面向全色域转杯纺纱的Kubelka-Munk双常数理论模型构建及颜色预测

为了能在色纺纱的纺纱阶段即时调控纱线颜色,减少混色成本,缩短工艺流程,结合三通道数控转杯纺纱的特点构建了全色域网格化混色模型,该模型可在纺纱过程中进行全色域范围内的色相调控、明度调控和彩度调控。为了解决色纺纱的测配色问题,得到与之相匹配的测配色系统,根据来样快速进行计算机测配色,节约成本,结合传统Kubelka-Munk双常数理论模型的特点,从构建的全色域网格化混色模型中选取混合样来进行颜色预测。从传统Kubelka-Munk双常数理论模型颜色预测的结果发现,部分混合样的预测反射率明显低于实际的反射率,针对这个问题,重新构建了新的Kubelka-Munk双常数理论模型来进行颜色预测得到新的预测反射率,并用插值替换的方法,把传统Kubelka-Munk双常数理论模型预测结果中明显低于实际反射率的部分用新的预测反射率替换,得到最终的混合样预测反射率。结果表明:与传统的Kubelka-Munk双常数理论模型预测混合样颜色结果相比,新的Kubelka-Munk双常数理论模型预测颜色并用插值替换法替换后得到的最终的混合样的颜色,色差平均值从1.48降低到1.04,且所有混合样的色差均能控制在2.0以内。该预测方法较传统Kubelka-Munk双常数理论模型具有更好的预测精度,所构建的全色域网格化混色模型和新的Kubelka-Munk双常数理论模型可应用于多基色纤维混色色彩和混合比的预测。

ZEMAX软件在工程光学课程理论和实验教学中的应用

针对工程光学概念抽象难以透彻理解、实验条件苛刻难以在短时间内得到理想实验结果等问题,将国际通用的光学仿真设计软件ZEMAX引入理论教学并辅助实验教学,有效促进了学生对抽象概念和实验原理的理解,提升了教学质量,改善了教学效果,可供其他高校工程光学课程教学参考。

双偶氮苯-二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮衍生物分子的二阶非线性光学性质

使用密度泛函理论(DFT)M06-2X方法、采用6-311+g(d,p)基组,分别对26个双偶氮-二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮衍生物分子进行结构优化与频率计算;使用含时密度泛函理论(TD-DFT)TD-M06-2X方法计算了a1~d6分子的前线分子轨道与电子吸收光谱,采用有效场FF方法研究了二阶非线性光学性质(NLO).研究结果表明,26个噻蒽四酮类衍生物分子的能隙在1.33—2.02 eV范围,归属于有机半导体;最低能量吸收峰波长在601.8~609.5nm范围;在增大分子的二阶非线性光学系数β_(μ)(或β_(0))值方面,含相同偶氮苯基团或含不同偶氮苯基团分别引入到二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮分子两侧的2,10位优于2,9位,在2,10位分别端接含推、拉基团的偶氮苯优于含相同给电子基团的偶氮苯.在偶氮苯苯环对位分别端接强吸电子基(-NO_(2))与强供电子基(如-N(CH_(3))_(2)、-N(Ph)_(3)、-N-苯基咔唑等)可增强体系的二阶非线性光学性能,获得性能良好的非线性光学材料.

基于Kubelka-Munk双常数理论的涤/黏双组分三色混色纤维配方预测

为了提高原液着色涤/黏双组分混配色打样效率,基于Kubelka-Munk双常数理论模型,选用3种单色(大红、宝兰G、金黄)涤纶短纤维和3种单色(大红、蓝色、黄色)黏胶短纤维为研究对象,以6种单色纤维进行双组分混色,按9种不同混合比例共得到54种三色混色双组分纤维样品。利用测色仪测定混色样的颜色特征参数:反射率(R)、颜色深度(K/S)、明亮度(L)、红绿色度(a)及黄蓝色度(b),利用最小二乘法对数据进行处理;最后对计算混色比例与实际混色比例之间的误差进行评价,以验证Kubelka-Munk双常数理论模型在双组分混配色中的适用性。结果表明,54种样品的色差均在1.0以下,均值为0.2775,标准差为0.2177,预测比例与实际比例差距较小,红色涤纶与蓝色、黄色黏胶组合的平均比例误差最小,为1.109%,说明其比例预测效果较好,而黄色涤纶与红色、蓝色黏胶组合的平均色差最小,为0.1721,说明其颜色预测较好。

