光学4f系统的图像空间频率特性

为将光学小波变换应用于图像压缩,分析光学4f系统中图像实现方式和图像采集对图像空间频率特性的影响,研究图像频域能量集中特性及其在光学4f系统中的表现,提出光学4f系统中图像空间频率特性的相关计算方法。理论分析、仿真计算和光学实验结果表明:用于图像压缩的光学小波变换在频谱面上的空间滤波范围受到输入图像尺寸、近轴条件、光学4f系统的器件采样特性、图像频域能量集中度以及系统噪声的影响,应根据实际光学4f系统选择合适的光学小波变换的空间滤波范围。实验结果验证了方法和结论的正确性。     

显微荧光图像分析系统及其在光学微腔中的应用

给出作者研制成功的显微荧光图像采集和数字分析系统及其在有机光学微腔研究中的应用。利用这一系统观测和分析了稀土铕配合物组成的半径为9μm的稀土配合物有机光学微盘的荧光图像,并证实了在这种光学微盘中占优势的回音壁光学模式。     

三相光学电流互感器系统的建模

提出了一种全新的用于测量电力系统三相电流的光学电流互感器系统,即利用一路光和一套检测系统实现三相电流的测量。用矩阵光学的方法建立了基于法拉第磁光效应的三相光学电流互感器的数学模型,为相关的研究提供了理论基础。理论分析和仿真结果均证明了系统的可行性。     

自然科学学科发展战略研究之六：光学和光电子学（下）

六、生理光学生理光学是研究人和动物眼睛的光学和视觉的科学,它是光学与生物科学交叉产生的边缘学科。最初对生理光学狭义地理解为它是研究人和动物眼睛的屈光系统,以及为周围的环境照明及目视光学仪器设计而开展的视觉生理特性的研究。随着科学技术的发展以及科学之间的相互渗透,如今对生理光学则广义地理解为它是研究生物视觉系统与环境的相互作用,以及具有智能的视觉系统对外界光信息进行加工的科学。当前科学技术已对具有智能的机器以及新的一代计算机提出了迫切的需求,而人和动物的大脑及视觉系统是世界上最复杂、最有效,且具有智能的信息加工系统,因此对大脑以及视觉信息加工的研究越来越受到人们的重视,已形成一个多学科相互交叉与渗透的学科领域。     

红外高速测控链路计算仿真及其系统构建研究

研究了基于PSD的远距离定位光靶标识别验证系统,利用系统的光学链路模型计算了系统的信噪比SNR与距离之间的关系,给出了通信链路信噪比的空间分布图,讨论了给定距离上所需靶标的光学特性参数,为系统的构建提供了理论基础.同时给出了系统搭建框图和实测结果,为红外高速测控系统提供了有价值的参考.     

光学微扫描显微热成像系统超分辨力图像处理方法研究

为提高已研制光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力,基于改进的频域图像配准技术和凸集投影超分辨力算法,提出了显微热成像系统光学微扫描超分辨力图像处理方法。给出了该方法的原理及步骤,采用不同重构方法行了仿真研究,给出了评价参数和结论。利用光学微扫描显微热成像系统采集低分辨力显微热图像序列进行了超分辨力处理实验,实验结果表明本文提出方法的有效性,光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力得到提高从而可满足需要高分辨力显微热分析的场合。该方法还可以应用于其它不可控光学微扫描成像系统中,具有广泛的应用前景。     

变焦距物镜高斯光学参数的求解

针对变焦距物镜设计中高斯光学参数求解的难点，利用几何光学和乘子罚函数法对单变倍组与单补偿组、双组连动和多组元全动型等变焦距系统的高斯光学参数求解进行了研究，给出了系统高斯光学参数的求解方法．给出的计算方法不仅可用于求解多组元全动型系统的高斯光学参数，对简单系统的变焦参数求解也有效。     

高精密光学元件磨床的加工与检测系统的开发

高精密平面磨床是加工光学非球面元件的一种重要途径.出于通用性和效率的考虑,开发一套面向光学非球面元件的高精密平面磨床的加工与检测系统,以此来实现光学非球面元件的精密加工.以自行开发研制的四轴数控高精密平面磨床为研究基础,采用模块化设计,选用Delphi 7为开发语言,运用Delphi 7和Matlab混合编程技术,搭建了加工与测量系统,实现了光学非球面元件的磨削加工、面形测量、磨削补偿以及环境检测等.实验结果表明,该系统可以满足光学元件的精密加工及检测,并具有较高的工作效率.     

三值光学计算机SD11解码器的实现及改进

介绍了一款用于三值光学计算机应用研究系统SD11的三值光学解码器的设计及实现.该解码器的硬件包含4个摄像头、1个嵌入式系统和1个专门设计的摄像头和嵌入式系统的转接板.通过该转接板,实现了在软件操控下用1个嵌入式系统分时控制4个摄像头完成拍照的技术.该解码器包含了已有的数据存储技术、阈值判断技术和三值数据生成技术.对这些技术进行了必要的整合,进而形成了实际可用的解码器核心软件.该软件与获取光学处理器输出画面的过程无关,因此可作为未来商业化三值光学计算机解码技术的重要基础.通过实验研究了三值光学解码器的功能及其对环境变化的适应性,并很好地解决了当信号线长度超过1.2 m时图像质量下降的问题,使该解码器达到了在SD11中使用的要求,为促进三值光学计算机进入应用领域提供了条件.     

