折射率是食用油品质的一项重要指标。为测量食用油折射率,基于泰曼-格林干涉仪,在室温20 ℃、光源波长632.8 nm条件下,通过面阵CCD相机拍照获取食用油的干涉条纹图像,并利用图像处理技术,快速测量出不同食用油样品干涉条纹的移动量,进而求得其折射率。对几种常见的食用油进行了测量,得到花生油、玉米油、大豆油、菜籽油、橄榄油以及葵花和玉米油1∶1混合后的折射率分别为1.470 9、1.473 5、1.472 9、1.471 8、1.469 4、1.473 8。结果表明,利用该方法能够对食用油折射率进行快速测定,同时实验结果精度高,能为食用油品质及地沟油的现场检测提供一种简便有效的手段。

利用Spectrocam多光谱相机获取C-88马铃薯健康叶片和患晚疫病叶片的可见光及近红外通道的多光谱图像。综合考虑多光谱图像各通道间的相关性及其信息量,采用波段指数法选取两种叶片的特征波段,并通过欧氏距离聚类方法对所提取的特征波段进行分类。实验结果表明,用波段指数法提取多光谱图像的特征波段,能快速获得马铃薯叶片的信息,475 nm、558 nm、717 nm、750 nm、850 nm作为马铃薯健康叶片的特征波段,马铃薯患晚疫病叶片的特征波段是509 nm、620 nm、717 nm、750 nm和832 nm。采用欧氏距离法对健康和患病叶片进行识别,其识别率分别可达92.6%和92.8%。因此利用多光谱成像技术可以进行马铃薯病害的快速、准确识别,为实现马铃薯病害的田间实时在线监测提供了参考。

依据光学传递函数与级联光学传递函数理论,通过CCD相机拍摄视频眼镜显示的ISO12233分辨率测试图像卡,运用Imatest软件分析视频眼镜中光学成像系统的质量和图像分辨率(SFR)参数。对Google Glass,Epson BT-200,Optinvent ORA-1,奥图科技Cool Glass One以及Raypai的几种视频眼镜进行了测试与分析,获得每一种视频眼镜的图像分辨率调制传递函数(MTF)结果并进行比较。MTF结果与实际视觉观测结果基本相符,表明这种测试方法与Imatest软件分析计算的正确性。

对光纤布拉格光栅(FBG)传感器在桥梁结构健康监测中产生的温度与应变交叉敏感问题进行了研究。采用参考光纤光栅法在应变传感光纤光栅附近额外加入一个温度测量光纤光栅,对应变光栅实现温度补偿功能。设计了基于参考光纤光栅法的FBG传感器及FBG传感器封装的机械结构,并通过实验来验证FBG传感器的性能。实验数据表明,温度传感光纤光栅几乎不受应变的影响,应变传感光栅的中心波长变化与温度变化呈一阶线性关系,修正后的测量结果更加精确,达到了双参数同时测量的目的,应变与布拉格波长的线性关系非常好,相关系数达到0.99以上。参考光纤光栅法能够很好地解决FBG传感器温度与应变交叉敏感的问题。

根据光场成像原理,对非聚焦型光场相机和聚焦型光场相机的成像原理和采样模式进行了分析,对比了两种光场成像系统的成像特点。针对不同类型光场相机的信息采样特点,推导了非聚焦型光场相机空域平移叠加重聚焦算法及聚焦型光场相机基础图像重构算法,并在MATLAB中对两种图像重聚焦算法进行了仿真验证,实验证明两种算法都可以有效获得任一景深清晰的像,可为光场成像技术的应用提供借鉴。

一种实验室环境下使用的自准直仪,使用温度为实验室温度(20±5)℃。实验室环境相对稳定,无冲击、振动、污染等因素的影响,但环境温度变化范围较大,为±5 ℃,因此有必要通过温度变化对光机结构的影响来分析机械结构的设计。通过计算确定了间隙量需求,分析了温度变化对系统的影响及产生的径向应力,结果表明在实验室环境下产生的温度变化不会对透镜产生径向挤压。

随着红外技术的不断发展,红外成像定位系统在现代工程测量中的应用越来越广泛。大部分测量系统一般都会选取红外相机的光轴作为系统的参照基准,因此红外相机的光轴标定的准确性将直接决定整套测量系统的准确度等级。激光跟踪仪是空间尺寸测量的一种常用仪器,它可以建立笛卡尔三维坐标系将空间任意点以坐标点形式表示出来,通过坐标点确定系统中点、线、面之间的几何位置关系。利用三靶球位置坐标原理将红外相机的光轴等虚拟参数以空间坐标点的方式标示出来,为后续试验人员的校准定位工作提供一定的技术依据和参考。

随着投影技术的发展,投影系统已被广泛应用于工业和消费电子领域,为了适应市场对其微型化、高清画面和低功耗的要求,设计以德州仪器的DLP2010芯片组为核心,以FPGA为前端控制器,通过I2C和并行视频图像信号对0.2 in(1 in=25.4 mm)DLP芯片组进行控制及图像的投影显示。该设计可使整个设备体积微型化、能耗低、投影图像清晰,适合穿戴式微投影场景的使用。

