基于微透镜阵列的光场图像深度估计

针对光场相机同时记录光线位置信息和角度信息,提出估计光场图像深度的新方法。根据光场摄像技术的数字重聚焦原理,产生场景不同焦深的图像序列;采用基于目标区域的可变窗口清晰度评价算子对目标在图像序列中的聚焦度进行测量,通过高斯插值获得最清晰的成像位置作为深度求取结果。以基于微透镜阵列的Lytro光场相机为例,实验结果表明,在降低现有算法时间复杂度的基础上,该方法提取的深度图可靠,证明了该方法的可行性与优越性。     

六角形孔径平面微透镜阵列的制作及成像

由于传统的圆形孔径透镜阵列填充系数较小,而在模拟复眼光学系统中需要高填充系数的透镜阵列。为提高填充系数,采用光刻离子交换法制作了六角形孔径的平面微透镜阵列,利用积分形式的光线方程式讨论了平面微透镜的近轴光学特性,研究了微透镜的光线轨迹方程式和一些重要的近轴成像特性,利用ABCD定理得到了六角形孔径平面微透镜像距、焦距的数学表达式。制作的平面微透镜阵列光学性能均匀,成像质量较好,离子交换后的变折射率区域有微小重叠,较大地提高了微透镜阵列的填充系数。     

应用于成像系统的高矢高透镜阵列制备

在移动掩模光刻技术的基础上,本文提出一种可用于成像系统的高矢高透镜阵列制备的二次光刻方法。二次光刻分别用于减小抗蚀剂表面粗糙度和借助移动掩模光刻制备高矢高透镜阵列。通过这种方法,我们成功制备了矢高254 mm的透镜阵列。透镜矢高约为传统移动掩模光刻技术制备透镜阵列矢高的二倍。进而,制备的透镜阵列被用于集成成像系统,获得了高质量的三维图像。这一结果很好的证明了该种二次光刻方法可用于成像系统高矢高透镜阵列的制备,具有较好的应用前景。     

透明物体经透镜成像的光场分布

给出均匀透明物体经透镜成像后观察面上的光场分布公式,计算了焦距和二倍焦距处观察面上的光波复振幅和光强。结果表明,焦点处观察面上的光场分布函数为一脉冲函数,而在二倍焦距处观察面上的光场与物体后表面的光场分布函数仅相差一个位相因子。     

一种微透镜阵列制作方法

提出一种采用热压印技术制作微透镜阵列的方法.将聚合物加热到其玻璃转化温度以上,利用预先制备好的模板在适当的压力下压向聚合物样品,保持压力直到聚合物温度降到玻璃转化温度以下,将模板移去后,模板上图形便转移到样品表面.根据热压印工艺要求,研制了一台热压印设备,并利用这台设备制作了单元口径大小为40μm,单元之间间距为60μm的256×256单元8位相台阶衍射微透镜阵列.制作的微透镜阵列SEM图表明图形台阶清晰、各单元一致性好.光学性能测试表明制作的微透镜阵列聚焦的三维光强分布集中,具有较高的峰值.从制作工艺可以看出,利用热压印的方法制作微透镜阵列工艺简单,对制作设备要求不高,为实现低成本、高分辨率、大批量制造微透镜阵列等器件创造了条件.     

基于微透镜阵列的交互式多公差同步分析方法

微透镜阵列经常被用于改善激光辐照度分布均匀性,相对于单种公差对辐照度分布均匀性影响的研究,多种装配公差对辐照度分布均匀性影响的研究很少.通过构建自动化的误差分析平台,可以将多种装配公差同时输入,并将分析结果以可视化的方式进行同步呈现.利用这一平台分析了透镜阵列在三个空间轴上的距离误差、偏移误差、旋转误差以及多种公差的叠...     

微悬臂梁阵列成像系统光学特性分析

光学读出式红外成像系统是近年来提出的一种新型红外成像技术,该技术是基于探测双材料微悬臂梁吸收红外辐射后的变形量.这种红外光学成像系统由微悬臂梁阵列和光学读出设备组成,在本文中,将首先论述其系统结构和成像原理;在此基础上,通过分析单个微梁的衍射谱在透镜谱面上空域分布特点,提出了一种改进的谱平面刀口滤波方法,特别是讨论了成像系统将热变形角度转换成图像灰度的原理以及影响因素,并深入分析了成像系统的灵敏度.最后,给出了利用本系统获得37 ℃和300 ℃温度的红外发光物体成像结果.     

