新型宽带匹配网络在双路宽光谱AOTF成像技术中的应用

基于双路AOTF的宽光谱成像技术在偏振成像光谱仪中得到应用,其成像质量受AOTF衍射效率、光谱带宽等影响。其核心部件超声换能器阻抗失配时导致驱动功率无法最大限度的传递给换能器,使AOTF光谱衍射效率降低,3dB光谱带宽变窄,影响光谱图像有用信息的获取。采用压缩回波损耗技术,设计了一种基于LC拓扑结构及组合臂的宽频带、光谱衍射效率高的新型匹配网络。最终测得AOTF的光谱衍射效率最高达94％,光谱带宽小于5nm,提高了在420~1150nm波段范围内的光谱衍射效率及分辨率,实测目标的成像质量得到明显改善。     

偏振干涉成像光谱仪中CCD的成像分析

光谱仪采集目标像的干涉图最终需要通过CCD系统来成像,为了能得到更高的图像分辨率和成像质量,需要不断优化CCD成像系统。偏振干涉成像光谱仪CCD成像系统一般包含两个部分：一是通常所说的光学成像系统,另一部分是CCD图像传感器采样记录系统。本文通过分析和描述CCD的采样过程。来讨论光谱在CCD成像过程中的频谱传输特性,并论述由于离散采样过程带来的频谱混迭对CCD成像系统中成像质量的影响。     

新型宽带匹配网络在双路宽光谱声光可调谐滤光器成像技术中的应用

基于双路声光可调谐滤光器(AOTF)的宽光谱成像技术在偏振成像光谱仪中得到应用,其成像质量受AOTF衍射效率、光谱带宽等影响。其核心部件超声换能器阻抗失配时导致驱动功率无法最大限度地传递给换能器,使AOTF光谱衍射效率降低。3 dB光谱带宽变窄,影响光谱图像有用信息的获取。采用压缩回波损耗技术,设计了一种基于LC拓扑结构及组合臂的宽频带、光谱衍射效率高的新型匹配网络。最终测得AOTF的光谱衍射效率最高达94%,光谱带宽小于5 nm,提高了在420~1 150 nm波段范围内的光谱衍射效率及分辨率,实测目标的成像质量得到明显改善。     

IEEE 1394应用于星载成像光谱仪图像传输的研究

总结了下一代星载数据总线5个方面的要求.在对三种候选总线进行对比并结合下一代成像光谱仪需求,认为IEEE 1394是系统应用的最佳选择.较详细地介绍了IEEE 1394总线应用于成像光谱仪数据传输的设计方案.     

FZP扫描全息术用于高散射介质中吸收体成像

设计以菲涅耳波带板作为编码孔径的近红外扫描全息成像系统，并对该系统的点扩散函数进行了理论计算．结果表明：系统的点扩散函数接近理想的δ函数；实际测试了系统的点扩散函数，分析了实验结果与理论计算值存在差异的原因；用该系统对浓度为1％、深度为1．8cm的intralipid脂肪乳剂中嵌埋直径分别为1．5mm，1．0mm和0．4mm的金属丝做成的圆环进行了成像实验．实验结果表明：可较清晰地分辨直径1.5mm和1.0mm金属丝做成的圆环，对直径0．4mm的金属丝做成的圆环也可识别．该系统用于高散射介质中吸收体成像具有较高的横向分辨力。     

3 mm和8 mm辐射成像比较与分析

研制了基于PC机和单片机主从控制方式的毫米波辐射成像系统,设计了软件积分以灵活调节系统的积分时间.利用配有卡赛格伦天线的辐射计对同一场景进行了3 mm和8 mm辐射成像实验,3 mm和8 mm天线的3 dB波束宽度分别为0.5°和1.5°.实验结果表明3 mm辐射图像的空间分辨率明显优于8 mm辐射图像的空间分辨率,但图像所含噪声较大.     

随钻超声井眼成像技术进展

随钻超声井眼成像技术是当前随钻测控领域的前沿技术，可以在随钻工况下实时生成高分辨率的井眼图像，能够准确反映井眼形状，识别裂缝、孔隙、层理等特征，在监测井眼工程状况和质量方面发挥着重要作用。阐述了随钻超声井眼成像系统的成像原理及构成要素，综述了发展历程及现状，分析了国外最新研发的随钻超声井眼成像系统的技术特点，总结了随钻超声井眼成像技术未来发展趋势，探讨了随钻超声井眼成像领域在仪器设计及发展的方向。     

超声断层成像系统对四肢成像的早期研究

考虑到超声断层成像技术不仅具有超声非侵入、无辐射、低成本等优点，并可以进行断层成像获取断层信息，对四肢成像有着广泛的应用前景.文中介绍了华中科技大学医学超声实验室研发的新一代超声断层成像系统的系统结构、控制方案和原始数据采集过程，并与上一代原理样机参数进行比较.设计了大腿和小腿腹的数据采集实验用于四肢超声断层成像的早期研究，对比大腿和小腿腹超声断层图像和解剖结构图发现二者具有很高的一致性，为超声断层成像技术后续的四肢成像研究奠定了良好的基础.     

