三维超分辨光瞳滤波器的优化设计

利用matlab优化工具箱,采用非线性规划,对三区振幅型(透过率为1-0-1)和三区位相型(相位角为π-0-π)光瞳滤波器进行三维超分辨优化设计,建立了优化模型,经计算机多次迭代运算,改变斯特尔比s值,给出了优化结果.结果显示:所设计的滤波器较好地实现了横向和轴向三维超分辨,且轴向超分辨能力优于横向;相同斯特尔比下,位相型三维超分辨能力优于振幅型,并且这两种滤波器结构简单,容易实现.     

三区振幅型三维超分辨光瞳滤波器的优化设计

光瞳滤波器是光学成像系统实现超分辨的基本元件之一，多数三维超分辨滤波器因结构复杂而难于实现。用MATLAB优化工具箱，采用非线性规划，对三区振幅型（1-0—1型）光瞳滤波器进行了三维超分辨优化设计。建立了优化模型，并给出了优化实例。结果表明所设计的滤波器较好地实现了横向和轴向三维超分辨，且轴向超分辨能力优于横向。该滤波器结构简单，容易实现。     

电控振幅型超分辨光瞳滤波器的调谐特性分析

根据空间偏振态调制和偏振干涉的原理,设计了一种能通过外加电压调谐的振幅型光瞳滤波器,实现了横向超分辨下轴向焦移与焦深的实时控制。该滤波器由两个透射光轴平行的偏光镜,置于其间的一个电光晶体和一个二区域λ/2波片组成。分析了滤波后光学系统焦点附近光强的分布及电光调谐特性,在电光相位延迟-π~π之间,二区域λ/2波片内外径取优化值时,可实现横向超分辨及轴向焦移的实时调控,等效于一个可实现横向超分辨的电光调焦透镜。电光相位延迟一定时,二区域λ/2波片内区方位角的改变可实现第一零点比的调整;内区方位角一定时,电光相位延迟的改变可实现焦深的实时控制。     

复振幅光瞳滤波器的三维超分辨性能研究

超分辨技术中现有的纯振幅型或纯相位型光瞳滤波器,大部分只能实现轴向或横向超分辨而不能实现三维超分辨,三维超分辨在三维成像系统中有着重要的作用。因此为提高成像系统中的三维分辨能力,设计了一种复振幅光瞳滤波器,并对其三维超分辨性能进行了研究。详细分析了该光瞳滤波器的第一区半径和透射率对施特雷尔比、轴向和横向超分辨因子以及旁瓣能量的影响。通过一系列的模拟证明,借助于复振幅光瞳滤波器可以实现三维超分辨。该滤波器的优点是容易实现三维超分辨,且有比较高的施特雷尔比,缺点是三维超分辨的实现总是伴随着旁瓣能量的增加,但可以采用共焦扫描成像系统来加以抑制。     

三环位相型光瞳滤波器的横向超分辨与轴向焦深扩展

用矢量衍射方法分析了线偏振光入射到带有三环位相型光瞳滤波器的高数值孔径物镜时,焦点的轴向和横向光强分布.数值模拟结果表明,高数值孔径物镜聚焦时需同时考虑光强的轴向和横向分布.通过加入三环位相光瞳滤波器,在实现横向超分辨的同时实现了光学系统轴向焦深扩展和轴向光强分布平坦化,并且位相调制深度变化时,会出现轴向焦移现象.对三环位相光瞳滤波器结构进行了优化,得出了优化结果. 关键词： 光学超分辨 扩展焦深 位相型光瞳滤波器 矢量衍射方法     

两区复振幅光瞳滤波器的优化设计研究

现在设计的超分辨光瞳滤波器大多是对光瞳函数进行设计和优化,本文在此基础上,设计了一种新的光瞳函数,具有此函数的超分辨光瞳滤波器,给设计参量b一确定的值,调节参量a或者固定参量a,调节参量b,均可以在一定程度上实现较好的横向超分辨,且具有比较高的斯特尔比,当a=2.1,b=-0.7时,轴向光强值在一段范围内变化缓慢,扩展...     

