声光可调滤波器成像光谱仪后置成像系统设计

为进一步提高声光可调滤波器(acousto-optic tunable filter,AOTF)成像光谱仪的结构紧凑度,同时保证高成像质量,针对光谱仪成像系统的整体方案,设计了一种对称式、双远心结构的后置成像系统。仿真结果表明,该成像系统的物像共轭距可达到100 mm,在空间频率为40 lp/mm时,调制传递函数平均值为0.5,成像质量满足拟研制的AOTF成像光谱仪的设计要求。     

利用CCD测量双胶合透镜的调制传递函数

介绍了一种用CCD测量透镜MTF的实用方法。该方法采用一系列不同空间频率的矩形光栅作为目标板,对其像进行抽样处理,建立了像的归一化直方图和透镜MTF之间的关系。对同一双胶合透镜在不同空间频率下的MTF值进行了测量,所得结果与实际值基本吻合。同时,对影响透镜调制传递函数的因素进行了说明。     

离轴全息透镜的制作及其性能测试与分析

在理论上分析了3种拍摄光路制作的离轴全息透镜的波带片空间频率的分布情况，计算发现了其平均空间频率大致相同，预计其衍射效率也应近似相等。通过测量，证实实验结果与理论分析相符合。文中给出了衍射效率的测试方法与实验值。     

光声信号亚波长成像分辨率的分析与实现

为提高光声成像的亚波长分辨率,探究了光声信号产生的机理,并对其亚波长分辨率进行了傅里叶分析,发现普通正折射率透镜难以对携带诸多物质细节信息的倏逝波进行成像,通过COMSOL Multiphysics有限元模拟软件对声学超透镜进行建模和仿真,结果发现在该声学透镜对声波的调控作用下,倏逝波在近场区域能够实现较好的成像效果,在对样品进行制备与测试后,实验与仿真效果基本吻合,证实了该声学透镜的实用性。     

光学空间滤波

当用阿贝的二次衍射理论来理解透镜的成像过程时,透镜后焦面上的每一亮斑(衍射极大值)与平行光通过物平面后物面上的复振幅分布紧密相关,我们称它为空间频率。若物平面上的复振幅分布具有周期性(如衍射光栅),则空间频率是分立的;若物平面上的复振幅分布是     

用于火星探测的危险回避相机鱼眼物镜设计

结合火星上的特殊环境及成像要求,采用"非相似"成像原理,设计了一种用于火星探测的危险回避相机鱼眼物镜。该物镜的焦距4.5 mm,F#为15,系统总长43 mm,观察范围从无穷远到200 mm。仅采用三片分离透镜构成的反远距镜组,实现180°的大视场,且无胶合面和非球面。在奈奎斯特频率40 lp/mm时,MTF曲线接近衍射极限。既保证了成像质量,又做到了镜组简单、结构小巧,具有很高的实用价值。     

用于地面模拟平台测试光学相机的设计

航空相机检测设备在出厂前需要更高精度相机调试,设计了一种应用于航空相机检测设备-地面模拟平台调试的相机。该相机通过使用非球面镜提高相机的图像质量并减轻整体重量,要达到相同成像效果的球面镜组需要8片透镜,使用非球面镜减轻了相机的重量和体积,设计的光学系预期统焦距为80 mm,最终光学系统的MTF优于34%@91 lp/mm。投入加工并组装相机测试,测试结果表明,非球面镜片达到制造标准,相机的分辨率、成像清晰度和焦距均符合设计要求。     

带半圆柱微透镜的超薄直下式LED平板灯设计

为了解决传统直下式发光二极管(LED)平板灯厚度大、均匀度较低的缺点,设计一种带半圆柱微透镜的超薄平板灯.该透镜上半部分是竖放的圆柱,下半部分是横放的半圆柱阵列.以一个正六棱柱作为单元模块,通过Tracepro软件及Taguchi实验法进行模拟仿真,对带半圆柱微透镜的半圆柱半径、圆柱厚度、透镜半径及透镜距LED的高度进行优化.结果表明:当半圆柱半径为0.2 mm,透镜半径为1.5 mm,透镜距LED高度为2.5 mm,圆柱厚度为0.5 mm时,其显示效果最好,并设计出一款厚度为15 mm,照度均匀度为95.53%,光效率为95.99%的超薄直下式LED平板灯,该平板灯符合现代超薄、节能的发展要求.     

透镜式立体液晶显示的模拟仿真

为优化透镜式立体液晶显示器的设计,通过ASAP光学软件对系统进行建模仿真.系统模型包括背光系统、液晶屏和透镜式光栅系统.通过优化直下型背光系统使其提供均匀、高亮度的光照,通过优化透镜式光栅系统使其分离左右眼图像对形成更好的立体视觉效果.最后给出了17寸(431.8 mm)透镜式立体液晶显示系统的技术参数,并进行了建模仿真分析.结果表明:该软件模拟仿真可以实现单用户、单立体视区的立体视觉,并能够验证设计的效果和优化设计.     

一种中功率LED路灯模组设计

设计了一种中功率LED路灯模组,该模组由PCB铝基板、灯珠组、塑料透镜、散热器,以及设于塑料透镜与PCB铝基板间的防水胶圈构成.灯珠组由4颗中功率3030双晶灯珠组成,呈正方形分布.塑料透镜采用防UV的PC材料,为一凸曲面罩,呈中空半球面形.利用DIALUX软件,针对道路照明要求的照度均值、照度均匀性、环境比、亮度均值、亮度均匀性等指标,对该模组进行了仿真实验,并通过实例进行了验证.从DIALUX仿真和实测结果来看,该模组能满足城市主干道路路灯的技术要求,具有较好的市场应用前景.     

