沿圆弧形路径积分的反射式超声层析成像方法及实验研究

讨论了近场及远场条件下沿圆弧积分的超声反射ＣＴ成像的重建算法,进行了计算机模拟成像,在此基础上,建立了一套超声反射ＣＴ成像系统,对部分样品模型进行了实验成像。     

Ф600 R—C光学系统的研制

此轻量化R—C光学系统焦距6000mm，相对口径1／10．其主镜通光口径600mm，相对口径1／1．2，主镜轻量化达53％．在传统制作的基础上，提出并研究了新的检测方法和新的工艺，主镜采用会聚光和平行光奥夫纳补偿器检验，次镜采用了反射自准检验和Hindle球检验．对轻量化主镜采取多点支撑方式．次镜加工精度：Hindle球检验弥散圆直径0．02mm，面形误差值0．12λ（λ=0．6328μm）．主镜补偿检验弥散圆直径0．02mm，主次镜组合光学系统的弥散圆0．02mm，WYKO干涉仪检测波前误差值1．2λ，均方根为0．18λ，完全达到了使用要求．     

基于增广拉格朗日的全变分正则化CT迭代重建算法

采用一种基于增广拉格朗日方法(augmented Lagrangian method)求解全变分正则化(total variation regularization)算法(ALMTVR)来进行CT图像重建.将ALMTVR算法与经典的代数重建算法(algebraic reconstruction technique,ART)进行比较,并采用仿真数据与实际数据进行实验.在实验中,使用ALMTVR算法与ART算法分别进行图像重建,并对重建图像进行对比分析.实验结果表明:所提算法与ART算法相比,显著提高了图像重建的质量与速度,显示了其对图像重建的有效性及在CT成像系统中潜在的应用价值.     

小流量磨料射流切割性能的试验研究

在非淹没条件下,前混合磨料射流切割所用的圆形喷嘴直径多在1．3mm以上,磨料消耗量大,射流功率大,不能满足生产所要求的小型化、高压力、小流量的发展方向,为了前混合磨料射流的快速发展,提倡采用直径较小的圆形喷嘴。对φ0．65mm和φ1．38mm普通圆形喷嘴所产生的射流进行了对比试验研究,得出了这两个圆形喷嘴在非淹没条件下切割铝板所产生的射流运动规律。实验结果表明：在非淹没和其他条件相同的情况下,φ0．65mm圆喷嘴射流比φ1．38mm圆喷嘴射流的移动速度减慢了大约20％,但切割比能耗降低了大约57％。     

基于正则化的SPACE-RIP并行磁共振成像重建算法

采用并行磁共振成像可以提高成像速度和图像分辨率,但这是以牺牲重建图像的信噪比为代价的。为此,该文提出了一种基于正则化的并行磁共振成像重建算法,降低由于阵列线圈的几何相关而造成的信噪比损失。以预扫描图像作为最后重建图像的先验信息,用L曲线方法求解最佳正则化参数。实验表明,该方法能较大限度地减弱噪声对重建结果的影响,当SPACE-RIP并行成像技术的加速因子达到4时,仍可得到高质量的高分辨率重建影像。重建后的图像质量良好,对临床诊断具有较高实用价值。     

基于正则化的SPACE-RIP并行磁共振成像重建算法

采用并行磁共振成像可以提高成像速度和图像分辨率,但这是以牺牲重建图像的信噪比为代价的。为此,该文提出了一种基于正则化的并行磁共振成像重建算法,降低由于阵列线圈的几何相关而造成的信噪比损失。以预扫描图像作为最后重建图像的先验信息,用L曲线方法求解最佳正则化参数。实验表明,该方法能较大限度地减弱噪声对重建结果的影响,当SPACE-RIP并行成像技术的加速因子达到4时,仍可得到高质量的高分辨率重建影像。重建后的图像质量良好,对临床诊断具有较高实用价值。     

FZP扫描全息术用于高散射介质中吸收体成像

设计以菲涅耳波带板作为编码孔径的近红外扫描全息成像系统，并对该系统的点扩散函数进行了理论计算．结果表明：系统的点扩散函数接近理想的δ函数；实际测试了系统的点扩散函数，分析了实验结果与理论计算值存在差异的原因；用该系统对浓度为1％、深度为1．8cm的intralipid脂肪乳剂中嵌埋直径分别为1．5mm，1．0mm和0．4mm的金属丝做成的圆环进行了成像实验．实验结果表明：可较清晰地分辨直径1.5mm和1.0mm金属丝做成的圆环，对直径0．4mm的金属丝做成的圆环也可识别．该系统用于高散射介质中吸收体成像具有较高的横向分辨力。     