可调谐位相型光瞳滤波器的横向光学超分辨和轴向扩展焦深

为克服传统光瞳滤波器的缺点,实现系统光学超分辨性能的可调谐性,设计了一种新型可调谐的位相型光瞳滤波器.该光瞳滤波器包括两个λ/4波片和置于其间的λ/2波片,其中λ/2波片分为两个可作相对旋转的区域.研究结果表明,通过旋转λ/2波片的任意一区域不仅可以实现系统横向光学超分辨能力的可调性,而且可以在横向分辨能力提高的同时实现光学系统轴向焦深的扩展以及轴向焦移. 关键词： 光学超分辨 位相型光瞳滤波器 可调谐     

光学相干层析成像轴向超分辨研究

为了提高光学相干层析成像(OCT)的轴向分辨率,采用OCT与光学超分辨术相结合的方法,设计了三区相位型和振幅型两种光瞳滤波器,并将制作的光瞳滤波器应用于系统的样品臂中,分别测量不同条件下对应的轴向响应曲线,结果与理论分析基本吻合,实现了轴向分辨率10％以上的提高,从而验证了利用合适光瞳滤波器实现OCT轴向超分辨的可行性.     

改善共焦系统轴向分辨率的位相型光瞳滤波器

利用约束全局优化算法———CGO算法,设计了两种用于共焦系统的三区位相型光瞳滤波器.第一种滤波器在不改变系统的横向分辨率的同时,可以大幅度地提高轴向分辨率,提高了系统的层析能力.第二种滤波器在提高系统轴向分辨率的同时,又能提高其横向分辨率,适用于系统的三维成像. 关键词： CGO算法 光瞳滤波器 超分辨     

超高斯相位型光瞳滤波器轴向超分辨性能

研究了超高斯相位型光瞳滤波器的轴向超分辨性能。通过数值模拟,使用新的参数T,w讨论确定了三区二元相位型光瞳滤波器的超分辨区域。将超高斯相位型与二元相位型滤波器对比,分析相同参数下两种光瞳滤波器的轴向超分辨能力,进而讨论超高斯相位型滤波器的轴向超分辨性能随其阶数的变化关系。超高斯型滤波器与相位型相比,超分辨能力略有降低,但其旁瓣能量也有所降低,因此能量利用率有所提高。     

经式8-羟基喹啉铝的光谱与激发性质密度泛函

经式8-羟基喹啉铝(mer-Alq3)是一种光电性能优良的小分子有机半导体发光材料.本文采用密度泛函理论(DFT)B3LYP/6-31G*方法和基组对其进行结构优化,计算并研究了该分子的红外光谱、拉曼光谱和前线轨道.计算得到的红外光谱、拉曼光谱均与实验相符.前线轨道表明基态最高占据轨道(HOMO)的电子云主要集中在苯酚环,最低未占据轨道(LUMO)的电子云主要集中在吡啶环.用含时密度泛函理论(TDDFT)计算得到紫外-可见吸收光谱,采用空穴-电子分析法研究了电子激发特征.结果表明:电子从基态到激发态的跃迁,主要是8-羟基喹啉环内或环间的电荷转移,以π-π*跃迁为主,包括局域激发和电荷转移激发两种类型.本工作对mer-Alq3分子发光机理提出更深入的认识,能为进一步提高该分子发光效率和调控分子的发光范围提供一定的理论指导.     

[Au(PH_3)]~+芳香基发光材料的光谱性质研究

用二阶微扰(MP2)法和单激发组态相互作用(CIS)法分别优化了发光材料H3PAuPh和(H3PAu)2(1,4-C6H4)2的基态和激发态的几何结构,并用含时密度泛函(TD-DFT)法计算了各发光材料的吸收光谱与磷光发射光谱。计算结果表明,H3PAuPh和(H3PAu)2(1,4-C6H4)2的磷光发射光谱均具有在Au(6p)→C(2p)的金属向配体的电荷转移(MLCT)参与下的pπ*(Ph)→pπ(Ph)跃迁的本质,并伴有Au(6p)→Au(5d)的金属中心电荷转移(MCCT)的性质。(H3PAu)2(1,4-C6H4)2是由两个H3PAuPh连接而成的。因此(H3PAu)2(1,4-C6H4)2的分子轨道也是由H3PAuPh的分子轨道组合而成的。在磷光发射中,由于轨道组合中存在pπ*或pπ的相互作用,所以(H3PAu)2(1,4-C6H4)2的最低能量磷光发射光谱谱线的波长大于H3PAuPh的相应值。     

Decay Dynamics of 3‐methyl‐3‐pentene‐2‐one from the light absorbing S2(ππ*) state ‐ Resonance Raman Spectroscopy and CASSCF Study

