用于LD光束准直整形的GRIN透镜的设计

本文提出了利用单个梯度折射率（GRIN）透镜同时对半导体激光器（LD）发射光束进行准直、整形和像散校正。对该GRIN透镜进行了设计,并对LD参数进行了测量。我们根据所设计的GRIN透镜的特点,采用椭圆形掩模孔,Ag-Na离子交换,来达到使GRIN透镜具有双焦距的目的。     

替代旋转非球面的GRIN透镜的理论分析

本文通过对轴向球面GRIN透镜的分析,导出了光线在透镜内部传输的一般方程利用等光程方法导出了轴向GRIN透镜与旋转非球面匀质透镜之间的等效条件。     

GRIN透镜干涉仪光学系统模型和分析

较完整地提出GRIN透镜干涉仪的数学模型,分析了光学系统处于六种不同模态下的特点,讨论了有关结构因素,特别是GRIN透镜长度对干涉仪工作性能的影响,有关分析和相关结论可作为GRIN透镜干涉仪系统设计和测量计算的依据。     

一种新型GRIN透镜光纤加速度计的研究

研究了一种新颖的光纤加速度计,阐述了三光纤GRIN透镜加速度敏感元件的工作原理及其结构设计.该传感器包括三根光纤、一个GRIN透镜和一个质量块.根据光功率耦合原理,对透镜倾斜时的误差进行了定量分析.该加速度计具有结构新颖、体积小和灵敏度高等优点,是一种具有多用途的加速度传感器.     

含Li+的径向梯度折射率棒透镜的研究

研究发现在硼硅酸盐系统玻璃中,利用Li⁺/Na⁺离子交换来制取径向梯度折射率(GRIN)棒透镜时,基质玻璃中重要的成分Li₂O含量对径向GRIN棒透镜的象差和数值孔径值有着明显的影响,并着重分析和讨论了实验中Li₂O含量对径向GRIN棒透镜中折射率分布、数值孔径及象差影响机制.进一步指出实验中Li₂O含量存在一个最佳值,既能够满足径向GRIN棒透镜获得较大的数值孔径又满足其具有较小的象差.     

熔盐对Li+/Na+离子交换及折射率分布的影响

研究发现利用Li⁺/Na⁺离子交换制取径向梯度折射率(GRIN)棒透镜时,在NaNO₃熔盐中,添加NaCl,会影响Li⁺/Na⁺离子交换反应平衡,最终改变径向GRIN棒透镜的折射率分布、折射率差值及像差.并着重分析和讨论了在本实验中NaNO₃+NaCl混合熔盐对径向GRIN棒透镜中折射率分布、数值孔径及像差的影响机理.     

基于GRIN透镜微小角位移的测量技术研究

根据1/2波节自聚焦（GRIN）透镜中光的传输特性,提出了一种新颖的测量微小角位移的模型,通过对模型中光线传输和几何关系的理论分析,推导了待测角位移与光耦合效率之间的传递函数.针对模型对测量范围的限制,提出了一种可行的拓宽测量范围的方法.研究结果表明,该模型不但测量范围宽,而且测量准确度高,线性度好.     

CRIN球透镜的光线轨迹方程式的研究

由于GRIN球透镜的光线轨迹为通过对称中心的平面曲线，所以本文研究了折射率呈二次抛物线型的GRIN球透镜在极坐标下的光线轨迹方程式。     

采用GRIN透镜的微胶囊内窥成像技术

研究了采用新型的GRIN透镜的微胶囊内窥镜成像的工作原理.根据近轴子午光线方程,用矩阵分析法分析GRIN透镜成像原理,并提出自动调焦、CCD光电转换、图像传送和无线传送电能等的实现方法.为研发微型生物医学仪器提供了必要的理论基础和重要的技术方法.     

非对称GRIN微透镜阵列的设计与制作

针对 L D光束的特点 ,提出利用单个非对称 GRIN微透镜 (双焦距 )对 L D光束进行准直、整形和像散校正。总结出了根据 L D光束参数结合离子交换工艺的设计方法。利用椭圆形掩模孔和电场辅助离子交换工艺制作了非对称GRIN微透镜阵列 ,并对样品的性能进行了测试     

超高速撞击充气压力容器二次碎片减速运动建模研究

 针对空间碎片超高速撞击充气压力容器的二次碎片减速运动问题,首先根据弹丸撞击容器前壁后的破碎程度,将二次碎片分为弹丸未破碎、未完全破碎及完全破碎3种模式,分别建立了二次碎片未受气体扰动时的初始模型;然后采用理论分析手段,应用流体动力学、气-固两相流理论,对弹丸不同破碎模式下的二次碎片在容器内的运动过程进行分析,建立了二次碎片减速运动的计算模型,通过与数值模拟结果的比较,验证了计算模型的有效性。     

双波段扫描辐射计的研制

介绍了一种新型小视场、高精度的双波段扫描辐射计。描述了系统的特点,分析了系统的总体方案。介绍了系统的工作原理,对系统的NETD进行了估算,对其探测器的选择、光学系统设计、调制系统设计、扫描机构设计、信号处理等方案进行了详细论述,对系统的标定和测量原理进行了分析,并给出了相应的计算公式。给出了系统的检测结果。     

基于ZEMAX软件的DLP微型投影镜头的设计

 利用ZEMAX光学软件设计出了一款适用于0.55″单片DLP微型投影机的广角数字微型投影镜头。镜头结构由6组8片镜片组成,具有结构简单、体形小、易加工、成本低等特点。镜头的有效焦距为8.25 mm,相对孔径为1/2.2,全视场角为80.5°,最大口径小于24 mm,光学总长控制在40 mm,后工作距离为24 mm。镜头有较好的成像质量,在镜头的分辨率66 lp/mm处,所有视场的MTF值均大于0.45,全视场畸变量的绝对值小于0.7%,垂轴色差小于0.5个像元大小。     

基于区域合并的动态阈值分割算法

在传统分块分割再合并阈值法的基础上,引入图像区域合并的思想,以邻近区域阈值相似性作为判断区域合并的依据,借助人机交互式系统,运用待识别目标灰度与完成区域合并的阈值作加权,消除区域灰度不连续,实现目标与背景的有效分离,减少算法的运算量,提高目标识别精度.实验证明,该算法实现简单且行之有效.     

