基于泽尼克多项式的显微镜点扩展函数研究

在计算光学切片显微成像(COSM)的非盲图像复原中,准确获取系统点扩展函数对图像复原质量和复原结果的稳定性有重要影响.显微镜系统的点扩展函数的获取通常有两种方式:数值计算和物理测量.数值计算运算量大,涉及的参数较多且难以准确估计,因而在实际应用中具有一定的局限性;物理测量得到的点扩展函数最能真实体现显微镜系统的光学特性,但其存在着信噪比(SNR)低的缺点,使用之前必须对其进行预处理.针对物理测量得到的点扩展函数详细讨论了如何运用扩展Nijboer-Zernike理论(ENZ)来对测得的点扩展函数进行重建.实验证明,该方法能快速准确地重建显微镜的三维点扩展函数,提升其信噪比.     

高功函数的钛酸镧掺杂氧化铟透明导电薄膜的制备与光电特性研究

制备了一种新型的具有高功函数的掺钛酸镧(LaTiO3)的氧化铟(ILTO)三元透明导电氧化物薄膜,并研究了其光电特性。EDX能谱测试结果证实了样品中In、La及Ti的存在,薄膜的掺杂具有良好的均匀性及一致性。由原子力显微镜测试可知,在一个5μm×5μm的扫描区域内,样品的表面粗糙度(RMS)较小,为1 nm量级。ILTO薄膜在可见光区域的平均透过率超过了85%,其功函数接近于金的功函数(5.2 eV左右),远高于目前商业化的ITO的功函数(4.5～4.7 eV)。由于导电薄膜的功函数在光电器件中对异质结界面的势垒高度有着直接影响,较高的功函数可以提高载流子的注入及抽取能力,因此采用ILTO作为光电器件的阳极将有望改善器件的性能。     

细致能级光电离与辐射复合速率系数的计算及讨论

在以前所计算的细致能级光电过程截面数据的基础上,用修正的Gramm-Schmidt方法做三次样条函数的最小二乘拟合,在LTE近似条件下,取光子分布函数为Planck分布,自由电子分布函数为Maxwel分布,给出了光电离与辐射复合速率系数积分在样条参数下的表达式,并计算了类氦铷、类氦铌离子光电离与辐射复合速率系数。分析了能级跃迁下的速率系数向轨道跃迁速率系数的过渡关系,并对文[1]给出的半经验公式进行了评价。     

GaN光电阴极表面势垒对电子逸出几率的影响

针对GaN光电阴极表面势垒对电子逸出几率的影响问题,应用玻尓兹曼分布和基于Airy函数的传递矩阵法计算了GaN光电阴极的电子逸出几率,发现电子逸出几率主要由I势垒决定,II势垒对电子逸出几率的影响有限.利用自行研制的GaN光电阴极激活评估实验系统,测试了透射式GaN光电阴极样品的激活光电流.实验发现,Cs单独激活引起电子逸出几率的显著增加,而Cs单独充分激活后的Cs/O交替激活对电子逸出几率的影响有限.理论计算结果与激活光电流测试结果一致,其原因是Cs单独激活对降低真空能级的贡献远大于Cs/O共同激活.     

激光测距卫星的点扩展函数研究

本文将非相干成象系统的点扩展函数概念引入到激光测距系统,详细推导出激光测距卫星的点扩展函数的基本形式,并分别计算了Lageos和ERS卫星的点扩展函数以及脉冲和点扩展函数作用后的强度分布,取得了非常好的结果.     

中高精度光纤陀螺的分形噪音研究

本文在计算和分析光纤陀螺信号自相关函数的基础上,采用小波变换分析了光纤陀螺的噪音叠加模型,指出中高精度光纤陀螺的主要噪音成份为分形布朗运动(FBM).分析其噪音源并对系统进行改进。     

菲涅耳波带板扫描全息术透过高散射介质成像

将菲涅耳波带板扫描全息术用于高散射介质成像技术中。对于编码函数非负给物体的再现像带来的背景噪音．提出采用构造复合全息图的方法来消除。在实验中运用该方法得到了信噪比和衬比度较好的物体的再现像。计算并测试了系统的点扩展函数,实验结果与理论计算结果相吻合．其结果都接近于二维的δ函数。用菲涅耳波带板扫描全息成像系统进行了成像实验．得到了嵌埋在浓度为1％、深度为1．7cm的脂肪乳剂中的吸收体清晰的再现像,吸收体为直径0．4mm的金属丝和内径为6．0mm的金属环,另外．也得到了直径为2．5mm的黑塑料球的再现像。     

时变向量场中特殊轨迹的计算

通过考察特殊双曲轨迹的定义和已有的相空间度量函数,给出在扩展相空间中的度量函数.由于已有算法在计算过程中保持精度不变,造成对于高精度要求的情况计算量大,收敛效率低,故提出一种变步长收敛算法.利用瞬时驻点轨迹估计数值计算的初始区域,采用变步长网格提高计算效率.经过理论推导和实验分析,给出关键参数的最优取值范围.在二维和三维达芬系统上进行测试.实验表明,扩展相空间中的度量函数具有更好的平滑收敛性和稳定性;变步长收敛算法对于高精度计算具有高效性.     

