根据射频放电中电流连续性方程、稳态时电子数密度的连续性方程以及电子的能量平衡方程,建立了气体放电氧碘激光器中α型射频放电等离子体的理论模型,通过数值求解得到了射频放电等离子体中电场、电子数密度的空间分布,分析了放电参数对放电特性的影响.结果表明采用频率高的射频放电会使放电空间电场降低,电子数密度增加,从而有利于单重氧的生成,为提高气体放电中单重氧的产率提供了理论依据.

推导了复变量双曲余弦平方-高斯光束(EchSGB)被无光阑透镜聚焦后的轴上光强分布公式,在此基础上通过数值计算和分析发现,EchSGB只有在远距离照明条件下才存在焦开关现象.焦点跃变位置随光束参数和对应高斯光束的菲涅尔数不同而变化,得到了EchSGB在平顶情形下产生焦开关的相对入射距离为11.13,表明在远距离照明和无光阑透镜精密调焦时,对于EchSGB要考虑焦开关现象的影响.

分析了轧辊材料在温度发生变化时对激光吸收系数的影响和毛化加工时各种工艺参数对毛化点的影响.针对Diamond K-50射频激励CO2激光器对轧辊毛化的实验,分析了激光脉冲宽度、重复频率以及毛化扫描速度等参数对毛化点的大小和椭圆度的影响,其中激光脉冲宽度与毛化点大小成线性关系,在脉宽为50～400μs时,毛化点椭圆短轴直径可达90～260μm,满足所需要的毛化加工要求.

分析了人眼视觉和基于假彩色的NRL方法,并将其扩展应用到中波/长波双波段红外图像融合处理中.该方法以双波段红外图像不同的目标响应特征为基础,对RGB三通道分别赋值融合,给出了仿真实验的结果.利用熵和交叉熵等统计参量对多种融合方法的性能进行了定量的评价和比较,实验结果表明基于假彩色的红外双波段图像融合技术简单有效,有利于实时处理.

多级树集合分裂算法是一种简单有效的嵌入式零树编码算法,但它需要多次重复运算,复杂程度高,降低了编码效率.针对该算法的不足,提出了一种改进的多级树集合分裂算法,在相同的小波变换条件下,通过增加零树深度,减少了表示位置信息的系数,提高了表示有效系数的信息,该算法改变了原来的扫描顺序,便于并行处理.实验表明在压缩性能相同的情况下,提高了编码效率.

转镜相机像面设计中,基于传统代替圆理论的设计存在原理性误差,而通过综合考虑几种代替圆理论衍生出来的最佳设计理论会出现圆心不重合、转镜中心点偏离坐标中心等问题,对加工和装配的要求高.在数字像面设计中,把转镜旋转中心点设为坐标中心,推导出每个传感器成像像面坐标和像面边缘离焦量方程,从模拟结果可以看出,转镜扫描时形成了Pascal蜗线,且每个像面又单独为一条直线,符合高速转镜原理和本文计算理论的结论.可为像面定位、工作角、倾斜角选取提供依据.

应用傅里叶变换轮廓术测量物体三维面形时,当被测物体形状复杂或是被噪声严重污染时,导致频谱分布展宽,发生频谱混叠现象,基频提取困难,无法准确恢复物体的三维面型.提出了基于小波分解的傅里叶变换轮廓术,采用小波变换的方法对变形条纹图进行二维多尺度分解,重构被测物的背景图像,滤出图像的零频成分,得到相对变形条纹.运用小波变换与傅里叶变换轮廓术相结合的方法,只需拍摄一幅变形条纹图,将被测物体与背景分离,不受背景成分的影响,且易于基频信息的提取,降低了对滤波器的要求.实验证明该方法较好地防止了频谱的混叠问题,提高了测量范围与解相精度.

针对在无线射频识别(RFID)卡生产过程中会采用不同材质或不同颜色的柔性基板的情况,提出了一种利用CCD扫描图像灰度均值作为反馈信号来控制光源光强进行自动调节的方法,以获取不同柔性基板的高质量的特征标志线图像.给出了用FPGA实现该技术的方法,介绍了使用QuartusⅡ设计的光强自动调节电路的各个功能模块,给出了仿真验证结果,并在实验平台上对RFID柔性基板进行了实际的应用测试.该技术已成功应用在RFID卡封装设备的自动纠偏控制系统中,运作良好.

通过冲击摆实验,测量了激光推力器在不同气体工质(氩气,氦气)、不同工作压力条件下的冲量耦合系数,比较了不同气体对激光推力器冲量耦合系数的影响.实验结果表明:冲量耦合系数随着环境压力的下降而下降,并且下降趋势越来越快;在氩气中测量的冲量耦合系数比氦气的高;实验产生误差的主要因素是摆角的测量误差.

水下光电对空成像失真现象,主要包括位置畸变和灰度衰减两部分,在分析成像过程的基础上,分别推导出了畸变校正数学模型和灰度校正数学模型.采用双线性插值法来处理空间变换后的灰度插值问题,最终实现了灰度校正和畸变校正的同步.设计了以标准网格为目标靶面的实验来采集匹配点的信息以获取校正模型的相关参数.实验表明本方法能较好地还原出图像的真实信息,对图像失真校正具有较好的实用性.

