FTIR-ATR与显微成像法结合观察NaNO3气溶胶结晶过程

阶梯状改变环境湿度, 利用FTIR-ATR(Attenuated Total Reflection)技术以及显微成像技术观察NaNO3气溶胶微粒的结晶动力学。多次实验证实NaNO3液滴在饱和点74.5%RH之后开始陆续风化, 至风化点53%RH之后结晶速率明显增快, 但并不是相对湿度越低, 结晶速率越快, 而是相对湿度的变化率越大, 结晶速率越快。对数据进行非线性拟合发现在湿度下降处结晶速率呈指数关系, 在湿度稳定時结晶速率呈线性关系。并且通过显微镜观察到尽管样品NaNO3液滴的直径在同一个数量级上, 仍能看出结晶速率与液滴半径关系紧密, 半径越大越易结晶, 结晶的相对湿度越高。     

一种可用于细胞内汞离子可视化检测的荧光探针

将硫代罗丹明6G酰肼(R6GS)应用于水溶液和活细胞内汞离子的荧光成像检测.在测试体系中,R6GS本身溶液无色,荧光非常弱;加入汞离子后,溶液立刻变为粉红色且荧光显著增强,而对其他离子则没有响应,表明该探针分子对汞离子有较高的选择性和较高的灵敏性.荧光光谱显示R6GS对0-1.0×10-5mol/L的汞离子有较好线性关系,检出限为6.25×10-7mol/L.最后,该探针被成功用于官颈癌细胞中Hg2+的荧光成像研究.     

双光栅衍射在成像中色散与合成的实验研究

讨论了在白光照射下双光栅色散和合成成像,搭建了基本实验装置,对双光栅不同组合和角度等因素进行相关实验,并对结果进行了讨论.     

Research on a middle infrared and long infrared dual-band laser

We propose a continuous-wave(CW)middle infrared(MIR)and long infrared(LIR)dual-band laser for the calibration and effect research of infrared detecting and imaging systems.A total output power of 18 W is achieved by the proposed dual-band laser through one DF gain medium module and one parallel placed CO2 gain medium module using a common stable resonator and output mirror with nominal transmissivities of ～5%in the MIR band and～10%in the LIR band.Spectra of dual-band laser are acquired.The power extracting efficiency of this dual-band laser can be significantly improved,as validated by a single-band test of optimized parameters.     

Delayed range-gating super-resolution imaging lidar with high accuracy

We present a range-gating delayed detection super-resolution imaging lidar with high accuracy based on the signal intensities of three consecutive delay samples. The system combines the range and signal intensity information from multi-pulse detections to calculate the pulse peak position under the assumption of a Gaussian pulse shape. Experimental results indicate that the proposed algorithm effectively calculates pulse peak position and exhibits excellent accuracy with super-resolution. Accuracy analysis shows that accuracy is best improved by enhancing signal-to-noise ratio, strategically selecting samples, reducing pulse width, and appropriately choosing the delayed periods between samples.     

基于场景坏点检测的面阵CCD暗电流估计方法

利用CCD中的部分坏点作为温度敏感器,提取CCD温度估计值,建立温度估计值与暗电流的函数模型,并结合均值滤波的方法,在真实场景图像中提取CCD温度估计值,实现了面阵CCD的暗电流估计。在方法分析的基础上,以真实的暗电流数据为基准参考,对暗电流的估计结果进行了比对实验。实验结果表明,在不同的积分时间及大动态范围的成像条件下暗电流的估计结果十分准确,偏差小于0.4%,并且具有一定的抗噪性。该方法利用场景本身的特征信息对拍摄时刻的暗电流进行估计,不需要额外采集暗电流数据,节省了图像采集时间,十分适合于积分时间较长的高光谱成像或天文观测领域,采用无温度控制的低成本CCD成像探测系统进行实时图像采集。     

基于二次成像的像面干涉高光谱成像方法

像面干涉高光谱成像技术主要应用于遥感成像领域,为了实现不同距离目标的光谱成像探测,提出了一种基于二次成像的像面干涉高光谱成像方法。通过在无限远成像系统中加入前端成像物镜、中继准直物镜和横向剪切分束器,构建一个二次成像的干涉系统。通过采用分离式的前端成像物镜方案,选用变焦镜头或不同焦距的定焦镜头,有效地兼顾远、近距离目标的成像光谱探测。对该方法的成像系统、光谱分辨率和推扫方式等方面进行了分析,进一步搭建了实验装置,对室内近场目标和室外远场目标进行了成像实验,并对生物组织进行了显微光谱干涉成像实验。实验结果表明,该成像方法能够有效用于不同距离目标的高光谱成像探测。     

改进型Czerny-Turner成像光谱仪光学系统设计方法

像散是目前影响Czerny-Turner结构成像光谱仪空间分辨率最大的像差。首先引入柱面反射镜,利用光焦度衡量像散大小,推导出易于计算的像散校正公式,有效地校正了像散。给出准直镜到光栅距离的计算方法,有效校正了成像光谱仪边缘视场像差。给出了成像光谱仪像面倾角的计算方法,实现了宽波段的像差校正。最终利用上述方法设计了一套用于115～200nm的改进型Czerny-Turner成像光谱仪,焦距f′=48mm,F数为5.0,全视场、全波段调制传递函数(MTF)在0.7以上。全波段光谱分辨率为0.22nm,像面大小为8mm×7mm。设计方法适用于多种结构要求的成像光谱仪。     

单目多视点立体图像提取及应用

设计并实现了一种基于广角相机和平面镜的单目多视点立体图像摄像系统,给出了硬件装置的设计指标和优化方法;同时,在研究了硬件系统的标定方法基础上,实现了其在三维测距方面的应用。多枚平面镜构成的对称斗型腔体被放置在广角相机前面,物体光线经过不同平面镜反射后,投影到相机图像平面的不同区域,在相机投影平面上生成物体多个影像,形成单目多视点投影图像。该类图像等价于视点不同的多幅图像,可以使用多视点立体视觉算法实现三维测量。     

折/反混合式长波红外成像光谱仪光学系统设计

为了实现遥感目标的长波红外高光谱成像,满足目标探测对多信息量的需求,设计了高光谱分辨率长波红外(8~12 μm)成像光谱仪。前置望远系统采用离轴三反系统,以实现无遮拦、大口径及宽视场成像设计;光谱分光系统分别采用折射式和反射式结构进行优化设计。设计结果显示,采用折射式结构,可得到通光孔径为100 mm,F数为2,光谱分辨率16 nm,空间分辨率150 μrad,冷光阑效率100%,成像质量接近衍射极限的光学系统;采用反射式结构,为了保证光学系统无挡光,需采用多片离轴反射镜,增加了系统的非对称性,使得系统的像散、彗差和场曲难以校正到最佳状态。设计结果表明：折/反混合式成像光谱系统具有光谱分辨率高、成像质量好和结构合理等优点,点斑均方根直径与国内现有探测器像素尺寸匹配。