同步扫描水下激光成像系统主要参数的分析

利用光束扩展函数和点扩展函数,计算了在一般海水介质中,同步扫描水下激光成像系统,成像距离和成像质量与目标距离、接收视场角、光斑的大小和光功率等参数之间的数量关系。结果表明,压缩激光束和采用窄视场接收能有效地提高成像距离和改善成像质量,适当增大激光光功率也能使得成像距离和成像质量有所提高,但当光功率增加到一定值后,性能改善不明显。     

基于双摄像头组合成像的钻孔成像系统

为解决水平定向孔成像勘探任务中传统成像探管前后端易遭挤压而损坏的问题,同时不影响钻孔孔壁全景图的图像质量,设计了一套基于双摄像头组合成像的钻孔成像系统。在成像探管中部设计了两组高度不同、方向相反的180°圆柱缺口作为两摄像头的拍摄窗口,探管剩余部分作为支撑结构承受探管前后端压力,拍摄窗口合计视野范围覆盖360°孔壁,使用双摄像头组合成像算法首先同时对两个摄像头采集的孔壁图像进行单摄像头钻孔成像,得到两幅180°钻孔全景图,然后计算两幅180°钻孔全景图的纵向偏移量并拼接成360°孔壁全景图。经过系统测试与分析,该系统特制的探管结构能适用于水平定向孔成像勘探任务,并可获得图像质量良好的钻孔孔壁全景图,为水平孔钻孔成像系统的探管结构设计与成像算法提供了新思路。     

窄带成像光谱仪技术与实时多光谱图像处理

成像光谱仪是一种空间遥感探测器，它可以同时获取目标的空间和光谱分布信息。针对机载区域遥感需要结构简单、价格适中和数掘处理迅速的成像光谱仪的特点．在窄带多光谱遥感成像仪基础上，提出了一种具有实时光谱图像处理功能的多光谱成像技术．该技术可在窄带多光谱成像过程中同时完成多光谱图像的并行处理．它大幅度地提高了成像光谱仪遥感图像处理的实时性。更为重要的是该战像技术具有极高的性能价格比优势．可广泛用于农业、地质与环保等领域。     

稳态大视场偏振干涉成像光谱仪的通量分析

在简要论述稳态大视场偏振干涉成像光谱仪（ＳＬＰＩＩＳ）的干涉成像原理的基础上,重点对稳态大视场偏振干涉成像光谱仪的通量进行了分析和计算,在考虑透射比的情况下,推导了偏振器偏振化方向及二分之一波片的光轴取向偏离理想方向时通量随偏角的变化关系,给出了最大调制度情形下的通量数值,这种稳态大视场偏干涉成像光谱仪适用波长范围广,具有结构简单、超小型和大视场补偿功能,突出了高稳态,高通量的显著特点,特别适合航     

立体成像系统数学模型和视差控制方法

立体成像技术是电视技术新的发展方向．为此提出并建立了立体成像系统的数学模型，对平行成像系统和会聚成像系统进行比较，推导了产生舒适立体图像的最大水平像素差离散值的取值范围，为立体成像的视差控制提供了理论依据．实验验证了立体成像系统数学模型是正确的，可作为研究、设计和研制立体成像系统、处理立体图像信号的参考。     

高帧率超声成像系统中一种高质量成像模式的实现

为解决高帧率(high frame rate,HFR)成像系统在通过一次发射事件成像时成像质量不够理想的问题,提出了一种以降低HFR成像系统的帧频为代价来换取高质量成像的方法.首先给出了一个更一般化的HFR成像模型,成像过程中选择不同参数的阵列波作为发射信号,一次发射事件得到一幅图像频谱,然后把数次发射事件得到的图像频谱用平均的方法合成为一帧图像频谱,最后通过Fourier变换重建图像.仿真结果表明该方案提高了成像的频谱范围,降低了成像的旁瓣幅度,从而得到了高质量的成像,并保证了较高的系统帧率.     