反应溅射是降低薄膜表面和界面粗糙度的有效手段。为了研究反应溅射过程中氮气(N2)含量对所制备的Ni、Ti单层膜成膜特性的作用机制,利用掺氮气的反应直流磁控溅射方法制备了Ni和Ti的单层膜样品。首先,采用X射线光电子能谱(XPS)方法测量了Ni和Ti单层膜样品的组分。其次,基于样品的组分测量结果,结合X射线掠入射反射(XRR)方法对样品的厚度和表面粗糙度进行了测量与分析。实验结果表明,随着反应溅射中氮含量的增大,Ti膜的沉积速率呈现快速降低后迅速趋于缓慢变化的趋势,而Ni膜的沉积速率几乎没有变化,Ni膜和Ti膜的表面粗糙度都呈现先减小再增大的趋势,且在氮的含量为8%的条件下,表面粗糙度达到最小值。

后组调焦高清变焦镜头适用于前端口径较小、近距离成像要求较高及光路需要偏折的场合。近摄时,后组调焦方式获得的成像质量比用前组调焦方法更好,焦距小于50 mm时,近摄距可达0.35 m,不需要加近摄镜(前组调焦要加近摄镜),可以兼顾远近距离的高清成像要求。由于后组调焦高清变焦镜头物距与后截距的关系不是线性关系,调焦组的移动在不同焦距段的不同物距时对应不同的特征曲线,差异较大。为使调焦灵敏度处在一个合理区间,后组调焦位移不能采用通常使用的线性关系,需设计一条能覆盖这些特征曲线的非线性凸轮,因而根据其原理与结构进行了分析与设计。

理论计算了Ni、Cr和Ni80Cr20三种材料的光学特性,确定了镍铬成份变化对Ni80Cr20的影响。在高低两个真空度条件下采用电子枪蒸发工艺进行了Ni80Cr20的镀膜实验,结果表明,低真空度时“薄”膜的中性度较好,而高真空度时“厚”膜中性度较好。采用X射线能谱分析发现“薄”膜铬含量高于膜料,而“厚”膜更高,高真空度薄膜略有氧化,而低真空度氧化更严重。从残余气体和蒸发方式方面分析了镍铬成份差异的原因,再结合氧化对薄膜特性的影响,确定了不同真空度薄膜中性度差异的原因。

为了获得性能优良的二氧化钛薄膜,采用电子束蒸发沉积方法制备二氧化钛薄膜,并分别在300、600、900 ℃空气中对样品进行退火处理以改善所制备二氧化钛薄膜的性能。分别采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及分光光度计研究了退火温度对二氧化钛薄膜结构和光学性能的影响。结果表明,退火处理可以使二氧化钛薄膜由非晶态薄膜转换为金红石型薄膜,且金红石晶型成分随退火温度的加大而增大,同时退火处理可以改善二氧化钛薄膜在300～1 200 nm光谱范围的总吸光率以及增大二氧化钛薄膜的应用范围。

高光谱成像(HSI)检测技术在农业生产检测、地质勘探以及城市规划等方面已经得到了广泛的应用。随着高光谱技术的不断发展,基于反射式高光谱成像效应,在可见光到近红外波段(400~1 100 nm),对人体组织的实时、快速和精准的非损伤检测技术也已经成为医学领域的一个重点研究方向。简要回顾了高光谱技术在医学方面的发展现状以及不同的高光谱技术在人体组织检测方面的对比,综述了反射式高光谱技术在不同人体组织检测方面的应用和成果,包括皮肤水肿、舌肿瘤以及肺癌等方面的研究进展,并提出了高光谱技术在医学领域亟待解决的问题。

“衍射极限”实际上不是一个真正的障碍,除非处理远场和定位精度。这种衍射障碍并不是坚不可摧的,可以利用一些智能技术来突破光学衍射极限。讨论了四种技术,近场扫描光学显微镜(NSOM)法,受激发射损耗(STED)显微镜法,光激活定位显微镜(PALM)法或随机光学重建显微镜(STORM)法和结构照明显微镜(SIM)法,并且介绍了各自的基本原则与优劣。NSOM利用纳米级探测器检测通过光纤的极小汇聚光斑,从而获得单个像素的分辨率;PALM和STORM利用荧光探针,实现暗场和荧光的转换,从而观察到极小的荧光团;SIM则是利用栅格图案与样品叠加成像来实现。其中,STORM具有相对较高的潜力,能够更为有效地突破衍射极限。

由于在灵敏度、绝缘性、抗腐蚀和分布式测量等方面具有优势,光纤光栅压力传感器在能源化工、航空航天和土木工程等领域中逐渐地受到人们关注,并成为研究热点。通过综述近年来迅速发展的光纤光栅压力传感器的研究进展,介绍了利用光纤布拉格光栅(FBG)轴向应变构建压力传感器的工作原理、结构和特点,并按照光纤光栅安装方式对此类压力传感器进行了分类,同时概述了光纤光栅横向压力传感的实验研究,并对光纤光栅压力传感器的发展趋势进行了述评。