面向信息工程(光电)专业的几何光学教学

几何光学是信息工程(光电)专业的学生所面临的第一门专业基础课程。本文以培养学生的工程素质为出发点,探讨了几何光学教学的有关问题。作者在该课程的教学中结合工程实际的需要,向学生提出实际课题, 引导学生主动地学习,在现有资源的基础上寻找解决问题的正确方向,以团队合作的方式积极参与科研开发,描述自己的方案并与其他小组讨论。实践证明,这种教学方式在培养学生学习与发展的能力、分析问题与创造性地解决工程问题的能力等方面具有积极作用。

光学虚拟实验室中典型光路调试的仿真实现

在Visual Studio2005下,将面向对象的方法应用于虚拟器材建模,基于C#编写"事件驱动"型应用程序以仿真各种实验场景和实验状态。通过操作鼠标和键盘,可以进行使激光光束平行于工作台面、使激光光束的主光线通过透镜光学面中心、使针孔位于扩束镜后焦点处,基于剪切干涉法使透过准直透镜的激光为平行光、使光栅光谱仪中的光栅位于与光轴垂直的平面内并且栅线平行于狭缝5种典型光路的交互式实时虚拟调试。这种所见即所得的虚拟实验方式无需真实实验设备支撑,有助于增强感性认识,加深对光学基础理论的理解。

“浙江大学光电科学与工程学院建院70周年”纪念专辑前言

浙江大学光电科学与工程学院由原浙江大学光学仪器专业发展而来,始建于1952年,由光学专家王大院土等发起创办,是我国高校中最早进行光学工程人才培养的单位,1960年率先成立国内高校光学仪器工程学系,1978年国内高校首批恢复光学仪器硕土点及博士点,1985年建立国内首批仪器仪表博士后流动站,1989年建立现代光学仪器国家重点实验室,1994年建立国家光学仪器工程技术研究中心,2015年成立光电科学与工程学院。

雌雄蚕卵光电自动分选仪器的基本结构设计与工作原理分析

依据雄蚕品种和限性卵色蚕品种不同性别的卵色差别,实现雌雄蚕卵全部存活的前提下自动、快速、准确分离。应用光电识别等原理设计的雌雄蚕卵分选仪器通过单通道光电计数控量供卵、多通道分流和转盘斜刮排序等技术,使蚕卵整齐有适当间距地排列成辐射状的48路,形成同时运行的48个单元,经可编程颜色传感器检测识别后,通过电磁分离器分选,将雌雄蚕卵分离。该雌雄蚕卵自动分选仪器的基本结构设计与工作原理可实现预期目标:不损伤雌蚕卵,使雌雄蚕卵都能存活;分选效率高,设计分卵速度达12万粒/h,准确率超过95%。

基于虚拟仪器的LED光电参数测试系统

在LED产业飞速发展的今天,LED的光学、色度学和电学参数的精确测试对于提高LED的产品质量、满足市场需求具有重要的意义。研究和分析了LED光学色度学电学参数标准化测量的原理、要求及实现方法,并据此设计并实现了光电算一体化的测试系统,使用NI USB6210数据采集卡在虚拟仪器平台上完成了数据采集、算法设计、界面设计的任务,能够根据所测光谱较好地实现对LED峰值波长、峰值波长半宽度、质心波长、色品坐标、纯度、相关色温、正向电压/电流等参数的综合测试。本系统具有界面简洁、算法可靠、结果稳定的优点,使用该系统分别测得五种单色LED的各项参数,测试结果的平均误差小于3%,可见其测试效果较理想,具有较好的一致性。

基于光学信息处理的交互式电子白板

将面阵电荷耦合器件(CCD)用于探测和跟踪指点特殊光点的位置,基于windows编程的应用软件建立了基于大屏幕显示的新型人机交互设备———“交互式电子白板”.利用视频同步信号分离的专门芯片以及处理用数字电路,通过对面阵CCD输出的全电视信号进行预处理以及逻辑时序运算可以得到光点像在CCD像面上的位置;通过坐标转换可以将得到的光点在CCD像面上的坐标转换为显示屏幕上的坐标;在应用软件支持下,可对计算机进行操作.实验结果表明,在特定指点笔的操作下,可以使任意的显示大屏幕转变为具有电子书写板和触控功能的虚拟大型触摸屏.

