基于条纹投影的显微镜自动对焦研究

自动对焦技术是薄膜晶体管液晶面板(TFT-LCD)检测中非常重要的一环。针对TFT-LCD液晶面板的检测中需要快速准确地对焦到液晶面板被测面的问题,提出一种可自动对焦的显微镜系统。将数字光栅投影到物面上,先通过分光棱镜将光分成两路,一路被面阵CCD接收,另一路通过分光棱镜和反射镜将光栅的像分成两路,分别成像在线阵CCD的靶面上。通过线阵CCD上两个光栅图清晰度的对比实现离焦方向和离焦量的判断,使用微位移平台移动物镜,实现显微镜的自动对焦。本研究对自动对焦数字光栅的影响因素进行分析,并采用变周期数字光栅进行对焦。     

大型光谱辐射计研制中的几个问题

本文是作者研制大型光谱辐射计中若干重要问题的初步总结。文中从理论和实践方面对光学系统、光栅参数的选取、狭缝形状和尺寸、波长扫描机构、入口出口系统以及装配调试等问题进行了简要的分析。这些分析和结论对类似的其他光谱仪器同样适用。     

扫描隧道显微镜纳米云纹法的实验研究

提出了应用扫描隧道显微镜(STM)纳米云纹法测量面内位移的原理。测量中,把扫描隧道显微镜的探针扫描线作为参考栅,把物质原子晶格栅结构作为试件栅,对这两组栅线干涉形成的云纹进行了纳米级变形测量。对扫描隧道显微镜纳米云纹的形成原理及测量方法进行了详尽的讨论,并运用该方法对高定向裂解石墨(HOPG)的纳米级变形虚应变进行了测量研究,得到了随扫描范围变化的虚应变场,并与理论值进行了比较。     

基于光栅检测的显微镜闭环扫描控制系统的设计

高精度扫描控制系统是现代扫描显微系统的重要组成部分，它影响着扫描显微镜对样品的扫描成像质量。提出了一种基于光栅检测的单片机闭环扫描控制系统的设计方案。该系统采用PC上位机发送指令，下位单片机控制扫描工作台的移动，光栅作为检测元件输出脉冲信号。单片机控制电路实现脉冲的计数并计算误差值，控制步进电机进行误差补偿。步进电机的硬件细分驱动，实现了步距2细分、4细分、8细分。实验结果表明该系统的重复定位精度达到0．005mm，满足扫描显微镜对扫描控制系统的要求。     

显微镜工作台闭环控制系统的设计与实现

高精度工作台控制系统是现代自动显微系统的重要组成部分,其精度直接影响显微镜对样品的检测质量。介绍了一种基于AT89C52单片机的显微镜工作台闭环控制系统的设计方案。工作台移动时作为检测元件的光栅输出脉冲信号。单片机控制电路实现脉冲的计数并计算误差值,控制步进电机进行反馈补偿。步进电机通过细分驱动模块可以以四种不同的步距驱动工作台移动,以实现显微镜对工作台移动速度的不同需要。8位数码管实时显示工作台移动的实际位置。实验结果表明,该系统的重复定位精度可达到0.020mm,可满足显微镜对控制工作台的要求。     

一种通道数可变的光纤光栅梳状滤波器

利用级联长周期光纤光栅与具有宽带反射功能的啁啾光纤光栅,构成了一种反射型的光纤光栅梳状滤波器.由于光在输出前经过两次干涉滤波作用,所以该梳状滤波器的消光比与透射输出型(即反射前)相比,增加了一倍.而且,通过调节啁啾光纤光栅的反射带宽,可以改变滤波器输出信道的数目.实验中利用弹性梁弯曲的方法,获得了两个可调的光纤光栅梳状滤波器,其信道数可分别在1～5和3～9之间的奇数间调谐(如果改变啁啾光纤光栅的初始中心波长,也可以获得偶数信道间的调谐).     

牛顿环最佳测量环数的探讨

牛顿环实验中确定最佳测量环数是实验和计算的一个重要方面,本文首先确定实验要求的相对误差,然后运用误差理论得到最佳测量环数,其结果与文献采用的方法相一致。该方法的结果是简化测量和计算工作量的有效方法。     

JCD2型读数显微镜测量液体折射率实验方法改进研究

目前在大学物理实验使用JCD2型读数显微镜测量液体折射率的实验中,大多在装被测液体烧杯中放深色的薄金属片或者纸片作为目标物,通过调节显微镜目镜视度,寻找清晰的像时记录对应的位置,薄金属片或者纸片作为目标物发现读数显微镜在一定移动范围内都可以得到目标物清晰的像,范围分别为0.21 mm和0.4 mm,产生的最大误差分别为...     

