生物医学光子学在糖尿病视网膜病变中的应用进展

随着我国社会经济的发展及国人饮食、生活习惯的改变,糖尿病的发病率呈逐年上升趋势。糖尿病视网膜病变(Diabetic Retinopathy,DR)作为糖尿病最为常见的并发症,已成为视力下降甚至致盲的主要原因之一。通过对其早期诊断和及时治疗,超过50%的患者的视力损伤及致盲可得到预防。因此,研究DR的诊断和治疗方法具有重要的临床意义。由于眼部的结构及光学特性,生物医学光子学技术在DR的临床诊断和治疗中已得到了非常广泛的应用并且具有巨大的发展前景。本文综述了目前临床上用于DR诊断和治疗的主要生物医学光子学技术的原理及其最新应用进展,并分析对比了各个技术的特点,最后总结并展望了生物医学光子学技术在临床DR诊断和治疗的发展趋势。     

典型光流算法在条纹位移测量中的分辨力和测量范围

分析了Horn-Schunck全局光流算法和Lucas-Kanade局域光流算法在条纹位移测量中的分辨力和测量范围,结果表明:当Horn-Schunck算法的相对误差和Lucas-Kanade算法的相对误差小于2%时,两种算法的相位分辨力都能够达到10^-13π,对应像面上的位移分辨力为1.6×10^-12 pixel,两种算法在理论上与四步相移法的分辨力相当;在有噪声的情况下,两种算法的分辨力都达到了0.01π,对应像面上的位移分辨力为0.16 pixel;在相对误差小于2%、方均根误差小于3%时,Horn-Schunck算法和Lucas-Kanade算法的测量范围分别为0～17π/100和0～52π/100,分别约为0～π/6和0～π/2,并且测量范围受噪声的影响很小。     

液晶空间光调制器在自适应光学中的应用

本文主要包括两方面的内容,一方面描述用液晶光阀产生空间与时间性能可控的小尺寸薄相位屏;另一方面则讨论用液晶空间光调制器实现波前相位畸变校正的可能性。从而表明,这类价格低廉、结构简单而性能可靠的非线性光学器件可望在高性能新型自适应光学系统中得到广泛应用。     

光流动态纹理在土地利用/覆盖变化检测研究中的应用

建议了一种基于光流动态纹理（optical flow dynamic texture）的高分辨率遥感影像变化检测新方法,用一种运动的关系描述地物变化,能够在多时相高分辨率遥感影像中自动获取土地利用和土地覆盖的变化信息。利用光流理论从原理上描述了地物渐变的过程,突破了以往遥感变化检测方法中认为地物发生突变的假设。该方法的流程简单,易于在目前的土地管理、城市规划等需要发现用地变化的系统和软件中使用。该方法考虑到了多时相遥感影像间的时间维度特征,为遥感变化检测提供了更加丰富的信息,进而改善了变化检测方法主要依赖空间维度信息的现状。以光流动态纹理作为变化的基本体现,结合光谱信息共同用于高分辨率遥感影像的支持向量机分类后变化检测,方法顾及了遥感影像时间维度的纹理,相较大多数空间纹理其数据量较小;纹理计算仅需设定一个参数,自动程度较高;可缓解行业中大量人工解译的现状。通过利用中国大庆市杜尔伯特蒙古自治县2011年和2012年QuickBird影像对该方法的有效性进行了评价。深入分析了不同的光流平滑系数α对该方法的影响,以及对地物变化描述效果的影响。实验结果显示,该方法效果理想,总体精度达到87.29%、Kappa系数达到0.850 7,其精度优于单纯利用光谱信息的分类后变化检测方法。     

天文光学频率梳及其在天体视向速度高精度测量中的应用

光学频率梳技术用于高分辨率天文光谱仪的波长定标可以大大提高视向速度测量精度,从而为搜寻类地行星、确定宇宙膨胀速度和测量基本物理常数等重大前沿科学问题提供有利的工具.文章结合视向速度测量技术与天文光学频率梳波长定标技术的最新进展,介绍了天文光学频率梳原理及技术,多普勒光谱位移探测天体的原理,以及天文光梳定标高分辨率天文光谱仪未来发展的趋势和展望.     

液晶空间光调制器在光信息综合实验中的应用

提出了一种把液晶空间光调制器应用于光电信息综合实验的光学实验系统。系统中的空间光调制器采用光寻址液晶光阀和电寻址液晶光阀。给出了利用这一系统开设的四个光学信息处理实验。实践表明,该系统具有较好的教学效果。     

超导滤波器在射电天文RFI中的应用

针对射电天文测站急需解决通信频率对制冷接收机严重干扰的问题,本论文研制了一款S波段的高温超导滤波器,并将其应用在射电望远镜中,对通讯干扰频率的抑制作用进行了验证,表明在对原接收机性能指标不影响的情况下,对测站干扰点最强的2.143 GHz以下频段抑制度达到了114 dB,取得了很好的应用效果。     

光钳及其在生物学中的应用

激光器的出现，为光压的实际提供了可能。从理论原理，实验方法和价值三方面，对光钳技术作了概要评述，介绍了光钳技术在细胞，线粒体和染色体等三个不同的生物学层次的研究中的应用。并提出了新的实验构思，建议开发“光钳仪”，总结光钳方法，以开拓生物学研究的新领域。     

科普纪录片在天文通识课程中的应用

科普纪录片是传播科学知识的重要途径之一,优秀的科普纪录片可以多视角、直观生动的讲述科学,这亦是自然科学类通识教育课程在课堂教学中所期望达到的目标.本文以通识教育课程"行星科学初探"为例,介绍了在天文公共选修课程的教授过程中引入天文科普纪录片的一些心得和建议.     

