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。     

介质阻挡微放电过程的二维粒子模拟计算

针对介质阻挡微放电的空间尺度较小以及较难进行实验诊断,利用二维PIC-MCC(质点网格法-蒙特卡罗碰撞)对其放电过程进行模拟研究,得到放电过程中带电粒子密度、电势与电场的分布,以及离子入射角度和入射能量分布.模拟结果表明:带电粒子的密度分布和放电空间中的电势、电场分布相互影响;介质阻挡微放电过程中出现的条纹现象,来源于放电过程中的粒子密度峰分布,与电势和电场分布密切相关;电极介质层附近的离子入射角度和入射能量分布对研究电极寿命极其重要.     

基于ISAIL的空间小目标成像系统设计与仿真

为了实现对空间小目标的毫米级成像,设计了基于转台模型的逆合成孔径成像激光雷达系统,实现了距离向和方位向的数据融合并完成了模拟目标的2维图像重建.系统采用窄线宽光纤激光器、大带宽电光调制器完成了对激光脉冲的线性调频,并利用外差干涉的原理提高了回波信号的信噪比.结合空间小目标的运动特性,推演了含有旋转分量的激光雷达回波信号方程.在R-D算法中代入旋转分量完成图像重建的校正,实现了对模拟空间小目标的2维图像重建.实验用毫米级铝条模拟空间小目标,用步进电机使转台匀速旋转,模拟目标旋转过程.实验结果显示:当目标固定时通过回波能量即可获得1维距离向图像,峰值位置与真实目标的特征位置一致; 当目标运动时通过数据压缩、R-D算法及旋转分量的校正可获得模拟小目标ISAIL的2维重建图像,验证了系统可实现对毫米级模拟小目标的图像重建.     

基于光能信息统计学原理的光学三维测量

介绍了根据统计学原理,分别利用夫琅和费圆孔衍射理论和光传播过程中的能量分布理论而导出的一种空间三维位移的光学测量方法及其仿真实验.计算机仿真结果表明,这种方法具有较高的精确性和实时性;适用于天文、宇航、国防、航空等领域三维高精度快速测控技术.     

全息光学头聚焦误差信号的理论及实验分析

讨论了全息光学头聚焦误差信号检测的基本原理。利用衍射理论推导出了全息光学头中光电探测器表面的光强分布，通过计算机模拟，得到光强分布随离焦量变化而变化的理论曲线，并对此进行了实验验证。     

聚焦离子束加工微锥形结构的制造误差分析

聚焦离子束(FIB)纳米制造技术已经成为微纳米尺度功能器件加工的一种重要方法,利用聚焦离子束直写加工可实现复杂二维微纳结构的高精度制造.然而由于离子溅射产额随入射角度非线性变化规律、再沉积现象及离子束能量分布特性的综合影响,FIB在三维结构加工中会存在复杂形貌误差.针对FIB加工凹面中存在的典型平底现象这一形貌误差进行了分析和实验研究,通过仿真分析和FIB加工直径4,μm锥形凹坑结构的实验验证,阐明了聚焦离子束高斯能量分布特性与溅射产额规律耦合是产生平底现象的主要原因,为FIB三维结构加工的误差的修正提供了重要的基础和依据.     

光子喷流诱导后向作用力研究进展

介电微球可以聚焦激光形成纳米尺度的光子喷流，光子喷流处具有非常强的能量，可以用来操控纳米颗粒.光子喷流处水分子吸收光能后发生膨胀，进而推动微球向光源移动，即对微球施加后向的光学牵引力.回顾了光子喷流诱导后向作用力操控介电微球的研究进展，介绍了用光子喷流牵引生物细胞.进而通过光学牵引力结合细胞的形态学特征，探讨了利用光子喷流进行细胞筛选的可能性.最后，展望了相关应用的前景.     

PRC_CW 雷达地杂波空间相关特性仿真分析

在分析典型地物杂波的空间分布特性的基础上,针对ＰＲＣ－ＣＷ（伪码调相连续波）雷达的特性,即雷达在低俯视角情形时地面回波信号展宽,利用对码元回波复信号进行空间矢量叠加以得到ＰＲＣ－ＣＷ雷达实际接收的回波信号．通过计算机模拟得到伪码调相连续波雷达回波信号后,对其空间相关特性进行了分析．     

全息光学头聚焦误差信号的理论及实验分析

讨论了全处民光学头取焦误差信号检测的基本原理，利用衍射理论推导出了全息光学头中光电探测器哺面的光强分布。通过计算机模拟，得到光强分布随离焦量变化而变化的理论曲线，并对此进行了实验验证。     

PRC_CW雷达地杂波空间相关特性仿真分析

在分析典型地物杂波的空间分布特性的基础上,针对ＰＲＣ＿ＣＷ（伪码调相连续波）雷达的特性,即雷达在低俯视角情形时地面回波信号展宽,利用对码元回波复信号进行空间矢量叠加以得到ＰＲＣ＿ＣＷ雷达实际接收的回波信号。通过计算机模拟得到伪码调相连续波雷达回波信号后,对其空间相关特性进行了分析。     

基于PSD和光源调制的合作目标位姿探测方法

空间目标的相对位置与姿态探测是航天器对接领域的研究重点,探测方法主要分为遥测法和光学测量法两大类.其中,后者依靠其速度快、稳定性高、信息量大等优势,成为了近距离位姿探测的主要方法.我们通过双目视觉模型可计算出空间合作目标上特征光点深度信息,再根据特征光点间已知的结构、尺寸等约束信息,实现对目标姿态的解算.本文依据PSD相较于CCD和CMOS传感器,有无需图像特征提取过程、响应速度快、位置分辨率高等优势,且双目立体视觉系统的仿生学结构可直接获取到探测目标的深度信息,提出了采用双PSD视觉模型,并配合特征光点的亮度与顺序联合调制实现对空间合作目标的位姿探测方法.实验结果表明,当光标靶姿态调整±30°时,系统的平均测量误差为2.541°,当姿态角小于15°时,俯仰角和偏航角的平均偏差分别为0.923°和0.563°;大于15°时,受限于光源发散角度的影响,俯仰角和偏航角平均偏差分别增加至4.566°和4.106°,系统能够快速、稳定解算光标靶的空间位姿.     

