摘要:用准分子加工系统制备了长度1 mm的微型光热驱动器,用红光半导体激光(650 nm)作为驱动源进行了驱动实验.结果表明,直接用激光束驱动可产生微米级偏转,激光束聚焦质量无严格限制,激光束在膨胀臂上的照射位置对偏转量不会造成明显影响.偏转量可调,当激光功率从0 mW增大到10 mW时,微型光热驱动器的偏转量可从0 μm增大到14.33 μm.本方法简单易行,可独立驱动运作,易于小型化,真正实现无线遥控操作.

摘要:运用改进的全矢量有效折射率法(IFVEIM),课题组自行设计了一种在900 nm附近具有低平坦色散高非线性特性的光子晶体光纤.并且在改进工艺的基础上,采用中心抽真空挤压法对其进行了制备.虽然所制得光纤的结构参数与理论设计值存在一定的偏差,但其在所研究波段内色散值仅为0.5 ps/km/nm,非线性系数值则达到了35(W*km)-1,这在当前规则结构的纯硅光子晶体光纤中已经很高.最后,我们对其进行了非线性实验测试,其在400～1 400 nm的波段范围内展现出了宽平坦的超连续谱.

摘要:研究了一种基于旋转体扫描方案的体三维显示系统,利用数字微镜设备(DMD)作为空间光调制器,将三维场景经离散化后得到的一系列二维切片轮流投影到高速旋转的屏幕上,基于视觉暂留效应,按时序变换的二维切片图像可被人眼融合并感知为连续完整的三维图像.试制了原理样机,实现了三维图像以24 Hz的刷新频率在体积为Φ200 mm×100 mm的柱体空间内的显示,可以任意选择视点直接观看,验证了设计方案的可行性.

摘要:研究了叠层结构的本体异质结有机太阳电池,下层电池由共轭聚合物(MEH-PPV)作为光敏层,上层电池由共轭聚合物(MEH-PPV)和ZnO纳米颗粒(50nm)组成光敏层.器件结构为ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/Ag/MEH-PPV:ZnO /Al.与单层有机太阳电池 (ITO/PEDOT:PSS/MEH-PPV/Al) 相比,叠层结构的开路电压VOC是单层电池的3.7倍,短路电流JSC是单层电池的1.6倍.

摘要:对椭圆芯保偏光纤的模间干涉现象进行了仿真研究,得到了其干涉输出光强分布同模间相位差之间的关系.将一种椭圆芯保偏光纤进行等面积矩形变换后,通过马卡梯里近似方法对两个低阶模式LP01模和LPeven11模的传输特性及传播常数进行了数值计算,得到了归一化传播常数和归一化截止频率之间的关系.通过实验得到了两个模式之间干涉模斑远场图样,表明椭圆芯保偏光纤的模间干涉特性可以应用于应力、电压等的测量.模间干涉将传感臂和参考臂集于一根光纤中,具有很好的抗环境干扰能力.

摘要:以ITO玻璃基片为衬底,8-羟基喹啉锂(Liq)掺杂红荧烯 (Rubrene)作为单一发光层,制备结构为ITO/PTV:TPD/Liq:Rubrene/Alq3/Al的白色有机电致发光器件(OLED),其量度达到3 120 cd/m2.对4种不同掺杂浓度器件进行比较,分析了掺杂剂对器件发光亮度的影响,并对上述器件的发光和电学性能进行了研究和探讨.

摘要:以光纤共焦干涉系统的三维传递函数和轴向响应特性为基础,分析和研究了光纤光斑尺寸、瞳半径,探测器尺寸、光纤与透镜的匹配等对该系统轴向分辨率的影响.实验表明,为使系统获得较高的轴向分辨率,需控制与光纤光斑尺寸有关的参数A 小于4,并使透镜的数值孔径小于光纤数值孔径;优化后系统轴向响应的半高宽仅为光纤共焦系统的1.1%.

