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。

自动对焦系统中图像非均匀采样的实验研究

将非均匀采样运用在自动对焦的窗口选择中 ,并进行了实验研究 这种方式可以保持中央的高分辨率 ,并保持较大的视场范围 ,克服了中央选窗时由于成像主体偏离中央引起的误对焦 同时 ,大大减少计算对焦评价函数所需的数据 ,从而加快对焦速度 。

球面绝对检测方法的误差影响分析及实验研究

球面绝对检测方法可以去除参考面面形误差的影响,从而提高了被检面的检测精度。在此高精度的检测中,被检面机构调整误差和环境扰动误差是影响检测结果的两个主要因素。将机构调整误差理解成一种特殊的面形误差,通过这一思路分析了该误差对最终检测结果的影响。为了提高检测精度,根据高阶离焦模型去除了调整误差中的离焦误差,并且设计了一种简易有效的旋转角度控制机构用来控制旋转错位误差。将环境扰动误差看作是随机误差,分析了该误差对三步检测每一步的影响,并采用多次测量取平均的办法减小其影响。基于Zygo干涉仪,使用六自由度高精度调整机构对精度优于λ/40的被检球面进行了绝对检测。绝对检测三步法测得的被检面面形误差的评价值小于单步法的测得结果对应的评价值,各评价值置信概率为0.99的置信区间长度很小,说明采用文中的装置和数据处理方法能实现绝对检测的高重复性和有效性。

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%。

泄漏波导法精确测量薄膜参数的理论和实验研究

对泄漏波导法测量薄膜折射率和厚度的实验方法做了介绍,基于四层介质结构的理论模型,通过严格的电磁场理论推导出了测量方法依据的本征色散方程,并使用了Newton Raphson方法求解复传播常数,保证了测量的精确与快捷 以等离子增强化学气相沉积法生长的SiO2 薄膜为例,对其折射率和厚度进行了测定 实验证明,本文方法与传统方法相比,不仅具有更高的测量精度,而且数据处理更加快捷,完成一片样品测试。

消偏光纤陀螺的理论和实验研究

本文首次在理论上导出消偏型光纤陀螺的零漂和标度因子表达式 ,并得出以下两个结论 :1 )在使用约 40 d B偏振器时 ,导致陀螺漂移的主要因素是强度误差而并不是振幅误差 ;2 )由光学标度因子与各种器件参量关系表明开环解调时陀螺的线性误差较大 .试验样机证明了以上结果 ,并找出减小漂移的方法 .

结合生产线的视觉检测实验系统设计

设计了结合生产线的视觉检测实验系统。首先分析了视觉检测实验系统的构成因素;然后分析了如何构建面向生产线的视觉检测系统的思路与步骤;最后,以药品生产线瓶盖缝隙自动检测设计为例,探讨了构建视觉检测实验系统过程中的一些问题,给出了具体的设计方案与结果。实践效果表明,该设计实验使教学贴近实际应用而提升了学生的学习兴趣,加深了理论知识的理解,锻炼了学生解决工程问题的能力,取得了满意的教学效果。

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。

针对特定场合的图像恢复算法实验研究

介绍了数字图像恢复技术的原理和主要的恢复算法,针对离焦退化、运动退化和高斯退化等不同应用场合,结合各种评价函数分析比较了维纳滤波、约束最小二乘法、Lucy-Richardson和最大熵法在图像恢复中的各自特点。对实际拍摄的离焦模糊图片进行了恢复处理,比较和印证了各算法的特性。总结了各算法在图像恢复中的特点以及各种图像质量评价函数的适用范围。

以应用光学为基础的大学生科研训练

大学生科研训练计划是培养创新型人才的重要措施。以创新教育理念为出发点,以光学工程学科的专业基础课程应用光学为基础,从课程与周边学科的联系中,从教师的高水平科研项目以及地方企业的实际需求中提取原料和课题供给学生从事研究。仅就近两年内先后指导的11项共计40余名学生的SRTP项目为例,指导学生撰写论文和申请专利,有效地开阔了学生的视野,培养了学生的研究能力、创新思维与工程素质,提高了课程的教学质量,对其它专业基础课程建设具有借鉴意义。

