基于偏心光束法的离焦量探测装置及计算方法的改进

引入生物显微镜用于探测病理切片离焦量。针对反射光斑内部纹理缺陷、畸变严重的特殊情况,通过自适应中值滤波、基于Ostu算法的Canny边缘检测(去除非圆弧边缘部分)、畸变校正、最小二乘法拟合非完整圆等算法,直接计算光斑半径大小及离焦方向,建立光斑半径与离焦量的线性关系模型。实验结果表明,与传统的灰度重心法相比,离焦量计算方法抗噪性强、稳定性高,可大幅度地提高线性关系模型的范围及光斑半径、圆心位置的准确度。     

Enhanced arbitrated quantum signature scheme using Bell states

We investigate the existing arbitrated quantum signature schemes as well as their cryptanalysis, including intercept- resend attack and denial-of-service attack. By exploring the loopholes of these schemes, a malicious signatory may success- fully disavow signed messages, or the receiver may actively negate the signature from the signatory without being detected. By modifying the existing schemes, we develop counter-measures to these attacks using Bell states. The newly proposed scheme puts forward the security of arbitrated quantum signature. Furthermore, several valuable topics are also presented for further research of the quantum signature scheme.     

太阳模拟器光斑自动对焦系统设计

为提升多光源太阳模拟器复合光斑的对焦精度,以构建的多光源太阳模拟器为实验研究对象,采用机器视觉的方法提取聚焦光斑中心世界坐标,将太阳模拟器简化为关节机器人,利用D-H法得到灯单元反向运动学参数,进而完成光斑自动对焦系统设计,对光斑自动对焦系统进行了简单实验。结果表明:多光源太阳模拟器聚焦光斑中心对焦精度误差在1mm以内,可以满足预期的太阳模拟器实验需求。     

红外监听器创意实验

开设了〗红外监听器创意实验,通过引导学生制作监听装置,并探究入射光距离、入射光角度和反射光斑照射面积对监听效果的影响,培养了学生的创新能力。     

非共轴椭球面聚光阵列式高焦比太阳模拟器

为使太阳模拟器的接收靶得到高能流高均匀度光斑,需要对聚光系统进行优化设计。提出利用非共轴椭球面聚光镜优化光斑质量的方法,使光斑的能流分布均匀度有明显改善。利用蒙特-卡罗光线追迹方法,设计了聚集型高焦比太阳模拟器。在第二焦面处,80mm直径的接收靶面上可接收10kW的辐射光能,光斑对称性和均匀性好,系统的传递效率为23.81%,80mm直径靶面内的平均能流密度为2MW/m2,50mm直径靶面内平均能流密度达到3.64MW/m2,对应的理论色温超过2800K。采用非共轴椭球面聚光镜,成功研制了由电源控制系统、冷却系统、氙灯光源和聚光系统构成的太阳能模拟器。经实验测试,太阳模拟器的聚光光斑与光学仿真软件TracePro模拟光斑符合得很好。     

关于探照灯照射的光斑速度

光速(真空中)是自然界物体运动或信息及能量传递的极限,如果不注意这个条件,一般地谈速度,那么,找寻超光速的现象并不是难事.有些教科书上时常以探照灯光斑移动的速度来阐述这种超光速现象,演算得到光斑移动的速度为v=hωcos2θ.本文指出,此结果是错的!对正确结果做的定量计算表明:光斑速度虽仍然能超光速,但正确结果的超光速条件远比错误结果的超光速复杂,而且物理含义也更加丰富.     

偏振方向对阵列光束远场能量分布的影响

为了研究相干合成系统发光单元的偏振方向对相干合成远场光强分布的影响,以1维线性分布的阵列为例,利用傅里叶方法分析得到了单个发光单元的偏振方向偏离时相干合成的远场光强的解析表达式。数值计算结果表明:光源偏振方向的偏离使得远场中心光斑的峰值光强减小,光强的最小值不再为零,次瓣所包含的能量增大,但图样仍成对称性分布。对于5个单元合成系统,当单个发光单元偏振方向偏离π/2时,峰值光强减小到原来的68%左右。     

基于光纤输出光斑旋转的位移传感器

实验设计了两个光纤环,减小光纤环1的半径使光纤发生宏弯损耗,获得两光斑。此时再压缩光纤环2,发现两光斑整体随光纤环2的受压位移在一定受压范围内表现出了很好的旋转性。通过两光斑旋转角度随光纤环2受压位移的一一对应关系,经实验数据处理获得了光斑角度与线圈受压位移存在一定范围的线性关系。同时实验分析了光纤环2的直径和光纤环2的紧绕圈数对压缩位移灵敏度的影响。     

高功率激光光束的自准直算法

为满足高功率激光装置全程光路自动准直快速性及高精度的要求,提出了一种光斑对应椭圆的长短轴差值法对光斑形状调节,并结合重心法快速、高精度的获取光斑图像中心位置.利用大律法、3×3邻域法及8向链码法对光斑图像进行处理,得到面积最大的光斑;分析最大光斑区域中心距,求出最大光斑对应椭圆的长短轴长,并根据长短轴差值调节光斑形状,至长短轴差值近似为零,获得形状最规则的光斑;分析形状最规则光斑的中心位置与其基准位置在x和y方向的偏差,并将该差值转为闭环控制的步进电机所需要调整的步数,实现激光光束的自准直.该算法应用在高功率激光装置中,结果表明,主放大光路的准直时间缩短为15min,近场准直的准确度优于0.2%,远场指向准确度优于1μrad,满足高功率激光光束的准直要求.     

塔式太阳能热发电系统聚焦光斑能流密度的检测方法

提出了一种新型的基于间接测量原理的塔式太阳能热发电系统聚焦光斑能流密度的检测方法。该方法不需要使用量热计或能流密度探测器,使测量过程得以简化。利用同一部相机,在完全相同的相机参数设置下,拍摄太阳和聚焦光斑的图像,根据当前的太阳直射辐射值,标定相机的像素灰度值与聚焦光斑能流密度值的比例因子,进而得出聚焦光斑的能流密度分布。详细阐述了该方法的测量原理,搭建了实验平台,并测量了一面小定日镜聚焦光斑的能流密度分布,验证了该方法的正确性和可行性。实验结果表明,该方法测得的峰值能流的相对误差小于5%,而系统的重复性误差约为1%。