摘要:基于波登管与悬臂梁的组合设计,将2个相同波长的光纤布拉格光栅(FBG)分别与悬臂梁的上、下表面对称粘贴组成差动式FBG传感系统,实现了外压力调谐双FBG布拉格波长差的调谐方法.理论分析和实验研究结果表明,该系统不仅能自动补偿FBG压力传感系统中弹性衬底元件在加压和减压过程中的弹性迟滞,而且能同时自动补偿温度,改善传感系统的线性响应特性;在0～20 MPa的压力范围内,双峰波长差的调谐范围为0.0～5.6 nm,压力调谐双峰波长差的灵敏度可达0.28 nm/MPa,是压力调谐单峰波长灵敏度的2倍,标准误差可由单峰的0.066 nm降低到0.008 4 nm.

摘要:研制了工作于液氮温度的高温超导系统使用的新型光控高温超导微波可变衰减器.该衰减器的实质是利用钇钡铜氧(YBCO)高温超导薄膜极低的微波表面电阻和卓越的激光响应特性,达到了优良的衰减性能.主要结果包括:可独立使用的光控高温超导微波可变衰减器样品尺寸为12 mm×8 mm×0.5 mm,与高温超导系统集成时无需外壳,体积与重量将大幅减小;高温超导衰减器的插入损耗小于0.2 dB,比常规衰减器低1个数量级;高温超导衰减器的可变衰减精度小于0.01 dB,比常规衰减器至少低1～2个数量级;在本实验条件下,当激光光斑中心偏移微带线中心0.3、0.5和0.7 mm时,其衰减器插损将由0.08 dB变为0.05、0.03和0.01 dB,说明激光光斑偏移量是影响YBCO高温超导衰减器性能的重要因素.

摘要:用具有良好电子传输/空穴阻挡性能的BPhen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)作基质,Eu(DBM)3pyzphen(pyzphen=pyrazino-[2,3-f][1,10]-phenanthroline,DBM=Dibenzoylmethane)作发射材料,成功制得了高效率、高亮度的有机电致发光器件OLED.器件的最大外量子效率为2.5%,最大电流效率为5.3 cd/A,最大亮度为1 320 cd/m2.在亮度为200和1 000 cd/m2时,器件的色坐标分别为(0.66,0.33)和(0.65,0.34).深入研究了该器件的发光机制,发现在电致发光(EL)过程中,载流子直接被Eu(DBM)3pyzphen陷获是主要的发光机制,同时在BPhen与Eu(DBM)3pyzphen间还存在着有效的能量传递.

摘要:提出了一种新的激光器腔面钝化方法.先用(NH4)2S溶液硫化解理后的激光器腔面,然后使用磁控溅射方法对激光器的前腔面镀ZnS钝化膜、后腔面镀Si/SiO2高反射膜.ZnS钝化层光学厚度为λ/4,在中心波长为808 nm处透过率可达95.5%.钝化前激光器的光学灾变损伤(COD)阈值为1.6 W,钝化后为2.0 W,提高了25%倍;未镀膜的激光器阈值电流为0.25 A,经硫化再镀ZnS后阈值电流为0.20 A,降低了20%.实验结果表明,经硫化后溅射ZnS对激光器腔面具有良好的钝化和增透效果.

摘要:用有限单元方法建立了Al2O3薄壁管模型,分析了模型在外部受到均匀压力时的应力应变关系.借助ANSYS软件计算出模型的应力和应变.以上述薄壁管为衬底,设计制作了耐压为0～45 MPa、温度为-10～300 ℃、压力灵敏度系数为0.042 6 nm/MPa和温度灵敏度系数为0.011 2 nm/℃的光纤Bragg光栅(FBG)高温、高压传感器,并对其性能进行了测试.结果表明,传感器的压力、应变灵敏度的有限元分析结果与实验测试结果非常吻合.

摘要:对结合interleave滤波器的1×32信道垂直耦合双环谐振波分复用器件的传输特性进行了研究,得到了器件的光学传递函数公式,对器件的参数、光谱响应、分波光谱、插入损耗以及信道间的串扰进行了数值模拟和优化.分析结果表明,通过在微环谐振波分复用器件的前端增加interleave滤波器,使信道间的串扰降低了14 dB,并且改善了器件的输出光谱形状,提高了器件的信道复用密度;同时,由于采用了在同一基片上集成,保证了器件的低插入损耗.通过参数优化,得到了中心波长为1 550 nm、波长间隔为0.4 nm、3 dB带宽为0.21 nm、插入损耗低于1.1 dB和串扰低于-32 dB的32信道密集波分复用器(DWDM).

