利用数字X光成像技术的带式输送机织物芯带的条件监控

织物芯胶带广泛用于输送各种散料，进行这类胶带的无损条件监控有利于提高胶带输送系统的可靠性。多年来，X光技术成功地用于对钢绳芯胶带进行损伤检查，但是该项技术不适用于织物芯胶带。以前认为利用X光对织物芯胶带进行成像是不可能的。2003年，在南非KwaZulu—Natal大学实验室，进行了利用数字X光成像技术监控织物芯胶带运行条件的可行性研究的试验，结果获得成功并为样机系统的设计、制造和实施积累了足够的经验。实验室和现场试验结果证明数字X光成像技术适用于对织物芯胶带进行条件监控，在胶带以6m／s的速度运行时，能够通过该成像技术看到织物芯胶带的内部结构。     

基于偏振分束的磁光成像技术研究

针对现有磁光成像技术的测量结果难以量化且受光源波动影响较大的问题,提出了一种基于偏振分束的磁光成像新方法.根据偏振光的琼斯矢量描述方法推导出偏振分束法测量旋光角度的模型,并由此模型分析得出,从旋光物质出射的偏振光经偏振分束装置后输出的平行分量和垂直分量进行“差除和”的结果与入射光强无关,只和旋光角度值相关;由此原理,设计了基于CCD的检测平台,对旋光角度场进行了测量实验,又采用归一化互相关和“差除和”算法对测量图像进行了处理;最后,进行了基于该方法的磁光成像应用实验研究.实验结果表明,与传统磁场成像方法相比,该方法操作简单,结果易于量化,不受光强波动影响,误差降低约3倍,且稳定性较好.     

改进的宽谱段车尔尼-特纳光谱成像系统设计

针对传统的车尔尼-特纳光谱仪像散较大的缺点,基于像差理论,提出了一种改进的车尔尼-特纳光谱成像系统.将平面光栅置于发散光中,利用平面光栅产生的像散来补偿物镜产生的像散.推导出了宽谱段像散同时校正条件,实现了宽谱段像散的同时校正.具体分析了像差校正的原理和方法,编制了初始结构快速计算程序.作为实例,设计了一个谱段为540～780 nm的宽谱段像散同时校正车尔尼-特纳光谱成像系统,利用光学设计软件ZEMAX-EE对该光谱成像系统进行了光线追迹和优化设计,并对设计结果进行了分析.结果表明,全视场调制传递函数在整个工作波段均达到0.52以上,实现了宽谱段像散的同时校正,并获得了良好的成像质量,满足了设计指标要求,结果也证实了所提出的改进方法是可行的.