光栅莫尔条纹在机床数控改造中的应用研究

从机床数控改造的实际出发,针对我国目前国产机床加工精度普遍不高,数控化程度较低等问题,提出了一种全新的设计方案,利用光栅作为位置检测元件,形成全闭环控制系统,结果表明既能够大大提高零件的加工精度,又能节省改造成本,为机床数控改造提供了参考。     

基于三线结构光的大型圆柱工件直径测量系统

针对工业上一些无法正对待测端面安装相机的直径测量场景,设计了一种由3个激光投线器、1个成像透镜及1个面阵CMOS相机组成的圆柱工件直径测量系统,放置于地面上倾斜投影并成像。搭建了测量系统,从图像中获得亚像素端点坐标,代入标定方程解算世界坐标,并通过几何模型计算待测直径。实验结果表明,该系统能在设计待测值附近准确测量工件的端面直径,测量精度在±0.1 mm以内,满足工业测量高精度要求。     

新型杨氏模量自动测量仪的探索与实践

主要介绍了根据动态法测量原理设计的新型杨氏模量自动测量仪,此仪器创新性地采用全自动扫频技术,实现了金属材料杨氏模量的全自动测量,并且增加了虚假共振的判断和品质因素的测量,提高了测量结果的可靠性.     

显微标本无损分析仪的研究

将传统光学显微镜和CCD、计算机相结合,实现对标本的无损显微观察.在介绍系统硬件组成的同时,着重说明了图像清晰度评价与图片重建的核心算法,并用VC++加以验证和实现.清晰度评价函数采用自行设计的类灰度方差算法,即采用图像的灰度值方差作为图像的清晰度.无损显微分析仪通过精密位置控制机械结构上下移动载物台,采集样本和显微物镜在不同距离时的多幅局部清晰的图像,通过清晰度评价算法找到满足清晰度要求的局部图像,再对多个清晰的局部图像进行合成,得到清晰的整体图像.     

高温超导体环流演示仪

利用永磁铁对超导样品进行激励,产生的超导环流不衰减,由此原理制做了高温超导环流演示仪,该仪器可演示零电阻现象、环流磁场及超导体电阻与温度的关系.     

基本控制演示仪

利用电子元器件设计电路，制作了基本控制演示仪，演示了最基本的温、磁、光、声控制现象。     

从显微镜看现代仪器的设计新理念

从现代显微镜这一典型光学仪器出发,分析和阐述了现代仪器的设计新理念。提出了整体式设计、自由曲面式造型设计、人性化设计、绿色设计以及模块化设计等设计新理念。根据显微镜的发展趋势,对现代仪器的发展方向和趋势作了一个预测。     

光学仪器视差自动检测研究

在用平行光管视差仪或视度筒检测光学仪器的视差时 ,检测结果受人的主观影响太大。为此 ,提出了应用CCD进行视差智能化检测的方法 ,并推导出了用该方法检测的理论依据。通过与视度筒检测的结果相比较 ,发现二者基本一致。该方法不但具有快速、定量化检测的特点 ,而且能直观的给出视差量的大小 ,实现了光学仪器视差检测的自动化     

激光原型装置KBAX射线显微镜网格测试

利用光线追迹的方法模拟了KBA显微镜成像,确定了光轴的方向并计算了KBA显微镜的几何调制传递函数。根据KBA模拟光路,提出了利用可见光作为模拟KBAX射线显微镜的光轴在激光原型装置上的瞄准和安装的方法,该方法掠入射角的调节精度为0.25°。利用周期为20μm的Ni网格在激光原型装置上对KBA显微镜进行了X射线成像实验,用X射线CCD记录图像,获得了较清晰的网格图像。     

激光原型装置KBA-X射线显微镜网格测试

利用光线追迹的方法模拟了KBA显微镜成像,确定了光轴的方向并计算了KBA显微镜的几何调制传递函数。根据KBA模拟光路,提出了利用可见光作为模拟KBA-X射线显微镜的光轴在激光原型装置上的瞄准和安装的方法,该方法掠入射角的调节精度为0.25°。利用周期为20 μm的Ni网格在激光原型装置上对KBA显微镜进行了X射线成像实验,用X射线CCD记录图像,获得了较清晰的网格图像。     

声速测量实验仪的改进

针对原有声速测量仪中存在的不足,利用单片机、步进电机等器件构建控制电路,通过识别信号强度强弱变化来代替原有实验仪中手动操作,提高了实验精度.     

横卧式杨氏模量与组装台秤实验仪的设计

通过对横向放置的钢丝进行受力分析,推导出其杨氏模量的测量公式,进而运用该公式对其杨氏模量进行实验测量.再用该杨氏模量值作为已知参数,利用该钢丝作为压力的应变传感器件,反向设计出一款简易台秤,推导出其测量公式,并用来测定未知物体的重力.此设计将传统的验证性实验项目拓展改进成设计性实验项目,减小了原实验误差,丰富了实验内容.