Au和Fe二十面体的高分辨透射电子显微像模拟与应变分析

像差校正在透射电子显微镜中的实现不仅提高了高分辨透射电镜的分辨率,也使人们得以直接测量材料中的原子构型.二十面体是金属与合金催化剂颗粒所具有的一种典型的结构形式,可看作由二十个四面体组成多重孪晶结构.它们在任何一个方向的投影都是两个或更多四面体的叠加,这使得它们的高分辨图像的解释变得困难.本研究构建了9种不同条件下的二...     

Au和Fe二十面体的高分辨透射电子显微像模拟与应变分析

像差校正在透射电子显微镜中的实现不仅提高了高分辨透射电镜的分辨率,也使人们得以直接测量材料中的原子构型。二十面体是金属与合金催化剂颗粒所具有的一种典型的结构形式,可看作由二十个四面体组成多重孪晶结构。它们在任何一个方向的投影都是两个或更多四面体的叠加,这使得它们的高分辨图像的解释变得困难。本研究构建了9种不同条件下的二十面体小颗粒模型,利用多片层法模拟颗粒的高分辨透射电子显微图像。通过对比高分辨电镜模拟像的定量分析结果与相应的结构模型,结果表明要获得精确的定量分析结果,有必要选择合适的分析区域。在特定区域,晶面间距的测量误差约2%～4%;而在其它区域,误差可达8%～10%。     

针对结构表面的数字全息相位重构散斑去除方法

近年来,数字全息显微技术在复杂表面测量领域得到了广泛关注。数字全息技术主要分为干涉记录和重构再现两部分。在激光干涉记录中,散斑噪声会严重影响测量结果。因此数字全息相位重构的一项重要工作就是去除散斑噪声,以提高重构精度。分析了带有散斑噪声的几类典型的结构面,比较了菲涅尔衍射算法、基于小波变换的菲涅尔衍射算法和新提出的基于非下采样轮廓波变换的菲涅尔衍射算法三者在散斑去噪和信号保持方面的表现。结果显示:基于非下采样轮廓波变换的菲涅尔衍射重构算法可以有效提取各类结构面的信息,有效实现信噪分离。因此,该方法比现有重构算法可得到更高的重构精度,在结构表面的相位重构方面具有重要应用价值。     

磁场退火对FePt/Ag薄膜磁性能的影响

采用磁控溅射法室温沉积获得FePt/Ag薄膜,然后在500℃下,于真空磁退火炉中对薄膜进行退火处理。利用XRD和振动样品磁强计(VSM),研究了磁场退火对薄膜结构和磁性能的影响。结果表明,500℃零磁场退火获得了矫顽力为0.763 4 MA.m–1、平均晶粒尺寸21 nm的L10-FePt薄膜。磁场提供了FePt成核生长的驱动力,0.8 MA.m–1磁场退火后FePt的平均晶粒尺寸为26 nm,矫顽力增大至0.804 3 MA.m–1。非磁性Ag的掺杂可有效抑制磁性FePt晶粒的团聚生长。     

融合重建滤波器和暗特征的渗出物检测算法

针对多数视网膜渗出物提取算法检测精度不高的 问题,提出了一种融合重建滤波器和 暗特征的视网 膜渗出物检测算法。首先,对视网膜灰度图像均值滤波后应用“球形”重建滤波器移除视网 膜血管,使用列 滤波器标识出渗出物区域并阈值分割得到含有视盘和边界的渗出物区域图像。其次,在均值 滤波后的灰度 图像中检测视盘和图像边界,并根据视盘构建掩膜,接着从含有视盘和边界的渗出物区域图 像中移除视盘 和边界,然后应用 “圆盘形”重建滤波器扩充渗出物尺寸。最后,对视网膜灰度图像自适 应直方图均衡化, 阈值分割后反转灰度值得到暗特征,从扩充渗出物尺寸后的图像中移除暗特征即得到最终渗 出物图像。实验结果表明,本文算法能有效检测视网膜眼底图像中的渗出物,较现有算法具 有更高的检测精度。     

利用数字全息和DMD实时观察温度场的研究

本文将数字微镜（DMD）应用于数字全息,提出了一种新的实时再现方法,该方法用CMOS采集全息图,经计算机编程处理后直接输送到DMD,经激光照射后实时再现物光场的干涉像,取代了以往数字全息中用计算机编程衍射计算实现干涉像再现的过程,达到了节省时间,实时观察的目的。文章以温度场检测为例,将DMD再现的干涉像与计算机衍射计算再现的结果进行了对比,证明了该方法的可行性和准确性。     

数字全息和拉东变换重构温度场的研究

为了得到温度场的3维温度分布情况,采用数字全息方法,并将拉东变换的图层重建理论应用到数字全息的后期图像处理过程中,进行了理论分析和实验验证,取得了温度场的3维相位和温度数据.结果表明,此方法重构的温度场3维数据和阿贝尔变换重构的温度场数据相一致,证明了该方法的可行性.     