The photophysics of 3‐methyl‐3‐pentene‐2‐one (3M3P2O) after excitation to the S₂(ππ*) electronic state were studied using the resonance Raman spectroscopy and complete active space self‐consistent field (CASSCF) method calculations. The A‐band resonance Raman spectra were obtained in cyclohexane, acetonitrile, and methanol with excitation wavelengths in resonance with the first intense absorption band to probe the structural dynamics of 3M3P2O. The B3LYP‐TD/6‐31++G(d, p) computation was carried out to determine the relative A‐band resonance Raman intensities of the fundamental modes, and the result was used to reproduce the corresponding fundamental band intensities of the 223.1 nm resonance Raman spectrum and thus to examine whether the vibronic‐coupling existed in Franck‐Condon region or not. CASSCF calculations were carried out to determine the minimal singlet excitation energies of S_{1, FC}, S_1,min (nπ*), S_{2, FC}, S_2,min (ππ*), the transition energies of the conical intersection points S_n/S_π, S_n/S₀, and the optimized excited state geometries as well as the geometry structures of the conical intersection points. The A‐band short‐time structural dynamics and the corresponding decay dynamics of 3M3P2O were obtained by the analysis of the resonance Raman intensity pattern and CASSCF computations. It was revealed that the initial structural dynamics of 3M3P2O was towards the simultaneous C₃=C₄ and C₂=O₇ bond elongation, with the C₃=C₄ bond length lengthening greater at the very beginning, whereas the C₂=O₇ bond length changing greater at the later evolution time before reaching the CI(S₂/S₁) conical intersection point. The decay dynamics from S₂(ππ*) to S₁(nπ*) via S₂(ππ*)/S₁(nπ*) in singlet realm and from S₁(nπ*) to T₁(nπ*) via ISC[S₁(nπ*)/T₂(ππ*)/T₁(nπ*)] in triplet realm are proposed. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

四极核旋转边带的抑制

本文从自旋-1体系自旋空间的旋转特性的讨论建议了抑制四极核旋转边带的4(π/2)脉冲系列,进而给出了一种4(π/2)-4π脉冲系列,该系列可用于获得该四极核体系的化学位移各向同性固体高分辨谱。文中给出了相应的实验结果。     

三代微光像增强摄像系统选通成像系统研究

提出一种能够高速选通工作的三代微光像增强摄像系统（ICCD）。采用三代像增强器,设计了光阴极选通控制电路,使ICCD系统能够高速选通成像;通过分析、比较,设计了双高斯复杂化结构的中继镜头耦合方案,获得了高透过率、高调制传递函数（MTF）的图像耦合性能。采用数字CCD、数字图像采集卡及其集成的图像处理硬件,编写了相关处理软件,使ICCD系统的图像能够快速呈现。结果表明:设计的三代选通ICCD具有3.3 ns选通门宽,空间分辨力达到600 TVL。     

Response of cooled PWO scintillators to low-energy gamma-rays and its importance in studies of the h c →η c + γ transition in charmonium

Suppression of non-resonant background due to emission of π ⁰ increases signal to background ratio in γ-ray emission studies between the discrete states of charmonium. We demonstrate with Monte-Carlo simulations how π ⁰ identification capability increases with decreasing threshold for γ-ray detection in π ⁰ decay. An apparatus has been designed and measurements of the FWHM resolution performed for the three energies 6.13, 12.7 and 16.9 MeV. The trend established in the 50–650 MeV energy range is corroborated.     

Characterization of the 3D resolution of topometric sensors based on fringe and speckle pattern projection by a 3D transfer function

The increasing importance of optical 3D measurement techniques and the growing number of available methods and systems require a fast and simple method to characterize the measurement accuracy. However, the conventional approach of comparing measured coordinates to known reference coordinates of a test target faces two major challenges: the precise fabrication of the target and - in case of pattern projecting systems - finding the position of the reference points in the obtained point cloud. The modulation transfer function (MTF) on the other hand is an established instrument to describe the resolution characteristics of 2D imaging systems. Here, the MTF concept is applied to two different topometric systems based on fringe and speckle pattern projection to obtain a 3D transfer function. We demonstrate that in the present case fringe projection provides typically 3.5 times the 3D resolution achieved with speckle pattern projection. By combining measurements of the 3D transfer function with 2D MTF measurements the dependency of 2D and 3D resolutions are characterized. We show that the method allows for a simple comparison of the 3D resolution of two 3D sensors using a low cost test target, which is easy to manufacture.