摘要:制作了分辨率为128×160的1.9"全彩无源有机发光二极管(OLED)屏,OLED全彩像素的尺寸为240 μm×240 μm,子像素尺寸为190 μm×45 μm.显示系统通过数字显示接口(DVI)可将微机输出的18 bits灰度数据传送到驱动电路,从而实现262 k种颜色.当屏的平均工作亮度为40 cd/m2时,由于采用了双屏驱动技术,OLED屏的寿命预计超过5 000 h,器件的功耗为300 mW.

摘要:为了实现光纤激光的单纵模,提出了一种环形腔结构,采用可调谐光纤Bragg光栅(FBG)作为波长选择器件,与2 m未抽运掺Er光纤(EDF)产生驻波饱和效应,在1.55 μm波长处形成42 nm激光输出,输出功率大于3.5 dBm,功率稳定性优于±0.005 dB.扫描Fabry-Porot(F-P)干涉仪观测到2个正交的偏振模,在环形腔内加入偏振器后可抑制强度较低的偏振模式,测量到清晰的单纵模激光,纵模线宽为20 MHz.由于饱和吸收效应,导致了激光输出斜率曲线表现出光学双稳态现象.

摘要:研制了一种紧凑型超辐射光泵重水气体THz激光器系统,并通过改变THz激光激活室的长度,对THz信号出射光强度与信号增益长度之间的关系进行了实验研究;利用半经典理论,对两者之间的关系进行了理论计算和求解.实验和理论计算结果表明,THz信号出射光强度跟信号增益长度之间存在非线性的关系.在工作气压、温度和泵浦光强度一定的条件下,激光工作室长度存在最佳值,此时介质对信号光的增益和吸收达到平衡,出射的THz信号光强最大,继续延长介质工作长度将会导致THz输出信号的逐步减弱.根据以上结果可以设计确定相关THz激光工作室的最佳长度.

摘要:提出一种用于侧面泵浦大功率双包层光纤(DCF)激光器的双凹槽、双槽深的透射光栅耦合器,它可以被直接制作在DCF的侧面内包层上,以实现大功率的激光泵浦.利用严格的电磁场衍射理论对这种结构进行分析,并且通过结合一种梯度优化的拟牛顿算法(quasi-Newton methods)和微型遗传算法(micro-genetic algorithm)对这种结构进行优化,当侧面入射泵浦光分别为TM和TE偏振时,能实现的最大耦合效率分别为81.2%和79.7%,而且选择合适的参数可以做到偏振不敏感,对非偏振光的最大耦合效率可达72.4%,3种情况下光栅耦合器材料的折射率均大于1.8.对光栅的各个结构参数的制作容差γ、LD阵列的出射波长的漂移以及泵浦光的入射角度θ对耦合效率η的影响也进行了分析.

摘要:报道了一种改进的膜片式光纤布拉格光栅(FBG)压力传感器,采用特殊的膜片结构和凸台固定光纤的方式,解决了在以往膜片式光纤压力传感器中存在的栅区应力不均匀问题.对在不同固定方式下栅区的应力状态进行了理论分析.实验结果表明,该种传感器的灵敏度为14.81 nm/MPa,在0.0～0.3 MPa的量程内线性度在0.99以上,未出现光谱展宽现象.

摘要:针对目前普遍采用的功率平衡法实现热稳频的纵向塞曼激光器存在的稳频控制点偏移问题,建立了左右旋圆偏振光光功率差调谐曲线零点与稳频控制点之间频率偏移量的数学模型,提出了稳频控制点偏移的修正方法.该方法通过对左右旋圆偏振光的精确偏振分光和对称功率检测来抑制稳频控制点偏移的随机扰动分量,同时补偿其相对稳定偏置分量,可有效降低稳频控制点偏移引起的激光频率漂移.实验表明,基于稳频点偏移修正方法构建的纵向塞曼热稳频系统,在2 h 40 min内输出光频率相对变化小于4×10-9,阿伦方差频率稳定度为1.9×10-10(采样时间1 000 s),在24 h的重复实验中系统输出光中心频率漂移小于1.3×10-9.故该方法可有效抑制激光器稳频控制点漂移,提高激光频率稳定度.

摘要:报道采用光码分多分址(OCDMA)技术实现了3用户通信的实验,传输速率为2.5 Gchip/s,传输距离为20 km.给出了OCDMA系统基本参数设计方法,搭建并实现了OCDMA实验,通过设计实验系统与得到的实验结果作了详细的分析,结果表明,我们成功实现了3用户传输2.5 Gchip/s的OCDMA通信实验,并验证了多用户干扰是OCDMA系统下降的主要噪声源.