部分相干光数字全息消色差相移技术研究

为了在以发光二极管作为光源的数字全息中降低系统相移误差,引入消色差相移的方法。对所提的方法进行了理论分析和实验验证。研究了发光二极管的光谱分布,并计算了在其光谱范围内使用压电陶瓷微位移器引入的相移误差,分析了基于旋转半波片的消色差相移装置的原理,计算出半波片位于不同方位角时两干涉光束间的相位差,由计算结果可知,此相位差独立于波长,即可以实现消色差相移。最后采用普通商用发光二极管作为光源,分别使用不同的相移方式进行了相移数字全息实验。结果表明,采用消色差相移装置的数字全息重建结果质量较采用压电陶瓷相移器的重建结果质量有明显提升。这一结果对于提升部分相干光数字全息的重建质量是有帮助的。     

矩量法精确求解磁场积分方程的有效方法

矩量法求解磁场积分方程（MFIE)迭代收敛快,但计算精度不高. 通过提取和处理MFIE积分核中的强奇异点,并采用积分域变换消除方程中残留弱奇异性的方法,使矩量法求解MFIE能达到良好的精度. 计算了模型的雷达散射截面（RCS）MFIE计算结果与电场积分方程（EFIE）结果吻合良好,误差小于0.5 dB,且收敛性优于EFIE,验证了算法的有效性.     

基于GPU的数字全息实时再现系统设计及实验研究

设计了基于图形处理单元(GPU,graphic processing unit)的数字全息实时再现(DHRTR,digital holography real-time reconstruction)系统,并以旋转骰子为研究对象,实验验证了DHRTR系统的有效性。相对CPU,GPU本身含有许多流处理器,通过并行运算可大大缩短数字全息图再现运算时间。利用统一计算设备架构(CUDA)的运算平台,编写了基于GPU处理器的实时再现软件,在对动态全息图进行连续采集的同时,即时对全息图进行再现,并实时显示再现结果。实验结果表明,本文系统可以实现平均帧速为20 frame/s、大小为512 pixels×512 pixels的数字全息图的实时再现。     

CMOS prototype vision chip with digital pixel structure for grey level image segmentation by means of thresholding and time multiplexing

In this article, a CMOS prototype vision chip with digital pixel structure for grey level image segmentation by means of thresholding and time multiplexing is presented. This approach splits scenes into m frames (one frame per grey level interval). One advantage about this design is that an analogue to digital converter is not required. Moreover, image acquisition and segmentation are performed at the same time by pixels that work simultaneously with each other. The performance from each pixel deals with a maximum quantum efficiency of 0.65, pixel size of 132 μm × 176 μm, fill factor of 0.78%, dark current of 15 mV/s, power dissipation per frame of 341 μW, minimum exposure time of 28.6 μs, maximum exposure time of 1.9 ms, random noise of 3 mV, optical dynamic range of 51 dB and majority of cells with 0–3% of mismatch. Scene decomposition into 256 images occurs in 30.5 ms with white illumination of 650 Lx.     

彩色数字全息常见波面重建算法的实现与比较

为了研究彩色数字全息检测应用中波面重建方法对重建场质量与计算速度的影响,及不同波长记录的重建场的准确融合,采用理论分析及实验验证的方法,给出了不同色光物光重建场准确重叠的方法及彩色数字全息波面实时再现的详细过程,并分析比较了几种波面重建算法的特点及计算速率。结果表明,使用球面波为重建光的可变放大率波面重建算法能适应各种大小的物体,且可获得较高分辨率的像,并占用较少的计算时间,能较好适用于彩色数字全息检测应用。     

利用传统全息片实现合成孔径数字全息的研究

分析了传统全息片的微观结构,介绍了细光束成像和合成孔径数字全息记录、再现的基本原理,研究了利用传统方法拍摄的散射物体透射式、振幅型全息片实现合成孔径数字全息的方法,给出了实验结果。理论分析和实验结果表明,利用传统透射式、振幅型全息片,通过光学显微镜放大制作子数字全息图和合成孔径数字全息图,经计算机处理是可以得到完整再现像的,其性质与细激光束照射成像一致。用子全息图再现像的复振幅叠加方法和采用子全息图再现像的强度叠加方法均可实现合成孔径数字全息图的再现,且强度叠加方法的视觉效果要好些,但它们对缩小再现像中散斑的尺寸没有帮助。用子全息图拼接成的合成孔径全息图得到的再现像效果最好,可以缩小再现像中散斑的尺寸,信噪比、分辨率均有提高。要得到更好的再现像,需要用更多的子数字全息图拼接成尺寸更大的合成孔径数字全息图。