基于圆盘积分的体积光学测量系统设计

在不规则物体的体积测量中,用量杯进行人工测量是常用的一种方法。以不规则四棱锥的体积测量为例,结合激光学原理和CCD传感器成像技术,提出一种快速的自动测量方法。该方法利用TMS320F28335高速数字信号处理芯片作为主控电路,采用激光三角法和微积分中的圆盘法,实现不规则四棱锥的体积测量。该方法综合考虑了CCD 传感器动态成像时云点坐标的自动采集误差,并通过补全和最小二乘法来提高自动检测的精度和稳定性。实验结果表明,该系统的相对测量精度达到94%以上。     

基于CCD成像的便携式光学远程清障系统设计

采用传统的功率密度激光清障技术设计的系统清障效果不高,且不易携带,CCD成像作为现代便携式仪器发展趋势,应用于光学远程清障中,成为清障系统设计的重要组成部分.根据系统硬件结构,设计半导体CCD传感器,以电荷为信号对其施加特定时序脉冲,并作定向传输.利用光谱采集子系统测量物质,通过色散器件确定波长色散位置.设计LED驱动...     

用CCD测量彩色显像屏特性的光学成像系统设计

本文讨论了彩色显像管色纯漂移，电子束着屏误差，失会聚量测试用的光学成像系统的光路特点、设计原则、放大倍率的选定及光路选型及像差校正方法。     

基于双CCD的脱绒棉种色选机光电检测系统设计

通过对棉种图像精选方案与算法研究,给出一种有别于当前棉种色选的双CCD检测色选法。本方法实现过程是利用线阵彩色CCD和黑白CCD分别作为颜色分选和破损色选检测器件,结合FPGA设计出可再编程的CCD驱动电路,进而对物料实现有效信号采集处理,完成双CCD检测色选判别。实验结果表明:双CCD能够正常地工作,能够满足脱绒棉种色选机要求,光电检测系统能够稳定正常的工作。     

线阵CCD用于实时动态测量技术研究

本文研究的是在连续光条件下线阵ＣＣＤ实时动态测量技术，除了考虑ＣＣＤ像元响应非均匀性，非线性影响因素外，还应认真应考虑采样频率，测量精度，动态范围，快速电路等问题。     

一种实用化的机载线阵推扫成像光谱仪

在航空遥感中,线阵CCD传感器的应用越来越广泛,但是由于航空平台的姿态变化比较剧烈,导致线阵CCD传感器影像很难处理和应用.详细描述了自行研制的一种实用化的线阵推扫成像光谱仪系统,并对飞行实验影像进行了处理,结果满足设计要求.     

基于面阵CCD全景成像系统设计

介绍了一种基于面阵CCD相机360°扫描的全景成像系统。从系统组成及功能出发,详细描述了系统的工作流程,通过对CCD相机旋转获取更大垂直角度的图像,对图像数据量进行分析,采取压缩、解压缩手段解决网络通信中数据量大的问题,提出了一种基于位置信息进行全景图像拼接的方法,同时提出了一种基于灰度值映射数组的全景图像增强的算法。     

光学CT方法用于大坝垂线坐标的检测

把光学ＣＴ技术应用于大坝变形垂线坐标的测量，研制了用阵列光源和电荷耦合器件ＣＣＤ线阵构成的一种新型垂线坐标仪。工程现场测试资料表明，该坐标仅用观测精度高，稳定可靠并能自动化监测的优点。     

激光数字化仪的光学系统设计

本文根据光点扫描测量技术,提出一种新型的激光数字化光学探头,它是利用小型半导体激光器和高分辨率光电探测器件CCD设计而成的。它可对自由模具表面进行快速的、非接触的、精密的测量,提取三维NC(numerical control)数据。其光学系统设计使用了针对特殊光路编写的光学CAD软件。     

折/衍混合多光谱红外成像光谱仪离轴系统设计

采用二元光学透镜作为分光元件的多光谱成像光谱仪,由于焦距随波长的变化改变了系统的F数,因此改变了系统的放大率,从而引起光谱图像的像元配准误差。为改进基于二元光学透镜的多光谱成像光谱仪的性能,首次提出将离轴三反射镜系统与具有二元光学透镜的变焦距系统相结合的新技术方案。设计了由三片二次非球面生成的无中心遮拦的前置望远镜,该望远镜不仅有利于提高多光谱成像光谱仪的集光能力,且有利于系统的小型轻量化。同时设计了含二元光学透镜的三片型变焦距组件,用来消除多光谱成像光谱仪的像元配准误差。整个多光谱成像光谱仪系统仅有6个单片,非常简单。另外,该系统在空间频率为20 c/mm时MTF超过0.3,充分满足红外焦平面探测器对多光谱成像系统分辨率的要求,像面尺寸为7.2 mm。适用于探测单元尺寸为25μm、规格为128×128元的红外焦平面探测器。     