摘要:为了有效降低像增强型CCD(ICCD)的噪声,提高系统信噪比并实现对图像噪声的评估.引入三维噪声数学模型,将ICCD输出数帧图像噪声按时间域和空间域划分为7项噪声.基于积分球光源系统建立了三维噪声测量系统,结合数字图像处理技术,经过试验统计和分析采用多帧积累设定波动阈值的办法有效地抑制了紫外成像仪关键器件ICCD的图像噪声,使图像噪声降低30%,信噪比提高57.6%.并应用三维噪声分析方法对噪声抑制前后的效果实现客观评价.三维噪声分析表明,该方法有效地降低了由于ICCD各种随机噪声而带来的时间域噪声,提高了ICCD输出图像的信噪比,同时也证明三维噪声分析法为评价微光成像器件的图像质量提供了一种可行方法.

摘要:针对光纤陀螺噪声的特点,提出了一种采用增加偏置调制深度的办法提高光纤陀螺信噪比,虽然陀螺理论灵敏度有所降低,但是陀螺的长期漂移即零偏稳定性却获得了明显提高.这种方法我们称之为过调制技术.对基于数字闭环调制解调方案的过调制技术改善陀螺信噪比的理论基础进行了深入的分析,在此基础上进行了相关的实验研究.理论分析和实验结果均表明,当调制深度处于π/2与π之间的某个值时,光纤陀螺具有最佳性能.相比于传统的π/2偏置点,采用过调制技术后的光纤陀螺的零偏稳定性获得了数倍的提高.

摘要:制备了基于rubrene超薄层和NPBX做激子阻挡层的高效率的非掺杂型白色有机电致发光器件.器件结构为:ITO/2T-NATA(20 nm)/NPBX(25-d nm)/rubrene(0.2 nm)/NPBX(d nm)/DPVBi(30 nm)/Alq(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al.器件的电致发光光谱依靠激子阻挡层NPBX厚度d的变化而变化,当NPBX厚度d为5 nm时,器件色坐标从7 V变化到16 V时均在白光的中心区域,有最大电流效率7.91 cd/A(V=7 V)和最大亮度13 540 cd/m2 (V=16 V).

摘要:为了有效提高酒精传感器的探测灵敏度,通过热蒸发SnO2和活性炭的混合粉末的自组装方式直接在Cd-Au梳状交叉电极上制备了一层SnO2纳米棒气敏层,从而构成了SnO2纳米棒气敏传感器,经测试,此传感器对于超低浓度范围(2×10-6～10×10-6)的酒精具有0.83～1.33的高探测灵敏度.继而从气敏机制、自组装制备方式、SnO2纳米棒的比表面特性及SnO2纳米棒的尺度(低于得拜长度)等角度解释此传感器对超低浓度酒精具有高气敏特性的原因.

摘要:报道了采用大功率光纤耦合模块端面泵浦Nd:YVO4晶体,LBO腔内倍频的高功率4.2 W连续波457 nm蓝光激光器.通过优化谐振腔设计和器件参数,使准三能级方式运转的914 nm激光得以高效率工作,并在此基础之上通过腔内倍频获得高功率的倍频蓝光输出.最终在泵浦功率为31 W时,蓝光输出功率达4.2 W,相应的光-光转换效率达13.5%,8 h连续工作激光输出功率的稳定性为1.2%.

摘要:研究了STM-64数据帧的转换映射技术,利用垂直腔面发射激光器(VCSEL)列阵光源和PIN列阵探测器成功研制出10 Gb/s的甚短距离12信道SDH并行光传输系统,该系统结构紧凑,具有检错和纠错功能.跟传统的10 Gb/s串行光传输系统相比,本系统降低了对单路器件传输性能的要求.经SDH传输测试仪测试,系统能实现无误传输.

摘要:卫星激光通信的核心技术是PAT技术,即瞄准、捕获、跟踪技术,而实现微弧度量级的跟瞄技术是其中的关键点和难点.通信端机研制完成后,需要对其各种性能指标进行测试,跟瞄精度是其中的一项重要指标.按照一般测试原则,跟瞄精度测试装置的精度应达到亚微弧度,并达到几百赫兹的带宽.基于点光源、长焦距透镜、PZT器件、平面反射镜及4 QD光电器件等,设计并研制了一套能完成通信端机跟瞄精度测试的装置.给出了测试的基本原理、测试方法、测试装置的结构以及元件参数设计,并推导了椭圆光斑时光斑质心定位算法.实验数据表明,所研制的测试装置可以达到3 σ＝0.37 urad(100 mm孔径)的测试精度以及优于250 Hz的带宽.