傅里叶变换光谱仪中的主要技术环节

本文总结了在研制傅里叶交换光谱仪(FTS)或成象傅里叶变换光谱仪(IFTS)时应当考虑的主要技术环节,包括仪器函数、光谱分辨率、扩展光源、动镜运动误差、噪音等效功率、信噪比等,并给出相应计算公式.     

一种光电成像系统调制传递函数的测量方法

调制传递函数(MTF)是设计和评价光电成像系统的重要参数,在证明了边缘图像的边缘扩展函数与累积直方图逆函数存在着线性关系的基础上,提出了一种基于统计直方图的MTF测量方法,设计了包括光学系统和探测器的仿真实验,搭建了包括积分球、靶标、平行光管和数字摄像机等装置的物理实验平台,以光电成像系统的设计参数和理论模型得到的理论...     

动态光散射系统最佳光接收孔径比研究

从动态光散射（Dynamic Light Scattering,DLS）光接收系统的空间相干性出发,推导了干涉信号的表达式并对系统的噪音进行了全面的分析.在环境温度恒定且光电倍增管（Photomultipier Tube ,PMT）良好冷却的条件下,PMT的泊松随机噪音为系统主要噪音.利用光子统计理论推导了PMT的噪音,得到其输出的功率信噪比并计算了功率信噪比最大时的接收孔径比.实验表明,通过调整两固定孔间的距离, PMT输出的功率信噪比可达到最大.由不同孔径比实验计算得到的自相关函数证明了理论的合理性.     

基于复小波和局部梯度的靶标图像混合降噪

提出了一种有效去除光电成像测量系统中靶标图像噪音的混合降噪法.根据图像像素局部梯度模找出图像中受椒盐噪音污染的像素,使用中值滤波降噪.对去除椒盐噪音的图像,利用复对数Gabor小波提取各像素的相位信息和幅度信息,确定最小尺度滤波器对噪音幅度分布的估计值,从而自动地确定各个尺度上的噪音幅度分布的估计值和噪音萎缩阈值,达到有效降噪的目的.实验表明,该方法的降噪效果明显优于实symlet4小波、中值滤波和单一复对数Gabor小波降噪法.     

基于核矩阵扩展的动态光散射截断奇异值分解反演

针对截断奇异值分解方法进行动态光散射反演存在的颗粒粒度信息丢失问题,本文在分析自相关函数不同衰减时段粒度信息分布差异的基础上,提出利用每一角度核矩阵与对应角度下粒度信息在自相关函数不同延迟时刻的分布构建扩展矩阵的扩展截断奇异值分解方法.该方法通过用自相关函数中每一延迟时刻的粒度信息,调节同一时刻原核矩阵数据对信噪比的贡献,进而保留了更多的有效奇异值,减少了由于奇异值截断引起的信息丢失,在保证抗噪性的基础上,提高了自相关函数的信息利用率.在1×10-3噪声水平下,对一组单峰宽分布(260nm)和三组双峰颗粒分布(250/750nm)、(270/800nm)以及(306/974nm)的模拟动态光散射数据,进行了单角度、3角度和6角度反演.结果表明,与截断奇异值分解方法相比,采用扩展截断奇异值分解方法反演得到的峰值粒度误差和分布误差均明显减小.对306/974nm颗粒体系的6角度实测数据的反演表明,采用扩展截断奇异值分解法得到的颗粒峰值粒度误差由非扩展方法的0.032/0.016降至0.029/0.006,且得到的峰值比更接近真实值.     