基于第一性原理C-Cd掺杂ZnO的电子结构和光学性质的研究

借助于计算材料科学和化学的计算机模拟软件Materials Studio,利用密度泛函理论下的第一性原理的计算方法,系统的计算研究了C、Cd单掺杂以及C和Cd共掺杂(不同浓度)ZnO的形成能、电子结构和光学性质.计算结果表明:单掺杂体系当中,C掺杂时形成能是正的,说明掺杂体系不易形成;共掺杂体系当中,所有掺杂体系的形成能均为负的,C-2Cd掺杂时形成能最低;与本征ZnO相比,所有掺杂体系的禁带宽度均有所降低,由于C元素的掺杂,禁带中产生杂质能级,减小电子跃迁所需要的能量;在光学性质方面,所有掺杂体系在低能区域的吸收图谱、介电函数虚部的峰值与本征ZnO相比均有所增大,且在低能区均发生红移,其中C-2Cd掺杂体系的红移程度最为明显且峰值最大.由此说明C和Cd共掺杂有望提高ZnO的光吸收率和光电转化效率,可以扩展其在光电器件领域中的应用.

噻吩酰亚胺衍生物二阶非线性光学性质的DFT研究

采用密度泛函理论(DFT)CAM-B3LYP方法,计算研究了12个设计的噻吩酰亚胺衍生物的电子光谱和二阶非线性光学性质.结果表明,此类化合物有较大的第一超极化率β_(tot)值和β_(vec)值,且β_(tot)值和β_(vec)值随引入氰基数目的增加而显著增大.给/吸电子基团引起的电荷转移变化对体系β_(tot)值和β_(vec)值的影响大于分子六元杂环中N杂原子位置变化对其影响.

基于Kubelka-Munk双常数理论的纬全显色提花织物配色算法

由于织物结构与各单色纱线种类的千变万化,颜色设计一直以来都是生产设计中的难题。为了求得纬全显色提花织物的色彩显色模型,采用黑、白、红、绿、黄5种色纱为纬纱,按2组分不同比例混合交织得到单经双纬的纬全显色提花织物试样。通过大量实验测试,用最小二乘方法求得Kubelka-Munk双常数理论中的单纱吸收系数K值和散射系数S值,从而得到纬全显色提花织物的配色算法,并对织物中各纬纱颜色的表面比例进行预测。结果表明,Kubelka-Munk双常数理论可以较好地解释纬全显色提花织物颜色与各单纱颜色比例之间的关系。

不同理论模型下猪肌肉组织的光学特性参数

利用单积分球技术测定了在He Ne激光漫照射和准直照射下猪肌肉组织的反射率和透射率 ,并分别利用Kubelka Munk理论和InverseAdding doubling方法获得了离体猪肌肉组织的光学特性参数。计算表明 ,两组实验结果与应用漫射理论和MonteCarlo方法的部分结论所获得块状猪肌肉组织的光学特性参数基本一致。这种测量技术也适用于人体组织的光学特性参数测量 ,从而可以为确定激光临床应用中的光剂量提供理论依据。

矢量波像差理论在无遮拦三反光学系统设计中的应用

传统的无遮拦三反射镜光学系统设计是先设计轴对称反射系统,然后通过偏光瞳、偏视场或者两者结合的方法来实现系统无遮拦设计,系统中不可避免地用到了离轴非球面反射镜。以矢量波像差理论的相关结论出发,将反射镜的倾斜作为系统的优化变量,利用轴对称非球面反射镜实现了无遮拦三反射系统的设计。分析了此种系统的设计思路及步骤,设计了焦距为1000mm、视场角为10°×20°、F数为10的三反射镜光学系统,系统结构紧凑,成像质量接近衍射极限。该系统与其他无遮拦三反光学系统相比,最大的优点是系统中的非球面均为轴对称反射面,极大地降低了系统成本。