摘要:以SiH4和GeF4为反应气体,采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)方法制备了P型微晶硅锗(P-μc-Si1-xGex)薄膜.研究GeF4浓度对P型微晶硅锗材料组分、结构及电学特性的影响.随GeF4浓度的增加,薄膜中的锗含量增加,暗电导和晶化率先增加,后减小;在薄膜厚度为72 nm,GeF4浓度为4%时,得到了电导率达1.68 S/cm,激活能为0.047 eV,晶化率为60%,在长波区域的平均透过率超过0.9的P型微晶硅锗.

摘要:采用射频磁控溅射方法制备了LiNbO3/SiO2/Si薄膜.通过X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和傅立叶变换红外吸收光谱(FT-IR)对薄膜的物相、晶体取向和成分进行了表征.采用荧光分光光度计研究了LiNbO3/SiO2/Si薄膜的光致发光.研究结果表明:在280 nm激发光的激发下,LiNbO3/SiO2/Si薄膜在室温下发射470 nm的蓝光,来源于LiNbO3薄膜与SiO2层界面处自捕获激子的辐射复合,发现在SiO2/Si薄膜上生长LiNbO3薄膜调制SiO2/Si薄膜的发光机制.

摘要:采用高温熔融法制备了掺Er3 :TeO2-B2O3-SiO2-Na2O系列玻璃样品.对样品吸收光谱、发射光谱、差热曲线和Er3 :4I13/2能级的荧光寿命进行了测试和分析.计算得到Er3 的J-O强度参数Ωλ(λ=2,4,6),讨论了SiO2的含量对Er3 在该系列玻璃样品中发光性能的影响.结果表明,SiO2的引入有效提高了玻璃材料的有效发射带宽和热稳定性,有效抑制了材料的荧光上转换效应.同时,计算得到Er3 :4I13/2→4I15/2能级的量子效率为ηmax＝63%.

摘要:用二次氧化的方法制得了孔径均一、排列规则的阳极氧化铝模板(AAO,anodic aluminumoxide).利用磁控溅射的方法,银纳米颗粒被溅射在模板的表面以及孔洞里面,在模板的一面形成一层粗糙的银表面,当把模板放入一定浓度的NaOH溶液中,反面的Al2O3模板被部分地溶解后露出针尖状的银纳米线阵列.用结晶紫作为探针分子,在粗糙银表面(正面)和针尖状的银纳米线阵列面(反面)得到了不同的表面增强拉曼散射(SERS,surface enhanced Raman scattering)光谱,从而证明了两面具有不同的SERS机制.分析表明:正面粗糙的银表面是吸附增强,而反面在存在吸附增强的同时起主要作用的是针尖状的银纳米线阵列构成的天线模型所产生的非吸附的增强.针尖末端的曲率半径极小,会产生极强的局域电磁场,处于这个场中的分子的信号就被大大增强了.

摘要:针对视觉检测中高精度、自动化类椭圆图像特征提取的需要,提出一种类椭圆特征自动识别和中心亚像素定位的完整实现方法.方法中采用基于类椭圆边缘属性对特征区域进行自动识别,采用最小二乘椭圆拟合精确求取类椭圆亚像素定位中心.实验表明,基于该解决方案,可以实现类椭圆特征的自动识别及椭圆中心的亚像素定位,定位算法精度较高,鲁棒性强,同时简便易行,不需要人机交互,可以很好地满足视觉检测仪器化需求.

摘要:在对流场进行的激光测量中,针对运动粒子在具有一定体积的流场中透视成像后易出现的运动重叠问题,研究了粒子图像测速(PIV,particle image velocimetry)技术中近邻粒子的弱刚性运动,提出了应用于PIV系统中的空间粒子运动测量的约束条件(MPMC,movable particle measurement constraint),并给出其数学表达式.该约束条件基于PIV的近邻性准则并以邻近的粒子团作为匹配对象,利用视平面内相同运动的特征直线具有公共点的性质对前后两帧图像中的粒子进行运动检测.最后,通过仿真实验证明该方法的有效性.

