平面变栅距光栅的原理及设计

从光程函数出发,研究了平面变栅距光栅的聚焦及消像差原理,并据此设计了用于软Ｘ射线波段的变栅距光栅。用光线追迹程序对所设计的变栅距光栅进行我栅具有良好的聚焦性能。     

基于LCD数字投影技术的傅里叶变换法测量物体三维形貌

利用数字投影栅线技术, 采集变形前后的两幅图像,存入计算机中,然后根据Fourier变换原理进行处理,解调出物体的形貌信息.整个过程自动化程度较高,尤其是投影栅线为正弦栅线且栅距随意可调,比栅板投影栅线所含噪音小,因此精确度较高,而且使用的仪器常见,对环境要求 低,简便易行,有利于进一步推广.给出对爆竹像的实际测量结果,结果表明了该方法的实用价值.     

可视化聚焦纹影系统实现流场中的三维扰动成像

可视化成像系统可以实现流场中扰动信息的捕获。针对光学纹影系统,分别从理论和实验上对比研究了流场中的三维超声扰动成像。因三维超声场在光传播方向上引起的流体介质密度变化不同,光波穿过密度变化的流场时,其相位累积变化使图像不能真实反映声场的扰动特征。线型栅的聚焦纹影系统因其线型栅会产生多刀口滤波的作用,故不能对流场中的三维超声扰动场实现完整成像。为了获得流场中的三维扰动特征,提出了采用环型源栅和刀口栅的改进聚焦纹影系统。结果表明:由改进聚焦纹影装置得到的图像扰动特征与实际流场中超声扰动特征相一致;结合图像重构技术,实现了流场中三维复杂扰动的重构。     

光电子技术与器件 光调制与器件

TN761 2006043416同心扫描法制作凹球面等距网栅的误差分析=Error anal-ysis of fabricating isometric mesh on the concave of aspherical substrate by concentric optical scanning[刊,中]/冯晓国(中科院长春光机所.吉林,长春(130033)) ,卢俊…∥光学精密工程.—2006 ,14(2) .—251-255采用两两相交误差几何分析的方法,得到了同心误差与离焦量和栅距误差的变化关系;随着同心误差增加,系统离轴量和栅距误差也增加,且二者的变化趋势基本一致。因为网栅线宽一般要求达到微米量级,与之匹配的栅距则往往为几百微米,所以栅距误差与栅距相比…     

基于液晶显示投影技术的数字影栅云纹相移实现方法

影栅云纹是物体离面变形和表面形貌测量常用的一种比较简单的方法,用单纯的影栅云纹法即便在最好的光学系统配置情况下测量精度也只有1~100μm左右,在影栅云纹测试方法中引进相移技术是提高测量精度的主要手段。采用液晶投影仪和数字图像处理技术实现数字影栅云纹测量的准确数字相移,避免了在影栅云纹法中使用结构比较复杂或特制的相移机构。由计算机产生相移条纹图经液晶显示投影,应用实时图像灰度算术相减技术得到数字相移影栅云纹条纹图。该方法具有“基准栅”的栅距和相移步长实时可调,配置高速图像采集系统和图像后处理软件,可将相移技术引入动态测量中,从而提高动态测量的精度的优点。最后的悬臂梁实验结果证实了该方法的有效性。     

一种亚纳米级变栅距衍射光栅制作方法的研究

变栅距(VLS)衍射光栅具有自聚焦、像差校正等独特优点。VLS光栅要求的最小栅距变化量为亚纳米数量级,仅靠提高光栅刻划机的分度精度已很难实现,针对这一问题,提出了一种相位扫描方法用于光栅刻划机的变栅距分度控制,即通过对刻划机分度系统的干涉条纹进行微位移扫描来进行相位控制。实验结果表明,相位扫描方法达到了变栅距光栅所要求的亚纳米级的栅距变化精度。     

组合叶栅的数值计算研究

采用混合紊流模型计算了以NACA0012为原始翼型的组合叶栅内部流场.通过计算证明,选取适当的叶栅组合参数重合度B与栅距比T,可以使组合叶栅的整体性能得到大幅度的改善.组合叶栅的整体气体性能明显优于单列叶栅的气动性能.     

