Experiments and analyses of a new type optical system for computed radiography

A new high-performance laser scanning system is designed. In this system, a scanning arm consisting of a pentagonal prism and a scanning object lens is used to replace the traditional Fθ lens, and a circular imaging plate transmission mechanism is specially designed in order to meet the requirement of the scanning arm. At the same time, the stimulation fluorescence can be obtained by the scanning arm. Some main factors that influence the spatial resolution and the performance of the laser scanner system are analyzed, and the analysis results are presented, which is helpful for further optimization design of the system. Experimental results indicate that the images obtained by the system have good visual effects and can meet the requirements of industrial inspection.     

高数值孔径自由曲面极紫外光刻物镜光学设计

高分辨率需求牵引极紫外光刻（EUVL）投影物镜向高数值孔径（NA）、自由曲面设计形式发展。传统的非球面EUVL物镜设计难以在高数值孔径下兼顾校正像差的需求,往往造成遮拦,破坏成像对比度。提出了一种高NA无遮拦自由曲面EUVL物镜设计方法。依据物镜形态参数判别引入自由曲面的最佳位置,能够有效校正系统像差,在不影响成像性能的情况下增大系统NA。应用该方法设计了一套高NA自由曲面EUVL投影物镜（PO）。与初始非球面物镜相比,通过增加四面自由曲面,将物镜数值孔径从0.3增大至0.35,波像差均方根（RMS）值从1 nm减小至0.4 nm,整个系统光路无遮拦。设计结果表明:该方法有效提高了自由曲面EUVL物镜设计效率,在不产生遮拦的情况下,不但增大了系统NA且减小了系统波像差,提高了物镜整体性能。     

混合教学模式在《光电仪器电子学实验》中的运用探索

高等学校实验教学承担着培养学生实践能力、创新能力和综合素质的重要任务。传统的实验教学模式在实验内容设置和安排上缺乏对学生自主研究、深度参与及提高综合能力的考虑,因而不利于学生个性和创新精神的养成。以《光电仪器电子学实验》课程为例提出了线上线下双反馈一体化的混合式实验教学模式。通过线上线下双反馈一体化的实验教学模式,可以形成一个发现问题、及时反馈、调整实验教学方案、跟踪评价并持续改进的闭环教育过程,有效提高学生学习的自主性、积极性,提高学习效果。     

相移点衍射干涉仪用衍射板结构设计

相移点衍射干涉仪(PS/PDI)的检测精度取决于衍射板中针孔衍射产生的参考球面波质量,而针孔的直径是影响参考球面波质量的一个重要因素。基于矢量衍射理论,以会聚光束作为入射光,分析了针孔厚度和直径、加工误差以及入射光源单项像差和综合像差对衍射波面质量的影响。仿真数据表明,为了获得数值孔径为0.2,波前误差均方根(RMS)值不大于1.4×10-3λ的理想球面波,在针孔的实际加工制作中,应选200nm厚度铬膜,直径为1.5μm的针孔,并且满足仿真误差要求;对衍射板上窗口尺寸进行了仿真,结果表明窗口边长取60μm时,仿真结果最优。用实验验证了设计结果的可行性。     

一种优于TM5的比特分配和量化控制算法

通过对传统TM5（test model 5）算法的分析，对TM5比特分配和量化控制进行了改进，提出了两种新方法，前者对输出视频序列信噪比（PSNR）的提高有明显的作用，并且可以平滑视频序列中各图像的均方误差（MSE）；后者提出滑窗的概念，对恒码率编码（CBR）的GOP的大小进行改变，使其配合前者，从而达到更好的视频编码效果。     

惠斯通电桥实验中高灵敏度档位下最佳桥臂电阻的探讨

惠斯通电桥的灵敏度与检流计的灵敏度有关,当检流计灵敏度档位是4×10~(-6)A/格和4×10~(-8)A/格时惠斯通电桥比较容易调节平衡,但是当检流计灵敏度档位是4×10~(-9)A/格时,惠斯通电桥很难调节到平衡的状态。为了解决高灵敏度档位下惠斯通电桥难以调节到平衡的问题,我们在高灵敏度档位的前提下研究了桥臂比和桥臂电阻对实验测量和相对不确定度的影响。当桥臂比R_1/R_2=1/10时,任意的桥臂电阻都可以使电桥平衡,从而测量出待测电阻的阻值。当桥臂比R_1/R_2=1/1时,桥臂电阻处于11 000Ω至13 000Ω时电桥可以调节到平衡。     

利用球-旋转椭球模型研究上皮组织散射特性

组织模型在组织成像机理及光学疾病诊断技术的研究和改进中发挥着重要作用。然而上皮组织细胞中不仅包含球形散射体,往往还包含椭球形散射体。目前对包含椭球散射体的上皮组织模型的研究还鲜有报道。建立了上皮组织的球-旋转椭球散射模型,利用Monte Carlo算法仿真分析了模型参数的变化对前向散射光强分布及穆勒矩阵极分解参量的影响。结果表明,旋转椭球散射系数、体积和长短轴比的增大均会导致组织模型的去偏作用增强,其中散射系数对去偏的影响最显著;各向异性分布的旋转椭球具有相位延迟作用,且相位延迟随椭球散射系数及长短轴比的增大而增大,随椭球体积的增大而减小。该研究对早期癌变诊断技术的研究具有一定指导意义。     

癌变对上皮组织前后向散射特性影响的对比研究

Mueller矩阵成像法可用于获取生物组织的微观结构信息,在组织早期癌变的诊断中发挥着重要作用。采用不同的成像方式得到的结果往往具有很大的差异。为了保证Mueller矩阵成像法对组织癌变诊断结果的可靠性,需要明确成像方式不同对检测结果的影响。建立了正常和癌变上皮组织散射模型,利用Monte Carlo仿真法对比研究了癌变对上皮组织前向和后向散射特性的影响。仿真结果表明,采用前向散射成像方式时,去偏参量对组织状态的改变比较敏感,但去偏参量随组织癌变的发展并非单调变化;而采用后向散射成像方式时,相位延迟参量随组织状态的改变有显著变化,且相位延迟随组织癌变的发展单调减小。     

Design of a hyper-numerical-aperture deep ultraviolet lithography objective with freeform surfaces

We have proposed and developed a design method of a freeform surfaces(FFSs) based hyper-numerical-aperture deep ultraviolet(DUV) projection objective(PO) with low aberration. With an aspheric initial configuration,lens-form parameters were used to determine the best position to remove elements and insert FFSs. The designed FFSs PO reduced two elements without increasing the total thickness of the glass materials. Compared with aspheric initial configuration, the wavefront error of the FFSs PO decreased from 0.006λ to 0.005λ, the distortion reduced from 1 to 0.5 nm, and the aspheric departure decreased from 1.7 to 1.35 mm. The results show that the design method of the FFSs PO is efficient and has improved the imaging performance of PO. The design method of FFSs PO provides potential solutions for DUV lithography with low aberrations at 10–5 nm nodes.