摘要:介绍了一种基于波分复用(WDM)和时分复用(TDM)串联光纤Bragg光栅(FBG)的高速列车定位系统.用快速的光功率监测替代FBG的波长监测,定位时延较小(0.2 s);波长漂移转化为光功率的一对负正脉冲波动,提高了定位自动识别的准确性;同时WDM与TDM相结合的系统结构设计,扩大了列车定位系统监测的总长度.

摘要:为实现大口径光学元件表面疵病的高效率、高精准的检测,本文提出一种能分辨微米级疵病的光学显微散射扫描成像检测系统,因为该检测系统单个子孔径的物方视场为毫米级,所以检测大口径光学元件需对X、Y方向进行子孔径扫描成像并将子孔径图拼接成同一坐标系下的全孔径图.在进行扫描时,系统的机构误差会被引入到子孔径列阵中,导致子孔径拼接处产生像素错位,甚至造成拼接断裂的情况,从而严重影响疵病等级及位置的正确评定.鉴于此,本文对影响全孔径拼接最敏感的误差因素进行了分析,并根据其特点找到合理减小误差的方法,确保子孔径的正确拼接.

摘要:可逆水印能将有用信息嵌入作品之后再无损地恢复原始作品.现今的大部分扩展嵌入方案均针对时域信号进行水印扩展嵌入,而本文提出一种在频域扩展嵌入的方法.该算法采用H.264编码中的整数离散余弦变换(IntDCT)对作品进行处理,然后在频域按照矢量差分扩展的方式嵌入水印.实验结果表明,该算法能获得高达0.8 bit/像素的水印嵌入率,此时水印作品拥有较高的峰值信噪比达50 dB以上,水印仍然满足不可见性.

摘要:提出了一种基于BPN神经网络的水印新算法,首先对数字图像进行四进制小波分解;其次,在小波域内选择水印位嵌入的系数块,然后利用神经网络从嵌入水印的图像中恢复原始水印信息.实验结果表明这种水印算法具有很好的性能.

摘要:为了能够综合利用隐马尔可夫模型(HMMs)分类器在分类过程中能够得到的多种信息,提出一种基于距离相似性度量对HMMs后验概率进行调整的方法,将样本相似性与HMMs后验概率有机地结合起来进行识别.在分类过程中,采用距离相似性度量来描述待识别样本与模式类标准样本间的相似性,然后采用归一化距离相似性度量对后验概率进行适当调整,最后用调整后的概率进行分类.实验结果表明:与标准的HMMs识别方法相比,改进后的方法能够在计算量增加很小的情况下,较好地改善系统的识别精度;系统性能的改善效率在1.1～6.5间.

摘要:提出一种基于图像几何特征的形态学不变的耦合修复模型.耦合模型使用流体力学中无粘度亥姆霍兹涡量方程平滑的修复图像缺失信息区域.本文证明了亥姆霍兹涡量方程与传输平滑度信息的图像修复模型的等价性.曲率是图像几何特征作用的结果,本文提出沿等照度线方向传输曲率信息的三阶形态学不变偏微分方程,并将抑制涡量的无粘亥姆霍兹方程和正向传输曲率信息的三阶偏微分方程耦合.耦合模型平滑的修复图像并保持图像中的线性特征.理论和实验证明了本文提出的耦合模型在图像修复中的有效性.

摘要:针对彩色视频图像提出了一种DCT域内基于矢量量化的高效编码方法.为去掉彩色图像各分量间的相关性,首先将图像由RGB空间转换到YUV空间,然后根据人类视觉特征(HVS)对色度信号U、V进行了亚采样和平均化处理;对亮度信号Y则进行分块DCT变换,并根据HVS特征对变化域内的块矢量进行自适应分类,然后根据矢量的类型分别构造码矢和进行全局码书设计.提出的全局码书设计方案可以根据帧间相关性及码字使用频率,对码书的内容自动进行更新和替换,以适应场景内容的变化.实验结果表明:在保证图像重建质量的前提下,本文提出的方法具有较高的压缩效率,比较适合于视频会议以及水下视频观测等应用场合.

摘要:在分析Freeman链码进行边缘描述的基础上,提出采用链码熵来描述链码的统计特征、采用链码空间分布熵来描述链码的空间分布特征、采用链码相关熵来描述链码间的相关性特征,并结合这三种特征进行图像检索.由于该方法在进行图像检索时既考虑了链码的统计特征又包含了其空间分布特征及相关性特征,同时上述三种描述子又具有尺度、旋转、平移不变性及链码起点无关性,因此取得了比传统方法更好的检索效果,试验结果也证明了该算法的有效性.