基于混合罚函数法的认知雷达波形设计

针对认知雷达发射波形的信杂噪比(SINR: Signal to Interference plus Noise Ratio) 往往需要大于一定阈值的问题, 在传统波形设计准则的基础上建立一种新的认知雷达波形发射系统模型。此模型以目标与回波间的互信息为目标函数, 以信杂噪比和能量作为约束条件, 通过混合罚函数法对模型求解, 最终获得认知雷达的最优波形。仿真实验证明, 该波形可以将波束能量分配给杂波响应较弱、目标响应较强的频段, 满足认知雷达对发射波形的要求, 从而解决了发射波形的SINR 阈值问题, 并最大化目标与回波间的互信息, 具有较强的应用性。     

数字离轴全息实验系统及其零级像分析

针对数字全息术中记录介质分辨率制约物参光的最大夹角给实验系统搭建带来的问题，提出一种数字离轴全息记录系统．该系统是将低频全息衍射光栅作为分光元件引入数字全息系统，利用光栅衍射的0级和＋1／-1级形成离轴全息记录光路，同时对再现像中零级进行了理论分析，并进行实验研究实验结果证明了该系统的可行性，并且具有光路系统简单、操作容易等特点．     

LAMOST传光光纤的焦比退化特性分析

为了对LAMOST传光光纤的焦比退化特性进行几何光学分析,采用光线追迹法计算了不同宏弯曲曲率半径下半圆形弯曲光纤和S形弯曲光纤的出射光斑的能量分布,并分析了由光纤宏弯曲引起的焦比退化特性.给出了不同的弯曲形式及弯曲半径影响光纤的输出光斑能量分布的定量和定性分析.结果表明,随着弯曲曲率半径的减小,输出光能量分布更加发散,焦比退化更为严重.     

Gene Disease Diagnostic System

IntroductionBinary optics[1,2 ] is a new technology which uses amicro- ion- etching film layer on a thin glass plateinstead of a common cubic glass lens.With binaryoptics,optical elements (such as lens andgratings) can be fabricated as integrated circuit(IC) devices.The binary optics can be integratedinto a laboratory on- a- chip[37] ,which includes thethree classic steps,sample preparation,biochemical reaction,and detection analysis.These small biochips have been used forpolymerase chain rea…     

红外空心传能光纤聚焦系统的设计与优化

为了进一步提高光纤传输激光的效率,通过改善中红外光纤输出激光时的光斑及发散角的大小设计了双透镜和两种三透镜光学聚焦系统,并得到相应的光斑图形.运用MATLAB软件对实测的光斑进行模拟计算,得到了光斑的强度分布图,通过分析计算不同聚焦系统中的不同位置处光斑的大小,计算井得到了光束发散角.实验结果表明,3种方案中凸凹凸三透镜聚焦系统效果最佳,输出的光斑直径为0.33 mm,光束的发散角为042°,提高了耦合效率,降低了传输能量的损耗.     

混合层二维大尺度结构光学传输效应理论分析

本文主要讨论了可压缩混合层二维大尺度结构引起的光学畸变特性.在混合层发展的第二阶段,由于混合层流场中二维拟序结构的存在改变了法向压力在空间的分布特性,在量级分析的基础上给出了法向压力梯度的动力学表达式;并由此分析了细光束在二维大尺度结构内部发生偏折的动力学原因.研究结果表明:在混合层界面处湍动能的空间分布特性与混合层内部雷诺切应力(ρu'v')累计效应的流向梯度之间的相互比较会导致细光束发生偏折.     

提高Nd:YAG固体激光加工系统焊接质量

在使用现有Nd：YAG固体激光加工系统进行激光焊接时，易产生某些加工缺陷．针对这些缺陷的产生机理进行了分析，并提出了相应的改进措施来避免或减少这些缺陷的产生．实验表明，通过改变激光束的入射角度、增加侧喷嘴喷气保护等改进措施，可以有效地提高焊接质量并延长系统中光学元器件的使用寿命．     

Monte Carlo模拟电子在球壳模型中的能量沉积分布

高能电子和物质相互作用是一个级联簇射（shower) 物理过程。空间飞行器防护系统就是利用这一原理,通过宇宙中的电子在飞行器中产生的shower电子,来了解其中半导体器件的有关信息。该文利用Monte Carlo,采用PENELOPE（Penetration and Energy Loss of Positrons and Electrons)软件包,对电子在飞行器中的运动过程进行模拟,给出球壳和半导体材料中的能量沉积分布,为空间飞行器的防护提供了理论依据。     

入射角度对在对数饱和非线性介质中光束传输的影响

推导（1＋1）维对数饱和非线性介质中斜入射光束的传榆方程。通过数值计算斜入射角度对双光束传输的影响,得到了入射角度能够破坏光束演化的周期呼吸结构并导致光束强度不同的结论。