基于编码超表面的三维孔径编码成像研究

针对雷达系统在微波频段对静止目标成像分辨率低的问题,基于超材料和孔径编码成像体制设计了一套三维成像系统,同时提出了一种三维成像的优化算法. 系统将立体目标所在场景划分为4个成像平面上的成像网格,利用编码超表面在不同编码时辐射特性的不相关性构造测量矩阵,实现了在Ka波段对静止目标的高分辨成像. 仿真结果表明,此成像系统能够对2 m距离内的静止目标实现准确重构,方位向分辨率为20 cm,距离向分辨率为10 cm.      

脉冲射线束成像关键技术

脉冲射线束成像是研究惯性约束聚变等核反应装置性能的核心测量技术之一,测量对象为MeV中子、伽马射线束,时间尺度从ns到μs,空间尺度从亚mm到10 cm.本文介绍了西北核技术研究所近年来在发展脉冲射线束成像技术、研制成像系统所取得的主要进展.设计了非对顶双截锥大视场厚针孔和高探测效率编码孔,发展了大面积图像转换屏和阵列式中子图像转换屏,研究了MeV中子、伽马射线束图像转换屏的基本性能,提出了选通型像增强器基本设计要求,系统研究了快响应像增强器的时间选通特性和空间分辨特性,基于一种特殊的全局快门驱动时序设计,研发了百ns曝光双帧CMOS相机,研制了一种针对百ns时间尺度射线源的触发与时间关联系统,包括触发探测器、定时探测器、同步机和快门发生器等,与射线源特征时间关联精度一般为3–5 ns.对超快时间分辨、超高空间分辨、高维成像等脉冲射线束成像技术发展方向进行了讨论.     

基于分布式压缩感知的自适应距离选通三维成像

基于距离选通成像时间切片间的相关性，提出分布式压缩感知三维成像方法，有效解决了三维成像庞大数据量与硬件存储性能的冲突.根据相关性构建基于联合稀疏模型的分布式压缩模型，辅助重构部分时间切片.设计一种自适应距离选通方法，根据设定阈值自适应调整选通时间，无需距离先验信息，增加了系统灵活性.结果表明:平均采样率为0.15时，该方法的成像质量比传统方法提高11.124dB，成像距离的平均误差降低6.240.分布式成像方法能够有效减少时间切片冗余信息的采集，为距离选通三维成像提供了一种新的思路.     

面曝光快速成形系统的光学成像系统设计

为了得到曝光量均匀的工作面,满足面曝光快速成形技术的需要,提出1种对投影仪成像光路的改造方法.选择反远距光路,2次成像的光学成像系统设计方案,使用非定制镜片,设计用于面曝光快速成形系统的光学成像系统,该系统由2个组元和1个光阑构成.使用ZEMAX软件对像差进行分析,系统最大慧差值为0.08mm,最大像面畸变为1.1%,像面中心分辨率达0.05mm.该成像光学系统的设计,为低成本面曝光快速成形系统的构建提供了基础.     

基于X射线的小动物成像micro-CT系统

为了实现针对小动物特别是小鼠的高空间分辨率的断层成像,设计了一个基于X射线的micro-CT系统。该系统包括X光源、CMOS平板探测器、步进电机控制的转台、相应的机械结构及计算机采集控制软件。数据采集系统经校准后使用。利用FDK(Feldkamp-Davis-Kress)锥束算法,重建得到小鼠断层图像。图像重建像素100μm×100μm×160μm,能够很好地分辨出骨骼和肺部的图像,对比度分辨率高,可分辨10mg/mm3的密度差异。该系统可用于小动物成像并且获得满意的图像质量,将成为进行小动物功能和解剖成像的有力工具。     

用于三维超宽带乳腺肿瘤成像的最佳天线系统

在超宽带（UWB）乳腺肿瘤检测系统中,采用Debye-Z．雏色散模型对乳房建模可以很好地近似人体组织的电导率及介电常数通过在乳腺模型中分别加入3个不同频带的超宽带天线阵列,带宽涵盖4～12GHz,采用共焦成像算法和波束形成算法对使用不同天线的色散模型进行成像对比,确定出最优性能的天线．2种成像算法均能准确获得肿瘤位置图像,使用频带为4．0～7．5GHz的天线对色散模型进行波束形成成像时,成像图分辨率较高,干扰抑制最好,可以清晰地分辨距离肋骨层仅10mm、直径为5mm的肿瘤．