基于TracePro的发光二极管均匀照明光源设计

基于光学原理的三维无损测量在工业生产过程中被广泛应用,论文采用光学仿真模拟软件Tracepro进行照明光源的模拟仿真,在保证光照强度的同时,实现图像采集方案对光照均匀度的要求。通过分析光源的排列方式、层数,照射角度以及照射角度与实际被测场景的对应调整关系,确定各因素对光照均匀度的影响。通过仿真分析可得,在半径200mm的圆形设定视场内,当光源以四层正六边形排布,在与被测物垂直距离为500mm,照射角度为9°时,光照均匀度达到94.67%。根据仿真结果进行照明系统构建并进行实验,实验结果与仿真结果相符合。     

刀具柱面二维条码识读发光二极管照明均匀度仿真分析

为了预测刀具柱面条码图像的光源设计能否达到照明均匀度要求,通过计算机辅助光学照明软件,在实际发光二极管(LED)光源实体模型、发光特性、光强分布分析的基础上建立仿真光源模型,根据实际应用要求进行拓展模型设计.分析了3种关键因素对LED照明均匀度的影响规律,对仿真和实验结果通过拟合曲线进行对比分析,验证了仿真模拟的正确性和指导性.研究结果对刀具柱面二维条码识读时的光学系统设计具有指导意义.     

痕量检测中光源对荧光检测系统稳定性的影响

在荧光痕量检测中,光源的稳定性是影响荧光测量的重要因素,关系着整个检测系统的稳定及精度。针对石油污染物荧光检测设备,给出光源稳定性监测电路模型,并采用超前校正方法来消除转换过程由于相位而引起的自激振荡,实现光源的监测。通过实验研究了光源的不稳定性对系统性能的影响,从实验结果中分析出光源监测数据和荧光的检测数据呈现相关性,即光源的变化趋势与荧光的变化趋势一致,提出了统一量级归一处理方法并且应用到在线石油污染物荧光检测仪器中,提高了系统的稳定性。本研究可为荧光痕量检测中光源对检测结果影响的处理提供参考。     

用于气溶胶探测光学雷达的LED光源的研制

LED作为遥感探测光源具有波长丰富、体积小、价格低等优势。本文针对气溶胶探测光学雷达的应用,研制了一款新的LED光源。设计了LED的脉冲驱动电路,使其发出重复频率为100kHz、脉宽为200ns、单脉冲能量为30nJ的脉冲光束。利用ZEMAX软件建立了全内反射式准直器的仿真模型,并结合开普勒望远镜结构设计了两级准直光路,将光源发散角压缩到5.7mrad~22.9mrad范围内。分析了发散角对雷达几何重叠因子的影响规律,雷达系统的盲区不足3m,仿真结果和初步实验表明,雷达系统的探测距离可达210m。验证了LED光源用于气溶胶探测光学雷达的可行性,适用于城市内的近程气溶胶探测。     

多光谱生物发光断层成像的光源形状重建

生物发光断层成像(bioluminescence tomography,BLT)是一种利用生物体表面光强测量值重建内部光源分布的光学分子影像技术,为研究常用光传输模型对BLT重建光源形状的影响,该文在相同的模拟测量值条件下,对比研究了辐射传输方程的三阶简化球谐近似(third-order simplified spherical harmonics,SP3)模型和扩散近似(diffusion approxima-tion,DA)模型对光源形状的拟合能力。此外,为了减小重建问题的不适定性,重建中结合了多光谱测量数据和稀疏正则化方法。数字鼠模型上的仿真实验结果表明,基于SP3模型的多光谱BLT重建方法,在不同深度下的不同尺寸的单、双光源重建中均可以更为准确地重建光源的中心位置和形状。     

三相光学电流互感器的双折射效应研究

分析了一种用于测量电力系统三相电流的光学电流互感器系统,用矩阵光学方法建立了既具有旋光效应又具有线性双折射效应的三相光学电流互感器系统的数学模型,对理论结果进行了仿真实验,指明了线性双折射效应对三相光学电流互感器系统在灵敏度,线性度、稳定性等方面的影响,从而说明,限制系统性能的主要因素是不能避免线性双折射的影响。     

空间目标天基光学跟踪可观测性分析

针对天基光学监视跟踪系统可观测性问题,建立了空间目标天基光学监视跟踪模型,引入跟踪滤波误差下限(CRLB)和系统可观测度定义,并提出了瞬时可观测度概念.结合仿真实验对测量条件、观测几何以及系统配置等影响系统跟踪可观测性的因素进行了分析.仿真结果表明,所提出的可观测分析方法能实现对天基光学定位跟踪系统性能的客观有效评定.     

基于OPNET的HTTP性能仿真研究

本文以研究HTTP性能为目标,基于OPNET仿真平台创建HTTP网络仿真模型,并进行了仿真实验。仿真中,针对HTTP的不同性能设计了不同的场景,通过对比各场景的仿真结果,分析了HTTP的不同性能对Web应用产生的影响。     

基于GUI的可视化光学实验的仿真

随着计算机运算性能的快速提高,以及仿真软件的功能越来越强大,光学实验仿真在优化光学系统和模拟设计的过程中迅速发展起来,仿真系统引起了人们广泛的关注.本课题利用Matlab软件对经典的光学实验进行数学建模,编程运算,然后对实验进行计算机仿真,最后创建人机交互式GUI界面.使用者只需通过改变输入参数就可以模拟不同条件下的不同光学实验的实验现象.最终成果是设计完成一个实用的光学实验仿真平台.     

