迈克尔逊干涉仪在相位相干成像测量系统中的应用

传统4f相位相干成像测量技术中,利用相位物体使测量材料产生的相位变化转换为可直接观察的振幅变化,实现材料光学非线性折射率的测量。然而相位物体的厚度是固定不变的,相位延迟会随激光波长的改变而改变,测量中需要更换合适的相位物体。理论分析了不同激光波长对相位物体相移大小的影响,详细讨论了不同形状光束下相位物体的半径和相移的大小对4f相位相干成像系统灵敏度的影响。利用了迈克尔逊干涉仪中两束光的相位延迟替代传统相位物体的功能,实现了一种相位可调的相位物体。因为迈克尔逊干涉仪两束光的相位延迟连续可调,使得在不同形状光束及不同波长激光下的测量灵敏度达到最优。该方法进一步完善了4f相位相干成像测量技术,不仅解决了传统相位物体的不足,而且提高了系统测量的精度。     

高效太阳能电池

设计了一种可提高太阳能电池吸收太阳光的效率和有效存储能量的方法和装置.介绍了太阳能电池的伏安特性和法拉电容的充放电特性.该装置通过凹面镜实现太阳光的双面吸收,并以法拉电容存储太阳能.和传统单面受光电池以及用蓄电池储电相比,该装置太阳光吸收效率高、法拉电容充电时间快、放电电流大,可广泛适用于路灯及楼道灯照明等领域.     

利用LCD相位调制获得高效率空心光束

空心光束由于具有一系列特殊物理性质,所以它在对微观粒子的三维操控技术中占据了极其重要的地位.本文提出采用LCD对入射激光进行相位调制得到高衍射效率空心光束的方法.文章研究了螺旋波的特性,分析了LCD相位调制的原理,在LCD上作出螺旋波的实时纯相位图对入射光进行相位调制,获得具有高衍射效率的空心光束.实验结果表明,采用LCD相位调制方法产生空心光束不但具有实时可调,方便、精确的优点,还具备高衍射效率.     

利用金属筛网拓展光栅衍射实验

为拓展大学物理实验中光栅衍射实验的内容,使其更贴近生活,实验现象形式多样,利用生产生活中常用的金属筛网作为二维光栅设计实验内容。通过筛网的衍射,可直观地观察到二维光栅的衍射现象,并分析了不同衍射图像产生的原因。通过两种不同的方案测量衍射角,从而计算出筛网的关键参数-网孔尺寸。     

三子镜与三臂形稀疏孔径的对比研究北大核心CSCD

研究了三子镜结构与由6个子镜构成的三臂形稀疏孔径结构,分析了两种孔径结构的特点。从光瞳函数出发推导出三子镜与三臂形稀疏孔径结构的调制传递函数(MTF)解析式,在此基础上用Matlab软件模拟两种稀疏孔径的MTF图像,并对模拟结果进行分析与比较。结果表明:两种结构的MTF都呈均匀正六边形分布;填充因子同为22%时,三子镜结构在归一化频率0.3附近MTF出现零点,三臂结构在归一化频率0.15处出现零点;随着填充因子的增加,三子镜与三臂结构的MTF值提高,三臂结构MTF曲线比三子镜结构起伏小,但MTF值也小,信息丢失较多。ZEMAX模拟成像及图像增强结果表明三子镜整体成像效果要优于三臂结构。     

共相位望远镜阵列的光束耦合问题研究

研究了共相位望远镜阵列的两种重要光束耦合误差——光瞳面平移(piston)误差和光瞳面倾斜(tilt)误差。设piston误差和tilt误差都服从均值为零但标准差待定的正态分布,根据中心点亮度判据,通过迭代方法计算了piston误差和tilt误差所允许的最大标准差,揭示了这两类光束耦合误差所允许的最大标准差与子望远镜个数和遮光比的关系。Piston误差所允许的最大标准差与子望远镜的遮光比无关,但随着子望远镜个数不断增加,在0.11λ～0.08λ范围内缓慢减小。Tilt误差所允许的的最大标准差在子望远镜出瞳大小已知的情况下,随遮光比不断增加而逐渐减小,而与子望远镜个数无明显的相关性。     

基于机器视觉的小景深高分辨率双远心光学系统的设计

针对机器视觉检测Pin针位置度的应用需求,确定光学系统技术指标,选择合适的初始结构和玻璃组合,通过像差优化设计一款小景深、高分辨率、低远心度的双远心光学系统。系统包括8片球面透镜,物方线视场2y=32 mm,工作距离120 mm,景深0. 5 mm,像面CCD尺寸1英寸,最大畸变小于0. 1%,远心度最大值控制在0. 007°以内,在空间频率208 lp/mm处调制传递函数(MTF)值大于0. 3,各种像差均得到很好的矫正,像质优良,并对光学系统进行公差分析。该结构在连接器Pin针位置度检测领域内具有广泛的通用性,在一定程度上提高检测效率、降低劳动成本,有很好的市场前景。     

Golay3稀疏孔径光学系统调制传递函数分析和成像研究

给出Golay3稀疏孔径光学系统的光瞳结构,分析其调制传递函数（MTF）特点。对不同填充因子的Golay3稀疏孔径光学系统模拟成像,并用几何均值滤波进行图像复原,以相关系数评价模拟成像质量和图像复原效果。结果表明：模拟成像和图像复原结果与调制传递函数分析结果一致;经几何均值滤波后,图像质量得到改善：图像复原效果随填充因子增大而提高。