视觉功能修复的基础理论与关键科学问题

1 前言 失明是对人类生活质量影响最严重的一种残疾.全球视觉残疾有1.4亿人,其中4500万为盲人,全世界平均每5秒钟出现一个盲人.我国视力残疾患者近1300万人,其中盲人约550万,每年还新增盲人45万,不可治愈性致盲疾病(视网膜色素变性、老年黄斑变性、葡萄膜炎)大于30%.盲人复明是我国社会、经济发展的重大需求,挑战失明是时代赋予我们的责任.近年来,全世界的科学家正在研究探索用视觉假体替代视网膜功能,作为进行视觉修复的有效手段.     

光纤拉曼放大器的研制及其在城域网中的应用

优化设计了色散补偿拉曼放大器,并将其应用于城域网络中,测试了系统的各项性能,包括光缆的实际衰减,发送端和接收端各点的光功率,拉曼放大器的实际增益,系统极限接受灵敏度,短期和长期误码率,应用前后线路的稳定性,以及不同拉曼放大器抽运功率下可达到的无中继传输距离.在使系统具有高稳定性的前提下,最大无中继传输距离可达到215 km,取得了较好的试验效果,并由此得出光纤拉曼放大器在长跨距的光纤传输系统中有很好的应用前景.     

权重函数对渐进镜片设计的影响

为了研究权重分布函数对镜片设计的影响,在构建最小化模型的基础上,使用样条插值方法对过渡区域权重函数进行处理,设计了三组连接高权重区域和低权重区域的过渡区域变化快慢不同的权重分布函数.根据不同的权重分布函数设计了相应的渐进多焦点自由曲面镜片,并进行了仿真、加工及评价.实验结果表明权重分布矩阵对镜片光学性能有影响,曲面的平均曲率和主曲率差的过渡区域权重变化越快,镜片的光学性能越优.因此,使用过渡区域较快变化的权重函数有利于降低镜片周边像散、优化镜片光焦度和散光分布.     

钨酸铅晶体中与氧空位缺陷有关的光学偏振特性

本文利用完全势缀加平面波局域密度泛函近似，计算了含氧空位的PbWO4（PWO）晶体的电子结构，模拟计算了复数折射率及光学参数的偏振特性。比较含氧空位的PWO晶体与完整的PWO晶体的吸收光谱及其偏振特性，得到与氧空位相关的光学偏振特性。结果表明：完整的PWO晶体在可见和近紫外区域内无吸收，而含氧空位的PWO晶体在可见和近紫外区域出现吸收，该吸收谱有2个峰值分别位于370nm和420nm吸收带，它们的峰值位置与实验测得的350nm和420nm吸收带十分接近，由此可见PWO晶体中350nm和420nm吸收带与氧空位的存在有关。     

基于空气孔的光子晶体亚波长成像的特性研究

负折射率材料因为其奇异的特性成为广泛研究的对象,尤其是光子晶体平板的完美成像.本文采用空气孔在硅介质中周期性排列构成六角结构的光子晶体结构,用平面波展开法及FDTD方法,研究了该光子晶体的亚波长成像能力还研究了入射波长以及温度漂移对该光子晶体平面亚波长成像的影响.     

微型激光光学引擎中光学噪音的抑制

分析了微型激光投影引擎的两种主要光学噪音|干涉网格和激光散斑产生的基理|提出采用振动的随机位相板同时实现干涉网格和激光散斑抑制的方法并进行了理论分析|自行设计了微型激光投影引擎,利用微型电控马达带动随机位相板振动,用CCD相机在不同的F#及曝光时间下对投影图像进行了采集,并对图像的散斑对比度行了测试.结果表明,通过静止的随机位相板可以很好地抑制干涉网格噪音|通过使随机位相板以大于视觉暂留效应形成的融合频率进行振动,可以同时抑制干涉网格和激光散斑,使得散斑对比度小于5%,达到投影观察的要求.     

偏心光学系统的中心点亮度的计算

本文讨论了偏心光学系统的中心点亮度计算中所必须考虑的离焦、波差展开式、数值计算等几个主要问题。     

彩色图象的光学信息处理

本文研究了在相干多色处理中用黑白透射介质进行彩色图象空间编码的方法。这个方法可应用于彩色象的信号检测、去模糊、及相加与相减。并且指出,类似于相干单色处理,这种多色处理方法有能力处理彩色图象。这个方法虽然有某些不足之处,例如需要对被处理对象事先进行编码。但是,这个方法展示了在彩色图象处理中的一个新的方向。而且,它并不只局限于处理彩色图象,也可应用于处理某些具有灰度变化的图象。 关键词：     

透镜自动设计的衍射基价值函数

本文描述了三种基于衍射理论(或称为衍射基)的光学系统质量指标作为透镜自动设计的价值函数的方法. 这三种指标是: 1.波差方差; 2.波差导数; 3. 几何光学传递函数. 得到了简化计算的相应公式. 实践证明, 这种价值函数不但可用于象差平衡的开始阶段, 更可用于象差的精细校正过程,以获得象差的最佳平衡方案. 关键词：     

波前编码系统景深延拓性能研究

波前编码景深延拓技术是在非相干光学系统的出瞳处加入三次位相板,对成像进行解码处理而获得清晰图像以扩大光学系统景深的技术.文章通过深入研究波前编码光学成像系统的调制传递函数(MTF),分析离焦量和位相板的调制系数对MTF的影响,并通过数值计算和曲线拟合得到位相板调制系数、系统带宽、景深延拓性能之间的关系.该研究成果为位相板的调制系数的选择和景深延拓光学系统的设计提供依据. 关键词： 波前编码 景深延拓 调制传递函数 三次位相板