基于哈特曼法球差自动测量系统的图像处理

从基于哈特曼法自动测量球差所需解决的CCD图像传感和数字图像处理技术出发，提出将哈特曼光阑图像用于存储器中的目标识别与测量时，图像映像区搜索算法和哈特曼光阑图像中测量光斑距离的中心重叠算法，解决了在一维图像存储器中准确寻找二维图像目标，随后进行相关目标计算的技术。其中利用所有光斑的质心求解哈特曼光阑图像的中心,再由光斑质心关于光阑图像中心的对称性确定光斑质心距离的中心重叠算法可减少计算次数，大大降低了算法的时间复杂度和计算复杂度。     

Zemax在光学系统球差测量中的应用

作为应用物理专业的核心课程,应用光学具有很强的实用性。像差是表征光学系统成像质量的重要参数,是应用光学中最重要的概念,光学系统设计的过程实际上就是各种像差校正和平衡的过程;轴向球差是一种最基本的,也是最重要的几何像差,对光学系统轴向球差的测量是系统成像质量检测的一个重要内容之一;本文采用Zemax软件模拟光学系统的球差测量情况,通过光线追迹的方法,使实验者深刻理解球差的产生原因,熟悉实验原理,对于球差的测量有积极的指导作用。     

光具座测量透镜焦距的自动调焦方法研究

在原来光具座测量透镜焦距的装置基础上 ,用 CCD代替人眼作接收器时 ,正确判定焦面是实验的关键。本文基于点扩散函数理论提出评定焦面的一种方法 ,并对这种方法进行理论分析。实验结果与理论分析相吻合。实验表明 ,该方法调焦精度可达到± 4 μm范围内 ,比目测精度提高了大约1.5μm。     

机器视觉测量中成像系统光瞳球差对测量影响的研究

光瞳像差的存在会导致实际光瞳和理想近轴光瞳的形状和位置出现差异,从而对光学系统的成像质量产生间接的影响。由于光瞳球差会影响光瞳的位置,而在某些使用机器视觉的测量系统中,入瞳位置作为摄像机的光心,形成了机器视觉中的一种重要参数,当入瞳位置发生变化时,将会影响到测量的准确性,尤其在高精度的测量领域。介绍了光瞳像差的基础理论,以SCOTS(Software Configurable Optical Test System)光学面形测量系统为例,通过计算入瞳球差,分析了光瞳球差对相位测量偏折术测量的影响。结果表明,双高斯物镜中光瞳球差的存在,对测量结果的准确性和精度造成了影响,故在使用机器视觉进行测量的系统中,需考虑光瞳像差带来的影响。     

CCD尺寸测量光学系统设计原理

介绍ＣＣＤ尺寸测量光学系统的设计原理．重点分析远心光路中的像点弥散、一维光纤列阵照明系统及利用像点弥散斑评价ＣＣＤ光学系统像质的方法。给出一种ＣＣＤ测量光学系统设计实例及其像质评价结果．     

磁六极球差校正系统的计算与分析

限制电子显微镜分辨本领的主要因素是电子透镜的球差，对一种实际的校正磁透镜的磁六极球差校正系统进行了计算和分析，计算结果表明利用该系统可以消除三级球差。     

一种数字图象测量实验的设计

提出一种采用数字图象处理的方法测量狭缝宽度的实验方案,对测量原理、数字图象的采集和处理方法进行了介绍。     

自动的阴影莫尔轮廓术

把相移技术用于阴影莫尔条纵分析，从克服了传统的阴影莫尔轮廓术无法判断被测物体表面的凹凸以及测量精度低等缺点；介绍了产生相移的方法，并分析了相移误差，最后对实物进行了测量，给出了实验结果。     

高精度CCD尺寸自动检测系统的光学系统设计

介绍测量精度为±０．００３ｍｍ的ＣＣＤ尺寸检测系统的光学系统设计特点及远心物镜设计原理，并给出了测试结果。     

象差实验中观测球差的方法

本文对观测球差的实验装置和方法作了介绍，并附有测量数据。     

EFFECT OF SPHERICAL ABERRATION INTRODUCED BY WATER SOLUTION ON TRAPPING FORCE

Trapping force of an optical tweezers system with an oil immersion objective is calculated with a ray-optics model. Results indicate that the trapping force will be decreased as a result of the introduction of spherical aberration, which is caused by the refractive mismatch between objective oil and water, when the sample manipulated is suspended in a water solution. The effect of spherical aberration will be serious when the detection depth of the optical tweezers is enhanced.     

共轴球面光学系统的热象差分析

本文系统分析了径向均匀温度场中,热对共轴球面光学系统的影响,得到了初级位置热象差与初级倍率热象差的一般表达式.在此基础上得到了均匀温度场中薄透镜系统的热象差表示式,该热象差表示可以用来指导无热象差光学系统的设计.最后根据上述分析,讨论了几种简单系统的热效应与无热象差设计途径.     

利用球差透镜获得平顶激光光束

本文根据Huygens-Fresnel衍射积分计算高斯光束经过球差透镜的聚焦。数值计算结果表明,当透镜的球差系数为负时,在聚焦光场的两个位置,可得到平顶的激光光束。并且,透镜的负球差系数越大,得到的平顶激光光束越平坦。     

共轴球面系基点位置的简易解法

从共轴球面系三对基点的概念出发，给出了前后介质都是空气的薄透镜组和厚透镜的基点位置的简易解法。     

回转窑火焰监视及温度测量系统

本文介绍了采用彩色CCD基于数字图像处理测量回转窑内投影温度场的基本原理、系统组成和数据处理方法。通过对燃烧火焰和烧成熟料图像的量化分析和滤波,得到火焰和熟料的特征值及相应温度场,可为窑炉的自动控制提供真实可靠的依据。该系统已在国内某水泥回转窑企业成功运行。     

一种基于共轭节面的图像畸变分析方法

无像差的光学相机的成像模型可由其共轭节面模型等效表示。针孔模型本身忽略了偏离该等效模型的误差,也无法表示平板玻璃的平移误差、光轴的安装误差以及实际相机光学系统的像差,这四个因素都会引起图像畸变。基于此利用共轭节面的性质建立了一种图像畸变几何模型,并与广泛采用的像差模型进行了对比,从理论上解释了像差模型各个系数的物理意义。对某实际针孔相机进行仿真分析,该几何模型给出的相对径向畸变、角度误差在设计参数的范围以内,并且可以模拟图像的非对称畸变。该几何模型需要辨识包含主面相关参数、光轴倾斜角和平板玻璃的轴向球差在内的4个参数,辨识参数较少,理论上可以作为一种新的图像畸变校正方法。     

梯度折射率棒透镜的色差模型

本文提出一个梯度折射率棒透镜(GRIN－RodLens)的色差模型,并运用本模型合理地解释了在色差测量过程发现的各类色差现象.