激光水下距离选通成像门控实验研究

激光水下距离选通成像系统要想获得有效的目标图像,必须精确地给出合适的触发信号和控制接收器ICCD的门控延迟时间和选通门宽等门控参数。针对这一关键问题,设计了不存在成像距离盲区的激光器电源提供源触发信号的外触发方式,并应用二分查找的方法确定成像系统的门控参数,利用实验确定的门控参数,获得了5至23m水下不同深度的有效目标激光图像48张。获取的水下激光目标图像的信噪比可达10dB以上,可满足目标探测的实际应用要求。     

乳腺癌检测的三维时域微波断层成像方法

应用泛函分析和变分法,改进拉格朗日(Lagrange)乘子算法为一种三维时域微波断层成像方法,用于检测早期乳腺癌。该方法首先以最小二乘准则构造目标函数,将反演问题表示为约束最小化问题;接着应用罚函数法转化为无约束最小化问题;然后基于变分计算导出闭式的拉格朗日函数关于相对介电常数和电导率的Fréchet导数;最后借助梯度算法和时域有限差分(FDTD)法迭代求解。为了对抗噪声污染和逆问题的病态特性,采用了一阶的吉洪诺夫(Tikhonov)正则化方法。利用FDTD和PRP共轭梯度(CG)法,对三维半球乳房模型进行了仿真计算,仿真结果显示了方法的可行性。     

多传感器目标识别的图像数据融合技术研究

军事和空间技术的要求促进了微光技术的发展。微光图像实时处理技术是夜技术今后发展的重要方向，本文针对微光图像与脉冲激光测距仪的数据信息实时融合与显示的方法及其实现进行了研究。给出了系统框图及工作原理，为实现探测识别、跟踪的实时性、智能化和微型化，从而为研制新一代战术侦察与火控系统提供了具体有效的技术基础。     

Combined Optical and MR Bioimaging Using Rare Earth Ion Doped NaYF4 Nanocrystals

Here, novel nanoprobes for combined optical and magnetic resonance (MR) bioimaging are reported. Fluoride (NaYF₄) nanocrystals (20–30 nm size) co‐doped with the rare earth ions Gd³⁺ and Er³⁺/Yb³⁺/Eu³⁺ are synthesized and dispersed in water. An efficient up‐ and downconverted photoluminescence from the rare‐earth ions (Er³⁺ and Yb³⁺ or Eu³⁺) doped into fluoride nanomatrix allows optical imaging modality for the nanoprobes. Upconversion nanophosphors (UCNPs) show nearly quadratic dependence of the photoluminescence intensity on the excitation light power, confirming a two‐photon induced process and allowing two‐photon imaging with UCNPs with low power continuous wave laser diodes due to the sequential nature of the two‐photon process. Furthermore, both UCNPs and downconversion nanophosphors (DCNPs) are modified with biorecognition biomolecules such as anti‐claudin‐4 and anti‐mesothelin, and show in vitro targeted delivery to cancer cells using confocal microscopy. The possibility of using nanoprobes for optical imaging in vivo is also demonstrated. It is also shown that Gd³⁺ co‐doped within the nanophosphors imparts strong T1 (Spin‐lattice relaxation time) and T2 (spin‐spin relaxation time) for high contrast MR imaging. Thus, nanoprobes based on fluoride nanophosphors doped with rare earth ions are shown to provide the dual modality of optical and magnetic resonance imaging.     

生物组织的光声成像技术及其在生物医学中的应用

简要介绍了光声成像技术的基本原理,采集系统和成像算法.重点阐述了光声成像技术在肿瘤的早期检测和疗效监测,脑成像和脑功能监测以及临床血管监测等生物医学领域的应用.对光声成像技术应用前景进行了展望.     

卫星光通信终端CCD成像光斑弥散圆尺寸选择

利用CCD对自由空间传输的激光进行成像,可得到入射光束的角度信息以实现对发射光束的控制。卫星光通信中,提高对入射光束角度偏差实时测量的精度,可以有效地提高终端的光束跟踪性能,进而有效地保持激光链路的稳定。通过分析角度偏差检测原理,建立了卫星光通信中跟瞄装置测角性能分析模型。分析了测角精度与CCD成像光斑弥散圆尺寸之间的关系,并通过模拟实验进行了验证。结果表明,在卫星光通信系统设计中,综合考虑测角精度要求、终端功耗限制等因素,选择CCD成像光斑相对尺寸在2到3之间为最佳。     

532nm激光距离选通成像系统

实现了一套基于532 nm波长的距离选通成像系统,并选择了几种典型环境进行了相应的原理验证实验。采用532 nm的全固态调Q脉冲激光器作为主动照明激光,激光单脉冲能量可以在35~100 mJ之间调节,系统接收望远镜口径为200 mm。采用PIN探测器获得激光脉冲发射时间,并控制目标成像的曝光时刻。成像探测器采用ICCD(intensified CCD),最小曝光时间为2 ns。通过实验对比说明该系统能够在小雨天或者有烟雾的情况下正常工作,但是获得图像的信噪比会有所下降,同时能够在强光背景干扰的环境下获得目标的图像信息。该套系统的原理验证性实验能够为距离选通成像技术的进一步发展提供重要参考。     

CCD传感器实时检测技术在微细电火花加工机床上应用的优势

CCD传感器实时检测系统是一套基于光电检测技术的质量监测仪器,可用于实时观测和测量被加工工件,特别适合安装应用于微细电火花加工机床。此系统利用CCD（Charge-CoupleDevice）传感器对工件进行非接触式测量,提高了微细电火花加工机床的工作效率和质量。此文对这一系统进行讨论,分析了其特点和优越性。     

基于统计模型的三线阵CCD影像并行匹配算法

在基于统计方法实现CCD影像匹配算法的基础上,提出了CCD影像匹配计算任务的分解方法和计算任务的调度策略,进一步构建了基于统计模型的三线阵CCD影像匹配算法的并行计算方案。并通过实验进行了验证,结果表明,对于CCD影像该并行匹配算法获得了良好的加速比,可扩展性好。适用于超大规模的三线阵CCD影像中同名像点的匹配计算。     

隐藏物的连续太赫兹反射扫描成像实验

太赫兹成像的优势在于能够穿透大多数非金属、非极性物质进行隐藏物的探测,而且不会对生物体造成伤害。其中太赫兹反射成像具有更为广泛的应用空间。由于对常见包装品和衣物的穿透能力在太赫兹反射成像系统的评估中十分重要,故利用CO2抽运太赫兹激光器所搭建的2.52THz反射扫描成像系统对剃须刀、铅笔字、5角硬币、金属纪念币和星卡等多种物体进行了穿透力实验;以纸、纸质快递信封和实验服为遮挡物,进行了成像对比分析。实验结果表明,该成像装置可以穿透单层实验服或单层纸制信封对目标成反射像,最大插入损耗近42dB。