纸张光学性能的某些理论研究

根据Ｋｕｂｅｌｋａ－Ｍｕｎｋ公式，推导出了它在某些具体情况下的表达式，并辅之以必要的图解，对纸张的亮度、特别是不透明度，有了定量而直观的明确概念和理解，有助于采取恰当的措施，提高和改善纸张的光学性能。

基于矢量波像差理论的两反光学系统装调研究

为了实现对两反光学系统的精密装调,提出一种基于矢量波像差理论和波像差检测技术对失调量精确求解的装调方法。使用矢量波像差理论,将已设计的两反光学系统参数、失调量和失调光学系统的波像差之间建立方程;然后通过干涉测量法得到某一个视场的干涉图,利用条纹分析软件得到表征失调系统三阶彗差和三阶像散的泽尼克项系数,将泽尼克项系数代入方程从而求解出失调量。运用此方法对4 m口径RITCHEY-CHRTIEN结构的天文望远镜进行模拟装调,最终求解的失调量与引入的失调量结果相互吻合,说明该装调方法正确。

某些过渡金属钌配合物非线性光学性能的从头算和密度泛函理论研究

实验发现金属钌的某些配合物具有大的非线性光学性能 .我们的理论研究表明金属钌配合物[Ru(NH3 ) 4LDLA]n + (n =2 ,3;LD,LA=吡啶衍生物配体 )的非线性光学性能取决于推电子基团LD 的给电子能力以及拉电子基团LA 的受电子能力 ,LD 和LA 的推拉电子能力越强越有利于提高配合物的二阶非线性光学系数 β,因此带正电荷的LA 能大幅度提高 β值 .虽然增加共轭体系的长度有利于提高 β值 ,但在Ru的配体中 ,吡啶环间或吡啶环与苯环间不一定要保持共面也会有大的β值 .DFT和abinitio方法的计算结果对比表明 ,对于含过渡金属Ru的化合物 ,在HF水平上难以得到满意的结论 ,由从头算有限场方法计算得到的 β值偏小 ,而用TDDFT方法能得到可与实验值符合较好的结果 .

自适应光学曲率波前传感器的衍射理论及其方案分析

曲率波前传感器是自适应光学中的一种很有前途的新型波前传感器。在对衍射理论和几何光学进行近似的基础上,研究了曲率波前传感器的理论分析方法,分析了曲率波前传感器的光学方案和信号获取方法。结果表明,从曲率传感器输出的信号经放大后可直接作为力或弯曲力矩施加到反射镜上,而不需要任何复杂的计算。变形镜可自动地向满足泊松方程的表面形状会聚。利用曲率传感器与双压电晶片反射镜的结合,有望获得一种低价、快速闭环控制的系统。

透明光学树脂中Eu^(3+)辐射参数的理论和实验研究

报道了一种新合成的含三元稀土配合物的透明光学树脂材料的辐射特性的研究。基于J-O参数理论,利用含稀土配合物Eu(TTA)3phen-0.31wt%的光学树脂的发射荧光光谱,计算了Eu3+在光学树脂基质中的J-O参数Ω2=10.139 4×10-20cm2,Ω4=3.810 9×10-20cm2,Ω6=9.050 7×10-20cm2。利用得到的J-O参数可以计算光学树脂中Eu3+的跃迁振子强度fcal,5D0激发态的辐射跃迁概率A(456.6 s-1)、辐射寿命τ(2 190.1μs),还计算了光学树脂中Eu3+的跃迁5D0→7FJ′(其中J′=1,2,4,6)的发射截面σ、荧光分支比β。通过分析计算得到的J-O参数可知,光学树脂中Eu3+的5D0亚稳态的寿命较长,跃迁5D0→7F2的发射截面最大,说明含稀土配合物的光学树脂具有作光放大或激光材料的潜在性。