一种用于牙科诊断的变焦光学系统设计

介绍了一种用于牙科诊断的变焦光学系统的设计。系统由两套变焦范围不同的镜头组组成,通过一个半透半反镜组合成共轴系统,分别用于一般观察和细节诊断。两套镜头的组合使用,能得到放大率连续变化的医用图像信息。自动调焦系统的引入,大大提高了物深,能更好地满足实际应用的需要。设计结果能达到50 mm以上景深要求,空间分辨率为30线对(lp)mm时,MTF值均高于0.2。     

某型雷达反射板轻量化仿真设计

为满足某型雷达支架反射板的轻量化要求,使用碳纤维复合材料代替原有的1350铝合金材料.改进后的碳纤维材料反射板厚度由1.8 mm下降到1.4 mm,使结构重量减轻了50％.碳纤维材料相比于铝合金材料在强度刚度上都具有优势,但由于反射板厚度下降,无法判断其力学性能是否下降,需要进行理论计算及仿真论证.利用ANSYS软件对改进后的反射板进行模态分析、随机振动分析和瞬态动力学分析,并对其各阶固有频率进行了理论计算.结果 表明:2阶固有频率与2阶工作频率较为接近,应适当调整该阶工作频率,避免在固有频率附近工作.改进后的碳纤维反射板在振动载荷下安全系数提升9.473倍,冲击载荷下安全系数提升了3.269倍.研究结果为碳纤维材料替代传统金属材料提供了新的思路.     

高分子科学实验课程的综合性改进

天津城市建设学院高分子实验课题组在原有高分子实验课程的基础上，从系统化、模块化、综合化的角度出发，对实验内容进行了综合性改进，突出了知识点之间的内在联系，使学生对知识点有了更深入全面的了解，锻炼和提高了学生的综合实践能力和主动探索精神，使高分子科学实验在新的形势下能够适应培养综合型人才的需要。     

无取向硅钢片损耗特性模拟研究

磁性材料损耗特性的精确模拟对提升电气设备的效率和性能具有重要意义,受到了中外相关学者的广泛关注。基于经典的Steinmetz经验公式,提出了一种改进的损耗模型,该模型充分考虑了频率与损耗之间的关系,将损耗模型的计算参数表示为频率的函数。然后应用该模型对不同激励频率下无取向硅钢片的损耗特性进行了模拟研究。并将模拟结果与实验结果进行了对比分析,验证了该模型的有效性,为无取向硅钢片损耗的精确模拟提供了理论依据。     

双频滤波器的小型化设计

本文提出了一种小型的中心频率和带宽可调的双频滤波器的设计。该滤波器由两组不同的λ/4微带谐振器组合而成,并由它们谐振产生两个不同的通带。通过调节每组谐振器之间的耦合缝隙,可以独立地控制每个通带的带宽。最后,我们设计了一工作在2.4 GHz和5.2 GHz的双频滤波器并进行了实验,实测的结果和仿真的结果基本吻合,从而验证了这种设计方法的有效性。     

纵轴式掘进机截割系统模态仿真及试验研究

为了研究纵轴式掘进机截割系统动态响应特性,基于Pro/E和ADAMS联合建立了截割系统振动分析动力学模型,并通过施加简谐激励对截割系统进行受迫振动特性分析,得到3处响应敏感的共振频率;采用锤击法对掘进机截割系统施加激振力,进行试验模态研究,选取复模态单自由度拟合法进行数据拟合,得到截割系统在竖直方向上的前5阶试验模态参数。研究结果表明：第1阶、第2阶试验模态固有频率分别与20 Hz、120 Hz仿真共振频率相近,第3阶、第4阶和第5阶试验模态固有频率则没有相近的仿真共振频率与其对应,这说明采用简谐激励进行振动仿真并不能完全激励出截割系统的共振响应频率,而采用试验模态分析法,在验证仿真分析结果的同时,还可获得更为完整的截割系统模态参数。     

纳米SiO2颗粒在二维声场流化床中的流化特性

以原生纳米SiO2颗粒为物料,在横截面为130×10mm2、高为500mm的二维床中,研究了外加声波频率和声压对纳米颗粒流化特性的影响。结果表明:无声场时,流化过程中会出现裂纹和沟流,临界流化速度较高,有明显的颗粒带出;适当的低频强声波的引入能很好地抑制甚至消除沟流,大大降低流化床中纳米颗粒聚团的尺寸,使之在低气速下实现稳定流化,从而显著改善纳米颗粒的流化质量。     

一种基于C-DGS的紧凑型三通带滤波器

利用矩形微带谐振腔与C型缺陷地共同形成高效耦合的原理,提出了一种基于C型缺陷地(defected ground structure,C-DGS)的紧凑型三通带滤波器。采用HFSS对三通带滤波器进行仿真优化。通过调节介质基板的厚度可以获得不同工作频率的通带,改变C型缺陷槽的尺寸可以调整滤波器的工作特性。在仿真的基础上进行实物加工,滤波器的尺寸为16 mm×12 mm×0.8 mm,测试结果与仿真结果良好吻合。滤波器三个通带中心频率分别为0.1 GHz、6.2 GHz、10.9 GHz;通带内插入损耗分别为-0.5 d B、-0.8 d B、-2.8 d B。     

基于Matlab的电力电子仿真平台开发

为了便于学生理解和掌握电力电子中的电能转换原理,利用Matlab搭建了DC/DC和DC/AC等转换电路的仿真平台,学生通过GUI界面可以方便地修改电路中的具体参数,并快速获取不同控制策略下的电路仿真效果,从而为实际电路的搭建提供数值参考,降低硬件开发成本的同时还能提高学习效率。