新型光学元件产生无衍射线结构光

提出一种可产生中心光斑较强无衍射线结构光的新型光学元件。该新型光学元件可以通过在三角棱镜底部的中间部分开一个尺寸和底角都较小的三角形截面凹槽制成,其光束变换特性可以等效为两个不同底角三角棱镜的组合,主要用于解决普通三角棱镜产生无衍射线结构光能量均匀分布,不适合直接应用于三维表面测量且中心光斑对能量利用率较低的问题。采用几何光学理论分析了产生中心光斑较强无衍射线结构光的原理,计算了中心光斑较强无衍射线结构光的相关参数。由衍射积分理论分析和模拟了新型光学元件后的光强分布特性。研究表明,平面波正入射到新型光学元件可以产生中心光斑较强无衍射线结构光。     

关于渥拉斯顿棱镜的研究

从渥拉斯顿棱镜的光路出发,给出了渥拉斯顿棱镜的分束角的特点,结合在实际光学应用中所需要的光束特点,从不同角度对渥拉斯顿棱镜进行改进,从而大大拓宽了渥拉斯顿式棱镜的使用范围。进而拓展到双渥拉斯顿棱镜的结构和光路特点,研究了双渥拉斯顿棱镜o,e光双输出分束角高度对称的特点最后研究了渥拉斯顿棱镜不同组合情况下分束角的特点,同样以获得高度对称的出射光束,或者实现对光路的连续可调,有较强的实用性。     

五角棱镜

五角棱镜是一种有五个工作面的棱镜．具有通过对其入射光线的二次反射,将光线偏转90°的光学特性,从而使图像偏转竖立;棱镜位置的轻微移动对反射光线的90°反射无影响,它还能缩短仪器的光通路．下面我们将通过例题,用所学的光学知识讨论五角棱镜的光学特性．     

双正、双负和单负介质光子晶体能带的比较研究

利用传输矩阵法理论,对双正、双负和单负介质构成的对称结构光子晶体能带谱进行了对比研究,结果得到：由不同介质材料构成的对称结构光子晶体,其能带谱存在很大的差异,其中以单负介质光子晶体禁带宽度最宽,双负介质光子晶体次之,双正介质光子晶体的禁带宽度为最窄;当周期数变大时,光子晶体禁带中的透射峰带宽均逐渐变小并趋于尖锐,且以单负介质的光子晶体透射峰带宽减小的速度为最快;介质厚度dB对单负介质光子晶体的调制效果要优于对双正和双负光子晶体的调制效果;入射角对单负介质光子晶体能带谱的影响要大于对双正和双负介质光子晶体.不同介质材料构成的对称结构光子晶体的这些光传输特性,可为镜像对称结构光子晶体的设计以及窄带或是宽带光子晶体光学滤波器件等提供理论指导.     

分形康托多层结构的光学传输特性

在分形理论的基础上,将分形康托序列引入到一维光子晶体的设计中来,得到了一维准分形康托多层结构,采用传输矩阵法研究了分形康托多层结构的光学传输特性,讨论了该结构的分形维数以及光学传输谱的Scalability和Sequential Splitting特性.这种结构可用于超窄带光子晶体滤波器,在光学精密测量和光通信超密集波分复用等领域中有一定的应用价值.     

基于棱镜光栅立体显示参数的设计与分析

棱镜光栅立体显示技术由平面抽样图和棱镜光栅板两部分组成,文章分析了平面抽样图的像带、参与合成图像数目的影像,并以单一棱镜元为研究对象,根据光学原理,推导出棱镜光栅板的曲率半径、厚度、节距等重要参数的计算公式,并结合实际讨论这些参数对立体效果的影响.     

近场光学扫描显微镜图像融合技术研究

研究了一种适用于近场光学扫描显微镜(NOSM)图像的融合技术.采用改进的小波变换方法,对NOSM透射和反射模式图像进行融合.获得了高质量、高信息量的单幅图像.克服了近场光学扫描显微镜图像成像信号微弱、图像比较模糊的缺点.     