颜色技术原理及在印染中的应用(十四) 第十一篇 光电积分式测色仪器及荧光材料的颜色测量

光电积分式测色仪器通过色度探测器对被测颜色光谱能量进行积分测量,直接获得目标的三刺激值,如色度计和色差计等,已被广泛应用于工业实践。荧光材料已渗透到人们生产和生活的各个方面,其颜色测量的方法具有特殊性,文中对其作了系统的分析和讨论。

建设《光信息综合实验》课程,培养创新型人才

培养既有扎实的理论基础,又有实际动手能力和创新精神的新型人才是21世纪人才培养的重点.实 验教学是训练学生基本实验技能、扩大知识面,培养学生具有解决实际问题的综合能力和创新精神的重要环节.本 文简要介绍《光信息综合实验》课程建设的探索和实践.

共焦生物芯片扫描系统的光学信息量

从光学信息量的表达式出发,研究了激光光斑尺寸和探测器小孔尺寸对共焦生物芯片扫描系统的扫描分辨率及信噪比的影响,并定量分析了在获取生物芯片图像过程中,共焦扫描系统的扫描分辨率和信噪比对光学信息量的制约关系.结果表明,为了获得尽可能大的光学信息量,必须保证激光光斑尺寸小于系统的扫描分辨率,并根据激光光斑尺寸合理地选择共焦扫描系统的扫描分辨率和探测器小孔尺寸.理论分析和实验结果表明,当扫描分辨率大于扫描激光光斑的1.2倍,且探测器小孔尺寸为扫描激光光斑的1.5- 2.0倍时,系统的光学信息量较大.

光学系统偏振像差的实验分析

为了验证高数值孔径、大入射角、宽光谱的空间光学系统中偏振像差的存在,在激光数字波面干涉仪上对偏振像差进行了实验研究并做了数据分析。论述了偏振像差的两种计算方法,即偏振像差函数的二次扩展式和偏振光线追迹。用软件对激光数字波面干涉仪光学系统分别进行普通光线追迹和偏振光线追迹,PV值增加了33.59%。然后在该系统上对偏振像差进行了实验研究,PV值增加了34.48%。可以看出二者基本吻合。第一次在激光数字波面干涉仪上模拟了空间光学系统,并通过实验证实了改变入射光的偏振态可以改变系统的偏振像差。将实验测得的结果和软件模拟的结果比较后证实了光学系统中偏振像差的存在。

第5届现代光学企业国际交流会

第5届现代光学企业国际交流会于2006年11月16-17日在浙江大学召开。作为—个由中、日、韩共同发起的学术机构，现代光学企业国际交流会以日本企业为中心，每年邀请日本、韩国以及中国的光学元器件制造厂商及相关大学、研究所，交流光学领域的国际新技术及光学制造业的最新动向信息，畅谈对未束发展的意见。会议每年举行一次，本次会议是现代光学企业会成立来的第5次。此次会议主办单位为现代光学企业会，承办单位为浙江大学现代光学仪器国家重点实验室、杭州科汀光学技术有限公司和日本株式会社光驰（Optorun），

浙江大学应用光学课程的发展和改革

本课程在教学理念上强调了对学生工程素质和自主学习能力的培养,教学方法和教学手段在大力采用现代信息技术的基础上更重视教学双方人的因素,采用研究型教学将科研与教学紧密结合,实践环节采用了科研模式和学生自我评价机制,充分利用学校内光学工程的学科优势来培养高素质人才。通过改革,课程的教学效果得到显著的提升,注入了与当今社会发展和科技进步相适应的内涵。

薄膜滤光片的光学稳定性研究

薄膜滤光片中心波长的稳定性是非常重要的参量 .这不仅取决于膜层的聚集密度 ,而且与薄膜材料和基板的折射率温度系数及线性膨胀系数有着紧密的关系 .本文根据滤光片的实验参量 ,分析计算了它们对滤光片中心波长漂移影响的大小 。

