深海光学照明与成像系统分析及进展

深海光学成像系统分为4个子系统:照明系统、相机系统、图像处理系统以及数据存储与传输系统,本文对深海光学成像系统化研究与发展趋势展开分析。文中有针对性地对深海光学成像最前端的两个子系统-照明系统与相机系统进行了较为详细地阐述。其中,深海照明系统进一步细分为3个更小的系统:光源系统、配光系统以及灯阵系统;对于深海相机系统则根据其应用领域及技术特点细分为水下普通成像、激光成像、偏振光成像、3D/全景成像、显微成像以及光谱成像6类。从近年来国内外深海光学成像的发展历史及现状来看,其未来的发展趋势可以归结为以下几点:更高的分辨率,更深的工作深度,更大的观测范围以及更多样的成像方式。     

EAST 装置边缘局域模细丝宽度的高速CCD可见光相机系统诊断

利用高速CCD 可见光相机系统研究了EAST 上的边缘局域模(ELMs)细丝动力学特性。采用Tsai 两步标定法对CCD 相机进行标定,以实现将CCD 图像坐标转换为真实空间坐标。选取CCD 图像中与边缘局域模细丝垂直方向上的图像灰度值,绘制了灰度分布图。灰度分布图中的一个凸起的尖峰代表了一条边缘局域模细丝结构,细丝的位置坐标由尖峰顶点确定。运用Sobel 边缘检测算子检测细丝边缘轮廓,从而得到细丝的宽度。通过对边缘局域模细丝宽度特性的分析,发现边缘局域模细丝在从最外层封闭磁面向外传播的过程中宽度不断减小。这表明细丝在向外传播的过程中其能量和粒子不断耗散。I-型边缘局域模的细丝宽度比III-型边缘局域模细丝的宽度更大。     

小型条纹管数值模拟及实验研究

针对无人机载及星载激光成像雷达系统对条纹管的小型化、高空间分辨率与大探测面积的应用需求,研制了一台具有高边缘空间分辨能力、高亮度增益的小型条纹相机.采用球面光电阴极、球面荧光屏技术提高了条纹相机的边缘空间分辨率和探测面积,有利于增大激光成像雷达的探测视场;采用狭缝型加速电极代替传统栅网电极,有利于提高条纹相机的电耐性和可靠性;设计了加载高达-15 kV工作电压的像缩小型条纹管,增大了条纹管的亮度增益,有助于增大激光雷达系统的探测距离.测试结果显示：在有效工作面积16 mm×2 mm内,条纹管静态空间分辨率高于29.3 lp/mm@MTF=5%（MTF表示调制传递函数）,亮度增益高达39.4.条纹相机光电阴极处静态空间分辨率高于15 lp/mm@CTF=11.64%（CTF表示对比度传递函数）;边缘动态空间分辨率高于9.8 lp/mm@CTF=5.51%;时间分辨率优于54.6 ps@T_screen=4.3 ns（T_screen为全屏时间）且在整个工作面积内具有较高的一致性;动态范围为345：1@54.6 ps.同时,为满足不同的景深及探测精度需求,相机设置六个扫描档位,可以实现不同扫速下的超快速目标诊断.该条纹相机在无人机载及星载激光成像雷达探测中具有潜在的实用价值.     

摄像机色度特性的研究

在一个由一些颜色输入输出设备组成的混合系统中,理想情况是输出设备能直接利用输入设备获得的颜色数据,即输入设备是一个标准色度观察者。考察了常用输入设备———摄像机的色度特性,从色差、亮度差、色调差、彩度差等角度计算了摄像机与标准色度观察者的差别,并对结果作出了评价。     

CCD摄像机技术的发展趋势及应用前景

本文系统地介绍了国内外ＣＣＤ 技术的发展和未来ＣＣＤ 市场的需求,并给出了统计参考数据。讨论了ＣＣＤ 传感器需改进的几个方面和ＣＣＤ 摄像机技术性能的优化指标。文中详细地阐述了ＣＣＤ 应用的多种领域及其发展的趋势。对ＣＣＤ 摄像机技术性能的改进如Ｈｙｐｅｒ Ｄ、ＤＳＰ、ＰＳ 等作了具体介绍。     

编码成象技术用于提高针孔成象空间分辨率

本文采用编码成象技术处理针孔成象,提高其空间分辨率.采用反投影解码技术,对针孔成象的分辨率进行了计算,结果表明,可将10μm的针孔成象空间分辨率提高到3μm左右.最后对字母“C”图象进行模拟计算,经反演后,可以得到与原图象相近的图象.     

静电偏转型摄像管聚焦偏转系统设计Ⅰ-场的计算

磁聚焦静电偏转(MS)和静电聚焦静电偏转(SS)型摄像管具有图像失真小,分辨率高且均匀,电子束易于垂直上靶,阴影小等优点,所以受到人们的重视。但图案偏转电极的形状复杂,非对称场的计算较困难。本文对静电偏转型聚焦偏转系统的结构作了分析研究,远用分离变量法给出了圆柱坐标中静电聚焦(旋转对称)场和静电偏转(非旋转对称)场的解析解,并给出了计算实例。     

曲棍球运动物理性质的实验测定

本文对曲棍球运动中一些物理性质进行了实验测定,并给出了结果.主要包括有棍的质量、重心、转动惯量和撞击中心(即击球区和握棍区的关系问题),球的质量和直径,以及棍和球碰撞时的恢复系数等.这对今后曲棍球运动的深入研究,提供了定量的基础.另外在处理实验数据方面提出了一些适合于实际情况的修正公式.