基于位图的光纤不圆度测量

将待测光纤两端面研磨成平面,并与光纤芯轴垂直,光纤中传播的斜光线在被测光纤端面形成的输出图样为圆环状,用数码相机拍摄该图像,得到相应的位图格式光环,再运用数字图像处理技术取出光环的内外边沿;以一定的密度间隔在边沿环上取象素点,每三个象素点确定一个圆周,对多个圆周求平均直径,并以离散度作为光纤的不圆度误差.以数值孔径为0.22,纤芯直径为100 μm的石英光纤为例,测得不圆度约为3.1%,用显微法拍摄子午光线在光纤输出端形成的界面圆环获得的不圆度为1.6%,二者接近.     

能见度仪探测光束平行度检测方法

为实现能见度计算中消光系数的正确测量,论述了光源平行度在能见度测量中的重要作用,设计了探测光束发散角检测方法与测量装置。该装置包括定焦成像系统和移动光源的直线系统,利用成像关系与空间几何关系推导了发散角表达式。以紫外LED作为实验光源,设计完成了测量系统成像装置与控制软件,计算得到水平方向与垂直方向发散角,利用所得发散角分析探测光束。实验结果表明,紫外LED光源的光束发散角水平与垂直方向分别为7.8和6.9,经比较得到未加入平行度的能见度与加入后的比值为0.51。该方法测得的能见度值更接近于实际值。     

基于STM32的空调散热片粉尘自动监测仪的设计

为了对空调散热片上的粉尘进行准确检测,设计并实现了一种超低功耗高精度粉尘自动监测仪。该系统由ARM处理器、阵列式光电传感器模块、微弱信号调理电路、模/数转换电路、触摸屏液晶显示及输入模块、声光报警系统、继电器开关控制电路、时钟模块以及串口通信模块构成。以STM32微处理器为主控,通过脉冲驱动阵列式光电传感器对空调散热片粉尘进行差分检测,并利用交流激励低噪声AD7195模数转换器将经过放大滤波处理后的电压信号转换成数字量。微处理器接受数字量后进行分析与处理,可实现分级别通过液晶显示和声光报警及时提醒用户清洗空调散热片,并且带有强制断电功能。经实际应用,该智能化空调散热片粉尘自动监测仪能有效精确实现实时显示、光电报警、上位机通信等功能,对各类空调内部散热片都能很好的监测,具有很强的实用价值。     

"工程光学"教学改革初探与实践

"工程光学"课程讲述了几何光学和波动光学的基本理论,是电子科学与技术专业的必修基础课。"工程光学"具有抽象性强和枯燥乏味等特点,给教学带来了一定的难度;且"工程光学"也是一门专业性很强的课,侧重于对实际光学问题的解释。根据该课程特色,针对电子科学与技术专业学生的特点,探讨了教学内容、教学条件、教学方法和教学手段等方面的教学改革,并总结了取得的成绩和存在的问题。     

能见度仪探测光束平行度检测方法

为实现能见度计算中消光系数的正确测量,论述了光源平行度在能见度测量中的重要作用,设计了探测光束发散角检测方法与测量装置。该装置包括定焦成像系统和移动光源的直线系统,利用成像关系与空间几何关系推导了发散角表达式。以紫外LED作为实验光源,设计完成了测量系统成像装置与控制软件,计算得到水平方向与垂直方向发散角,利用所得发散角分析探测光束。实验结果表明,紫外LED光源的光束发散角水平与垂直方向分别为78°和69°,经比较得到未加入平行度的能见度与加入后的比值为051。该方法测得的能见度值更接近于实际值。     

界面折射率不一致对显微成像穿透深度的限制

在运用共焦显微术及低相干显微成像术等进行光学断层成像时,要将光束聚焦到样品内部以便实现光学断层成像,然而由于生物组织等的折射率与盖玻璃以及浸液不同,因而会引入很大的球差,从而使入射电磁波发生畸变.分析了由于多层折射率不一致而引入的球差的大小,并运用所得的公式计算了折射率不一致对光在样品中穿透深度及焦面附近光场分布的影响.     

光电图像处理技术在光纤不圆度测量实验中的应用

本文设计了一种简单实用的光纤不圆度测量的实验方法，用数码相机获取光斑图像，以数字图像处理技术提取光纤几何形态信息。通过完成此实验增强学生对几何光学、光电成像技术、数字图像处理、光纤技术和计算机语言等多门课程的学习积极性，培养学生综合运用所学知识的能力。     

谱域光学相干层析成像中深度分辨相位误差提取及补偿

提出了一种在谱域光学相干层析成像(SDOCT)中提取随深度变化的相位误差及补偿该误差的方法。对被测样品的干涉谱作加窗傅里叶变换,得到一幅二维深度-频谱图。样品不同界面对应的干涉谱因加窗傅里叶变换的时频特性而被分离开。对各干涉谱相位分别进行多项式拟合,得到一组随深度变化的相位误差分布。将该深度相位误差分布作为补偿因子实现精确补偿。该方法不仅可完成对多个介质层构成的复杂样品的色散补偿,还可以实现对由于波数采样不均引起的随深度非线性变化的相位误差的补偿。仿真实验和对四层盖玻片样品及人体指甲盖的实验结果表明,该方法能简单精确地补偿系统随深度变化的相位误差,有效地抑制因相位误差导致的系统纵向分辨率随深度的恶化,改善成像质量。     

基于观察矩阵的频域光学相干层析成像图像重构算法

频域光学相干层析成像技术是一种新型的医学成像技术,其传统的图像重构算法主要是基于傅里叶变换。但这种重构算法的主要缺陷在于其纵向分辨率随着深度位置的变化而明显下降。为了使频域光学相干层析成像系统的纵向分辨率在整个成像深度内基本保持不变,提出了一种基于观察矩阵的图像重构法,并用该法重构了平面镜以及皮肤信号。结果表明,这种图像重构法能够使频域光学相干层析成像系统保持纵向分辨率不变。与文献报道相比,这种方法在保持系统简单性的同时,还保持了高的纵向分辨率,并在成像深度范围内使得纵向分辨率基本保持不变。     

基于经验模式分解法的光学相干层析成像去噪研究

针对光学相干层析(OCT,optical coherence tomography)成像中存在的散斑噪声和扫描噪声,提出了采用经验模式分解(EMD,empirical mode decomposition)算法同时减小这两种噪声的思想。EMD是一种时频分析法,较傅立叶谱法能准确地确定时变非平稳的这两种噪声随时间变化的频率特性,从而获得更好的滤波效果。结果表明,通过合理设计EMD滤波参数,即可有效地同时减小散斑噪声和扫描噪声,信号的信噪比(SNR)提高(不考虑扫描噪声时,SNR达7dB左右,考虑到扫描噪声时,SNR提高达3dB左右),扫描噪声的条纹对比度降低60%以上,改善了成像质量,同时图像细节得到保留。与小波去噪法相比,本文方法具有滤波器设计简单、去噪效果明显及能同时有效地去除两种噪声的优点。