电子-杂质和电子-声子相互作用对石墨烯磁光导的影响

在外加垂直磁场的石墨烯系统中,基于格林函数方法以自能的形式理论研究了电荷杂质散射和光学声子散射中心对朗道能谱的影响,采用久保(Kubo)公式研究了单层石墨烯的磁光电导谱以及跃迁选择定则。具体计算中电子-杂质库仑相互作用考虑了介电环境的屏蔽效应,对由散射引起的自能以及单粒子格林函数做自洽计算,另外在强磁场下单杂质散射是一个很好的近似模型。理论计算结果表明电荷杂质散射引起朗道能级对称展宽;同时考虑电荷杂质和光学声子两类散射后态密度表现为非对称的展宽。研究结果表明磁光电导谱的峰值和强度强烈依赖于填充因子和态密度。     

非晶态合金Ni_(64)B_(36)结构的计算机模拟(Ⅰ) 合金中的化学短程序

我们用两种不同直径球的无规密堆计算机模型模拟了Ni_(64)B_(36)金属玻璃的结构,计算了模型的简约部分径向分布函数、角分布函数及均匀度,对结构的化学短程序进行了讨论,我们的计算结果表明,在过渡金属-类金属型(TM-M)的非晶态合金中,类金属原子的相对分布是结构中化学短程序的重要特征,这一特征可以用M-M原子的部分径向分布函数中第二峰的第一个分裂次峰的位置r_c来表征。     

氯化铯甲醇溶液对有机聚合物太阳能电池的影响

研究了氯化铯的甲醇溶液作为阴极修饰层,来提高传统有机聚合物太阳能电池器件性能。通过电容-电压(C-V)测试分析了铝电极和PTB7/PC_(70)BM之间的界面电荷积累情况,同时测试了紫外光电子能谱(UPS),对铝的功函数改变作了研究。结果表明,采用氯化铯的甲醇溶液作阴极修饰层的器件,其短路电流(J_(sc))、开路电压(V_(oc))、填充因子(FF)都有所提高,光电转化效率达到6.36%,与仅用甲醇处理过的器件相比,光电转化效率提高了11%;与未经甲醇处理的器件相比,光电转化效率提高了42.6%。这种一步溶液处理法能够减少电荷积累,同时降低铝电极的功函数,利于电子收集,进而提高器件性能。     

用X射线异常色散效应测定二元非晶合金Fe_(82)B_(18)偏径向分布函数方法的简化

本文采用Mo,Cu,Co三种不同波长的X射线辐射,测定了Fe_(82)B_(18)二元非晶合金的径向分布函数。比较了不同波长辐射对测定径向分布函数的影响。应用X射线异常色散方法计算了Fe_(82)B_(18)二元非晶合金的偏径向分布函数。在计算时略去了B-B原子对对径向分布函数的贡献,因而简化了计算过程,并相对提高了计算精度。所得结果与国际上使用同类方法或其它方法的结果相近。     

高能量粒子尾隆分布情况下的色散函数研究

当同时使用离子(或电子)回旋及中性束注入方式加热等离子体时,高能量粒子的能量分布函数一般应为尾部隆起(简称尾隆)分布。这种具有正能量梯度区域的分布函数更容易激发不稳定性,同时由于分布函数尾部隆起,在色散关系中引入了新的色散函数。主要研究了这种新色散函数的计算方法,结果表明：色散函数实部是关于原点对称的奇函数;而虚部则是关于纵轴对称的偶函数。色散函数的实部有2~4 个极值点且极值点的位置与尾隆分布函数的能量梯度Δ 有关、虚部有1~3 个极值点但极值点位置与Δ 无关。当其宗量趋于无穷大时,色散函数的值趋于零。当尾隆分布趋近于麦克斯韦分布时,用该方法计算的结果与色散函数表中给出的结果非常吻合。     

大气背景下盖革模式APD激光雷达探测性能计算

盖革模式工作的雪崩光电二极管,以其灵敏度高著称,广泛应用于天文观测、粒子物理学、激光雷达以及通信领域.但是由于雪崩光电二极管易受到噪音的影响,特别是在背景光较亮的白天,背景噪音对探测有很大影响.本文针对白天大气背景噪音的情况,建立了盖革模式雪崩光电二极管的探测统计模型,通过设定不同探测器阈值和噪音值进行仿真计算,分析了探测阈值与噪音对虚警率的影响,给出了提高最远探测距离的途经与方法.通过限制滤光片带宽、减小探测器开启时间等方法可以将背景噪音光子数减小到2,在900km处的探测成功率为96.6%.对雷达散射截面为1m2的非合作目标,探测成功率为70%.     

场助InP／InGaAsP／InP半导体光电阴极异质结能带的计算

采用双曲型的渐变函数,同时考虑加偏压时引起的阴极表面空间电荷区的变化,对场助InP/TnGaAsP/InP半导体光电阴极异质结的能带结构进行了详细的分析和计算,得到了在不同材料参数时,异质结能带结构的分布曲线.计算结果指出了达到理想的异质结传输效率时,发射层的厚度和掺杂浓度、吸收层的掺杂浓度、异质结界面处渐变区宽度以及场助偏压应满足的条件.它有助于场助半导体光电阴极的结构设计和材料参数的选择.