[M_6O_m(C_(25)N_4H_(18))_n]^(2-)(M=W,Mo;n=1,2;m=17,18)的二阶非线性光学性质的理论研究

运用密度泛函理论(DFT)的BP86方法,对[M6Om(C25N4H18)n]2-(M=W,Mo;n=1,2;m=17,18)进行了几何结构优化,其中Mo系列结构化合物优化的几何结构与实验值吻合较好.在净电场为零的条件下,运用DFT/LB94方法计算了体系的二阶非线性光学系数β值:体系1和2的βvec值分别为154.4×10-30和124.8×10-30esu.表明它们具有较大的二阶非线性光学系数,且Mo系列比W系列的β值大.而体系3和4的βvec值分别为218.0×10-30和191.8×10-30esu.体系3和4的βvec值分别比体系1和2的大,表明增加给体的数目有利于提高NLO响应,但都小于它们的2倍.

用Mie散射理论计算大气气溶胶光学特性

本文在已知厦门海域气溶胶粒子谱分布的基础上,用MIE散射理论计算了该地区气溶胶粒子的光学特性,得到了气溶胶粒子的散射截面、吸收截面、消光截面与波长的关系,散射相函数以及偏振相函数,并用实验对两个相函数加以了验证。此结论为研究大气矢量辐射传输提供了很好的方法;尤其偏振相函数的提出为今后用偏振的方法研究大气提供了理论依据。

光盘光学系统的矢量衍射理论分析

本文以完整的矢量衍射理论分析了光盘光学系统。首先将入射的聚焦光束分解为平面波谱 ,得到每个平面波的振幅矢量 ;然后计算光盘对每个平面波的衍射 ,得到衍射波的振幅矢量 ,从而得到了整个衍射波场的空间频谱 ;最后计算物镜光瞳上的能通量 ,得到光盘系统的读出信号。在衍射计算中 ,光盘被定义为二维金属光栅 ,根据信息符的不同模型 ,选用坐标变换方法、耦合波方法或模态方法。对于典型的 DVD光学系统来说 ,矢量理论的结论与标量理论相差甚远 。

生物组织光学特性参数的无创检测理论与技术

无创定量确定生物组织的光学特性在医学诊断和治疗领域中有着很重要的意义和广泛的应用前景。作为生物组织光学特性参数无创检测技术的理论基础 ,首先简要介绍了描述散射介质中光传播及分布的漫散射理论及蒙特卡罗模拟算法 ;然后分别介绍了用漫散射理论和蒙特卡罗模拟算法无创定量确定生物组织光学特性参数的具体方法 ;最后总结了到目前为止无创定量确定生物组织光学特性参数的研究成果 。

基于Kubelka-Munk理论的光谱配色算法研究

为了计算出更为精确的专色油墨配方,保证专色油墨在提高印刷速度与印刷质量的同时,保持色彩再现的一致性。选取Pantone297C、Pantone273C、Pantone450C 3个专色作为标样,建立C、M、Y、BK四色油墨的基础数据库,并对标样、底基以及四色油墨的样条进行桑德森修正。根据Kubellka-Munk单常数光谱配色算法,在Matlab中建立单常数的光谱配色模型,确定标样的油墨配方,通过比较目标色与配方色样的光谱反射率以及色差,验证油墨配方的准确性。实验结果表明Pantone297C、Pantone273C、Pantone450C目标色与配方色样反射率曲线基本吻合:对于Pantone297C,标样与配样的色差为ΔE=1.21;对于Pantone273C,标样与配样的色差为ΔE=0.96;对于Pantone450C,标样与配样的色差为ΔE=2.65。从而验证了四色油墨基础数据库的准确性以及基于Kubellka-Munk单常数光谱配色算法的实用性。

高压下单晶LiF的光学及热力学性质的密度泛函理论研究

采用平面波赝势密度泛函方法，对单晶氟化锂（LiF）在0-500GPa静水压下的光学性质进行了理论研究。并利用Vinet状态方程和准简谐Debye模型得到了其热力学性质．理论计算结果表明单晶氟化锂（LiF）在0-500GPa静水压范围内具有良好的透明性。吸收波段随压强的增加而出现了蓝移．计算所得晶格常数、体积模量度其对压强的一阶导数与实验值相符合．