阵列激光微透镜准直器透镜F数的研究

提出用微透镜阵列把半导体激光器阵列光束进行准直的方案．采用单正透镜对圆高斯光束的变换理论研究了微透镜的Ｆ数,得出了Ｆ数以及最小远场发散角半角值的表达式,对微透镜准直器的设计与制备具有指导意义     

阵列激光微透镜准直器透镜F数的研究

提出用微透镜阵列把半导体激光器的列光束进行准直的方案，采用正透视对圆高斯光束的变换理论研究了微透镜的Ｆ数，得出了Ｆ数以及最小远场发散角半角值的表达式，对微透镜准直器的设计与制造具有指导意义。     

微透镜阵列的离子束溅射刻蚀研究

微透镜阵列的离子束溅射刻蚀研究张新宇易新建赵兴荣麦志洪何苗（华中理工大学光电子工程系武汉４３００７４）刘鲁勤（航天部二院２５所北京１００５８４）利用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和表面探针测试，分析了采用离子束溅射刻蚀技术所制作的石英微透镜阵列器件的表面微...     

真空微电子触觉传感器场致发射阵列的研究

阐述了真空微电子触觉传感器的工作原理。采用半导体集成电路加工技术和硅微各向异性腐蚀及氧化锐化工艺,在电阻率为３～５Ω·ｃｍ的ｎ型（１００）硅片上制备了真空微电子触觉传感器的场致发射阴极锥尖阵列,锥尖密度达３９００个／ｍｍ２,起始发射电压为２～３Ｖ,反向击穿电压大于３０Ｖ,收集极在２０Ｖ在电压时,单尖发射电流达０．２μＡ,实验结果表明这种真空微电子触觉传感器具有良好的触觉效应。     

一种微型变焦系统的设计

为适应某些特殊领域对微型化和简单化的需要,运用光学设计软件CODEV,在传统机械补偿式变焦镜头的基础上,结合非球面透镜理论,设计了一个可见光波段的只有一个移动镜的4片式微型变焦系统。此系统具有结构简单、精度高、成本低、体积小等特点,可满足在变焦范围内连续清晰成像的要求。     

高斯光束经非线性指数型发散梯度折射率棒透镜的成像公式

用抛物函数近似非线性指数型折射率的线性部分，导出高斯光束经非线性指数型发散梯度折射率棒透镜的成像公式。几何光学条件近似下得到的简化成像公式与几何光学理论得到的精确解比较，误差很小。     

透镜列阵光学系统的小尺度不均匀性

透镜列阵(LA)光学系统各子光束在焦面上叠加产生干涉现象,引起光强的小尺度不均匀性。根据广义惠更斯－菲涅耳衍射积分理论和物理光学,推导出了透镜列阵光学系统的光强分布和多光束干涉条纹公式。给出的LA小尺度不均匀性变化规律详细的数值计算结果,与物理光学的公式符合很好。研究发现,适当离焦时光强的高频调制会随之变化,当离焦量Δz=2 mm时,干涉主极大间隔明显减少,小尺度的不均匀性得到了明显的改善。     

一种线阵相机镜头畸变的标定方法

为实现线阵相机中镜头畸变的精确标定,提出了一种新的标定模型,并在实际应用中对标定模型进行了简化。根据等间距共线特征点的成像特性,通过比较两种畸变算法的差异,用非线性优化方法实现了镜头畸变参数的标定。实验结果表明,简化模型的标定结果与标准模型的标定结果相一致,标定后相邻特征点之间的距离变得更为均匀,校正后图像的最大形变量不高于0.5像素,校正精度不低于9μm,与传统的标定方法相比,该标定方法具有较好的稳定性。     

柔性微热剪切应力传感器阵列 

设计了一种基于微机电系统的、制备在柔性聚酰亚胺衬底上的双热线结构微型热剪切应力传感器阵列,可用于复杂形状物体表面所受剪切应力的矢量化测量.基于传感器的原理,用Comsol软件对传感器进行了温度场和流场的仿真,说明了传感器制作工艺流程,用硅橡胶与聚酰亚胺在酒精中浸泡后易于剥离的特点实现柔性传感器脱膜.对传感器实物进行了温度电阻系数和响应频率的测试.实验结果表明,设计的工艺路线简单,结构参数合理,可以实现所需柔性传感器阵列.
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抗反射层结构平板声子晶体棱镜成像

采用数值模拟的方法,分析了抗反射层结构对平板声子晶体棱镜的透射压力场分布及成像的影响．分析发现：利用抗反射层结构可以减小棱镜界面的反射,提高成像质量,从而增强其实用性．该结论对声子晶体功能器件的实际应用具有一定的指导意义．     

透镜成像放大率的研究及应用

讨论了物点、平面物体关于透镜成像的横向放大率和纵向放大率的定义式、计算式、函数曲线及相互关系，并举例说明了它们的应用     

图示法研究球面镜和薄透镜的成像问题

图示法是研究球面镜和薄透镜成像规律的方法。以物像公式为基础,用直角坐标系来表示u、v和f三个量的关系。这里用图示法研究了凹面镜和凸透镜的成像规律。     

FM阵成象的研究

就FM阵技术应用于水下目标成象进行了理论分析和计算机模拟。研究表明，系统信噪比增益得到提高并且显示出良好的距离分辨能力和方向分辨能力。