指纹及手指静脉图像复合采集光学系统设计

针对生物特征的多模识别技术,设计了一款用于指纹及手指静脉图像复合采集的光学系统。用于采集指纹和手指静脉图像的光学镜头分别由3片和12片球面透镜构成,工作波长分别为650nm和850nm,成像器件分别采用640pixel×480pixel CCD和640pixel×512pixel非制冷红外探测器。使用Zemax软件对该系统的光学结构进行了设计和优化。像质评价结果表明:指纹图像采集镜头在空间截止频率67lp/mm处,调制传递函数MTF值大于0.6;手指静脉图像采集镜头在空间截止频率30lp/mm处,调制传递函数MTF值大于0.8;两镜头各视场弥散斑均方根半径远小于成像器件像元尺寸,接近衍射极限,且成像畸变均小于0.5%。实验证明该系统采集到的图像质量优良,分辨率高。

应用物理专业(光电方向)的教学改革及思考

随着武汉"光谷"的崛起,光电产业得到蓬勃发展,光电方向专业逐步成为各大高校信息类重点建设专业。本文针对湖北第二师范学院物电学院应用物理专业(光电方向)的教学特点,提出了该专业在课堂教学中存在的问题及相应的改善措施以及教学和实践环境建设等方面的教学改革及思考。

指纹识别系统的光学设计

指纹识别系统对图像的畸变要求很高,因此设计出清晰、畸变小甚至无畸变的指纹识别镜头,是制造指纹识别仪的关键。本文采用普通材质的光学棱镜和透镜,根据"向甫鲁条件"设计出了清晰且无梯形畸变的指纹识别镜头,采用该装置组成的指纹识别系统具有识别速度快、精度高、价格低廉以及装置比较简单等优点,有较高的实用价值。

基于毕博平台的混合式教学模式探索——以应用光学课程为例

应用光学是光电信息工程类专业设置的专业核心课程,该课的教学效果直接影响后续专业课程的学习。本文调研了国内几所知名光电院校的教学模式,结合我校大力推进教学模式改革的实际情况,以毕博网络平台为依托,对传统教学模式的不足进行思考分析,并根据应用光学课程的特点,从教学内容、教学方法、教学评价三方面进行了相应的改进和探索。实践证明灵活的混合式教学模式的实施,对调动学生的学习积极性及自主学习能力具有一定的积极作用,取得了良好的教学效果。

脉冲太赫兹扫描成像实验研究

太赫兹(THZ)成像是太赫兹科学与技术领域中最具应用前景的技术,可用于无损检测等多种领域。采用美国Zomega公司的FICO光纤耦合式太赫兹时域系统分别对树叶及一卡通进行了逐点反射式及透射式扫描成像实验,并利用傅立叶变换的数据处理方法给出了样品的反射及透射的频域光谱及二维图像。通过对成像结果及频域光谱振幅的对比分析,验证了太赫兹成像的特点及优势,对有效利用太赫兹成像技术和开展该领域的相关研究具有指导意义。

用于手指静脉识别的光学系统

本文介绍了一种新型的生物识别技术,阐述了静脉识别系统的原理、国内外研究状况及优势,并对该静脉采集系统中的光学部分作出了简单的介绍和探讨,最后对该技术的发展前景作出了展望。

双元计算法求体积本征值

利用将几何算符中的抓,直接抓在自旋网的圈线上的方法,得到了体积算符的期望值.在演算过程中,除利用了抓作用使圈线反对称化外,只采用Penrose双元恒等式.利用这种方法,以求解3,4,5顶角的体积为例,得出任意高价顶角的体积本征值都可由此方法求得.

指纹与静脉复合识别系统的图像采集

随着生物识别技术的日益发展,采用多种识别技术的复合来提高识别的可靠性,降低误识率已成为目前的主要研究方向。本文主要从图像采集系统的光路出发,提出了一种将指纹采集仪和手指静脉采集仪复合的方案。利用该方案,可同时采集指纹与手指静脉末梢的图像,提高了系统识别的可靠性,并降低了成本,减小了系统的体积。

基于废旧锂电池的LED便携式亮度可控光源的设计

由于通信技术与设备更新换代速度的加快,产生大量闲置锂电池,若直接丢弃,将造成环境污染。废旧锂电池在对电压要求不太高的电器设备中仍可使用,且还能充电,性能优于普通干电池。本文从节能环保角度出发,设计了一种基于废旧电池的LED便携式亮度可控光源装置。该装置以废旧手机锂电池、节能LED灯珠及其驱动电路为基本模块;为实现亮度可调,辅以光敏电阻及STM32处理芯片。实验结果表明,所设计的便携式光源可在不同光照条件下自动实现亮度可调,且性能稳定,体积小成本低,具有较好的实用价值。

基于二次成像指纹光学采集系统的设计

本文在查阅相关专利的基础上,模拟了二次成像非共轴光学采集系统,该系统可校正与光轴成倾斜物面所引起的畸变,可使仪器体积小,重量轻,成本低,便于批量生产。经过优化后,可使指纹采集系统的畸变控制在0.2%以内,满足指纹识别的要求。

偶次非球面镜在指纹采集系统中的应用研究

指纹识别的技术实现,其理论基础就是光电数字图像处理,故采集到的指纹图像的质量好坏对后续图像处理的难易至关重要。设计出清晰、畸变小甚至无畸变的指纹识别镜头是制造指纹识别仪的关键。随着光学加工技术的发展,目前非球面镜片已广泛应用于光电产品的各个领域,本文采用普通材质的棱镜及非球面透镜,可使指纹采集系统的畸变控制在0.2%以内。

高斯光束斜入射窄带滤光片的透射光强分布

基于多光束干涉原理,推导了高斯光束斜入射角度调谐窄带滤光片后的透射光强表达式.在此基础上研究了入射角对高斯光束的透射特性的影响.计算和实验结果表明:随着入射角的增大,透射光强的光斑会出现一定程度的展宽现象;当入射角度较小时,输出为单一光斑,但其光强峰值位置产生了一定的偏移,并不在呈现高斯分布;当入射角度较大时,输出则为一系列的离散光斑.