提高叠栅条纹信号质量的一种新方法

在国内外普遍使用的细栅距幅光栅叠栅条纹系统中,衍射效应是很明显的,这是造成叠栅条纹信号的衬比(度)和正弦性不好的主要原因.本文在分析了叠栅条纹信号的基础上,导出了衍射光栅副中±1级叠栅条纹的相位与光栅副间隔,光线入射角等的关系,提出了用±1级叠栅条纹来提高叠栅条纹的信号质量,实验结果与理论分析一致,实际应用,效果良好.     

基于光谱分析在航空有机玻璃叶栅栅板机加工中的研究与应用

结合平面叶栅纹影光谱的理论分析,通过对平面叶栅流动显示纹影干涉光谱和彩色光谱特征点的提取,对航空有机玻璃材料加工后的残余应力进行了分析论述,找出有试验件加工工艺存在的缺陷,并提出了完善工艺流程的具体步骤,以保障试件加工质量,满足平面叶栅流场精细化测量的技术要求。     

二维叶栅气动特性的数值分析

过去研制一种新叶型需要做大量实验以确定其安装角、ｔ／ｂ（栅距／弦长）及出口几何角的使用范围，在可使用范围内还需要确定叶栅的攻角特性。这些在热力透平机械设计过程中是不可缺少的。随着计算机的发展及叶轮机械计算流体动力学的进步，人们已经可以通过主要是数值计算的方法来获得这些特性。本文给出了分析叶栅内二维流动特性的一种数值计算方祛。作者采用压力修正ＴＶＤ格式解雷诺平均的Ｎ－Ｓ方程组，壁面的湍流效应利用低雷诺数湍流模型模拟。运用本文方法计算了跨音及亚音叶栅内的湍流流动，并获得了某新叶型的使用范围及攻角特性。     

研究金属切削中组织变化的网格高速摄影装置

研究金属切削过程中的变化,对改进切削工艺、实现高速、自动化和精密加工具有重要意义。高速显微摄影是实现从宏观到微观、从定性到定量、从静态到动态研究的有效方法。     

基于反向传播神经网络的阻抗断层图像重建新方法

电阻抗成像是通过对物体表面电压、电流的测量来重建物体内部阻抗分布或变化图像的一种新颖计算机断层成像技术。阻抗断层图像重建是一种病态的、非线性的逆问题。提出了一种全新的阻抗断层图像重建方法，它利用反向传播神经网络来表征物体内部阻抗变化位置与物体表面电压变化大小的非线性映射关系，从而可以根据对物体表面测量电压的变化先准确定位阻抗变化区域，再用线性近似方法重建阻抗变化图像，这种方法不仅具有一定的抗噪能力，而且成像精度和空间分辨率都大大好于逆投影方法。     

空间太阳望远镜在轨自动调焦的最小图像熵判据

由于复杂的发射状态和动态在轨空间环境以及高达0 1″的角分辨率,所以自动调焦技术已成为太阳空间望远镜在轨图像处理中的关键技术。在分析图像离焦时的状态特性的基础上,提出了一种新的更适用于空间相机的离焦判据———最小图像熵判据。最小图像熵合焦判据更适合于低对比度的天体目标。利用计算机仿真程序演示了给定目标经系统成像的过程,计算了不同离焦状态下的图像熵。这一技术将应用于2005年发射的太阳空间望远镜中。     

基于成像板-X射线条纹相机的精密耦合技术

为实现惯性约束聚变(ICF)实验中同时获取靶点的X射线1维动态和2维静态积分图像,提出了一种全新的X射线图像采集方法。结合成像板与X射线条纹相机的工作特性,通过在阴极狭缝前精密耦合成像板,实现X射线图像到达狭缝的同时采集其外围区域的静态积分图像。该方法具有对靶点X射线图像的1维动态与2维静态图像对比分析、成像系统像面位置精密空间定位的功能。利用该方法在神光Ⅱ装置上实现搭载Kirkpatrick-Baez(KB)显微镜获得内爆靶球压缩流线图,并应用于流体不稳定性实验中。     

