使用太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)对基于超常光学透射现象的铝质亚波长圆孔阵列和牛眼结构进行了实验研究。实验中,使用包含0.1～2.7 THz的入射脉冲,观察到了明显的滤波效应,且滤波峰的中心频率恰好为两种结构所设计的0.53 THz。太赫兹波的高频部分,尤其是高于1 THz的部分发生了急剧地衰减。随着大样品中圆孔数量的增加,由于更加明显的周期性,滤波峰的中心漂移到0.26 THz。使用表面等离子体激元(SPPs)的相关理论以及运用有限元算法(FEM)对实验中观察到的超常光学透射现象和滤波效应进行模拟和分析，模拟的结果与实验数据吻合得非常好。

研究分布式光纤振动传感技术及光纤振动信号的模式识别技术。通过M-Z干涉原理实现对振动信号的检测,通过信号双向时延定位技术实现光纤振动信号的定位。运用不同的数学方法对光纤振动信号进行分析,找出不同事件产生的振动信号的特征信息,并运用MATLAB进行仿真分析。通过仿真分析,证实了系统能找到挖掘机、车辆及人员走动的特征参数,从而能将这三种不同的事件区分开来。

针对球面光学元件的特点,以及自动检测的需要,提出了环形扫描的检测方法。设计了扫描方案并搭建了实验平台,分析了扫描速度对图像拼接的影响,以及所选光源数目对成像质量的影响。通过实验证明:对口径为20 mm,曲率半径为50 mm的透镜选取40 mm/s的扫描速度,以及三个LED光源照明,可以达到检测的要求。通过GUI参数界面的编写,可以很好地解决不同曲率半径及口径的检测问题。

针对现有的炸点探测设备中存在的灵敏度低、对探测环境要求高等问题,提出了红外炸点探测装置的传感器选择、电路设计以及结构设计三个方面改进的方法,以此对红外炸点探测装置的性能进行提高。最后通过实验验证并得出结论:通过以上三方面对探测系统进行改进,探测性能得到显著提高。

介绍一种基于双二维PSD实现大长度宽范围直线导轨俯仰角、偏摆角以及空间二维直线度等四个自由度在线测量的新型方法,对其测量原理进行了分析和论证,并建立了求取长直导轨俯仰角、偏摆角的数学模型和基于激光空间偏角修正基础上的二维直线度的数学模型;讨论了影响测量过程的各种因素,提出了消除其影响所应采取的措施。该测量方法提高了长直导轨直线度的测量精度和效率。

为了获取水稻光谱的有效特征信息,选取健康的TN1#水稻幼苗为研究对象,利用由液晶可调谐滤波器、单色CMOS相机与计算机控制软件组成的多光谱图像采集系统,获取健康水稻幼苗的20个可见光通道的多光谱图像。在此基础上,采用多光谱图像的平均灰度值,通过波段选择的指数方法计算出各通道的波段指数并加以排序,选出波段指数较大的10个通道,目的是探讨能有效反映出水稻特征光谱信息的特征波段。实验结果表明,用波段选择的指数方法提取多光谱图像的特征波段,能快速获取水稻的叶片信息。通道475 nm、500 nm、530 nm、545 nm、550 nm、520 nm、560 nm、630 nm、660 nm、720 nm能更好地反映出水稻特征光谱信息,可作为水稻的有效特征信息通道。

随着国内电子工业的快速发展以及集成电路的广泛应用,印制电路板(PCB)的各项精度要求越来越高。介绍了一种基于机器视觉的嵌入式定位冲孔系统的设计方案,该方案通过快速Hough变换算法进行图像圆心定位,采用S3C6410芯片为主控芯片控制数字视频解码芯片TVP5150对CCD摄像头进行图像数据采集及处理,最后驱动SH2024B2和SH2046M型步进电机定位与冲孔。经过现场整机测试,该机的各项性能指标均达到了预期设计目标。

红外场景仿真系统的成像质量关系着仿真实验的质量。对红外场景生成装置的主要技术指标进行测评,主要包括时间特性、空间分辨率、空间均匀性、几何畸变等,这些指标可以全面反映仿真系统的技术性能。为了在实际应用过程中迅速、简洁地确定仿真系统的最佳工作状态,提出了一种客观评价算法,通过采用标准红外成像设备对仿真系统进行探测成像,与场景生成器所仿真的实物场景进行对比,实现对场景仿真系统的定性评价和标定。实际应用表明,该方法便于每次使用之前进行系统标定,可以快速、便捷确定仿真系统的最优工作状态。

