基于金属表面等离子激元控制光束的新进展

表面等离子激元(Surface plasmon polaritons,SPPs)是一种在金属-介质界面上激发并耦合电荷密度起伏的电磁振荡,具有近场增强、表面受限、短波长等特性,在纳米光子学的研究中扮演着重要角色。近年来表面等离子光学和基于SPPs的纳米光子器件的研究引起了国际上科学家们的广泛关注。讨论了SPPs的基本原理和在亚波长结构下的光学特性,介绍了基于亚波长金属结构的表面等离子激元在空间光束准直与聚焦、平面内光束聚焦与传导和在近场纳米光束的控制等方面的研究情况,以及在纳米光子学器件中的潜在应用。     

基于特征点最小距离拟合的文档图像倾斜检测

在文档扫描输入的过程中,文档图像不可避免地会发生倾斜,而布局分析及字符识别对页面倾斜十分敏感,因此倾斜检测和矫正是文档分析预处理中的重要环节。提出了一种基于最小距离拟合的文档图像倾斜检测方法。首先通过对文档图像进行二值化、分块、膨胀运算、连通标记等一系列图像处理操作,以此找到特征点;然后采用最小距离法对这些特征点进行直线拟合,便可获得文档的倾斜角。实验结果表明,该方法能够快速、精确地检测文档的倾斜角度。     

曲率波前传感器探测高斯光束时的信号误差

曲率波前传感器已被用于天文自适应光学和光学度量等领域。在这些领域使用时都假设入射波前光强均匀,但这种假设与曲率传感技术的基本原理不一致。利用傅里叶光学理论,给出了光强不均匀情况下曲率波前传感器的曲率信号解析式,并利用光强均匀和不均匀情况下的信号表达式对探测高斯光束时的信号误差进行了数值分析。结果表明：曲率波前传感器探测高斯光束时存在一定误差,相位分布为4阶Zernike多项式时,误差最大,且阶数越高,误差越小;分区平均曲率信号误差较小,一般在10％以下。     

噻二唑衍生物的三阶非线性光学性能与合成

设计合成了7个新的噻二唑衍生物,用UV、IR1、H NMR和元素分析进行了表征。采用飞秒激光,运用简并四波混频法,研究了衍生物在非共振状态下的三阶非线性光学性能。它们的三阶非线性光学极化率χ(3)为3.75~4.18×10-13esu,非线性折射率n2为6.90~7.68×10-12esu,分子二阶超极化率γ为3.75~4.26×10-31esu,响应时间为101~115 fs。探索了衍生物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响。引入离域能小的芳杂环,增长共轭链,形成吸供构型,增大取代基的供电子能力,提高共轭体系的共平面程度等因素有利于获得较大的三阶非线性光学性能。     

一种改进的小波阈值去噪方法

提出了一种新的阈值函数,它高阶可导,便于各种数学运算。与硬阈值函数相比,它在阈值点处是连续的;相比于软阈值函数,减小了估计小波系数存在时的恒定偏差,更好地保留了图像边缘等局部特征。选用平移不变小波变换,结合新提出的阈值函数,给出了一种新的去噪方法。仿真实验结果证明了此方法的优越性。     

胃癌细胞显微后向散射光谱分析

为了实验分析单个人正常胃上皮细胞与癌变细胞显微后向散射光谱的区别,结合光纤共聚焦显微成像技术和细胞散射理论,建立了一套基于光纤共聚焦的细胞检测显微光谱分析装置。该装置能够同时获取细胞显微图像和显微光谱医学信息。利用该装置测量了贴壁正常胃上皮细胞GES-1和癌变胃上皮细胞NCI-N87,得到了这两种细胞株细胞水平的显微光谱特性,其光谱具有明显的区别,说明该装置能够在细胞水平上辨别正常和癌变细胞的显微光谱。所得到的正常和癌变胃上皮细胞的显微后向散射光谱曲线与现有单核细胞散射分析结果一致,为以后的细胞水平检测癌变研究提供了必要的基础。     

4f光学系统中滤波函数角位移补偿的研究

实验中4f光学系统的输入函数载体与滤波函数载体往往存在着一定的角位移,而这个角位移的存在影响了4f光学系统的精确滤波。将空间光调制器(SLM)作为4f光学系统的输入和滤波函数的载体,利用光栅衍射理论和傅里叶变换理论,提出了一种测量该角位移的方法。滤波函数旋转角位移值的大小可以补偿输入和滤波函数载体间存在的角位移。滤波实验证明了方法的有效性和必要性。     

空间目标光学特性模拟实验研究

 通过不同材料、形状的空间目标模拟实验测量,研究了几种简单形状目标和卫星缩比模型的光学特性。结果表明：光源 目标 探测器的位置对目标的光学特性起决定作用,对于球体和柱体目标来说,光源和探测器的相位角是影响接收到光辐射的主要因素,而对于立体状目标,它的光学特性则与特定的入射角和观测角有关;对静止卫星而言,其光学特性主要受太阳能电池板对地夹角和观测面积的影响。该研究有助于实际观测数据反演空间目标的姿态,便于对空间目标特性数据进行归类和分发。     

共形光学技术

共形头罩可大大减小空气阻力,提高导弹在速度与射程方面的性能。介绍了精确共形光学技术,设计的关键在于校正共形头罩在全部视场的动态像差,讨论了采用旋转/平移位相板、拱形校正器等像差校正方法。简要说明了共性头罩加工、试验及应用状况,指出共形光学技术是未来高速导弹整流罩技术的发展方向。     

基于MHD的磁射流抛光中流场的分析与模拟

从理论上分析了磁射流抛光中的磁场与流场的相互作用,构建了磁射流抛光的冲击射流模型,基于磁流体动力学对磁射流抛光过程的紊动冲击射流进行数值模拟,得到了磁射流抛光过程的连续流场和射流在工件壁面上的压力、速度、紊动强度分布。通过比较射流抛光和磁射流抛光的数值计算结果,分析了磁流变效应对射流稳定性的影响,从射流的流场、速度、紊动强度等方面分析射流在磁场中稳定的原因。