MEMS振镜扫描共聚焦图像畸变机理分析及校正

在皮肤反射式共聚焦显微成像过程中，针对MEMS振镜二维扫描引起的共聚焦图像畸变，开展了光束偏转理论分析，得出了投影面扫描图像的具体形状表征，理论畸变图像与真实畸变图像一致，明确了畸变机理，提出一种有效的畸变校正算法，实现对图像二维畸变的校正。首先记录原始光栅畸变图像，然后基于Hessian矩阵提取光栅中心线，拾取特征点并设置基准参考线，通过基于最小二乘法的7次多项式插值法标定二维方向像素畸变校正量，采用加权平均法填补间隙像素灰度值，最终实现图像畸变校正。利用网格畸变测试靶实验得出7次多项式插值后的校正决定系数最高、均方根误差值最低，整幅512行图像在7次多项式插值后最优行数占379行，比例为74%，通过残差分析，二维方向上残差最大为4个像素，最小为0个像素，平均为1.15个像素，校正结果较为精确。皮肤在体实时成像实验显示，图像畸变校正后组织结构特征更加真实准确，表明这种校正算法有效可行，有助于皮肤疾病的准确诊断。     

自适应光学视网膜细胞成像中像质提升方法研究

为消除或减弱影响视网膜活体细胞成像质量的因素,提高图像质量,提出了增强图像质量的方法.采用Shack-Hartmann波前传感器和37通道微机电系统薄膜变形镜测量和校正人眼及光学系统像差;成像光源采用632.8nm的激光,采用旋转散射体的方法抑制了激光散斑;在成像系统中放置一个和视网膜共轭的光阑消除角膜杂散光;成像CCD曝光时间设置在5～10ms消除细胞运动带来的像面模糊.采用上述方法能显著地提高视网膜成像质量,得到的视网膜图片已能分辨出细胞.     

免散瞳眼底照相机的精密调焦

为实现免散瞳眼底相机在被观测眼底图像较暗情况下的精确调焦,提出了双光楔裂像调焦方法.采用该调焦方法,将一条矩形狭缝视标投影成像到视网膜上,在双光楔的作用下,通过矩形狭缝上下两半部的光线传播方向不同,根据上下两半条矩形狭缝在视网膜上所成像分离的方向和大小决定调焦的方向和调焦量的大小,将视网膜上两半条矩形狭缝像调焦到位于一条直线上.实验结果表明:相对于直接观测眼底细节进行调焦来说,双光楔裂像调焦方法能使调焦精度提高50度(0.5 m-1)以上.这种调焦方法具有精确度高、操作简单等优点.     

激光扫描共聚焦光谱成像系统

在激光扫描共聚焦显微成像技术基础上引入了光谱成像技术以便区分生物组织中的不同荧光成分。采用分光棱镜对荧光进行光谱展开,在光谱谱面处设置两个可移动缝片形成出射狭缝,两个步进电机带动安装其上的两个缝片设置系统在整个工作波长（400~700 nm）内的光谱带宽,其最小光谱带宽优于5 nm。用488 nm激光和低压汞灯实际测量了几条谱线对应的狭缝位置并和理论值做了比较,结果显示实际狭缝位置和理论值的差值均小于0.1 mm。在全光谱和50 μm出射狭缝（对应2.5 nm光谱带宽）对老鼠肾脏组织进行了共聚焦光谱成像实验,获得了老鼠肾脏组织中DAPI标定的细胞核图像和Alexa Fluor^®488标定的肾脏小球曲管图像,实现了对老鼠肾脏组织不同成分的区分。实验结果表明：提出的系统能够进行共聚焦光谱成像,扩大了共聚焦显微镜的适用范围。     

太阳能晶硅电池激光刻槽设备光机系统设计

以激光在太阳能领域的应用为例,介绍了激光刻槽设备光机系统的组成及工作原理。该系统使用532 nm短脉冲激光器,采用双激光器四分光路、两级激光扩束设计,重点解决了两级扩束自动调焦的问题。在多晶硅片上进行了刻槽试验,槽宽20μm～40μm,刻线深度可调节,线宽及线深均符合要求。     

村庄压煤开采方案的研究

根据前岭煤矿地质条件和地面建筑物情况,提出了两种村庄压煤开采方案,对两种开采方案从技术、经济角度进行论证、分析,确定了全采搬迁方案。     

偏振态和有效数值孔径对共聚焦全内反射显微术分辨率的影响

为了研究入射光偏振态和入射光瞳有效数值孔径对共聚焦全内反射显微术(CTIRM)的分辨率,即焦点横向半峰全宽和纵向倏逝场透射深度的影响,根据Richard-Wolf矢量衍射理论,计算并讨论了线偏振、圆偏振、径向偏振和切向偏振入射光在界面处的光强分布情况;同时计算了在三种不同的有效数值孔径(1.33~1.45,1~1.45和1~1.12)时,焦点半峰全宽和倏逝场透射深度的数值结果。计算结果表明,当有效数值孔径为1.33~1.45,入射波长为532 nm时,径向偏振光在横向上可达144nm的半峰全宽,优于线偏振的330nm和圆偏振的360nm,超过了衍射极限。薄且大的有效数值孔径能够获得更小的半峰全宽,其上下限的平方差越大,透射深度越小。三种数值孔径中,1~1.45时的透射深度最小,为140nm。相比较其他偏振光,径向偏振光更适合作为共聚焦全内反射显微术的入射激发光,并能够通过优化有效数值孔径,获得样品近表面处的高横向分辨率和低轴向荧光噪声。     

无线电磁波透视成像(CT)技术在探测地质异常体中的应用及实践

岱庄生建煤矿利用无线电磁波透视成像(CT)技术,对回采工作面的隐伏地质异常体进行了超前探测工作,探明了工作面内地质异常体的位置及规模,保证了矿井的高产高效和安全生产。     

工作面平推过陷落柱技术及矿压显现特征

 以天煜恒晋煤矿9103综放工作面为背景,论述了综放工作面平推过陷落柱情况下的顶板管理、开采工艺等方面的技术措施。在对回采巷道中观测巷道受采动影响下的表面收敛量、锚杆的受力及两帮的裂隙发育等矿压显现的特征值进行观测记录,利用观测结果对该矿处理陷落柱的方式可行性进行论证,为该矿以后生产及类似情况下提供一定的技术参考和技术参数。     

砌碹空顶巷道加固效果浅析

砌碹巷道长期受临近采区巷道放炮震动及工作面采空区的压力影响,如碹顶与顶板岩石接触不实,容易形成顶板岩石离层冒落,造成隐患。本文介绍了采用固邦特新型充填加固材料对碹顶内部空洞进行充填、再配合锚网索重新支护,对砌碹老巷道的维修与加固起到了良好效果。