基于人眼光学质量的球差和离焦补偿关系研究

基于人眼光学质量客观评估方法,通过实测的屈光手术前后人眼波前像差数据,研究和分析了球差与离焦的补偿关系。结果表明,对于屈光手术前的近视眼患者,离焦与球差的补偿关系并不明显。对于屈光手术后的近视眼患者,离焦与球差的补偿关系明显,残余离焦可以部分补偿由于高阶像差增加引起的视功能降低。当残余离焦处于0.27D～0.74D范围内,离焦与高阶像差组合后,光学质量提高了20%以上。在屈光手术方案设计时,预留0.27D～0.74D的离焦时,可以使80%的人眼达到更好的视觉矫正效果。

时域光学相干层析系统噪音分析和实验研究

本文从理论和实验上分析了存在拍频噪音时时域光学相干层析系统的噪音特性,给出了拍频噪音的具体估算方法.建立了描述一般时域光学相干层析系统实际噪音的简化模型,并给出了测量和寻找平衡探测光学相干层析系统最佳工作状态的方法.理论计算表明,平衡探测光学相干层析系统的信噪比受限于拍频噪音,理想情况下,最大信噪比可达100 dB左右;同时实验表明,如果实际的系统不能完全消除冗余噪音,其信噪比可能要比理论值小10-20 dB.本文的主要结果将可直接用于时域光学相干层析系统工作状态的测试和诊断当中,对频域光学相干层析系统噪音性能的分析和优化也将有所裨益.

非球面人工晶体设计及其光学性能研究

提出了非球面人工晶体的设计思路及方法,即根据个体人眼的角膜地形图,将其转换为波前图,获得Zernike系数Z40(球差)项,在该球差值基础上设计并得到非球面人工晶体结构参数。对植入9.5D和20.5D人工晶体的两实际患眼成像质量的模拟分析表明:以本文方法设计的非球面人工晶体在对人眼系统的MTF,对比敏感度及离焦MTF的改善上都明显优于传统的球面人工晶体,光学性能良好。本文为非球面人工晶体的设计提供了切实可行的方法,并为其在临床上应用提供了一定的理论基础。

50°视场角投影式头盔光学系统设计及逆反射屏研究

设计了一款适于医疗培训用投影式头盔物镜系统,出瞳直径8 mm,视场50°,能够满足对角0.9英寸微显示器对超高分辨SXGA模式的显示要求.其结构紧凑,口径10 mm,长度12 mm,重量仅有5 g.本物镜系统场曲仅0.35 D,畸变仅0.64%.为考察本投影式头盔系统的成像特性,研究了不同"逆反射材料"的特性.实验得到高强级逆反射材料在±40°视场范围内反射光强无明显变化,适合做为投影屏幕材料.定量分析了逆反射屏放置位置对成像的影响.

瞳孔检测仪的研究及其光学系统设计

研究了一种双眼瞳孔检测仪，进行了光学系统的设计和理论计算．采用低照度CCD摄像机摄取在近红外和可见光照明情况下的瞳孔像，利用形态学等算法处理图像，可对图像进行直径精确检测和动态分析．实验表明，该仪器在0-200lux照度级下的测量精度可达0．01mm，完全可以满足眼科手术的精度要求．

潜在视功能检测仪光学参数特性的研究与优化

针对潜在视功能检测仪临床使用中量程有限和对高度屈光不正患者检测结果有一定误差的现象,研究了其光学系统成像特性,建立了系统对视力板成像的视觉放大率公式,分析了准直透镜、成像透镜焦距变化对视觉放大率的影响。系统中视力板移动检测时,准直透镜焦距影响视觉放大率变化快慢,决定视觉放大率曲线的平缓程度;成像透镜焦距对视觉放大率产生整体影响,使视觉放大率曲线产生整体平移。找出了系统的理想参数,能使视觉放大率在整个视力板移动范围内保持不变,消除了检测过程中视力板放大率不同带来的检测误差。通过对各参数的数值分析,得到最优参数,系统检测量程从原来的-7D^+12D扩大为-11D^+15D。

一种基于相关信号非线性处理的光学联想识别系统及其计算机模拟实验研究

本文提出一种基于相关信号非线性处理的光学联想识别系统，描述了它的工作原理．利用计算机模拟验证其实验的可行性．最后对模拟的结果进行了讨论和分析，指出了通过边缘增强非线性处理的图像可使系统在识别能力方面得到优化．

TOCM彩色摄影技术用于大学物理实验的研究

经过多年的发展 ,采用全光彩色调制器进行彩色摄影的技术已经相当成熟 .作为大专院校的学生 ,有必要了解这一领域的研究成果 .为此 ,开设了TOCM彩色摄影实验 。

多重编码的三维多目标光学模式识别研究

利用Ｋｏｈｏｎｅｎ侧抑制自组织神经网络算法和改进的增量算法，对三维多目标识别中的同一目标不同训练样本由单一编码改为多重编码，减轻了多层级联神经网络中第一级网络权重的学习负担，在不降低网络识别目标正确率的条件下。

基于太赫兹光谱的物质检测研究进展(特邀)