为增加手机摄像头的应用范围,设计了一种视场角达到180°的鱼眼镜头。用附加镜头的方法可使手机摄像头获得鱼眼拍照效果。使用Zemax光学设计软件,采用“负-负-正”三片式反摄远型镜头结构,设计出了一款无焦的鱼眼附加镜头。镜头参数根据主流手机摄像头而定。根据该设计加工出的镜头体积小,携带方便,安装简易,操作方便,可以增加手机摄像头的娱乐效果和应用范围,达到了预期效果。

基于微分散射测量原理,设计了一种计算机自动控制微分测量系统,利用该系统最终能够得到散射样品表面的空间分布情况。该方法不仅能了解样片表面微观特征,而且采用了自控测量系统。微分散射自控测量系统能够减少操控繁琐的步骤并且重复性较好,经验证测量系统的最小可探测光功率可达1.628×10-6 mW,测量的最大误差在±1%范围内。

谐波检测算法是有源电力滤波器的重点研究内容,算法的好坏直接影响有源电力滤波器的谐波检测及补偿效果。分析了三相瞬时功率理论并推导基于该理论的ip－iq谐波电流检测算法,在MATLAB/Simulink平台上建立了基于该算法的三相并联型有源电力滤波器的谐波检测模型,再结合滞环比较控制方式以及逆变电路,构建了有源电力滤波器的整体仿真模型,通过动态仿真对谐波检测、跟踪及补偿效果进行验证,结果证明该算法谐波检测效果良好,基于该算法的有源电力滤波器谐波补偿效果良好。

为分析光波入射到非磁性光学界面时磁场量H的变化,根据电场量E、H、波矢k之间的关系推导了光波在非磁性光学界面上磁场量H的s分量的反射系数rHs、透射系数tHs和p分量的反射系数rHp和透射系数tHp的表达式,即得出非磁性光学界面上磁场量H的菲涅耳公式。这些公式等价于非磁性光学界面上电场量E的菲涅耳公式。rHs等于电场量E的p分量的反射系数rEp;而rHp等于电场量E的s分量的反射系数rEs。利用rHp和rHs解释了光波在非磁性光学界面上折射和反射时出现的π位相跃变效应和布儒斯特效应等重要现象。

由于激光技术的广泛应用和不断发展,对高斯光束的研究及测量成为一个重要内容。高斯光束横向光强分布的特性直接关系到激光的应用,因此从高斯光束横向光强分布特性的研究出发,采用小孔扫描法和CCD数据采集法测量高斯光束横向光强分布,然后把实验测量的光强分布数据通过图像处理程序绘制成光强分布曲线并与理论的高斯分布曲线进行拟合对比。结果显示实验测得的高斯光束的横向光强分布与理论高斯分布吻合,证实了高斯光束的横向光强分布遵守高斯函数。

为了减少检测的误差,提高检测结果精确度,评定LED路灯光通量的不确定度,分析了用分布光度计法测量LED路灯光通量的影响因素,建立数学模型对测量不确定度进行评定,并计算出A类、不确定度,最终给出测试结果的不确定度报告。相对扩展不确定度评定结果为4.13%,置信概率P为99%。结果表明,光谱辐射计的测量误差和标准灯的不确定度所产生的测量不确定度影响因素最大。

Veeco NT3300表面轮廓仪是基于白光干涉原理的一种非接触测量设备,它的垂直扫描干涉模式可以实现对物体表面形貌的非接触测量。在利用垂直扫描干涉模式对光刻胶形成的透明台阶测量时,设置不同的测量参数会导致较大的测量误差,通过对垂直扫描干涉模式的原理和测量系统的分析,找到了误差产生的原因,并通过合理的测量参数的设置,实现了对透明台阶的准确测量,满足了应用需求。

为了满足光谱仪数据采集显示一体化、操作控制智能化的要求,提出了一种基于Android系统的微型光谱仪数据传输及图形化显示的设计方案。该方案是在Android系统平台上进行光谱仪数据采集与嵌入式设备间的串口通信,将采集得到的数据以光谱图的形式显示,并支持数据及图片的保存功能。实验结果表明,该光谱仪可以在Android系统下以115 200 bit/s的速度高效采集光谱数据,实时地将数据以光谱图的形式显示出来,并支持数据保存及读取的操作。

针对当前陷波滤光片设计方法中,因需要大量薄层和折射率连续渐变而导致的制作难度较高的问题,介绍了一种陷波滤光片的类褶皱膜系设计方法。此方法中,每层薄膜的层内折射率不变,层间折射率呈离散型渐变,每层为1个光学厚度,膜系模拟计算的光谱很好,并可降低制造工艺难度。给出了膜系的基本结构形式,并分析了其中各参数对陷波滤光片光谱的影响,指出了参数变化对光谱影响的基本规律。通过对典型膜系设计,模拟分析了膜厚偏差和折射率偏差对光谱的影响。结果表明,膜系对膜厚偏差更加敏感,为膜系镀制工艺中的误差控制提供了理论依据。