压缩感知算法分析及其在图像加密中的应用

本研究提出一种基于混沌系统的图像加密方案,并对混沌加密序列进行了改进,使得这种序列具有更好的统计均匀特性,提高了加密图像抗破解攻击的难度.通过实验和理论分析可知,本加密算法满足密码学所需要的混沌与扩展特性.另外算法加解密简单也是算法设计的一个特点,这些特性使得本算法在图像加密和图像传输中具有一定的应用价值.     

入射角对对称结构一维三元光子晶体透射谱的影响

用传输矩阵法研究对称结构一维三元光子晶体(ABC)n(CBA)n的透射谱,结果发现:随着n的增加,出现的单条透射峰越加锋锐;随着光入射角的增大,在TE偏振模情况下,窄透射峰向高频方向移动,在TM偏振模情况下向低频方向移动,而两种情况下的主禁带范围保持不变.这些传输特性为光子晶体设计和新型光学器件研制提供了有益参考.     

新3D锯齿离散超混沌系统及其在保密传输中的应用

根据锯齿混沌的方程结构和离散Henon映射,提出了一种基于锯齿混沌的3D离散超混沌系统.通过平衡点分析、Lyapunov指数分析以及近似熵分析,验证了此系统是一个离散超混沌系统.利用驱动—响应法建立了主从系统的同步,为图像保密传输方案提供对称密钥的传送.通过图像加密的仿真及安全分析,证明该传输方案是安全的.     

UV覆盖优化标准的初步研究

UV覆盖是光学综合孔径成像技术中一个关键环节,它决定于孔径阵列的排列情况,且影响到后续的图像恢复工作,所以,必须对UV覆盖进行优化,但优化标准目前尚未确定.本文利用统计的方法从研究图像频谱的高低频特性入手,从对不同方式下UV覆盖对后续的图像恢复造成的影响情况的分析比较,进行优化标准的初步研究与探讨.     

NI视觉软件的光学元件厚度测量装置

介绍一种基于NI视觉软件的光学元件厚度测量装置。首先介绍光学元件厚度测量的基本原理-迈克尔逊等倾干涉;然后搭建光路,利用CCD进行干涉图像采集,传输到计算机中,利用NI视觉软件对图像进行处理,得出光学元件厚度;最后对测量误差产生的原因和消除途径进行了分析。该装置经过详实周密的数据处理,提高了测量精度和分辨力。     

CMOS反相器电压传输特性的分析和仿真

利用CMOS模拟电路理论,详细分析了CMOS反相器的大信号传输特性和小信号传输特性,并且给出了相应的MatLab和Pspice仿真结果.     

光纤参量放大器带宽特性的理论研究

为研究DSF光纤参量放大器(DSF-FOPA)的带宽增益特性,利用四波混频功率耦合方程进行分析,并对相位匹配条件进行了讨论.在小信号条件下,采用对称抽运时,得到了不同参数对放大器的带宽和增益的影响情况.分析结果表明,采用大的抽运功率、短的DSF光纤及宽的波长间隔可以拓宽放大器的带宽.     

成型加工中反射型显微镜的研究

利用棱镜和透镜设计了几种不同的光学元件,主要针对在双螺杆基础设备的探测器安装孔中的光学照明问题。特点在于利用了自聚焦透镜周期性传播图像的特点,解决物镜必须远离高温的观察对象的问题,从而在有效的工作距离内依旧可以观察到目标的图像。同时还使用了光纤传光的能力,任意改变光线的传播方向,可以按照合适的角度照亮目标。该光学系统可以直观地看清仪器内部工作过程,保证了实验教学的直观性和动态过程的逼真性。     

初探二维PIV技术在风洞实验中的应用

粒子图像测速(PIV)技术是一种用于测量流体速度及相关特性的光学方法,提供瞬时、同步的流场和无干扰测量是PIV技术的独特特征.随着数字成像、图像处理、计算机技术的发展,PIV技术的应用范围已经十分广泛.采用细长旋成体为模型,利用PIV技术对模型不同截面的流体的速度特性及运动规律进行研究.结果表明,PIV技术非常适于显示涡流、湍流等复杂的流动结构,是风洞实验中研究流动特性的一种非常有效、准确的方法.该项技术已成功地应用在北京航空航天大学流体力学教育部重点实验室D-4风洞的二维流动测量中.     