彩电标准白场快速建立方法及计量仪器的研究

彩电和彩显颜色复现性能与其复现的标准白场颜色密切相关。考核彩电和彩显的颜色复现能力 ,主要是考核其复现的白场颜色与标准白场颜色的色偏差。标准白场同时也是校准各类彩色分析仪和白平衡仪的标准。介绍了光谱法测色仪和积分法测色仪 ,以及如何结合这两种仪器 ,测量并调节彩电白场颜色 。

生物组织光热响应及其实验研究

基于激光与生物组织相互作用机理,概述了生物组织的光热响应过程。在此基础上对光热响应所建立的温度场的常用测量技术进行比较,并分别用热电偶和热成像设备进行实验测量。研究结果不仅具有重要的参考价值,对指导临床也有一定的意义。

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。

颜色技术原理及在印染中的应用(十三) 第九篇 分光光度测色仪器

物理分光光度测色方法主要有机械扫描式和电子扫描式两大类。机械扫描式分光光度测色仪属传统方法,精度虽高但速度慢;电子扫描式分光光度测色仪则速度快、效率高,因而更适于工业应用。

透射式光热偏转技术实验装置的建立及应用

应用透射式的光热偏转光谱技术 ,建立了一套实验装置。应用这套实验装置 ,测量了 5 2 0 nm～ 5 5 5 nm(Ti O2 +Zr O2 ) /Si O2 多层高反膜的激光损伤情况。实验结果表明透射式的光热偏转技术是一种非常灵敏的热波探测技术 ,即使在小功率的泵浦能量条件下 。

利用光镊系统实现纳米加工的理论和实验研究

阐述光镊形成的基本原理,利用几何光学和动量守恒定律对激光势阱中约10μm大小的高强度微粒子(如:金刚石、碳化硅、石英等)受力进行分析。同时建立了实验装置,通过操纵微粒子的运动,实现对硅表面的纳米加工,并通过实验比较,定性分析最佳加工条件(如:激光功率和加工基底参数)。

自适应双重点阵DOT图像重建

引入无网格方法替代传统有限元方法(FEM),求解弥散光学层析成像(DOT)正问题,避免了FEM需要人工根据实际形状生成和调整网格的繁琐过程.优化形函数及各项参数,得到精确解.在求解逆问题时引入第2重较稀疏自适应点阵,能够根据重建迭代过程中的结果自适应调整分布和密度,一方面较大限度地减少了计算消耗,提高计算速度,另一方面抑制了问题的病态性,能够得到更鲁棒的结果.逆问题二维仿真实验表明,在噪声抑制、图像分辨率、网格依赖性方面该方法均优于传统方法.三维仿真实验和实物体模实验结果进一步体现了该方法的优势.

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。

低噪声、高增益的L-band EDFA的实验研究

针对传统的LbandEDFA的工作效率低,提出了一种基于单根光纤光栅、泵浦分配、两段级联的EDFA的新结构,其中的光纤光栅用来反射无用的后向CbandASE系统地研究了泵浦比例和光纤光栅波长对增益噪声指数的影响关系最后经实验验证,得到了低噪声、高增益的Lband的EDFA其在输入信号光(1570nm)功率为-30dBm及泵浦功率为70mW时,增益为22.26dB,增益噪声指数为4.

基于工业生产设备表面缺陷检测的实验设计

构建了工业自动化生产设备表面缺陷检测框架,包括机械结构、照明设备、成像设备及处理算法、控制卡及软件集成模块,分析了框架各模块的作用和相互联系,面向生产线检测任务,建立系统化思维框架。以电路板表面缺陷检测应用为实例,开展了具体的缺陷检测实验,针对咖啡色电路板线路缺陷检测问题,利用局部阈值增强的二值化图像算法完成了缺陷区域检测,并实现了软件并行加速优化。实践结果表明,工程实践教学模式能够激发学生的学习兴趣,加深理论知识理解,提高动手实践能力,取得了良好的教学效果。