基于SIDWT和迭代自一致性的快速并行成像重建方法

为提高并行磁共振成像的重建速度，基于平移不变离散小波变换(SIDWT)和迭代自一致性并行成像重建(SPIRiT)模型，提出一种高效的重建方法fSIDWT-SPIRiT.该方法针对含有数据一致项、校正一致项和L1范数正则项的复杂优化问题，首先将数据一致项和校正一致项进行合并处理，之后利用快速投影迭代软阈值算法进行求解以实现快速并行磁共振成像重建.最后，在不同人体器官的数据集上进行测试.仿真实验结果表明：与其他方法相比，该方法能够在保证图像重建质量的同时，具有更快的收敛速度.     

复频域实时重建医学光声图像的研究

提出将光声成像中的傅里叶域重建方法与分布式并行计算相结合的方法,应用于实际处理医学成像中,实现实时重建医学光声图像的目的.滤波反投影算法是光声图像重建的一个广泛使用的算法,但由于在时域重建的时间复杂度大,并不适合实时重建.傅里叶域重建方法相对于滤波反投影算法具有时间复杂度上的优越性,且产生较少的伪影.并行处理技术,已经广泛应用于各类工程学科,其影响力及范围随着研究深入逐步扩大.分布式并行计算将提高图像处理速度,使实时重建医学图像成为可能.将MATLAB作为平台,实现了对医学图像在复频域的并行加速处理,给出了并行处理与串行处理的测试结果的比较.实验结果表明:傅里叶域重建方法与分布式并行计算的结合,使医学光声成像重建时间大大缩短.     

改进型离线迭代在线重构算法的电容层析成像技术研究

针对电容层析成像技术的逆问题中图像重构精度与速度的矛盾性,以12电极电容层析成像系统为对象,提出了一个改进型离线迭代在线重构(OIOR)算法。改进型OIOR算法是针对OIOR算法成像精度不高的问题加入了迭代滤波过程,既保证了成像速度,同时也提高了成像精度。以仿真电容值和实测电容值进行了图像重构的实验验证,从成像效果、相对误差、相关系数以及重构时间这4个方面对此算法进行了分析评估。仿真及实验结果表明:改进型OIOR算法通过迭代滤波100次即可在20ms内有效提高传统OIOR算法重构图像的精度,使其相对误差降低约20%;与传统迭代法相比,在获得相同精度图像的条件下,其重构时间约为传统迭代算法的1/10。     

大小叶盘-硬涂层阻尼结构的解析建模和振动分析

对叶片涂敷NiCoCrAlY+YSZ硬涂层,研究具有硬涂层的大小叶盘的动力学模型和振动特性,主要研究硬涂层对大小叶盘的阻尼减振性能的影响.首先,利用复模量理论和Oberst梁理论,建立了涂层大小叶盘结构的解析模型;然后,基于Gram-Schmidt法和Rayleigh-Ritz法,求解涂层大小叶盘结构的模态特性和受迫响应.结果表明:硬涂层阻尼对大小叶盘固有频率的影响很小,但能使模态损耗因子提高4倍,说明硬涂层可以有效提高大小叶盘的阻尼性能;此外,涂敷硬涂层可以有效抑制其受迫响应.     

光束分束器的一种设计方法

论述了用一种改进的二元光学元件的设计方法设计光束分束器,该方法利用追迹法获得初位相,用Ｇ－Ｓ算法进行迭代运算,在运算过程中根据情况分别采用不同的振幅限制方法,从而使该算法具有收敛速度快,衍射效率高的优点,并且在对光束进行光束的同时,如果输入光束为非平面波,还可同时对其进行整形。     

一种新颖的三维零位标记

提出了一种新颖的三维零位对准标记.采用特殊编码的平面零位光栅通过分束棱镜成像在两个相互垂直的平面内,通过调节保证两平面在共有方向的零位重合,从而在三维空间内形成一个完善的X-Y-Z方向的原点重合的绝对坐标系,克服了现有技术只能进行一维或二维平面定位而不能实现在三维坐标系上进行绝对定位的缺点.这种三维零位标记系统简单,可以实现纳米级精度的三维绝对零位.     