新型空间光学阵列LED紫外固化光源系统研究

大功率紫外LED是一种新型半导体光源,具有体积小、发热量小、光电转化效能高等优点。但是单管UV-LED存在功率小、辐射发散角大等缺陷,无法满足实际现场应用要求,制约了该型光源的拓展性推广使用。鉴于存在的问题,提出了针对多管UV-LED的空间合理阵列排布光学设计方案,以实现空间能量累加且控制辐照面的光斑尺寸、辐照度、后工作距离等光学指标,经过Light-Tools软件的优化设计与光学仿真模拟分析,证明了文中给出的点、线、面光固化光源系统设计方案合理、可行,为大功率UV-LED的拓展性应用研究提供了可靠的实验依据与可行性分析。     

使用计算全息滤波器的白光信息处理

在白光信息处理中，利用计算机产生的全息宽带扇形空间滤波器进行图象边缘增强和消模糊处理，分析其对光源空间相干笥的要求，采用一种有效利用白光光源强度的简易实验装置。给出计算机模拟结果和光学实验结果。     

双棱镜干涉测量激光波长的方法改进

在双棱镜干涉法测量激光波长的实验中,干涉条纹间距、两虚光源经透镜所成的双缝实验间距以及两虚光源到观察屏的距离测量误差是影响实验结果的主要因素.针对以上原因,用一次成像法测两虚光源间距,适当增大狭缝光源与双棱镜之间的距离,并极大地增大狭缝光源到观察屏的距离,使实验结果更趋理论值.     

Monte-Carlo方法研究生物组织内部的光能分布

由于光的无损性及其在光动力学中对于肿瘤的选择性杀伤 ,因此在医学诊断和治疗中光学方法具有良好的应用前景。全面了解光在高散射组织中的传播规律对于基础研究和临床应用都很重要。论文给出了在均匀或非均匀半无限大平板状生物组织中光分布的计算方法和仿真结果。结果表明 ,生物组织的光学性质强烈影响光在组织中的分布图案。若两个光源的位置取不同的安排 ,则会给出与之相应的、不同的光能分布图案。若在组织中存在一个肿瘤 ,大量光子将被其吸收 ,并且由检测器测得的能量会减小。结果表明Monte- Carlo仿真方法能提供对于探头结构设计和光源光强选择都十分有用的信息。     

基于硅光电池的大米色选分类方法研究

针对基于硅光电池的色选系统色选大米的快速性和高准确率要求,采用双因素方差分析方法分析了光源类型、大米下落速度、反光板角度等因素时硅光电池接收系统响应的影响.结果表明,光源类型对硅光电池接收系统响应具有显著影响,下落速度和反光板角度影响不显著.根据实验得到了蓝光光源、3m/s速度、3.6°反光板角度的实验参数.运用示波器对波形进行分析,证明了该方法的实用性.     

民用机场LED停止排灯光学设计

随着LED光效的不断提升,其作为照明光源的技术也在不断探索发展中,这使得LED应用于民用机场灯光系统中成为可能.设计了一种民用机场滑行道LED停止排灯的光学系统,在光学设计软件Tracepro中建立模型进行了追迹模拟仿真,并通过分布式光度计测试其光学输出效果.实验结果证明,该系统结构可靠,光度学性能均达到国家标准的要求.该系统相比传统的卤钨灯光源,具有功率低、寿命长、抗震度好、低污染等优点,并且在提高整灯寿命的同时降低了整灯功率,符合国家"节能减排"的政策.     

基于QoS技术的校园传输网研究

针对校园网扩容后的业务、流量分配问题,分析了网络仿真技术和常用的网络仿真软件,并利用仿真软件OPNET规划建立了连通两校区的校园传输网仿真模型.同时主要研究了服务质量(QoS)中的区分服务模型,仿真实现了不同队列策略机制,并针对校园网的QoS进行不同策略下的性能测试,得到仿真结果,找出影响校园网传输性能的主要因素,在此基础上制定出一种基于组合策略的校园传输网QoS设计方案.     

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。     

一种多层介质膜光管及其对激光光场的影响研究

带有光管的光学系统中,当采用激光光源时,光管对激光的特性影响应当被考虑到。利用ZEMAX仿真软件,对532nm激光通过一种71层高反射多层介质膜光管结构后特性进行了仿真分析;并搭建测量光路对仿真数据进行验证。实验结果表明,镀有多层介质膜的光管可以有效增加光的反射率,使激光光源的偏振形状和方向多样化,因此,该类光管可被用于调制激光的偏振度。     

透明计算系统中缓存性能的仿真分析与验证

透明计算系统是一种支持程序按需加载的新型分布式系统。缓存机制是影响透明计算系统性能重要因素之一。针对现有的缓存仿真算法不支持透明计算缓存性能分析的问题,该文提出了一种支持多用户共享服务器存储空间的缓存仿真算法(SSCS)。该方法扩展了传统的栈距离模型,采用首存储块号、拥有者用户ID二元组标识缓存块,根据不同用户对缓存块的访问情况分别管理、调度和测量。实验表明,该算法的仿真结果可用于指导透明计算系统的缓存设计。根据仿真结果进行改进,有效地提升透明计算系统的性能和可扩展性。     

基于CFD的发动机冷却风扇仿真优化研究

文章介绍了汽车发动机冷却风扇气动性能的CFD仿真方法,利用流体分析软件Fluent对冷却风扇进行了流场仿真分析和气动噪声计算,仿真结果与试验结果吻合较好,验证了仿真模型的可靠性。对影响冷却风扇气动性能的几何参数因素进行了分析研究,依据研究结果,针对原型风扇提出了2种改进方案,结果表明,在保证风扇冷却性能的前提下,风扇的噪声值得到了明显降低。