近年来,太赫兹光谱因其独特的生物安全性、指纹光谱性和良好的穿透性等特性而受到广泛关注。介绍了近几年太赫兹光谱技术在物质检测方面的研究进展,首先介绍了太赫兹光谱技术的基本原理,然后概述了太赫兹光谱技术在气体物质、固体物质和液体物质中的检测应用。最后,对太赫兹光谱技术在物质检测中的发展趋势进行了展望。

光纤光栅的压力传感特性研究

对聚合物封装的光纤光栅的压力敏感特性进行了实验研究，在１０ＭＰａ的压力范围内，光纤光栅中心波长的相对变化与外界压力成良好的线性关系，由于聚合物基底的带动作用，两种不同聚合物封装的光纤光栅的压力灵敏度分别为－３．９６×１０－５／ＭＰａ和－６．２８×１０－５／ＭＰａ，提高为裸光栅的２０倍和３１．７倍．

红外3.2～4.5μm波段折射/衍射光学系统的减热差设计

研究了折射 /衍射光学元件的温度效应及红外系统的设计理论及具体实例 ,给出了在红外 3.2～4 .5 μm波段 ,5°视场范围 ,冷光栏效率 10 0 % ,在 - 4 0～ 80℃温度变化范围情况下的红外混合减热差系统的设计结果。结果表明 ,使用折射 /衍射光学系统的减热差设计方案 ,可令相应的传统光学系统减少一片元件 ,并且节省了昂贵的硒化锌红外材料。不仅能在较大视场内得到接近衍射极限的成像质量 ,较宽的温度工作范围 ,而且结构简单 ,体积小 ,重量轻。

基于M-Z干涉的光纤围栏系统实验研究

对基于M-Z干涉技术的光纤围栏系统进行了实验研究.讨论并分析了M-Z干涉技术在光纤围栏系统中的应用原理.利用M-Z干涉技术和互相关技术,在总计60km的光纤上进行了单点和两点扰动的原理性实验.在采样速率为20MHz时,理论上最高可达10m的定位准确度.

纳米晶体材料研究进展

综述了目前纳米晶体材料合成、结构、性质和应用的研究和发展现状。通过惰性气体凝结、机械合金、等离子体技术和其他许多方法可以制得纳米晶体材料。尽管早期的研究者认为纳米晶体材料的晶粒边界结构不同于常规材料，但目前有关纳米晶体材料结构的研究表明其具有与常规晶体材料相同的晶粒边界结构。纳米晶体材料所具有的诸如扩散和烧结、力学、陶瓷和金属间化合物的延展性、电学、热膨胀、光学、磁学、催化和腐蚀行为等性质优于常规多晶材料，这些性质具有巨大的潜在应用价值。

新型光纤光栅扭转传感器研究

报道了一种新型光纤光栅扭转传感器的基本原理和传感结构 ,推导了扭转测量的理论公式 ,该传感器的扭角与光纤光栅中心波长的变化呈线性关系 .在± 40°扭角范围内 ,技术上实现了灵敏度为 1 0 .71 5°/nm的扭转传感 .

集成成像三维显示系统显示性能的研究进展

集成成像三维显示技术是利用透镜阵列获取和显示立体图像的一种三维显示技术。本文首先综述了集成成像三维显示系统的特点,考虑其系统性能主要受分辨率、景深和观看视场角的限制,对近年来集成成像三维显示系统在增大分辨率、景深和观看视场角方面的研究进展做了综合论述,比较分析了各种改进方法的优劣。最后,对我国集成成像三维显示技术的研究现状进行了总结,并简述了本研究小组在该领域取得的若干研究成果。

偏心和倾斜光学系统的像差特性

运用一种新的分析偏心和倾斜光学系统初级像差特性的方法—矢量像差理论,分析了具有较大交叉倾斜角的平行平板光学系统和具有较大倾斜角的光楔光学系统的像差特性.通过ZEMAX光学设计软件像差分析功能中的垂轴像差曲线、场曲曲线和点列图加以比较,两者非常吻合,证明该理论可以对具有较大倾斜元件的非共轴光学系统设计起指导作用.

基于悬臂梁结构的光纤光栅位移传感研究

本文提出了一种基于光纤光栅和悬臂梁结构的新型位移传感方案，并给出了实验结果． 本传感系统结构简单，测量范围大（大于２０ｍ ｍ ），线性好（０．９９９１），抗电磁干扰，信噪比高，并可实现在线监测．

光纤光栅传感器实用化的关键性技术研究

光纤光栅是一种新型的无源光子器件,可用来精确感测纳米量级的微小应变和温度等多种物理量,在光传感领域发挥着重要作用.简要说明了光纤光栅传感器的基本原理,详细介绍了笔者近年来在信号解调、传感头的封装和光纤光栅的复用等关键技术研究上的进展,讨论了光纤光栅传感器在进一步实用化和商品化过程中需要解决的技术问题,并对其应用前景做了展望.

宽带可调谐掺Yb^(3+)双包层光纤激光器的研究

利用闪耀光栅构成可调谐Littrow外腔 ,对掺Yb3+双包层光纤激光器的波长调谐输出进行了实验研究 激光调谐输出波长范围 70nm 针对光纤内的双折射效应对激光的输出功率的影响 ,实验中使用了在线光纤偏振控制器 ,从而有效地减小了调谐曲线的起伏及其与荧光谱的差别 ,并得到了窄线宽、线偏振。