大视场紫外告警相机光学系统研究与设计

为了提高紫外探测器系统的信噪比,确保紫外告警相机的低虚警率,分析与研究了大视场紫外光学系统的结构型式,采用反远距、准像方远心光路,实现了大视场光学系统的像差校正,使系统具有优良的成像质量及均匀的像面照度.设计了波段范围为0.254~0.272μm、视场角为110°、相对孔径为1/3的光学系统.系统成像质量良好,畸变小,像面照度均匀.成像质量分析结果表明:全视场最大弥散斑半径小于53.7μm,轴上、轴外视场像面照度均匀性小于15%,0.85视场的相对畸变小于20%,满足紫外告警相机的使用要求.     

旋转对称椭球颗粒沿轴脉冲光声波波形的几何计算

针对旋转对称椭球颗粒脉冲光声波的产生,推导沿其对称轴方向的波形的解析表达式.结果表明,无论是长椭球还是扁椭球颗粒,沿轴波形相对于球形颗粒所产生的N形波都有一定的形变,并且在近场条件下显示出能反映椭球颗粒形状与大小的明显特征.因此通过对脉冲光声波的测量和分析,能对旋转对称椭球颗粒进行形貌判定.     

小鼠卵母细胞染色体三维双光子荧光图像的轴向衰减

双光子荧光显微镜作为一种高分辨光学仪器,已经被广泛应用于生物样品的非侵入式三维光学成像中。相比共聚焦显微镜,双光子荧光显微镜拥有更深的探测深度。然而,即便如此,在对较厚的生物样品进行非侵入式光学三维成像时,样品的成像质量也往往会随着探测深度的增加而下降。在临床和生物学领域对研究母性遗传起重要作用的小鼠卵母细胞拥有较大的直径(80～100 μm),吸收和散射效应较为明显。本文研究小鼠卵母细胞染色体的三维双光子荧光图像随探测深度增加图像质量的衰减程度。通过对所得图像进行轴向衰减矫正,利用体积作为参数,将矫正前后小鼠卵母细胞内染色体三维双光子荧光图像进行对比。结果表明,由于吸收和散射效应,卵母细胞存在较严重的光学轴向衰减问题,因此,对用双光子荧光三维成像手段获得的小鼠卵母细胞图像进行衰减矫正是有必要的。这为进一步精确定量的研究卵母细胞内染色体的三维构像打下良好的基础。     

高成像质量Offner成像光谱仪的理论分析与研制

以双镜系统为基础构建了Offner成像光谱仪,并利用光程函数来获得一种Offner成像光谱仪的初始结构.通过光学设计软件Code V对该初始结构进行了仿真与优化,优化后的光谱仪具有高成像质量,其均方根点列图直径明显降低,调制传递函数曲线在子午像与弧矢像上都获得了好的成像效果.该研究免去了过于复杂的像差推导过程,并在宽光谱400~1 300nm条件下获得了具有高成像质量的Offner光谱仪结构,为光谱仪的搭建提供了理论基础.     

浅层目标亚波长声学成像新方法

正声学成像是一种用来检测物质结构和成分的重要方法,其分辨率受限于衍射极限(diffraction limit)。为了获取更高的分辨率,往往需要测量高空间频率的声倏逝波(acoustic evanescent wave)。倏逝波带有物体的细节特征信息,离开天然材料物体后的衰减特性满足指数关系。近年来,科学家利用结构声学超常材料(structured acoustic metamaterials,AMM)克服衍射极限,通过增强倏逝波     

红外焦平面器件盲元检测及补偿算法

在分析盲元响应特性的基础上,利用红外焦平面阵列对双参考辐射源的响应数据和相邻像元成像数据的相关性,提出了一种基于双参考辐射源的盲元现场自动检测和插值补偿算法,实现了盲元的自动检测和校正.实验结果表明:该方法具有对盲元查找速度快、定位准确率高、补偿效果好及易于软硬件实现等特点.     

基于三维成像技术的四轮定位参数建模方法

鉴于现有四轮定位仪参数求取方法误差大、参数项目少、对测量环境要求高等不足,提出了一种基于三维成像技术的四轮定位参数建模方法;该方法通过双摄像机对目标板拍摄获得的图像信息,应用空间向量方法,求取车体运动状态下的轮轴信息,动态建立四轮定位参数测量模型,解决测量平面的动态建立、测量平台的补偿等问题;经过零标定平台测试,当车轮旋转在18~22°时,定位参数求取方法正确有效,通过实车对比测量验证,平均误差小于0.07°。     

偶极子在径向非均匀介质中的电磁场分布

提出了柱状多层介质中的磁偶极子在任意介质层中的电磁场的递推算法，给出了磁偶极子产生的电磁波在柱状多层介质中的反射、透射系数和广义反射系数，从而得到了任意介质层中满足各层界面边界条件的电磁场解析表达式．     

谈谈猜想与假设

猜想与假设是科学方法论的重要内容，又是科学探究中必不可少的基本程序．要想成为具有创造性的人才，就必须学会猜想与假设．     

巧设一个实验突破三大难点——向心加速度教学新探

向心加速度公式究竟应如何推导？向心加速度的物理意义何在？如何准确地理解a=v^2/R=ω^2R式中各量间的关系？这历来是匀速圆周运动教学中三大较为棘手的问题，也是颇具争议而有待探讨的问题；各种版本的高中物理教材对此也是各持己见．现行人教版基于矢量理论推导向心加速度公式，进而剖析向心加速度的物理意义；粤教版则先通过实验建立向心力的概念，归纳向心力公式，进而推导向，