齿轮激光淬火轴向扫描工艺参数对硬化带的影响及预测

分析了齿轮激光淬火轴向扫描工艺参数对硬化层分布的影响 ,对由此而引起的齿面有效功率密度分布进行了曲线拟合 ,并提出齿面硬化层分布的预测方法。

一种基于光斑操控的光束轴向扫描新方法

光束的轴向扫描在光学三维成像、光学材料制造等领域中具有十分广泛的应用。然而,现有的光束轴向扫描方法均存在着各自的不足,或是扫描速度过慢,或是扫描范围有限,又或是会影响生物样品的活性。文中基于光斑操控理论,通过对照明光束进行相位编码,改变相应的聚焦光斑轴向位置,实现光束的轴向扫描。通过模拟计算,验证了方法的可行性。模拟结果表明,本扫描方法具有较好的线性度,线性拟合因子R2=0.993 9。由于该方法不涉及机械移动,因此具有扫描精度高,对生物样品影响小等优点,有潜力在相关科研领域得到很好的应用。

基于数字微镜的快速轴向扫描系统

为解决双光子荧光显微成像系统轴向扫描问题,提出一种基于数字微镜(DMD)的快速轴向扫描系统。该系统采用DMD选择光路,不同光路放置不同焦距的透镜组对光束发散角产生不同的改变,经物镜聚焦后得到不同深度的轴上扫描点。对该系统的轴向扫描距离、扫描点位置及衍射效率进行了理论计算仿真,结果表明:扫描系统采用4个模块以及5个模块时其轴向扫描距离均可达到1mm,4模块系统中透镜的焦距为297.3mm,5模块系统中透镜焦距为361.47mm。轴向扫描点除边缘点外线性分布,轴向扫描频率达到几十kHz,满足脑神经成像的要求。

基于移动物镜中少数透镜的快速轴向扫描系统

近年来,神经细胞中快速荧光信号的随机三维成像成为研究的热点问题,对双光子荧光显微成像系统中轴向扫描速度提出了更高的要求。本文设计一种快速轴向扫描系统,通过电致位移驱动器件,驱动显微物镜中靠近样品端的聚焦透镜组,实现物镜前焦点在轴向的快速扫描。系统中由少数透镜组成的聚焦透镜组与主透镜组之间为近平行光路,适应大范围扫描;聚焦透镜组质量轻、驱动器负载小、扫描速度快。用ZEMAX软件对系统进行仿真分析,结果表明：当扫描深度从0~500μm变化时系统MTF曲线变化很小。聚焦透镜组重量仅有0.1 g,以压电陶瓷作为位移驱动元件可达到千赫兹量级的扫描频率,能够满足神经功能成像的大范围和快速轴向扫描要求。

利用免洗胶片测量CT轴向和螺旋扫描的剂量分布

目的:测量CT轴向扫描和螺旋扫描两种模式的剂量分布及其影响因素。方法:利用Gafchromic免洗胶片测量GE LightSpeed 64排CT的剂量分布。胶片经CT机扫描曝光后,利用HP scanjet 7400c扫描仪扫描获得数字图像,并利用ImageJ软件进行图像处理,以获得CT剂量分布。结果:在轴向扫描过程中,峰值半高宽与标称射束准直宽度偏差小于4mm,视野大小和过滤器形状对轴向剂量分布的影响可以忽略。在螺旋扫描过程中,过扫描范围的大小主要与射束准直宽度有关,螺距、重建层厚和视野对过扫描范围的影响较小。结论:免洗胶片可用于快速检测CT轴向和螺旋扫描的剂量分布。

四维CT扫描参数和扫描模式对CT值的影响

目的:研究四维CT的不同扫描参数和模式对图像CT值的影响。方法:在扫描条件一致的情况下,测量电子密度模体中相应的组织替代材料的CT值均值及标准差,分析曝光时间和旋转时间参数对电影扫描和轴向扫描模式的影响,并比较轴向扫描、螺旋扫描和电影扫描3种模式之间的差异。结果:电影扫描模式下,CT值相差较大的有CB2 50%(含有50%碳酸钙的骨)和致密骨两处:旋转时间分别为0.5 s/rot和1.0 s/rot时,CT值差值分别为14.7 HU和23.1 HU,均小于3.0%;轴向扫描模式下,致密骨处CT值相差较大:旋转时间分别为0.5 s/rot和4.0 s/rot时,CT值差值为27.1 HU(2.4%)。相同扫描条件下对同一组织扫描,电影扫描与轴向扫描模式间差别可忽略不计;螺旋扫描与轴向扫描模式,对低密度组织成像CT值差别较大,如呼气态肺和吸气态肺相对密度误差分别为4.3%和2.3%,致密骨的CT值误差较大为46.0 HU,换算成相对电子密度误差为1.6%。结论:旋转时间与曝光时间参数对电影扫描及轴向扫描的影响基本可忽略不计。相同扫描条件下对同一组织扫描,3种扫描模式间差别可忽略不计。

点扫描激光共焦测量研究

根据共焦显微术原理提出一种新型轴向扫描方式 ,在此基础上设计了一套可自动调节光强的焦点扫描激光共焦测量装置 。

一种变焦微镜的旋转扫描探头设计

为了清晰地理解微机电系统和半导体器件内部的轮廓和工作机制,探索1种更为简单,可靠的调控方式,发挥液体微透镜阵列超光滑表面、良好的生物兼容性、大范围的连续变焦、可编程的实时/域操控特性,提出了1种利用立体成像技术对微机电系统和半导体器件的立体轮廓测量方法。该方法围绕驱动控制机制对液体微透镜阵列变焦性能的影响,分析液体微镜光-热耦合驱动变焦的理论模型,设计1种新型采用变焦透镜作为轴向扫描方式的共焦显微系统,并利用其焦距变化实现无机械运动的轴向扫描。试验结果表明:采用光-热耦合驱动变焦液体微透镜工艺,可获得无需任何后期图像处理的立体成像。