摘要:采用高压高功率的超高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,在腐蚀后的7059玻璃、低晶化和高晶化的微晶硅(μc-Si:H)p型材料3种衬底上,通过改变沉积时间的方法,高速(沉积速率约为1 nm/s)沉积了不同厚度的μc-Si:H薄膜材料.测试其表面形貌及晶化率,比较了不同衬底上高速生长的μc-Si:H薄膜生长机制及微结构的差异,最后得到适于高速沉积pin μc-Si:H太阳电池的μc-Si:H p型材料应具备的条件.

摘要:用化学气相沉积法(CVD),在生长温度为600、650和700 ℃条件下,未采用任何催化剂制备了Mn掺杂ZnO纳米棒.研究发现,随着生长温度的升高,样品中O空位的浓度逐渐增加.低浓度的O空位可以增强Mn掺杂ZnO纳米棒的铁磁性,但O空位浓度过高时,Mn掺杂ZnO纳米棒表现出超顺磁性或反铁磁性.在3个样品中,650 ℃的样品具有最好的室温铁磁性,其饱和磁化强度为0.85 μB/Mn,矫顽力为50 Oe.

摘要:针对微悬臂梁动态检测方式无法应用于液体环境,提出了一种利用微悬臂梁的高次谐振进行微小质量检测的方法.对于相同的被测量质量变化量,微悬臂梁的谐振级次越高,其频率偏移就越大,从而达到较高的灵敏度.以表面修饰了三乙基氢硫基十二基铵层(敏感层)的微悬臂梁为传感元件,以CrO 2- 4为被测物,在原子力显微镜(AFM)上检测了敏感层吸附CrO 2- 4 前后微悬臂梁的5次、6次、7次和8次谐振频率的变化.结果证明,谐振级次越高,灵敏度越高,在8次谐振时的检测灵敏度能够达到2.50 Hz/pg.

摘要:基于碘分子滤波器对大气气溶胶散射的强吸收特性,滤除低层大气中气溶胶散射的影响,从而利用分子瑞利后向散射信号强度反演低层大气温度.激光雷达低层大气温度测量结果与探空数据进行了对比,显示出较好的一致性,温度偏差在9 km内不大于3 K.讨论了激光雷达测得的大气温度与探空数据对比结果之间存在的系统偏差和由于参考高度温度初始值引起的激光雷达温度反演结果的变化.

摘要:基于叶尖定时测振原理,设计了用于叶尖定时的光纤束式传感器,并对速矢端迹法叶片同步共振的分析方法做了理论推导以及对测量过程做计算机仿真.将该方案在某型号航空设备上进行模拟实验,分析结果与理论模型相符,所测幅值与应变片测量的结果基本一致.

摘要:对于存在突变的不连续物体的测量,使用低频光栅时物体面形能够恢复,但测量精度不高;使用高频光栅时不连续部分的轮廓细节能够清晰的恢复,但存在相位包裹现象而出现截断相位.据此,提出将2种光栅的优点融和在一起的方法:首先设计适合的低频光栅在物体的突变部分产生一根条纹,使低频光栅产生的相位不需进行相位展开;然后由2种光栅的频率比值及高频的截断相位来确定高频光栅所产生的条纹的整数级数n2(x,y);最后求出高频的展开相位,从而高精度地恢复不连续物体的高度信息.计算机仿真结果表明了理论分析的正确性.

摘要:提出了一种对岩芯样品内部裂缝进行高精度三维重构的新方法.该方法运用相位测量轮廓术(PMP)测得岩芯两裂面的三维面形,利用高度信息提取两裂面的边缘轮廓,避免了传统的基于灰度信息提取边缘受背景和阴影的影响,采用相关度最值算法实现两裂面的轮廓匹配和高度匹配,以岩芯表面裂纹特征为基础获取了岩芯内部裂缝的宽度和体积,实现了岩芯裂缝的三维重构,三维重构重复精度优于20 μm,为裂缝性油气藏开发中面临的裂缝预测提供了一种有效方法.实验证明了该方法的可行性和实用性.