机载光电成像系统电磁兼容性设计

为了提高机载光电成像系统抗电磁干扰能力,使其能适应复杂的战场电磁环境,对机载光电成像系统进行了电磁兼容性设计。采用屏蔽、滤波、接地等技术措施对系统中易产生或引起干扰的部位进行了电磁兼容性设计,并对电源线传导发射和电场辐射发射两项最容易超标的项目进行了测试试验。实验结果表明,机载光电成像系统经过电磁兼容性设计后,其电源线传导发射值降低了35 dBμV 以上,电场辐射发射的辐射值降低了约27 dBμV ／m,并且有较大的裕量。满足机载光电成像系统在复杂战场电磁环境下使用的要求。     

降水粒子谱仪的光学系统设计及实现

重点讨论了降水粒子谱仪的光学系统的设计方法和实验结果。整个光学系统分为光束整形模块和粒子成像模块,分别介绍了两模块的设计原理和设计结果,以及实验测试结果。激光二极管发出的光束整形为40 mm×3.9 mm、长宽比接近10∶1的长条形光斑,作为粒子照明光束;测量了不同尺度圆形不透明图案的成像,以及轴上及轴外的成像,实现了1/5放大倍数的粒子成像。测量结果与设计结果非常吻合,达到了设计目标,满足了系统测量的功能要求。研究成果为粒子谱仪的技术改进和产品化提供了技术支持。     

折衍射混合成像光学系统设计

讨论了衍射光学元件的特殊成像性质;提出了带宽积分平均衍射效率的概念和应用;给出了作者在国内外完成的几个折衍射混合成像光学系统的应用实例。包括一个用衍射光学元件复消色差的长焦距光学系统,一个仅由两个镜片构成的CMOS相机光学系统和一个较复杂的中等焦距、大孔径、大视场照相系统。这些系统突破了传统光学系统在结构、性能、体积和重量方面的限制,在光学设计理论上具有重要意义,在工程应用上具有重要价值。还介绍了国外衍射光学制造技术和折衍射混合成像光学系统应用方面的最新进展。     

航天光学遥感成像半实物仿真系统研究

航天光学遥感器的研究周期长、成本高,为了保证航天遥感卫星在轨成像性能,在卫星发射前,必须在地面进行深入可靠的仿真试验研究。本文建立了由六自由度机械臂为运动平台的航天光学遥感成像半实物仿真系统,首先建立坐标系模型并求取坐标转换参数,然后依据STK(System Tool Kit)软件生成星历数据,经坐标转换后输入到机械臂控制系统,最后根据TDI CCD相机的成像原理,控制机械臂使TDI CCD相机对三维地形沙盘线性推扫,从而获取线阵仿真影像。仿真结果表明,建立了正确有效的仿真坐标系,可快速、稳定、实时地模拟航天遥感对地推扫成像过程,且仿真影像中均匀分布的12个圆形靶标的圆度均优于0.95,证明仿真影像质量较高,可满足遥感目标的探测与识别仿真算法研究的需求,为航天光学遥感成像仿真系统的研究提供一定参考。     

激光光纤系统对时变面积实时检测的应用研究

介绍了一种用激光作光源输入的光纤笔以CCD作为检测时变图形面积的检测系统,采用光学成像技术,计算机图像处理技术,实现了时变图形的实时显示及闭合图形面积的显示,具有实时性强,自动化程度高等优点,将该系统应用于对汽车前窗冰层融化程度的检测,体现了一定的实用价值,对工程上复杂面积的测量,有一定的参考价值。     

宽视场有增益光学系统设计

从激光探测告警光学系统的视场和光学增益出发,分析了浸没透镜的光学增益和像差特性。针对激光告警设备设计了宽视场有增益光学系统:视场角30°,光学增益可达20倍以上,结构简单,对降低激光辐射源功率、增强探测距离有一定的意义,经分析该方案可行。     

二维激光告警光学系统设计

由于现有单激光告警系统只能实现来袭激光一维的方位和波长等信息,提出了一种单激光告警系统同时测得二维方位信息和波长信息的新方法,该方法的光学系统主要由遮光罩、光栅、透镜组和面阵CCD组成,通过对来袭激光经过光栅后的一级和零级衍射光斑位置的判决,得到来袭激光二维方位和波长信息。通过理论分析说明了该方法的原理,并推导得出二维方位角和波长的测量公式,根据要求推导确定了光学元件参数,并通过实验验证了其可行性。实验结果显示波长分辨率小于10 nm,角度分辨率小于1x方向视场角为30,y方向视场角为15。     

可见光可调谐金绿宝石激光器的设计与实验

对用棱镜实现波长可调谐的金绿宝石激光器进行了理论和实验研究,分析了其在可调谐波段的增益和阈值特性,优化了腔形、输出镜透射率等参数,通过实验获得了调谐范围725～781 nm、中心波长最大输出能量达1 J的激光输出.用不同波长、不同重复频率的金绿宝石激光对扫描线阵CCD成像进行了干扰实验,获得了较好的干扰效果.