采用变焦液体透镜的共焦检测系统的设计与仿真

共焦显微技术越来越广泛地应用于微机电系统和半导体器件的三维轮廓测量。设计一种新型采用变焦透镜作为轴向扫描方式的共焦显微系统,利用变焦透镜的焦距变化来代替传统的轴向位移扫描。系统实现了无机械运动的轴向扫描,消除了传统共焦系统中由位移台移动带来的振动,不仅减小了系统的复杂度,而且降低了成本。进一步设计了基于位移台和变焦透镜的两种共焦检测系统,并且对其进行了仿真实验。实验结果表明:基于位移台和基于变焦透镜的共焦系统的聚焦成像和离焦成像结果类似,并且光强的轴向分布曲线也基本相同,表明此方法可行。

腰椎侧弯患者关节突关节形态及其临床意义

目的:研究下腰痛患者关节突关节形态与腰椎侧弯的关系。方法:37例腰椎侧弯的下腰痛患者,通过X线摄片和CT轴向扫描,测量L3/4、L4/5、L5/S1关节突关节形态。26例正常者作为对照。结果:在腰椎侧弯患者中L4/5节段关节突关节不对称为72%,L5/S1节段为49%。结论:腰椎侧弯与关节突关节不对称有关,可能是侧方不稳、滑脱的原因。

下胫腓联合的CT测量

[目的]通过对下胫腓联合的CT测量,观察下胫腓联合在CT扫描图象上的解剖特性,并探讨临床意义。[方法]对12例正常踝关节进行下胫腓联合轴向扫描,测量指标统计学处理。[结果]胫骨的腓骨切迹前部较后部短,切迹前后部夹角为(137.45±9.59)°,切迹深度(4.36±1.15)mm,胫腓重叠的垂直距离为(7.01±2.02)mm。[结论]胫骨的腓骨切迹深度、切迹内腓骨的位置影响下胫腓联合的稳定性。对下胫腓联合分离,CT轴向扫描用于诊断和治疗后的评估较为可靠。

时域光学干涉层析成像实验系统的研制

设计了时域光学干涉层析成像装置,对平面镜进行了测试,讨论了装置的分辨率;同时对单层透明胶带进行单点轴向扫描,成功探测到胶带的反射界面;最后利用多次测试结果对系统的性能进行了分析.

基于电润湿液体透镜的显微成像技术

电润湿液体透镜因其焦距可调、响应速度快、操作方便和功耗低等特点越来越受到研究者的青睐,可以解决显微成像系统中诸如机械抖动、离散变焦等技术问题,推进显微成像系统向智能化、轻量化发展。阐述了电润湿液体透镜的基本概念和国内外研究现状;重点综述了基于电润湿液体透镜的显微成像技术的最新研究,详细介绍了连续光学变焦和轴向扫描2类显微成像技术;总结和展望了基于电润湿液体透镜的显微成像技术的机遇和挑战。

齿轮激光热处理工艺试验与结果分析

提出了采用轴向分齿扫描法进行齿轮激光热处理的工艺 ,并对试验结果进行了理论分析。采用该工艺 ,可得到均匀的齿面硬度和较为理想的齿面硬化层分布状态。热处理变形小 ,可保证 6～ 8级精度齿轮的原有精度等级。齿面可获得较大的残余压应力 ,有利于提高齿轮疲劳寿命。

整体X光透镜性能实验研究

利用高计数率探测器和低功率光源,在大的能量范围内,同时测量了整体X光透镜的传输效率和焦斑直径与能量的关系。实验结果表明:透镜的焦斑直径随着能量的升高而减小;对04-5-10-5透镜而言,在高于5.8keV的能量范围内,透镜的传输效率随着能量的升高而降低,在低于5.8 keV的能量范围内,透镜的传输效率随着能量的升高而增加。通过测量不同能量的X射线在透镜会聚光束中的空间分布,研究了短出口焦距透镜的光晕现象,光晕会导致透镜焦斑直径增大和传输效率测量值的增加。利用轴向扫描法研究了整体X光透镜出口焦距和能量的关系,实验结果表明:会聚透镜的出口焦距随着X射线能量的升高而增加。

测量整体X光透镜性能的一种新方法

为了高效准确地确定整体X光透镜焦斑位置,设计了一种新方法:轴向扫描法.该方法避免了探测系统的死时间问题,可以在大能量范围内同时测量透镜在不同能量点的出口焦距,在确定透镜出口焦距时,测量结果的绝对误差范围在-120μm和120μm之间.实验结果表明:透镜的出口焦距随着能量的增加而增加.

具有高成像精度的高速传感共焦显微成像方法

提出一种高速传感共焦显微成像方法(HSSCM)对样品表面形貌进行高效率、高精度的成像测量。HSSCM将共焦轴向响应曲线沿轴向平移S,然后将平移前后两条曲线相减并除以两曲线的和,继而构成具有不受样品反射率影响的、高信噪比的传感成像特性曲线。在实际扫描成像过程中,轴向扫描间隔同样设定为S对样品进行逐层逐点扫描,扫描完成后将每个测量点轴向多层扫描数据中光强最大值和光强次大值相减除以两者相加,然后利用传感成像特性曲线反算得到样品高度,通过获得每个测量点的样品高度便可实现对样品形貌的高精度测量和3D形貌重构。理论分析和实验表明,通过优选平移量S,和传统共焦显微成像方法相比,HSSCM在具有高成像精度的前提下将扫描成像效率提高了至少3倍。