摘要:为了提高光电检测系统对激光目标点的测量精度,设计了由11个等距离激光目标点组成的畸变检测装置.根据测量得到的系统畸变变化情况,拟合出实时测量时目标点在线阵CCD上成像位置的补偿方程.在确定补偿方程时,分别进行了一次线性方程、二次方程、三次方程和四次方程拟合,并进行了理论分析和实验测试.在对焦距的30.01 mm的光学测量系统进行拟合测试时的结果表明,二次方程和三次补偿方程均可以满足测量要求,其中三次拟合方程补偿得到的像(误差为0.004 5 mm)略微优于二次拟合补偿效果(误差为0.005 3 mm),但实际工程测量中主要采用二次拟合方程来减小计算中误差传递,其中采用二次拟合方程补偿后即可使系统的测量精度从1.82%提高到0.07%.

摘要:从Mie散射理论出发,推导了粒子计数器(OPC)测量球形颗粒物质量浓度的计算公式.考虑非球形颗粒,从颗粒群粒度分布概念出发,提出了统计意义上的等效球形颗粒数概念,给出了非球形颗粒物质量浓度的理论公式,并利用该理论公式阐明了OPC测量非球形颗粒物质量浓度计算公式的合理性,进而给出了基于等效球形颗粒数的悬浮颗粒物的质量浓度算法.实验结果表明,该算法的质量浓度计算值与实际值十分吻合,因而为实现OPC在线测量悬浮颗粒物的质量浓度提供了一种可行途径.

摘要:分析了微流控芯片荧光检测系统,推导了其荧光收集效率,考虑了通道内介质和透镜与微芯片间介质的影响.根据分析结果提出了一种基于普通显微物镜的新型激光诱导荧光检测系统设计,在微芯上胶合棱镜,实现激发光的大角度斜照明.胶合镀有反射膜的椭球透镜作为反光碗,进行背向荧光的反射收集,加入折射率匹配液,减小荧光的发散角度.系统降低了收集物镜工作距离的要求,荧光收集效率比利用常规结构的显微物镜荧光检测系统理论上最高可提高6.3倍,模拟实验结果为4.3倍.

摘要:提出了一种基于螺旋相位滤波的共路相移数字全息术.在成像系统的频谱面上放置中心带有一通光孔径的螺旋相位板(SPP),在输出面上记录输入物体经螺旋相位滤波后的输出像;将螺旋相位滤波器绕轴旋转一定角度,通过中心光孔的零频成份与其他高频成份间会产生与旋转角度成正比的相移;利用这一特点,通过记录多幅对应不同旋转角度的输出光场强度分布图,然后再用一定的相移算法实现被记录物体相位分布的数字再现.理论分析和计算机模拟实验研究表明,该方法是实际可行的.

摘要:利用双边对角线拉伸的思想,提出一种利用图像加密的可逆二维混沌映射.该映射由左映射和右映射2个子映射组成,通过对图像的拉伸和折叠处理,实现图像的混沌加密.左映射的过程为:首先利用图像性质,从左至右将每列的像素逐个插入到对应的每行像素之间;重复这样的过程,原始图像拉伸成为一条直线;最后,按照原始图像的大小,将这条直线折叠成为一个新的图像.右映射的方向是从左至右.映射置乱了像素的位置,过程是可逆的.推导出了映射的数学表达式,设计了密钥产生的方法,分析了图像加密算法的安全性问题,仿真验证了该图像加密算法的有效性.

摘要:提出了一种基于局部二值模式(LBP)和纹理模式统计进行医学图像检索的方法,计算了LBP和局部方差的联合直方图,改进了Log-likelihood统计距离度量算法.通过仿真表明:改进的Log-likelihood统计算法比Log-likelihood统计算法检索准确率高:与基于Gabor纹理特征图像检索相比较,该局部二值纹理模式检索算法检索准确率能提高8%以上.

摘要:提出了一种估计脉冲噪声强度的方法,并针对传统中值滤波(MF)法在去除脉冲噪声时存在的不足,给出了一种由噪声检测和噪声滤波2个阶段组成的图像滤波方法.实验结果表明,采用本文估计方法获得的噪声强度偏差较小,噪声滤波方法能在有效去除噪声的同时保持图像的边缘.

摘要:将加权的二元相息图隐藏于彩色的宿主图像中,采用彩色图像直方图相似度研究了加入隐藏信息以后宿主图像色彩的变化以及隐藏信息权值对宿主图像色彩畸变的影响.被隐藏的二元相息图由原始待加密图像采用基于相息图迭代的双随机相位加密技术,用有记忆的模拟退火算法获得.该方法既保证了隐藏信息的安全性,又提高了信息提取时的光学效率,解码过程不依赖于原宿主图像.讨论了水印图像的不同剪切度对隐藏信息提取质量的影响.模拟实验结果证明了该方法的有效性.