摘要:利用矩阵奇异值特征向量计算倾斜车牌图像的旋转角α,把倾斜图像旋转±(90-α),进行水平倾斜校正;在垂直倾斜校正中,论文提出了K-means聚类拟合直线法和最小二乘拟合直线法等两种校正方法,分别计算出垂直倾斜角θ,并对水平倾斜校正后的图像进行逆错切变换,得到最终的校正图像.实验结果表明,论文方法能快速准确地检测出图像的倾斜角,并具有较强的抗干扰性和应用适应性.相对于Hough变换校正方法,论文算法缩短了处理时间,在相同的条件下,处理时间比Hough变换快了4.13倍.为图像倾斜校正提供了一个新的有效方法.

摘要:提出了基于贝叶斯网络的混合像元分解模型来处理光谱信息不足的遥感影像.首先,用随机变量来表示像元中各成分的光谱值,在此基础上建立贝叶斯网络来刻画像元中各成分丰度与像元光谱的因果关系.然后,通过贝叶斯推理计算像元中各端元丰度的联合概率分布,并利用蒙特卡罗积分来计算各端元丰度的无偏估计值,从而得到混合像元内各端元丰度值.为了证明该算法的有效性,本研究设计了模拟试验和真实影像试验.结果表明,该算法在光谱信息不足的情况下的分解能力明显优于最小二乘算法.

摘要:图像分割是图像理解和识别的重要基础.目前,彩色图像分割有3个问题有待解决:无法处理有空间频率变化的图像;没有考虑图像的观察条件和颜色细节;对颜色空间的依赖性较大.本文提出了一个基于视觉感知的图像分割框架.此框架利用人眼视觉灵敏度函数模仿人眼的视觉模糊机制,能有效处理有空间频率变化的图像;使用CIE CAM02来预测复杂观察条件下的图像色貌;最后应用不同的色差公式实现基于颜色相似性的分割算法.实验结果证明本文框架可以产生比传统算法更适合于人类感知的分割结果.

摘要:提出了一种在复杂内河背景下进行天水线提取的方法.该方法包括5个步骤:(1) 利用均方误差(MSE)对原始图像进行评价;(2) 根据步骤1的评价结果确定是否对图像进行预处理;(3) 对经过步骤2处理的图像,分别利用算法1提取天水线得到天水线1,利用算法2提取天水线得到天水线2.算法1主要步骤有迭代阈值分割、Roberts梯度算子边缘检测、细化、Hough变换;算法2主要步骤有Roberts梯度算子边缘检测及二值化、细化、利用Hough变换;(4) 把天水线1和天水线2中最靠近图像下端的那一条直线作为最终的天水线;(5) 对最终提取的天水线进行主观定量评价,并使用证据理论进行可信度判断.实验结果表明,该方法适应性好,定位精度高,实时性和可靠性好.

摘要:提出了一种基于逆拉伸空间变换的蒙片像素点灰度值映射求解方法.实验中使蒙片网格化以产生恰当的控制点,采用最大减影直方图能量相似性测度准则和鲍威尔优化搜索方法,对蒙片图像和活片图像进行局部变形非刚性配准.该算法有效保证了蒙片图像变形前后灰度值变化的拓扑一致,使变形后的蒙片图像仍保持清晰准确的轮廓,配准后的减影图像质量良好,噪声和伪影明显减少,同时省去插值计算过程,配准速度明显提高,为临床中的脑血管病变诊断提供了有力支持.

摘要:为了提高镀膜材料和冰洲石基底的附着力以及提高棱镜的透过比,拓宽有效使用带宽,借助于计算机辅助设计方法,设计了高性能多层减反射膜系;选用合适的光学薄膜材料,利用电子束蒸镀,借助于离子源辅助蒸镀,制作了高性能的宽带减反射膜.测试结果表明:e光,o光的平均剩余反射率小于0.5%,有效使用带宽覆盖可见光区;为了改善薄膜和基底间的附着力,采用Al2O3做过渡层.