LCoS显示芯片像素单元热分析

热分析技术是LCoS芯片可靠性设计的关键所在,通过使用有限元分析软件ANSYS建立了LCoS芯片像素单元的有限元模型,严格模拟了LCoS显示芯片工作时像素单元内部的热场分布情况,实验结果为LCoS芯片及其应用系统的热设计提供了重要的数值依据.     

高效高功率侧面抽运腔内倍频连续绿光激光器

激光二极管(LD)侧面抽运的内腔倍频激光器技术是实现高功率、高稳定且低成本连续绿光激光器的有效方法。为满足激光彩色显示、激光加工、数据存储、医疗卫生和科研等领域对连续绿光激光器的需求,研制了一台高效、高功率侧面抽运腔内倍频Nd∶YAG/KTP连续绿光激光器。采用优化的平-凹-平三镜折叠腔结构,Ⅱ类相位匹配KTP晶体内腔倍频,当808 nm激光二极管抽运功率约为180 W时,得到最高18.7 W的连续绿光激光输出,对应的光-光转换效率为10.4%。在输出功率15.4 W时测量激光功率稳定性,其功率不稳定度小于0.5%。输出光束平滑,远场为类高斯分布,用刀口法测量了激光器不同输出功率时的光束质量,光束传输因子M2小于7。     

图像复原在波前功率谱密度计算中的应用

移相干涉术易受环境振动的干扰,获得的波前相位的干涉图信息不完整,无法准确给出光学元件表面的频谱分布信息。中值滤波技术是一种既能去除噪声,又能较好保护图像边缘细节的非线性技术,通过改进中值滤波技术对波前相位数据做了复原处理,比较了数据复原前后的波前功率谱密度,结果表明采用这种图像复原方法可以有效地表达光学元件表面的频谱信息。     

三维视觉测量系统

分别介绍了三维激光扫描和多目视觉测量两种三维信息获取系统的测量原理、分类情况、测量特点,分析了两种测量系统各自的研究重点和难点,并通过市场上的典型产品说明了这三类系统的国内外研究和应用现状。回顾了国内外月球车的研究历史,阐述了月球车视觉系统的发展情况。结合当前我国正在逐步实施的探月计划——“嫦娥工程“,描述了我国月球车的研究状况以及月球卫星的视觉系统。并且给出了三维视觉系统的发展趋势。     

基于飞秒激光制备的光子晶体光纤Fabry-Perot温度传感器

提出并设计了一种基于飞秒激光在光子晶体光纤(photonic crystal fiber,PCF)中制备光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)传感器的方法。采用飞秒脉冲激光作为加工光源,结合放大倍率100×的物镜以及三维加工平台在PCF侧面采用逐线刻写方式进行加工。通过对飞秒激光光斑在光纤上的聚焦位置以及刻写功率进行优化,在PCF上刻写了深度均为80 μm、间隔为800 μm的两条划线,实现了周期为0.98 nm的全光纤F-P结构制备；实验中,对传感器在40~120 ℃温度范围内的光谱特性进行了测试与分析,每隔10 ℃进行一次数据采集,随着温度逐渐增加波长向长波方向漂移,通过对该采样点数据进行线性拟合,得到该测试点的波长温度灵敏度为9.73 pm/℃,拟合线性度为0.997。     

一种指纹奇异点区域图像增强算法

指纹图像奇异点附近区域的增强一直是指纹图像增强的难点,针对Separable Gabor滤波会破坏指纹邻近奇异点区域的纹线结构,方向傅里叶滤波在一般区域修复指纹纹线效果不明显这一问题,本文融合两种算法的优势,提出一种新的滤波方法(FS-Gabor)。先对指纹图像进行预处理,得到指纹的方向、频率信息和掩膜信息。接着找出指纹图像的奇异点,并在奇异点附近标记出一定大小区域。最后根据像素点的位置采用不同的滤波方法。同时,本文提出了一种改进的指纹图像频率估计方法,扩大了指纹图像有效区域面积。实验结果表明,经本文方法滤波的指纹图像的EER(Equal Error Rate)比方向傅里叶滤波低26%,比Separable Gabor低49%。     

采用光学测棒的三目视觉坐标测量系统的理论研究

本文提出了一种基于手持式测量棒的三目视觉坐标测量系统。文中阐述了该系统的结构设计理论及测量原理，引入了一种全新的采用冗余差分技术的测量棒的结构．并且对其结构特点．及其实现自标定的原理进行了详细的分析。     

AGA在太阳能电池阵寿命预测中的应用

针对在轨卫星的GaInP/GaAs/Ge三结太阳能电池阵输出电流衰减模型中参数辨识精度低和后期误差大且实时性不高的问题,提出采用遗传算法(GA)对太阳能电池阵电流衰减模型进行参数辨识。针对GA过早收敛及易陷入局部最优解的缺点,提出了基于自适应交叉变异算子和线性变换适应度函数的自适应遗传算法(AGA)进行参数辨识。然后把模型预测的输出电流与遥感测得的输出电流进行比较。实验结果表明,运用AGA和广义最小二乘法（GLS）得到的均方根误差(RMSE)分别为1.427×10^-4和1.337×10^-3,误差平方和(SSE)分别为2.0571×10^-6和1.92×10^-3,AGA辨识后的模型预测更加准确,对卫星运行后期电源的管理具有实际意义。     

基于折/衍混合的机载红外光学系统设计

为实现机载红外光学系统大口径、长焦距、轻量化、高像质、非热敏化的技术要求,通过对反射式光学系统设计模型及其理论参数的研究分析,选取卡赛格林光学结构型式,提出一种基于折/衍混合的机载大口径长焦距非球面红外光学系统。经过初始结构计算,并利用ZEMAX软件进行优化,设计出一款焦距1200 mm、口径260 mm的折/衍混合红外光学系统,遮拦比18%,在空间频率10 lp/mm处,调制传递函数(MTF)达到0.45,接近衍射极限,全视场弥散斑控制在20μm以内,在-50^+70℃温度范围内实现非热敏化。该系统结构简单,由两个反射镜和一组透镜组成,设计结果满足各项任务指标,对机载红外光学系统的进一步研制具有重要意义。     

小鼠在体皮下乳腺癌的太赫兹波成像检测研究

乳腺癌是女性常见癌症之一,乳腺癌区域的精准检测对乳腺癌的治疗有至关重要的作用。本文采用频率为2.52THz的连续太赫兹波反射式成像系统,对小鼠在体皮下乳腺癌模型进行了太赫兹波成像检测。研究结果表明,太赫兹波成像可以清晰识别出乳腺癌区域,且与肉眼可见肿瘤区域一致。在体乳腺癌区域的太赫兹波相对反射率高于正常组织,两者相对反射率差值高达15%。进一步,对距离皮肤表面不同深度的离体乳腺癌组织进行切片和苏木精-伊红(H&E)染色,作为金标准对照。结果发现乳腺癌区域的面积随着距离皮肤表面深度的增加而增大。通过将太赫兹波成像与H&E染色结果对比可知,在距离皮肤表面约460μm处,太赫兹波图像和H&E染色图中的肿瘤区域面积相等。由此可知,太赫兹波对在体皮下乳腺癌的探测深度大约在460μm左右,太赫兹波有望实现深部肿瘤的检测。