光通信中的光电子器件讲座：第一讲 光电子器件在光纤通信中的应用与发展

文章介绍了光纤、激光器及光放大器等光电子器件在光纤通信的产生、发展中的关键作用,分析了现代光纤通信系统中的各种有源、无源光电子器件、并论述了21世纪全光网发展所需的几种典型的光电子或光子器件。     

透镜在生活中的应用

透镜在生产、生活中很常见,从天文观测用的大型望远镜到我们身边的放大镜、眼镜、照相机、显微镜等。透镜大致可以分为凸透镜和凹透镜两种。凸透镜对光线有会聚作用;凹透镜对光线有发散作用。应用这一原理,人们发明了放大镜、眼镜、照相机、望远镜、显微镜、幻灯机、投影仪、放映机等光学仪器。透镜给我们的生活带来了方便。同时还促进了人类对宇宙天体及微观世界的认识,更促进了人类的文明进步和社会发展。     

光耦合器在信息光学实验中的应用

本文介绍了光耦合器的工作原理 ,由于它使用简单 ,操作灵活 ,因此在信息光学实验中获得很好的应用 .文中列举若干实例加以说明     

镜像光衍射技术及其在测量中的应用

对光衍射技术提出了一种新方法,即在衍射缝后引入反射形成镜像,用以改变衍射条纹的光强分布,这种方法可提高测量精度,加大动态范围,改善因缝不理想所形成的场分布,还对参数的选取进行了讨论。     

光致温度场光镊：原理及生物医学应用

面向生物粒子操控方法的研究,在生物医学和生命科学等领域具有重要意义。光镊操控具有无接触与高精度的特点,已被广泛应用于多个领域的研究中。然而,传统光镊的光热效应以及衍射极限都制约着光镊在生物医学领域的更广泛应用和发展。近十年来,研究者们将光热效应化劣势为优势,利用光与热的耦合效应实现了多种粒子的精确捕获及操控,即光致温度场光镊（OTFT）。由于此种新型光镊对光能的利用率极高,能量密度低于传统光镊近3个数量级,并可实现颗粒的大范围操控,极大地拓展了光镊可操控粒子的种类,已经成为纳米技术以及生命科学领域的重要研究工具。温度场光镊仍面临诸多问题,例如对于颗粒界面调控的依赖性以及三维捕获受限等,尤其是在生物光子学的研究中,还需要进一步发展和优化。本文对光致温度场光镊操控基本原理及其在生物医学中的应用两个方面进行了系统阐述,并对其今后的发展与挑战进行了展望。     

水平仪在分光计调节中的应用

分光计的观测系统可归纳由三个平面构成：读数平面、观测平面、待测光路平面．读数平面由主刻度盘和游标内盘绕中心转轴旋转时形成．对于每一台具体分光计,读数平面都是固定的,且和中心主轴垂直;观测平面由望远镜主光轴绕分光计中心转轴旋转时所形成的,只有当望远镜光轴与中心转轴垂直时,观测面才是一个平面,否则将形成一个以望远镜光轴为母线的圆锥面;     

扩芯光纤原理及其在光器件耦合中的应用

介绍了两种可以增大单模光纤模场直径并出射准直平行光束的扩芯光纤(ECF)的原理和制作方法。分析了单模光纤熔接渐变折射率多模光纤法通过改变渐变折射率多模光纤的长度和自聚焦参量实现模场扩大缩小的原理,制作的扩芯光纤模场直径扩大到16．6μm,出射光束平行效果较好,轴向耦合容限比单模光纤扩大了近6倍。加热扩芯光纤则是通过控制加热温度和加热时间直接使单模光纤掺杂物质发生扩散,从而实现扩束和光束准直,模场直径达到15．4μm,横向、轴向耦合容限都比单模光纤有很大提高。因此扩芯光纤可以简化单模光纤的耦合对准过程,用来制作新型的单模光纤或掺铒光纤连接器,也可以用于其它光器件中与单模光纤的准直。     

光栅光阀光学特性分析及其在热敏CTP中的应用

光栅光阀(GLV)是一种衍射MOEMS空间光调制器,利用其对激光束的调制作用,可成功地应用于计算机直接制版(CTP)系统中。提出了简化的光栅光阀光学模型,并根据夫琅和费单缝衍射理论和多光束干涉理论对光栅光阀的光学特性进行了理论分析。介绍了光栅光阀在热敏CTP系统中的应用,分析了光栅光阀光学记录设备的结构和成像原理。得出了基于GLV技术的热敏CTP数字成像过程,为国内印刷企业使用这种热敏成像技术提供了理论依据。