不同制动速度下针刺毡炭/炭复合材料的摩擦磨损行为

用模拟刹车制动的摩擦试验机,研究了1种针刺毡结构炭/炭复合材料在不同制动速度下的摩擦磨损性能,并在光学显微镜下直接对摩擦表面进行了观察和分析．研究结果表明在制动速度为5m/s或静态条件下,针刺毡炭/炭复合材料的摩擦因数很低,但在制动速度为10m/s、能量较小时摩擦因数出现了峰值;在制动速度升高到20m/s后,摩擦因数较高且随刹车速度变化趋于稳定,显示出优良的高能高温制动性能;只要制动速度不是极高(如28m/s),这种材料均具有很好的抗磨损性能,其中磨损量在制动速度为15m/s时达到最大值,该制动速度对应于飞机进出场滑行制动速度;摩擦表面微观结构及氧化状况取决于制动条件的影响,炭磨屑和基体炭在制动过程中会优先氧化．     

低功率激光在镍合金分光镜上的自聚焦现象

功率在几百毫瓦量级的低功率Ar 激光器所发出的488nm激光束,在未聚焦的情况下(光强度在40W/cm2左右),经镍合金镀膜的分光镜后,观察到自聚焦现象.实验结果表明非线性光折射现象产生于膜层与玻璃基底的交界面,证明在此交界处存在一层非线性介质,是一种新的非线性材料.实验结果还表明此非线性现象的产生机理是光 热效应,并给出实验设置和测试资料,分析了实验结果.     

低气压等离子喷涂TiO_2涂层机械性能的研究

文本通过实验研究,证明了在低气压等离子喷涂条件下,TiO_2涂层的机械性能不是依赖于涂层结构,而主要由形成涂层前的TiO_2粒子的温度和速度所决定;如果形成涂层前的TiO_2粒子温度越高并且速度越大,就能形成更加扁平状粒子的涂层,增加粒子间结合力,使涂层机械性能提高。因此,喷涂规范中的等离子弧功率、喷涂距离和喷涂室压力对涂层机械性能有较大影响,而等离子弧辅助气氢气流量的影响甚小。     

多分流喷咀叶栅气动变分有限元分析

在蒸汽透平的高压级中,喷咀叶栅的高宽比相当小,一般l/B<1,端损比较严重。为了减少这种损失,本文提出一种新的由主、分流叶片组成的多分流喷咀叶栅结构,以改善高压级喷咀叶栅的气动性能。为了对这种多分流喷咀叶栅进行全流场计算,本文采用了较先进的气动变分有限元方法。以国产30万千瓦机组高压第一压力级为例,对实际运行的带矩形加强筋的窜喷咀结构,带锥形加强筋的窄喷咀结构以及由主、分流叶片组成的多分流喷咀叶栅结构进行了全流场的气动有限元计算。从计算所得的速度分布曲线可知,带矩形加强筋的窄喷咀结构的气动性能最差,而由主、分流叶片组成的多分流喷咀叶栅的气动性能最好,它是改善蒸汽透平高压级热经济性的有效途径。     

基于差波束逆合成孔径雷达成像的角运动参数估计方法

针对单脉冲三维成像时的目标角运动估计问题，提出一种基于差波束逆合成孔径雷达成像的新的角运动参数估计方法．该方法利用了各阶运动参数对差波束回波谱宽度的不同贡献以及熵与谱宽度的关系，通过最大熵和最小熵分剐对0阶和1阶以上角运动参数进行搜索，得到全局最优估计．有别于传统比幅测角方法，所提方法通过全局搜索得到目标的角运动参数，可以较好地抑制角闪烁的发生．对飞机目标角运动参数估计过程的仿真结果表明，与传统高分辨测角方法相对比，所提方法的平均误差降低了72％．     

焦磷酸盐镀铜工艺研究

通过铜镀层做基体材料的中间层或底层,可以获得许多具有特殊性能的镀层。氰化镀铜是应用最为广泛的底层镀铜工艺,但是氰化镀液中含有剧毒物.焦磷酸盐镀铜是替代氰化镀铜的最重要电镀工艺,但它的最大缺点在于附着力不好.文章用电化学方法研究了工艺条件对焦磷酸盐镀铜的镀层性能(特别是结合力)影响.结果表明:镀液的温度、搅拌速度、电流密度直接影响镀层性能;最佳工艺条件为:温度45℃,时间60 min,搅拌速度200 r/min,阴极电流密度1.5A/dm2。本研究结果为焦磷酸盐镀铜提供了实用的参考价值.     

Y-shaped beam splitter by graded structure design in a photonic crystal

We propose a method to bend a self-collimated beam in a photonic crystal. The beam bending relies on the gradual variation of the constitutive parameters of the photonic crystal. A new Y-shaped beam splitter is designed with a composite structure constructed using two graded photonic crystals. We demonstrate that the incident beam is divided into two output beams by the designed splitter. The power ratio of the two beams can be adjusted easily by changing the location of the input beam.