结构参数对复合圆台形吸热器光学性能影响的研究

采用TracePro光学软件,研究了安装在复合圆台形吸热器腔体顶部的反射锥锥角对吸热器光学性能的影响。同时探讨了吸热器采光口与碟式聚光镜焦平面之间的距离及石英玻璃板厚度对吸热器光学性能的影响规律。模拟结果表明:在反射锥半径为50mm,锥角为160°时,复合圆台形吸热器的光学性能最优。在不同厚度石英玻璃板下,当吸热器采光口与碟式聚光镜焦平面之间的距离变化时,吸热器布管面光通量及系统光学效率呈正态分布;当其距离在-30~10mm范围时,石英玻璃板厚度对布管面光通量及系统光学效率影响较小。该研究结果可为碟式太阳能吸热器的设计和优化提供理论依据,并为吸热器传热性能的研究奠定基础。     

三相光学电流传感器的实验研究

提出了一种用于测量电力系统三相电流的光学电流传感器系统，建立了基于法拉第磁致旋光效应的三相光学电流传感器系统的数学模型，对三相光学电流传感器进行了实验研究。实验结果与理论分析的结论是一致的。研究结果对改进三相光学电流传感器的设计，提高三相光学电流传感器的性能具有重要的指导作用。     

基于光学投影层析的三维显微成像系统

介绍了光学投影层析成像技术的原理及应用,阐述了自行研究建立的光学投影层析成像系统,给出了利用该系统得到的样品的重建图像。     

浙江省重点学科——光学工程

浙江师范大学“光学工程”学科于1997年被列为浙江省重点扶持学科，2002年被批准为浙江省重点学科。该学科现有信息光学研究所和应用声学研究所两个研究机构，其中信息光学研究所所长由中国工程院院士金国藩教授担任。该学科主要研究方向为高分辨率光谱和光学检测技术、光信息处理与显示技术以及光电传感器件与系统。     

负折射系统中的光学补偿效应

利Pendry提出的坐标变换方法,研究了负折射材料构成的旋转椭球体、旋转抛物体和双球面系统中的光学补偿效应,发现系统的介电常数和磁导率为某一定值,该系统就具有相应的光学补偿效应,即从系统中某一点所发出的光线可传播至系统中另一点,该点的光场和光源完全一致．特别是双球面系统,其介电常数和磁导率可设计为一个标量,大大降低了技术上的难度,从而可能应用于某些实际光学系统．     

菲涅尔定向传光装置仿真及其光学特性分析

提出一种以聚光镜场模块化和地面集中集热为特征的塔式太阳能集热系统即菲涅尔中央接收式太阳能中高温集热系统.建立该系统聚光模块菲涅尔定向传光装置的数值模型,利用光学软件TracePro进行光线追迹仿真,研究不同变量对菲涅尔定向传光装置光学特性的影响,分析在跟踪太阳过程中装置光学效率的变化规律.研究结果表明:抛物反射面焦准距...     

光纤非线性光学显微成像

在光学显微成像领域，基于光纤的小型非线性光学显微镜和内窥镜作为传统显微镜和其他光学成像方法的一种重要补充形式，近几年来受到人们的关注．该文介绍和总结了光纤非线性光学显微成像技术及其在生物医学中的应用．首先介绍了结合非线性光学显微技术和单模光纤耦合器获得小型非线性光学显微镜的方法；特别对基于双包层光子晶体光纤和微电机系统扫描镜的光纤非线性内窥成像系统进行了分析；最后通过消化器官的组织成像实验说明了光纤非线性光学显微镜的重要应用．研究证明了基于光纤和微电机系统MEMS扫描镜的非线性内窥镜的新概念，并用于生物组织的成像．     

光子晶体反射特性的仿真及应用

光子晶体在光学器件集成和小型化中起着重要的作用，但对光子晶体光学特性的研究还主要在理论阶段。光学仿真是光子晶体理论阶段研究最常用的方法。文章对一维光子晶体进行了建模，对部分特性进行了仿真。并尝试将其应用于光通信系统，对光通信系统作出改进以适用于现代光通信中对系统小型化和集成化的要求。     

卫星光通信中接收天线的性能分析

为了获得高性能的接收天线以改善卫星光通信的系统性能,基于电磁波辐射理论,分析了接收光学天线的重要参数,研究了卫星光通信中使用单个光学天线及光学天线阵的性能.对单个光学天线的设计进行了优化,分析了单个光学天线及光学天线阵的相关参数之间的关系.通过仿真,不仅论证了星间激光通信需要极精确的指向角度,且可得出结论,在星间激光通信系统的光学终端中使用光学天线阵具有更大的优势.     

菲涅耳衍射系统的另类分数光学传递函数

借用常规光学传递函数与系统脉冲响应构成一组傅里叶变换对的关系,对菲涅耳衍射系统的脉冲响应直接实施光学分数傅里叶变换,获得了该系统分数光学传递函数的数学表达形式,阐述了其物理意义,证明了常规傅里叶变换下的光学传递函数为该分数光学传递函数的特例,对分析系统传输光信息的整体效应具有指导作用.     

基于光学零件微动的坦克瞄准镜故障仿真

 针对部队新型装甲装备观瞄仪器结构复杂,维修人员缺乏有效手段了解新装备的构造、原理,由光学零件微动造成的故障更是难以发现,导致维修人员不能对新装备进行有效、及时的技术保障这一问题。借助数学工具表达光学零件的成像规律,研究了光学零件的微动理论,并建立了复杂系统中的棱镜微动模型。利用计算机仿真技术,将理论研究与实际问题相结合,形成了一套有效的仿真软件,直观地表现了光学零件微动对成像的影响。仿真结果表明,光学零件的微动将直接影响射击精度,从而影响战斗力。仿真研究为通用化和系列化的新装备观瞄仪器的维修训练、维修保障提供了技术手段。