摘要:支持向量机与其他16种常见分类器相比具有优异的分类性能.本文提出一个基于支持向量机的超声乳腺肿瘤图像计算机辅助诊断系统.该系统提取了乳腺肿瘤图像归一化自相关系数、均方根系数、紧凑度等共26个纹理和几何特征.这些特征不但反映乳腺良性肿瘤和恶性肿瘤本质的区别,还考虑到医学超声图像为相干图像的特点.实验结果表明,该系统诊断精确度为93.03%,敏感性为94.30%,特殊性为91.59%,错误正比率92.80%,错误负比率为93.33%,接受特性曲线面积AUC为0.9669,性能优于较有影响的文献[1]提出的方案.

摘要:为了从噪声图像中最大程度地恢复出原始清晰的图像,从图像小波分解数据的统计特性出发,将近指数模型作为分解层间小波系数的先验分布,用以描述各尺度小波分解系数的相关性.进而基于贝叶斯准则,提出了一种新型的自适应小波图像去噪阈值.实验结果表明,该类阈值体现了图像小波系数在各尺度间的相关性,其去噪性能要好于现有的阈值算法.

摘要:通过对RGB三基色发光二极管(LED)温度特性的测试和分析发现,随着环境温度的变化,每种基色的LED亮度与常温时的亮度相比都会发生一定程度的偏移,且其偏移量不相同,导致了图像白场平衡的失真.为了校正失真,针对每个基色LED提出一种不同环境温度下的Gamma补偿曲线,使RGB三基色LED在环境温度变化时具有相同的亮度偏移值,以保证白场平衡.本文提出的Gamma补偿技术克服了LED的温度特性引起显示屏图像的色彩失真和白场平衡的破坏,使图像的色彩不会受环境温度的变化而失真.

摘要:为了在滤除图像椒盐噪声的同时能很好地保持图像的细节,提出了一种基于人眼视觉特性(HVS)的自适应中值滤波算法.该方法首先采用基于HVS的噪声敏感系数作为阈值来确定噪声点,然后自适应调整滤波窗口大小,采用迭代中值滤波对噪声点进行滤波.该算法与标准中值(SM)滤波及其它改进中值滤波算法相比,具有更好的滤波性能.

摘要:提出一种基于魔方变换的数字图像置乱加密算法,突破了传统的不改变图像像素值、仅通过重新排列图像像素点的位置实现图像置乱加密的方法,在三维空间上实现了对图像数据的置乱加密,打破了原有图像的所有特征.提出了一种新的密钥与魔方变化的编码对应法则,使该加密算法的加密密钥不受类型、大小的限制,具有密钥空间大的特点.仿真结果表明,该算法具有很好的加密、解密结果.

摘要:提出了一种先进行空间定位再确定目标尺度的两级跟踪算法,有效地解决了mean shift算法对尺度变化的适应问题.该算法首先在当前帧对应位置进行降分辨率处理,并以基于增量试探的mean shift跟踪算法收敛点作为当前帧目标中心位置,进而利用对数极坐标变换的旋转、尺度不变性,对目标和候选目标分别进行对数极坐标映射,并通过求取最大归一化相关函数确定目标的尺度变化.跟踪实验表明,该算法可以有效的提高mean shift跟踪算法空间和尺度定位准确性.

摘要:研究了810 nm低强度Ga-Al-As半导体激光对兔软骨细胞增殖和胶原合成的影响.取新西兰白兔的关节软骨细胞,用浓度为2%的新生牛血清(NCS)培养媒介培养.激光功率密度分别为1.75、3.50、5.25、7.00和8.75 mW/cm2,以连续方式每天照射软骨细胞5 min,共5 d.分别用四甲基氮唑盐(MTT)法和氯胺T消化法检测细胞的增殖和胶原蛋白合成.结果发现:第8天实验结束时,各激光照射组细胞数量随激光强度线性增加,与无激光照射组的差异有统计学意义(P＜0.01),其中最佳照射功率密度为7.00 mW/cm2;第8天实验结束时,激光照射组胶原含量显著低于对照组(P＜0.01),8.75 mW/cm2组与3.50～7.00 mW/cm2组有显著差异(P＜0.05).激光照射7.00 mW/cm2组与对照组第2、4、6和8天胶原含量的测定表明,照射组胶原含量先增加后降低,其中第6天照射组胶原含量最高,与相应对照组有极显著差异(P＜0.01),对照组胶原含量在第6天后急剧增加,第8天与照射组有极显著差异(P＜0.01).研究结果表明,低强度Ga-Al-As半导体激光能促进兔关节软骨细胞的生长,有望成为临床治疗软骨损伤的一种有效方法.

摘要: