一种可用于激光周视探测的发射光学系统设计

为了改善大功率半导体激光器快轴和慢轴两个方向光束质量极不均衡这一光束特性,基于几何光学的折射原理,经过理论分析和软件模拟实验设计了一套发射光学系统,采用柱面镜改变快轴和慢轴的发散度,使输出光束在子午方向上以窄视场发射,在弧矢方向上覆盖±30°的视场,并加入特殊结构的棱镜混光,得到目标区域内能量分布均匀性大于75%的窄带状光束,能量利用率达80%以上。结果表明,单套发射系统可以完成工作距离15m以内的±30°视场探测,6套发射系统构成360°视场完成周视探测。这一结果对于提高激光主动探测的精度和增大其使用范围是有帮助的。

激光转镜扫描系统中自由曲面f-θ物镜的设计

为了满足扫描系统高分辨率、大工作面、小型化的需要,设计了一款具有衍射受限聚焦能力的超广角f-θ物镜。在此基础上,针对五面转镜引起f-θ物镜入瞳偏移从而导致系统分辨率降低、线性畸变增大的问题进行了分析,计算得到光瞳偏移量与扫描转角存在非对称分布的非线性关系。采用在系统中引入含有奇次高阶项自由曲面校正光瞳漂移的方法,在ZEMAX软件中利用多重结构对f-θ转镜扫描系统建模优化设计,并给出了设计实例。该物镜采用远摄型结构,有效减小了扫描系统总体长度及透镜尺寸。结果表明,经优化校正后,f-θ物镜性能得到显著改善,在其扫描角度115°范围内,线性畸变小于0.5%,60%以上能量集中在半径30μm圆内。该f-θ扫描系统具有结构紧凑、分辨率高、线性畸变小等优点,有良好的适用性。

基于棱镜的激光周视接收系统的设计

为了实现对目标全向探测和精确定位,采用成像光学与非成像光学相结合的方法,设计了一种可用于周视探测的非对称激光回波接收光学系统。由于子午和弧矢两方向视场差异很大,需加入特殊的非对称结构来平衡两方向的视场差异,该系统采用阶梯棱镜和倒置柱面望远镜对弧矢方向大视场进行角度压缩,后经过对称聚焦子系统将光能量收集到直径为1.5mm的圆形探测器上。系统由1块阶梯棱镜、1片非球面镜、2片柱面镜和2片球面镜组成,其光圈数达到0.56。结果表明,单套接收系统完成±30°视场探测,6套接收系统组合起来可实现360°周视无盲点探测。整体系统体积小、结构简单,有良好的适用性。

新型的激光多普勒信号检波系统

为解决超低频、微小振动的高精度测量与装调间的矛盾,提出了一种新型的激光多普勒信号检波系统。该系统通过一运动光栅的衍射,得到约40.5%的测量光强,用另一光栅的衍射消除两束差动光间的夹角以及光波长对测量精度的影响;频移﹑混频分开进行,保证系统装调更方便准确;用1/4波片﹑渥拉斯顿棱镜等得到相位差90°的正余弦信号,实现位移方向识别。实验得出,该系统振动频率和振幅测量精度均为1%,可测频率范围可达到0.5-500Hz,可测振幅范围:1μm-5mm。

图像的边缘检测与轮廓信息处理实验

CCD(ChargeCoupledDevices)电荷耦合器件是20世纪70年代初发展起来的新型半导体集成光电器件,能对光照做出反应并把反应的强度转换成相应的数值。面阵CCD图像传感器广泛地应用于保安监控、道路交通管理、非接触图像测量、图像摄取与图像信息处理领域。该文着重讨论面阵CCD在图像的边缘检测与轮廓信息处理实验中的应用。该实验是工业机器人视觉、非接触二维尺寸测量、图像图形分析等的基础。

一种激光二极管像散光束准直整形方法研究

为了准直并整形具有像散的激光二极管光束,采用高斯光束q参量变换规律,推导了利用柱面自聚焦透镜整形激光二极管光束应满足的条件,并在此基础上,通过软件模拟优化,得到了一套效果良好的光束整形准直系统。经过准直整形后光束快慢轴方向发散角基本相等,均小于0.7mrad,束腰位置差异小于2.8mm。结果表明,系统中柱面自聚焦透镜的应用起到了较好的效果,准直整形后的光束具有发散角较小且旋转对称等特点。

一种光幕测速信号的图像处理技术

在光幕靶精密测速系统中,提出了一种基于图像处理算法的信号处理技术,消除随机噪声对光电探测信号的干扰,从而可以精确获取物体通过前后两光幕靶的间隔时间。该技术将间隔时间的计算转换为图像中目标物体尾部位置的计算。首先去除孤立点、毛刺等图像缺陷,得到只有一个连通区的图像,再用图像面积除以平均宽度计算物体的长度,求出对应的尾部位置。从前后光幕图像的尾部位置分别得到了物体通过前后两光幕靶的准确时间,两者相减最终得到间隔时间。实验表明系统采用该处理技术能够精确获取间隔时间,实测的速度数据稳定、有效,测量精度可以达到0.05%。

红外焦平面阵列非均匀性嵌入式实时校正技术

红外焦平面阵列(IRFPA)成像是当今红外成像技术发展的主流方向,然而IRFPA特有的非均匀性严重地限制了系统的成像质量。针对红外焦平面阵列在进行非均匀性校正中所涉及的运算量和数据量庞大、实时处理难于实现的特点,本文提出采用高速TMS320C6000系列DSP为核心的嵌入式硬件系统,结合分段线性和分段二次多项式算法,阐述了硬件设计和实现步骤,并给出实验结果,结果表明本系统完全满足实时高精度校正的要求。

高噪声轮胎图像规格号提取方法研究

针对轮胎图像高噪声的特点,本文提出一种轮胎规格号的提取方法。首先,采用最小二乘法拟合迭代圆心,取得圆心位置,采用极坐标变换、双线性插值拉伸对轮胎图像进行预处理;随后,采用灰度加窗变换方法,降低图像维度,构造锯齿波;最后,利用锯齿波参数获取规格号字符。实验结果表明:该方法能够有效的提取轮胎规格号。

大噪声图像的轮胎规格号识别技术

针对轮胎规格号图像高噪声的特点,本文提出字符截断方式来获得可区分的外轮廓特征,利用BP神经网络并结合规格号关系特征来识别轮胎规格号。首先,获取可区分规格号字符样本特征:截取字符的三分之二,获取其外轮廓游程特征;随后,对其进行BP神经网络训练和识别,得到一次识别结果;最后,采用规格号类型特征,对识别结果做二次识别。实验结果表明,BP神经网络对变形字符有较强的容错能力,特征获取和二次识别算法能够有效识别轮胎规格号。

波长可调谐聚合膜/无机膜异质结电致发光

针对聚合物电致发光材料缺乏可用的电子型聚合物半导体材料的现状 ,采用无机电子型半导体材料 Zn O∶Zn与空穴型聚合物材料 PDDOPV [poly (2 ,5 - bis (dodecyloxy) - phenylenevinylene) ]成功制备了结构为 ITO/PDDOPV/Zn O∶ Zn/Al的异质结双层器件 .异质结器件的发光效率与亮度较单层器件提高 1个数量级以上 .该异质结器件的发光颜色是随着电压的增加而蓝移的 ,其光致发光光谱也随着激发波长的改变而改变 ,可能形成了新的发光基团 .

反向偏压下的异质结聚合物电致发光机理分析

成功制备了结构为ITO/PDDOPV/PPQ/Al的异质结聚合物发光二极管 ,其中PDDOPV是一种空穴型聚合物材料而PPQ是一种电子型聚合物材料 .该器件在正反向偏压下均可发光 .在正向偏压下的光发射主要来自PDDOPV ,但在反向偏压下的光发射则包括来自PPQ的蓝光发射和PDDOPV的黄光发射 .蓝光强度与黄光强度的比值随着反向偏压的增加而增加 .提出了加速电场的概念 ,并在此基础上从理论上分析了蓝光强度与黄光强度的比值随反向偏压的增加而增加的发光机理 ,指出了决定这一比值的主要因素 .

高发光亮度高效率的异质结聚合物电致发光器件

成功制备了可溶性的空穴型聚合物 PDDOPV [poly （2,5-bis （dodecyloxy）-phenylenevinylene）]与电子型聚合物 PPQ [poly（phenyl quinoxaline）]构成的异质结有机薄膜发光二极管。异质结器件的最高亮度是其本身最低亮度的106倍,是 PDDOPV单层器件的 365倍,而最高效率则是 PDDOPV单层器件的 336倍。异质结器件在正向、反向以及交流驱动下均可获得发光,但在正向和交流驱动下的发光来自PDDOPV,而反向驱动下的发光既有来自 PDDOPV的,也有来自 PPQ的。反向偏压下器件获得发光的原因是高场强使得能带高度倾斜,高度倾斜的结果使得载流子的注入势垒变得足够薄从而被载流子隧穿,从而导致载流子的注入和复合。

基于光纤传导的青光眼快速筛选分析仪

青光眼的筛查应遵循简易、快捷、有效的原则,本文研发一种高精度快速视野筛选分析仪以满足青光眼大规模筛查需要。该分析仪各个刺激点亮度均匀度好,采用光纤传导分光技术,使得视野刺激点之间亮度差小于5%;刺激点亮度精度高,采用单片机脉宽调制方式,使得亮度精度达到0.001Nit,结合四点视野筛查理论,可进行快速视野检测,完成对青光眼的早期诊断。

基于Max+plusⅡ编写CCD的驱动电路

目前,线阵CCD图像传感器的种类很多,其中TCD1209D为典型的二相单沟道型的线阵CCD图像传感器。本文将着重介绍其基于Max+plusⅡ编写的驱动电路,使用FPGA进行功能的实现。

图像的增强及其清晰处理

图像在生成、获取、传输等过程中,受照明光源、成像系统等多方面的影响,不可避免地要造成图像的降质。在对这些降质的图像进行改善处理时,可以根据不同的情况、目的,采取不同的算法,从而达到更宜于人眼观察或更有利于计算机后续处理的结果。

635/808双波长低强度照射对术后创口愈合的影响(英文)

本文通过评估635/808双波长低强度激光照射对术后病人创口愈合的影响,以给临床应用提供病例参考。随机选取外科手术治疗的非恶性肿瘤患者60例,试验组和对照组各30例。试验组使用635nm/808nm双波长激光辅助切口治疗,对照组以波长635nm的He-Ne激光辅助治疗。激光器发出两路激光对受试者切口部位进行照射治疗,一路波长为(635±5)nm,光功率密度1～6.5mW/cm2,另外一路波长为(808±5)nm,光功率密度为11～32mW/cm2。激光照射治疗开始于手术结束24h之后,每天一次,每次照射15min,至治疗终点(出院或切口愈合拆线),双波长激光器最大功率密度控制在40mW/cm2以下(可调节),最大能量密度在36J/cm2以下(可调节)。He-Ne激光器输出功率最大为100mW,每天一次,每次照射15min,至治疗终点(出院或切口愈合拆线)。试验表明,635/808双波长低照度照射能够促进创口愈合,治疗效果好于He-Ne激光器。

激光全场衍射计量

传统的接触式测量方式由于接触应力将使得被测件变形,从而产生较大的测量误差。而衍射计量方法在测量缝宽、间隙、微孔直径及全场变形等方面有着高精度、非接触、高效率等优点,在精密检测方面起着不可或缺的作用,其原理简单,效果很好。

通过点运算进行数字图像处理

数字图像处理技术的内容非常丰富,例如图像在生成、获取、传输过程中、受光源、成像系统的影响,不可避免的要造成图像像质的降低,这时就需要图像增强;计算机识别目标时就需要提取目标的形状和结构特征等。这些都可以通过点运算来实现。

基于双光束光源的保偏光纤定轴方法研究

现有保偏光纤侧视成像法多依赖于某特定形貌光强分布,对成像面位置调整要求高、通用性差。为了提高保偏光纤定轴灵敏度、增加方法的通用性、提高定轴稳定性,采用双光束光源取代单光束光源对保偏光纤进行侧视成像的方法,改变了以往通过调整成像面寻找特定形貌光强分布的思路,并进行了理论分析、仿真模拟和实验验证。结果表明,采用双光束光源进行侧视成像时,光强分布成双峰型,选择双峰光强值之和为特征值,建立特征值与偏转角度的对应关系,利用互相关分析可对偏转角进行确定,该方法不仅保持了透镜效应侧视法适用成像面范围广的优点,而且定轴灵敏度平均优于单光束光源侧视成像定轴法11. 88%。该研究具有良好的实用前景。