直接运用变系数高阶非线性薛定谔方程的精确2-孤子解,来研究在孤子控制下两个飞秒光孤子间的相互作用,讨论了邻近孤子的稳定性.结果表明联合控制群速度色散分布,三阶色散分布和非线性分布能抑制两个飞秒光孤子间的相互作用,而且能避免孤子超前或滞后,在特定的孤子控制系统下,两个飞秒光孤子有良好的稳定性.

利用Hermite-Gauss函数、模式干涉理论以及电场矢量线性叠加方法,分析了高阶模经光纤Mach-Zehnder干涉仪后的输出光场的空间干涉现象,得出了两个高阶模之间干涉光场的公式,计算出了双模光纤中各模式之间空间干涉的光场.数值仿真结果表明二阶模之间的干涉光场是两个相同的圆形光斑,而基模和二阶模之间的干涉光场是两个不等大的圆形光斑.

利用松弛迭代法数值求解分段抽运方式下光纤激光器的稳态速率方程组,提出了基于遗传算法对分段抽运的功率大小和光纤长度进行同时优化的方法从而实现了最佳温度分布,分析比较了双端抽运和多段抽运方式下的最佳光纤长度,最高工作温度和效率,研究表明,分段抽运方式较双端抽运方式,一方面最高工作温度大大降低并具有更为平坦的温度分布,另一方面由于最佳光纤长度的增加使得信号光衰减变大,从而导致效率略有下降.

实际测量输出光强度随时间变化的随机过程是一个慢过程.将光衰减过程分为固定衰减和可变衰减两部分,设计制作了一种实时监控系统,通过调节自动反馈控制可变衰减器,使得末端固定衰减器的输出脉冲中,单光子脉冲出现的概率等于17.6%,多光子脉冲出现的概率低于2%,保持平均光子输出速率波动不大于0.1%,为量子密码术提供了稳定的准单光子源.

阐述了一种由2×2耦合器和3×3耦合器构成的光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZI),推导了干涉仪三个输出端光功率的表达式.由于光纤本身的特性,光纤构成的MZI容易受到外界环境的影响,针对这一问题,采用了一种平衡检测相位补偿方法.该方法是通过两个PIN分别对3×3耦合器两路光信号进行接收,并对两路光信号进行差动放大.实验表明该方法可以很好地消除外界环境对MZI干涉效果的影响.

针对透雾连续变焦光学系统的特点,介绍了一种大口径、长焦距、透雾连续变焦光学系统的结构形式选择、系统中各组分相对孔径及初始结构的选取、像差平衡的方法.运用该方法设计的应用于某光电探测设备可见光通道的透雾连续变焦光学系统具有像质好、结构合理、加工装调的工艺性好等优点.

针对双目显示器对双目视场对准的要求,设计了用摄像机代替人眼捕捉图像并进行偏差分析的系统,介绍了系统检测原理、系统结构及系统的软件设计.使用MSComm控键实现了串口通信,给出了较为客观和准确的偏差数据,为生产调试人员提供了参考.

论述了一种典型隐形防伪二维码识读系统的光学设计方法.设计合理利用反光镜折断光路减小检测面法线方向光学长度,使得系统总体紧凑协调,同时保证了图像处理所要求的高质量成像要求,这种设计的优点对大检测面场合尤其显著.最后通过实例分析给出了清晰的设计计算过程,计算结果满足初始的设计需求.该设计方法已应用到防伪二维码识别产品中,对其他类似的证件专用识读系统(OCR阅读系统)有参考价值.

介绍了天体角度射电信标电磁波辐射特性和射电测量装置的组成,研究并选择了射电信标跟踪测量模式,进行了圆锥扫描天线系统设计,完成了接收机系统设计及灵敏度计算.在此基础上,进行了测天试验,实测结果表明:天体角度测量装置的最高测角精度达到了5.2",最差测角精度不超过29.7".

为了检验和优化被动测距系统的设计,利用傅里叶光学理论设计并实现了一种数字图像生成模块,在给定光学系统参数条件下,模拟得到了系统的光学传递函数、点扩散函数等重要特性,在两种不同的光电被动测距方案下对该系统进行了系统仿真实验,实验结果验证了模块设计的合理性.

硫属玻璃是具有优良红外透过性质的光学材料.为了便于硫属玻璃系统的研究和设计,采用现有的玻璃性质计算理论,运用Delphi语言编程设计实现了硫属玻璃的物理性质计算及配方设计程序.

大功率激光器中由增益介质热畸变产生热透镜效应,导致激光器的性能下降.采用基于MEMS技术加工的微变形反射镜作为激光器谐振腔的一部分,能实时补偿热透镜效应,提高激光器的输出功率.推导了热畸变与微变形镜镜面形变量、反射镜驱动单元上电压的关系并进行了实验.实验结果表明,在初始功率为287 mW、383 mW、482 mW和800 mW的情况下使用微变形镜进行补偿,可以将功率提高到437 mW、710 mW、894 mW和993 mW,在理论和实验上证明了使用微变形镜可以改善激光器腔内热畸变.

根据双目视差原理,介绍了液晶自动立体显示技术的基本理论,讨论了当前主要的液晶自动立体显示技术,分析了各种技术的实现方式和技术特点.通过对比几种新型液晶自动立体显示器的内外部参数,总结了目前国内外液晶自动立体显示技术的发展水平,指出了今后主要的发展趋势.