非线性渗流地层水平气井二项式产能方程

水平井是开发低渗透气藏最有效的方法之一,而低渗透气藏存在着启动压力梯度效应以及高速非达西渗流时的紊流效应。通过建立和求解包含水平气井井身结构参数、近井区高速非达西渗流条件下气体紊流因素以及启动压力梯度效应的水平气井渗流模型,推导出描述水平气井产能的二项式产能方程。在此基础上,依据理论推导和计算,对水平气井和直井的产能进行对比,研究启动压力梯度以及非达西渗流对水平气井产能的影响。结果表明启动压力梯度对水平气井产量影响呈一线性下降关系,非达西流动引起水平气井产能的降低,并且非达西流动对水平井的影响小于对直井的影响。     

基于深度测量的三维成像技术

由于三维（3D）成像技术有着广泛的应用,尤其是在信息和生命科学领域的应用,因此越来越受到人们的关注。这些技术大致可分为两类:基于光线的三维成像技术和基于波前的三维成像技术。传统成像技术存在系统装置复杂和成像质量不尽人意等问题,极大限制了其在相关领域的应用,因此基于深度测量的三维成像技术越来越受到重视。文中概述了基于深度测量的三维成像技术,分别详细描述了基于深度测量三维成像的光线场和光波场的相关技术,给出了光线场和光波场成像技术之间的联系,基于这些描述和分析,给出了基于深度测量三维成像研究领域的研究方向。     

基于S波片和双延迟器的矢量光场偏振调控方法

基于S波片和双延迟器的偏振特性,提出了一种矢量光场的生成及偏振调控方法,该方法能够将标量高斯光束转换为偏振态分布可调谐的矢量光束。结合Stokes-Mueller矩阵算法,建立了矢量光场偏振调控的数学模型,并仿真计算出标量高斯光束经过S波片和双延迟器（包括双1/4波片和双1/2波片两种情况）后的偏振态空间分布。讨论了双延迟器相对旋转时光场偏振分布的演化规律及机理,实验结果与数值仿真结果相互吻合,表明该方法可以实现对标量相干光场的复杂偏振调控,验证了理论分析的正确性和该方法的可行性。     

使用梯度折射率液晶微透镜阵列的光场成像

光场成像可以获取场景的三维信息。通过在主透镜和图像传感器之间插入一个微透镜阵列,不仅可以记录光线的辐射度,还记录了光线入射的方向。提出了使用梯度折射率液晶微透镜阵列进行光场成像的方法。该阵列基于向列相液晶材料,利用其各向异性和双折射的特点,通过紫外光刻技术和湿法刻蚀技术制作,具有圆孔阵列图案。在该阵列的上下电极之间加载一个交流电压信号后,每个微透镜可以有效会聚入射光,搭建了测试系统来测试该阵列的聚焦特性和焦距。将该阵列与一个主透镜和一片图像传感器耦合得到一个光场成像相机,并使用该相机采集了图像。     

二极管阵列侧面泵浦固体激光介质的光场分布

研究LD阵列侧面泵浦Nd：YAG激光器泵浦光场的分布特点。首先,在已建立的二极管单bar单侧面泵浦YAG晶体泵浦光场分布数值模型的基础上,进一步建立了适用于激光二极管阵列多侧面泵浦YAG晶体的泵浦光场分布数值模型。然后,根据所建模型,采用光线追迹的方法,借助Matlab编程模拟了单侧面、二侧面、三侧面、五侧面泵浦方式的泵浦光分布特点．分析了系统参数：介质半径、介质吸收系数、光束光腰半径、泵浦距离、二极管bar间距、介质表面粗糙程度对泵浦光分布特性的影响,总结出了一般规律。可为二极管泵浦固体激光器的结构设计和实验研究提供理论参考。在理论分析的基础上,进行了单侧面、二侧面泵浦方式的二极管阵列直接侧面泵浦固体激光器的实验研究。实验结果与理论分析结果基本相符,验证了所建数值模型的正确性。该数值模型的特点是：采用光线追迹方法;适用于漫反射表面工作物质：适用于多种侧面直接泵浦方式,具有可扩充性。     

90°阶梯扭波导设计

应用跳变理论及二项式匹配原理,分析、研制了90°阶梯扭波导,相对于扭管波导,90°阶梯扭波导具有结构紧凑、体积小巧等优点,特别对在要求小巧的空间结构中转换极化方向是非常有利的。利用HFSS电磁场仿真软件对该波导进行了仿真计算,通过调整阶梯扭转角及阶梯长度,实际制作了1个90°阶梯扭波导并对其进行了测试,电性能参数优良,在相对带宽40%的频率范围内实现了驻波VSWR〈1.05,损耗｜α｜〈0.04。计算结果与实测结果基本一致,表明该实现方法是正确和有效的。     

基于多级残差融合的复杂纹理光场图像深度估计

光场的深度信息可以通过深度学习的光场深度估计算法计算,在图像视差、光场图像边缘以及光场图像的复杂纹理区域,获取高精度深度值仍然具有一定局限性。本文提出了一种用于光场图像深度估计的多级残差融合网络,通过组合残差模块提取多层次的残差特征,在保持网络深度的同时提升了网络对特征的表征能力。利用多级残差融合模块对多层次的残差特征进行融合,以获得包含浅层纹理信息和深层语义信息的融合特征。利用本文方法对HCI4D光场数据集进行处理,图像深度估计的均方误差指标达到1.471,不良像素率指标达到4.208,该实验结果表明本文方法在处理具有复杂遮挡的光场图像区域方面具有良好的处理效果。     

三维传感中衍射型结构照明光场的应用

在基于结构照明的三维传感系统中，产生结构照明的方法和装置对正确和有效的三维重建具有重要的意义。本文提出了一种新颖的产生结构照明的方法－基于衍射，特别是菲涅耳衍射原理的结构照明方法，利用角谱理论，通过分析在激光光刀照明条件下，两种不同正弦型光栅的菲涅耳衍射光场的强度分布情况，提出了基于衍射原理的结构照明的原理和方法，并且给出了适用于三维传感的结构照明方案，并通过对实物模型的三维面形测量证实，本文提出的原理和方法是正确的有效的。     

光场迭加态的振幅N次方压缩

本文根据Zhang等人定义的高阶压缩,研究了光场迭加态|ψ>=a|0>+β|z>的高阶压缩特性,发现这种光场迭加态可存在任意阶的振幅N次方压缩。