声表面波传感系统制造环境监测通信性能研究（英文）

目的:旋转和高速运动机械结构的状态监测因缺少有效的技术手段而成为制约其性能提升的关键因素。声表面波传感实现了传感器的无线和无源化,有望解决上述难题。本文旨在研究复杂制造环境中金属件和旋转运动对声表面波传感器通信性能的影响,为其应用提供理论基础和技术参考。创新点:1.揭示了金属件和传感器之间不同相对位置和距离对传感系统测量和通信性能的影响;2.分析了机械结构旋转运动中影响传感系统通信性能的因素,为传感器结构设计和配置优化提供了参考依据。方法:1.通过仿真计算,研究金属件对声表面波传感系统的影响;2.实验研究金属环境及旋转运动中影响声表面波传感系统通信性能的关键因素。结论:1.金属环境对声表面波传感系统有重要影响,传输天线下方的金属能够增强系统传输功率,但平行于天线附近的金属会削弱传输功率;2.质询器天线与传感器天线的相对夹角对传感器通信性能有重要影响;3.安装位置对传感器测量性能和信号传输功率均有显著影响;4.动态实验证明了声表面波传感系统应用于主轴温度监测的可行性。     

一般三棱镜最大顶角与折射率的关系

运用几何光学理论,探讨一般三棱镜的顶角大小问题,得到棱镜最小入射角与顶角的关系,以及棱镜最大顶角与折射率的关系.研究发现,棱镜折射率须大于两侧折射率,才能从观察面观察到出射光线,才能应用最小偏向角法测量棱镜的折射率.运用Matlab分析给定的棱镜折射率或棱镜两侧折射率对应的最大顶角与折射率的关系,结果表明,最大顶角与折射率呈非线性变化,且对折射率的取值范围有一定要求.此结果与理论分析一致.该研究对三棱镜顶角的大小、折射率的要求等的教学、实验和研究都具有很好的实践和指导意义.     

基于ICA算法分离缸盖振动加速度信号的研究

本文利用基于独立成分分析的FastICA盲源分离算法对缸盖振动加速度信号进行了分离研究.分析表明缸盖振动加速度信号满足源信号独立性要求,且源信号具备非高斯特性,满足独立成分分析应用的要求.在ZH195柴油机缸盖三个不同位置安装传感器,同时测量振动加速度信号,利用FastICA算法对实测缸盖振动加速度信号进行分离.为对分离的效果进行评价,利用连续小波时频分析方法,对分离得到的活塞撞击激励的响应信号及反拖工况测得的振动加速度信号进行分析,对比结果表明,两信号的时频分布特性具有相似性,这表明FastICA算法适用于分离研究用机型缸盖振动加速度信号.     

基于Matlab仿真的图像旋转不变识别

从相干光学信息处理系统出发,以Vander Lugt相关器为基础,利用Matlab软件进行光学相关识别仿真。为了实现图像旋转不变识别,利用圆谐函数二级分量,采用合适而精确的数值算法,综合出圆谐滤波器,并改进成纯位相滤波器。将该滤波器制作成匹配滤波器,用于光学图像识别。仿真结果表明,该滤波器能够识别任意旋转角度的同一类图像,很好地解决了图像旋转不变识别问题。在此基础上,为了多类识别和减少匹配滤波器的个数,引入了圆谐-综合判别函数滤波器。该滤波器能够很好地完成多类目标的旋转不变识别。