高分辨率长波红外连续变焦光学系统设计

针对高分辨率640＆#215;512元非制冷探测器，设计了一款6＆#215;长波红外连续变焦光学系统。该系统由6片透镜构成，工作波长为8~12μm，F数为1~1.1。根据变焦光学系统设计理论，确定了系统的机械补偿式变焦结构并构建了初始结构；对该系统的光学结构参数及凸轮变焦曲线进行了设计和优化。像质评价结果表明该系统在20~120 mm焦距范围上实现了连续平滑变焦；在30 lp/mm空间频率处，全焦距范围调制传递函数值大于0.45，接近衍射极限；全焦距范围各视场弥散斑均方根半径小于6.3μm，远小于像元尺寸17μm。实验证明该系统具有高分辨率、高变倍比、大光圈、大视场范围的特点，且像面稳定，变焦平滑，结构紧凑合理，成本相对较低。

高分辨率红外变焦光学系统的设计

红外光学系统在民用和国防领域都具有广泛的应用。现代战争经常在夜间进行,迫切需要能够在夜间进行目标跟踪、侦察、搜索及瞄准的红外仪器,因而红外光学系统的发展和研究也越来越受到各国的重视。红外变焦光学系统有很多优点,可以全天候工作,环境适应能力强。但同时变焦光学系统设计也很复杂,尤其是当变倍比要求比较高时,其设计变得愈加困难。本文采用机械补偿式变焦结构,针对640×512元非制冷探测器,设计了一款6X红外连续变焦光学系统。经实验验证,该系统满足各项设计指标,在20mm^120mm焦距范围上实现了连续平滑变焦,并具有较高分辨率,成像质量接近衍射极限,并且成本相对较低,能够适应日常大范围全天候的监测系统需求。

二维硅基蜂窝状空气环型光子晶体禁带特性研究

构建了二维硅基蜂窝状空气环型光子晶体.采用平面波展开方法,得到了硅基蜂窝状空气环型光子晶体的能带结构,分析了空气孔半径及介质柱半径对完全禁带宽度的影响,发现硅基空气环型光子晶体结构的完全禁带宽度值很小,无法优于传统硅基空气孔型光子晶体结构.为了有效增大硅基蜂窝状空气环型光子晶体的完全禁带,本文将内芯介质柱替换为高折射率或各向异性的材料.当引入高折射率的介质柱材料时,空气环型光子晶体完全禁带宽度明显增大,最大可达15.59%;进一步引入各向异性材料Te作为介质柱材料,蜂窝状空气环型光子晶体明显优于传统蜂窝状空气孔型光子晶体,最大完全禁带宽度值达到16.889%.

基于偏振分束器的C波段可调谐薄膜滤波器

针对多腔窄带薄膜滤光片在倾斜入射时会产生严重的偏振相关损耗问题,研制了一种基于双折射晶体偏振分束器、信道间隔为100GHz的角度可调薄膜滤波器。该方法可简化倾斜入射时多腔窄带薄膜滤光片消偏振膜系结构,通过对入射光信号偏振态的控制,仅使用常规窄带滤光片就能实现角度调谐其中心透射波长。该可调谐滤波器件具有结构简单、成本低和偏振相关损耗小的特点,实验测试证明其可调谐波长范围可覆盖整个C波段。

含Kerr缺陷对称型函数光子晶体的色散光学双稳态

运用非线性传输矩阵法对Sinc函数型光子晶体非线性微腔光学双稳态进行了理论推导与数值分析。结果表明:随着周期数的增大,双稳态阈值趋于减小;随着微腔线性折射率的增大,或者微腔偏离周期结构中心越远,双稳态阈值趋于增大,这些规律与常规光子晶体相类似;然而,函数型光子晶体可以通过选择适当的介质层折射率分布函数,运用对称性结构就可以实现比常规光子晶体更宽阔的光子带隙,同时隧穿模频带更狭窄且附近场分布高度局域,使得实现光学双稳态较常规光子晶体更容易,双稳态阈值更低。

等温大气压强公式及其应用

本文对等温大气压强公式进行了详细推导并将该公式进行延伸拓展,得到等温大气分子数密度公式及等温大气中估算海拔的高度公式,从而使其在现实生活中的应用更为广泛。

全日制专业学位教育硕士与本科师范生的实践教学比较分析——以学科教学物理为例

本文比较分析四所培养单位的专业学位全日制物理教育硕士与物理本科师范生的培养方案在实践教学环节的衔接。研究发现双导师制在物理本科师范生实践教学环节上缺失。所以,建议在物理本科师范生实践教学环节引入双导师制;其次,应该建立与双导师制配套的监督措施;第三,无论是本科师范生还是教育硕士,学位论文的选题应尽可能来源于中小学教育教学管理。

Gauss编织的度量矩阵计算

在圈量子引力的重耦理论中,应用图式计算,度规算符对Gauss编织态的一个新作用被给出,并且度量算符对Gauss态的作用的表示矩阵亦被计算出.