一种高精度图像采集系统的设计与特点

介绍了一种新型、高精度、实时伪彩色图像采集系统的原理、构成和特点。该系统采用１０ｂｉｔＡ／Ｄ转换器，使得高性能图像分析与处理成为可能。系统采样频率为１４．７５ＭＨｚ，对于标准ＰＡＬ制电视信号，可以保证采样后像素的横纵比为１∶１。由于采用最新ＥＰＬＤ编程技术，使得系统体积减小，可靠性显著提高。可输出标准ＰＡＬ制黑白全电视信号、ＲＧＢ分量彩色信号、Ｙ／Ｃ分量彩色信号及复合视频信号。该系统通过标准ＩＳＡ总线与计算机接口，帧存直接映射计算机内存地址空间，存取速度快。本系统特别适合于高精度的图像测量应用     

离散小波变换耦合静电场理论的图像快速伪造检测算法

为了解决当前图像伪造检测算法主要是在图像空域中定位伪造区域,难以降低图像维数,使其复杂度大;且不能有效检测几何变换篡改形式的伪造区域,导致其鲁棒性不佳的不足,本文提出了离散小波变换耦合静电场理论的图像伪造检测算法。首先,引入离散小波变换,提取伪造图像的低频子带,降低图像空间;再基于静电场理论,将提取子带映射到虚拟电场中,提取鲁棒性较强的特征,利用Radix排序算法对特征完成重组,形成特征矩阵;最后,定义相同仿射变换,并用其处理排序矩阵,完成伪造区域检测。实验测试结果显示：与当前的移动复制伪造检测技术相比,本文算法具有更高的定位效率与检测精度;同时拥有较强的鲁棒性,有效抗击几何变换篡改。     

基于白光干涉的光学球面半径测量研究

光学球面曲率半径是决定光学球面光学特性的重要参量,通过测量光学球面的曲率半径，可以审核光学元件设计制造质量。在基于白光干涉理论基础上，将莫尔光栅位移测量系统及CCD数字图像采集处理系统集成到迈克尔逊干涉仪上，利用CCD数字图像处理技术，构建了光学球面曲率半径自动测量系统。该测量系统对于大曲率半径的光学球面测量精度较高；对于半径R＝71.2037mm的光学球面,其测量标准误差σR＝0.4723mm。实验结果表明：设计的光学球面自动测量系统可以对大曲率半径光学球面实现高精度测量。     

空间遥感测绘光学系统研究综述

将遥感技术应用到测绘当中是现代地质测绘技术的发展趋势,随着光学载荷分辨率的不断提高,遥感测绘已经成为社会发展和国民经济发展的重要保障。光学载荷决定了测绘空间遥感器的分辨率、测绘精度、卫星平台体积与重量,是遥感器的核心部分。本文对高成像质量透射光学系统、同轴三反光学系统、离轴三反系统等常用的空间遥感测绘光学系统的结构形式和光学性能分别进行了介绍,并对处于研发阶段的新型空间反射光学系统的结构形式和光学性能进行了展望。分析认为,根据不同的应用环境和技术指标,合理选用不同种类的遥感测绘光学系统,可以最大程度利用平台资源,满足遥感测绘需求。     

Imaging photothermal microscopy for absorption measurements of optical coatings

For absorption measurement of large-aperture optical coatings, a novel method of imaging photothermal microscopy based on image lock-in technique is presented. Detailed theoretical analysis and numerical calculation are made based on the image photothermal technique. The feasibility of this imaging method is proved through the coincidence between the theoretical results of single spot method and multi-channel method. The measuring speed of this imaging method can be increased hundreds of times compared with that of the raster scanning. This technique can expand the applications of photothermal technique.     

Single-photon compressive imaging with some performance benefits over raster scanning

A single-photon imaging system based on compressed sensing has been developed to image objects under ultra-low illumination. With this system, we have successfully realized imaging at the single-photon level with a single-pixel avalanche photodiode without point-by-point raster scanning. From analysis of the signal-to-noise ratio in the measurement we find that our system has much higher sensitivity than conventional ones based on point-by-point raster scanning, while the measurement time is also reduced.