根据交流发光二极管(AC-LED)的工作特征,提出了一种简单而精准的AC-LED结温测量方法:开启电压法。通过理论分析和实验发现,AC-LED的开启电压会随着结温的上升而下降,且两者之间有良好的线性关系,从而确认将开启电压作为温度变化参数来间接测量AC-LED的结温。实验表明,开启电压法测量结温的重复性最大误差为2.0 ℃,热阻重复性最大误差为0.6 ℃/W。经过对比分析,开启电压法得到热阻值比参考脉冲法更接近真实值。

为了提高激光三角测量系统的精度,减小待测表面倾斜对测量结果的影响,针对具有某种具体表面特性的待测表面,提出了一种表面倾斜校正算法。该算法采用对不同的倾斜角度所产生的偏差与倾斜角度建立一个函数库,对该函数库进行曲线拟合,产生一条标准倾斜角度误差曲线,根据该曲线及待测表面的倾斜角度对测量结果进行校正。实验结果表明:该算法可以将待测表面倾斜引起的测量误差减小到原来的1/5,最终可以将此测量误差控制在±10 μm以内,对不规则表面的测量具有较好的实用价值。

为了更准确了解桥梁结构变化情况,提出了一种新的检测方法。采用串联式组网方法,用光纤Bragg光栅(FBG)表面式应变传感器,对大桥左线衬砌裂缝及其长期变形进行监测。对裂缝存在区域的20个监测断面进行近一年的监测结果表明,对温度(测量记录最大温差6.4 ℃)进行补偿后,光纤Bragg光栅应变传感器的应变在正常范围内,表明在监测期桥梁结构稳定无异常变化。

报道了一种新型的纳米-微米复合的蓝宝石图形化衬底,采用dip-coating的方法在微米级SiO2半球阵列表面静电自组装一层SiO2纳米球,形成了适合纳米范围选择性生长的区域。研究发现,该复合结构的制备过程与后续外延的工艺兼容。经封装后,在复合图形衬底上制造的LED芯片,其所测试的光通量比未添加SiO2纳米颗粒的微米图形衬底制造的LED光通量提高57%左右,而光输出功率则提高了17.8%。研究表明,在传统的微米图形衬底上加入SiO2纳米颗粒阵列不仅能够提供纳米级区域外延生长的模板,有效减少外延层的线位错密度,而且能够进一步粗化衬底表面,增加有源层光线逸出的几率,从而有效地提高了光提取效率。

为了提高红外地球敏感器的地面测试与标定精度,以地球模拟器能够精确达到技术指标为目的,对地球模拟器光学系统进行研究。在光学系统中将地球光阑放于锗准直透镜的焦平面附近,使得通过地球光阑的光入射到锗准直透镜后,以平行光出射到红外地球敏感器上。同时根据卫星在同步轨道、更高轨道和较低轨道所使用的红外地球敏感器地面标定试验的需求,采用更换地球光阑的方案,提供了三种不同的地球张角。计算结果表明,地球模拟器边缘处成像清晰,且三种不同轨道的地球张角误差均小于±0.05°。该方案设计的地球模拟器可准确在地面上模拟卫星在太空中所看到的地球,满足了地球模拟器的整体性能要求。

连续变倍照摄像物镜在各种照相和摄像等领域有着广泛且必不可少的实际应用。通过大量反复研究与计算,在参考他人资料的基础上,设计出了可用于像方线视场16 mm的照摄像机物镜,变焦范围为15～150 mm连续变倍,物镜的像方F数为2.5,MTF曲线在50 lp/mm时值均大于0.12,畸变在8%以内,是一成像质量满足实际要求的连续变倍物镜。

数据采集和信号恢复系统是信号与信息处理系统中不可或缺的重要组成部分,是计算机与外部世界联系的桥梁,也是获取信息的重要途径。研究设计了一种高速采集及恢复系统,以芯片ADS830E为采样系统核心,芯片AD9708为恢复系统核心,并对系统进行了测试验证,无明显失真现象。具有采集速率快、存储容量大、传输时延小、稳定性高等优点。

提出了一种基于载波调制的光纤振动传感复用系统,其优点在于,对于感应外界扰动的不同感应光纤单元产生的干涉信号用不同频率的载波进行调制,相邻载波频率之间的频率差无需大于外界扰动引起的信号基波频率上限的两倍。各光纤感应单元形成的信号被共同的光电探测器检测后,利用信号基波来分析扰动信号的物理量,利用载波基波或谐波的边带判断感应扰动信号的光纤。

工业CT技术是目前最常用的一种先进无损检测手段。其中最常用的图像重建算法是代数重建法(ART),它重建图像的质量和时间受到许多因素的影响。在重建图像时加入松弛因子可以加快算法的收敛速度,并且还能有效克服迭代过程中的椒盐噪声。利用计算机仿真实验对比分析了松弛因子在不同投影数下的重建质量,结果表明,在不同的情况下选择适当的松弛因子,可以大大地改善重建图像的质量。