光学自由曲面面形检测技术

光学自由曲面因其表面自由度较大,可以针对性地提供或矫正不同的轴上或轴外像差,同时满足现代光学系统高性能、轻量化和微型化的要求,逐渐成为现代光学工程领域的热点。自由曲面的检测技术已经成为制约其应用的最重要因素,而目前精密光学自由曲面的检测手段仍然沿用非球面检测方法。本文回顾了近年来的自由曲面检测发展历程,对目前主流的非接触式检测方法(微透镜阵列法,结构光三维检测法,相干层析术,干涉检测法)进行了重点介绍;总结了非球面检测方法运用到自由曲面检测中的技术难点,同时结合这些技术难点,展望了自由曲面检测的未来发展新趋势,主要集中在非旋转对称像差的动态补偿、分区域像差的回程误差校准及子孔径拼接技术。

用透过率测试曲线确定半导体薄膜的光学常数和厚度

介绍了一种简单而准确地确定薄膜光学常数和厚度的方法 .借助于Forouhi Bloomer物理模型 ,用改进的单纯形法拟合分光光度计透过率测试曲线 ,获得半导体薄膜的光学常数和厚度 .对射频磁控溅射和直流反应溅射制备的玻璃基板上的α Si和ZnO薄膜进行了实验 ,拟合的理论曲线和实验曲线吻合得非常好 .计算得到的结果与文献报道的结果和台阶仪的测量结果一致 ,误差小于 4 % .该方法对无定形或多晶的半导体薄膜都适用 ,也可以用于计算厚度较薄的薄膜 .

光学系统杂散光分析

杂散光是光学系统中所有非正常传输光的总称,杂散光对光学系统性能的影响因系统不同而变化。因此,在现代光学设计中,杂散光分析成为光学设计工作中的一个重要环节。杂散光产生的原因比较复杂,讨论了漏光和透射面残余反射引起的杂散光,针对漏光杂散光给出了高密度取样的分析方法,对于残余反射的杂散光建立了带能量因子的光线光学模型和光线二叉树的数据结构,在保证计算精度的同时减少了计算时间。对一个卡塞格林光学系统进行了漏光杂散光分析和光学表面残余反射杂散光的近轴与实际光线分析,得到减少杂散光的措施,达到了杂散光分析的目的。

OCT系统中基于快速扫描光学延迟线的色散补偿

分析了光学相干层析成像(Optical Coherence Temography,OCT)系统中色散失配对系统纵向分辨率的影响,详细阐述了快速扫描光学延迟线(Rapid Scanning Optical Delay Line,RSOD)的色散性质,提出并采用基于RSOD的色散补偿方法,实验验证了这种色散补偿方法能够实现OCT系统的纵向分辨率接近于理论值,并因此得到了高质量的OCT图像.

全景光学环带凝视成像技术

提出一种无需转动镜头,一次性瞬时完成周围360°目标成像的全景光学环带凝视成像技术。该技术采用平面圆柱投影方法,可实现超半球成像。分析了全景环形透镜PA L的成像特性,给出全景光学设计实例,利用所完成的原理样机实现了动态全景数字图像处理。成像结果表明该技术在管道测量、医用内窥检查、全景监控、周视监测等领域具有广阔的应用前景。

基于3DS MAX信息源的体三维显示技术

为了在真实的体积空间内重建三维图像,利用高速旋转的发光二极管(LED)面阵列作为显示媒介,以PIC单片机为核心组成控制电路建立了体三维显示系统.采用数字图像处理方法从3DS MAX软件的三维模型中获取离散的特征点信息,以光电触发器提供的外部中断信号为同步信号,单片机向数据存储器和LED专用驱动芯片提供控制信号和工作时序,驱动LED发光,逐行显示获得的二维图像序列.由于人眼的视觉暂留特性,快速显示的二维图像序列被感知为一幅连续的三维图像.再现的三维图像无需辅助设备就可在0°～360°内任意观察,并真实地体现了源图像的三维特性.

从几何光学研究负折射率透镜的有限尺寸效应(英文)

从几何光学理论证明了 ,在左手系材料 (负折率材料 )透镜中存在完善聚焦的概念。当该透镜的尺寸可以认为是无穷大时 ,该透镜是无几何像差透镜。进一步考虑了有限透镜孔径对成像面上成像质量的影响 ,模拟结果表明 :成像面上亮度对比度分布不均匀 ;且随着透镜孔径大小与厚度的比值减小 ,像的对比度将会增加。