Hartmann-Shack传感器的探测精度对于评价自适应光学系统的校正能力和光学检测精度都是十分重要的.通过对传感器的平移误差的理论分析和数据仿真来对传感器的系统精度进行研究,确定平移误差的最佳范围为残余像差与理论像差的均方根比值不大于0.5%.这为Hartmann-Shack传感器的装配提供了理论依据和技术指标.

针对单台光电经纬仪目标提取特性短暂失去的情况下设备平稳过渡的问题,详细研究了目标在单台经纬仪中的运动轨迹.利用已有的数据对目标的运动轨迹进行分段最佳多项式逼近与外推,实现设备的平稳过渡.结果表明,此方法可以比较理想地解决目标短时间(2-3s)内丢失情况下的对目标的稳定跟踪问题.

对激光修复LCD板ITO膜的过程及影响因素进行了理论分析和计算.设计并加工出一套激光聚焦系统,由一个用于扩束和压缩发散角的倒置开普勒望远镜和聚焦透镜组成,其聚焦光斑为15μm.优化了调Q基模Nd:YAG激光器的参数,并用其进行了实验研究.结果表明,能修复各种不同厚度的ITO膜,打的孔小于20μm,位置漂移量小于3μm.

研究了具有空间不对称分布的多束相干光的叠加问题.对参考平面上相干光产生的干涉光强分布进行理论推导和数值计算,从理论上定量地分析了多束相干光的波矢量、偏振态对干涉光强分布的影响.模拟结果表明波矢量的改变主要影响干涉光强的空间分布,激光束偏振态的改变主要影响干涉场的对比度.

提出建立在晶体双折射基础上,由晶体延迟片堆组成的光学FIR (Finite Impulse Response) 滤波器设计方法,用以实现任意形状光谱输出.从FIR信号理论出发,建立了光学FIR滤波器数学模型,并分析了它与FIR滤波器的映射关系.在给出"输出反向传递法"来完成其光学实现同时,还以G/M滤波器设计实例证明其优良的光谱特性及角度特性.

在单轴晶体光轴任意取向的情形下应用惠更斯原理导出了非寻常光折射方向的普遍计算公式,给出了确定非寻常光线折射面和折射角的具体解,结合几种熟知的特殊情形进行了简要讨论,揭示了所得到的非寻常光折射方向的普遍计算公式较之斯涅尔定律更具有普遍性,从而为光学系统中各类单轴晶体光学元件的应用提供了一个理论依据.

提出一种新的三维坐标测量方法,该方法基于光栅投影、相移和三角测量等测量方法.与传统的光学测量方法不同,测量系统采用两个CCD相机记录投影光栅,减小了测量误差,提高了测量精度.测量实验结果在各个坐标上的精度分别为±5μm,±5μm,±18.5μm,总体精度优于20μm,证明了该方法的先进性和可行性.

系统采用分光照明方式,设计均匀散射光源,通过图像增强预处理,灰度分析,图像二值化,特征提取与图像识别, 自动分选出表面有缺陷的工件.硬软件包括:光学系统;接收系统;控制电路和Visual C++、汇编语言程序等.系统有效解决了强反射光、复杂表面和随机缺陷带来的检测困难,检测精度可达97.3%.

研制了一种光纤准直器调试装配设备--光纤准直器自动调试装配系统.利用光电探测器来探测光束光斑直径,将数据反馈给执行机构,执行机构再控制光纤头运动到插损最小点,然后封装成光纤准直器.主要讲述了该方案的理论依据和推导过程,并利用试产的准直器检测数据证实该设备的有效性.

用Collins公式研究了均匀球面波通过透镜-光阑分离系统的轴上光强分布.经推导得出焦移解析表达式.在这类光学系统中,光束的焦移可能大于,等于或小于零.分析表明,焦移的大小与菲涅尔数、透镜-光阑的分离程度以及入射波波面曲率半径等因素有关,并得出了消除焦移的条件.

利用Collins公式,研究了余弦-高斯光束通过光阑-透镜分离系统时的轴上光强分布和聚焦特性.研究表明轴上光强分布和相对焦移是光学系统参数、光束参数、菲涅尔数和光阑尺寸的函数.通过选择适当的光学系统和光束参数,焦移现象消失或反转.

针对红外图像低对比度、低信噪比等特点,为提高红外小目标的探测能力,提出一种用于红外小目标预处理方法:在对图像进行热晕消除的基础上,结合空间数字滤波,形态学运算,能量累积及帧间分析等先进技术进行处理,采用大规模可编程门阵列(FPGA)来实现,实时给出高质量的图像信息.仿真证明,该方法是有效的.

采用求解几何光学点列图的办法,针对半导体激光器准直微透镜各种不同的面形误差,用实例分析计算了它们对LD光束准直的影响,从结果可看出中部出现微小偏差的微透镜对LD光束准直效果优于具有其他类型偏差的微透镜,并针对具体情况给微透镜阵列的制作提供参考.

针对红外图像目标边缘的模糊性,为了准确提取目标,提出了基于三次样条插值和灰阶边缘细化的方法,该方法通过对边缘过渡区域及其法线方向信息的处理,使图像边缘精确定位在亚像素级.实验结果表明,该方法能够精确定位目标边缘,优于传统的边缘检测方法.

如何快速有效地实现调焦一直是图像测量中的焦点;基于光学镜头和CCD图像采集技术提出了一种图像式自动调焦系统,并给出了以图像的灰度差分绝对值之和作为图像是否聚焦的判据函数,以及给出了逐步逼近的登山式自动调焦的原理,对该系统进行了实验研究,系统重复精度为8000nm.

欠采样噪声产生分布于整个画面的附加像,给目标识别等应用带来困难.基于信息理论,建立了欠采样噪声的应用分析模型,提出了采样成像系统光电一体化设计方法.通过仿真试验,得出欠采样噪声与光学成像系统参数的关系.理论分析和仿真证明,根据系统互信息量选择光、电系统参数,可以减小欠采样噪声,提高图像质量.

针对现代(智能)交通中的车牌自动识别系统给出了一种快速的车牌定位算法.该算法结合有效的图像预处理增强方法,通过对车牌一维字符特征搜索,能够快速地定位车牌.大量实验结果证明本算法定位速度快(<50ms, PII300),准确率较高(>95%).

利用阴影区域内的点与背景对应点颜色的比值大小,以及该点和汽车的空间位置关系以及汽车的形状有关的特征,提出一种新的基于空间特征的汽车阴影分割方法.该方法不仅适用于汽车与阴影颜色差别明显时的汽车阴影分割,在当两者颜色相近时,也能获得较好的分割效果.实验结果显示了该方法的有效性.

介绍了一种基于位平面上二进制算术编码的小波图像压缩技术.把算术编码方法应用于位平面层次,根据数据的重要性对静止图像经过小波变换以后的量化系数在相应的位平面的数据位进行高效的自适应压缩编码,有效地解决了难以进行概率统计的信源的编码问题.压缩效率高于其他编码方法.

根据某大口径望远镜水平轴系的结构设计方案,利用结构分析软件I-DEAS,建立了结构分析模型,求得了水平轴系前几阶固有频率和振型图.分析结果显示出了水平轴各部分结构振动的强弱分布,为结构的动力学优化设计提供了可靠的依据.提出了次镜支撑的偏置十字型中心结构,该结构具有较高的谐振频率,因此可以用于大口径望远镜中.