介绍了一种用COMSOL软件模拟大电流磁场的方法,并提供了光纤电流传感器中传感元件所放置的套筒的材料的选择依据,本方法具有实用性及可靠性。根据法拉第电磁感应定律,通过COMSOL软件,建立了大电流直导线模型,利用所建立的模型,分别用理论和实验模拟了大电流周围磁场分布。由光纤传感器中不同套筒材质导线周围的磁场分布情况对比表明:磁场对材料镍制作的套筒的置入不敏感。

倾斜光纤光栅作为一种特殊结构的光纤光栅,近年来受到了研究人员的广泛关注。基于模式耦合理论,仿真研究了光栅周期对倾斜光纤光栅透射谱的影响规律。研究结果表明,纤芯导模与包层模的波长差和光栅周期之间存在良好的线性关系。利用这一结论可提高倾斜光纤光栅在应变测量中的灵敏度和检测精度,且能够实现单光纤多测量的目的。

利用三维荧光光谱检测灵敏度高、选择性强和快速无污染的优点,对掺入了不同比例地沟油的植物油进行了检测。实验结果表明,当掺入的地沟油的含量超过10%时,根据三维荧光光谱的荧光图案特征和特定荧光激发波长的荧光强度下降程度,可以作为判断该植物油是否掺入了地沟油的依据。使用三维荧光光谱检测地沟油优于其他检测方法,其灵敏度和快速、实时的特点适合用于地沟油的测定。

为讨论单色平面光经过透明平行平板后出现的两束主要反射光之间干涉条纹的反衬度,在给出了它们的光矢量方位角的定义之后,利用方位角之差表示出两束光波光矢量之间的夹角;再利用菲涅耳公式表示出两束光波的光强比,从平面波干涉的角度来求两束光之间干涉条纹的反衬度,最终得出了复杂而普遍的表达式。并针对海定格干涉的反衬度进行了讨论,认为小角度入射形成的海定格干涉条纹,其反衬度只决定于平行平板的折射率;利用光学材料制作的平行平板,其海定格干涉条纹具有很高的反衬度。

针对柯达公司的前照明行间转移型面阵CCD KAI-0340,对它的驱动时序进行详细的分析,设计满足CCD工作脉冲的驱动时序。采用Altera公司的可编程逻辑器件(FPGA)作为核心控制器件,完成自顶而下的模块设计,实现了硬件电路设计的软件化,开发效率得到了提高,软件程序可重复编程和修改。实验的仿真结果表明,设计的驱动时序能够满足CCD KAI-0340的正常工作。

刀具预调测量仪适用于测量数控机床(包括加工中心和柔性制造单元等)上所使用的镗铣类刀具及车刀类刀具切削刃的精确坐标位置,并能检查刀具的刃口质量、刀尖角度、圆弧半径及盘类刀具的径向跳动等。针对目前国内刀具预调仪市场的现况,采用CCD视频图像处理技术开发了一款离线测量刀型数据的影像式刀具预调仪。经检定表明,该仪器操作方便,稳定可靠,精度高,各个功能模块达到了预定的设计要求。目前该仪器已进入试样阶段,不久即可投入市场进行销售。

论述了大型月球模拟器的工作原理,对口径为Φ2 500 mm月球模拟器进行了系统设计,整个系统由光源、匀光板、光源控制系统、计算机控制系统、模拟器机械系统等组成。提出了大型月球模拟器光学系统的设计方案,采用LED阵列作为月球模拟器光源,使用光源控制系统控制LED组元的亮灭模拟月相变化,从而真实地模拟了月球的准直、均匀性以及月相变换的特性。经对月球模拟器进行光机结构分析和仿真分析,得到其最大自重变形为16.4 μm,最大自重应变为2.1×10-4 m/m,不同月相的发光面照度不均匀度为14.7%,亮度不均匀度为17.2%,均满足设计指标要求。

颗粒度分布是反映粉体特性的重要指标,因此,颗粒度分布测量具有重要意义。WQL粒度仪利用离心沉降法根据Stokes定律测量样品的颗粒度分布。该仪器采用电路硬件和程序软件配合控制的方法处理电机转速的调节与稳定,保证了WQL各种性能指标完全满足样品测量的范围和精度。PVC行业中颗粒特性直接影响PVC的使用性能和加工性能,WQL粒度仪在大量实验数据基础上为PVC行业开发了专用软件,受到了用户的欢迎。

古斯-汉欣位移是一种反常的光学现象,当一束有限横截面积的光束在不同折射率的两种介质界面发生全反射时将产生一个侧向的位移,也就是说反射点和入射点不在同一点,此位移就称为古斯-汉欣(Goos-Hnchen,GH)位移。通过介绍近年来国内外的研究发展历程,研究了GH位移的数学推导、量子散射以及其在位移传感器、溶液浓度变化的测量等方面的实际应用。