相位光栅型波前曲率传感器

研制了一套相位光栅型波前曲率传感器。实验结果表明,相位型散焦光栅能消除零级衍射光的干扰,正负一级衍射光的衍射效率达到49%。用相差板引进波前畸变,进行了波前测量实验。用格林函数算法进行了波前恢复,并和Veeco检测结果进行了比较。制备的光栅型波前曲率传感器测量结果正确,峰谷值存在10%的误差,均方根值存在2%的误差。     

A theoretical study of radiation between two concentric spheres using a modified discrete ordinates method associated with Legendre transform

A modified discrete ordinates method (DOM) is used in spherical participating media. The radiative intensity is broken up into two components. One component is traced back to the enclosure's source. It is called direct intensity. The other component is rather traced back to the contribution of the medium itself. It is called diffuse intensity. Thus, the radiative transfer equation (RTE) is transformed into two simultaneous equations: a direct RTE and a diffuse RTE. The direct RTE is solved analytically. The diffuse RTE is solved numerically using the DOM. The streaming angular derivative term appearing in spherical geometry is modeled by making use of the Finite Legendre Transform. We study a pure radiation transfer problem between two concentric spheres. The medium is assumed to be gray and isotropically scattering. The limiting spheres are considered to be opaque, gray, diffusely emitting and diffusely reflecting with uniform emissivity over each surface. The obtained results are compared with available cases reported in the literature. In particular, relative importance of the direct radiation in optically thin media is studied.     

激光熔覆NiCrBSi涂层组织及摩擦磨损性能

采用激光熔覆技术在H13钢表面制备了NiCrBSi合金涂层,利用OM,SEM,EDX和XRD等对熔覆层的微观组织进行了分析,测试了熔覆层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明,激光熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,熔覆层的组织主要由γ-Ni,Cr7C3和CrB等相组成。熔覆层显微硬度在650~850HV之间,明显高于H13钢基体的硬度。摩擦磨损实验表明,在相同的条件下,熔覆层的耐磨性比基体有了明显的提高,磨损体积减少了92.4%。通过对磨损后的试样进行粗糙度测试后表明,涂层具有更平滑的表面。     

包层泵浦的铒镱共掺光纤激光高效产生的实验研究

利用尾纤输出的977nm高亮度多模半导体激光器包层泵浦铒镱共掺双包层光纤,采用非球面透镜组耦合方式,使泵浦耦合效率达66%以上,并在法布里-珀罗激光振荡腔结构中实现了高效的连续激光产生,双包层光纤长度为2m,在泵浦入纤功率为1.36W时,输出连续功率最大394mW,斜率效率达35%,激光输出波长1.565μm.     

一种形位不确定回转壳体内壁表面的激光测量与重构方法研究

针对形位不确定回转壳体内表面的测量及重构问题,提出了一种准在线纵截线测量与曲面重构方法.通过粗、精测量相结合的实现过程,首先根据技术文件提取回转壳体的基本信息,并针对内表面存在的不确定性,建立一种模糊调节规则,对回转壳体内表面的形位进行预测,实时调整激光测量的角度与位置,完成测量.搭建激光测试试验平台,开发了模块化的测试平台软件系统.采用所提方法对回转壳体内表面进行测量试验研究,得到待测回转壳体内表面的三维数据,并进一步根据回转曲面二次加工的要求对曲面的重构方法进行分析,重构回转壳体内壁的三维曲面实体模型.试验结果表明,曲面模型的相对误差绝对值平均值小于0.024%.     

The Tsallis entropy of natural information

Estimating the information contained in natural data, such as electroencephalography data, is unusually difficult because the relationship between the physical data and the information that it encodes is unknown. This unknown relationship is often called the encoding problem. The present work provides a solution to this problem by deriving a method to estimate the Tsallis entropy in natural data. The method is based on two findings. The first finding is that the physical instantiation of any information event, that is, the physical occurrence of a symbol of information, must begin and end at a discontinuity or critical point (maximum, minimum, or saddle point) in the data. The second finding is that, in certain data types such as the encephalogram (EEG), the variance within of an EEG waveform event is directly proportional to its probability of occurrence.These two outcomes yield two results. The first is the easy binning of data into separate information events. The second is the ability to estimate probabilities in two ways: frequency counting and computing the variance within of an EEG waveform. These results are used to derive a linear estimator of the Tsallis entropy functional, allowing it to be estimated without deducing the encoding.This method for estimating the Tsallis entropy is first used to estimate the information in simple signals. The amount of information estimated is highly accurate. The method is then applied to two problems in electroencephalography. The first is distinguishing normal aging from very early Alzheimer's disease (mild cognitive impairment), and the second is medication monitoring of Alzheimer's disease treatment. The former is done with an accuracy of 92% and the latter with an accuracy of 91%. This detection accuracy is the highest published accuracy in the literature, which suggests that this method for Tsallis entropy estimation is both accurate and useful.