高效大尺寸短焦距菲涅尔透镜设计

为减少聚光太阳能系统中太阳能电池面积和聚光系统体积,缩短系统纵向尺寸和降低系统成本,采用分区方法设计大口径、短焦距、高聚光比的菲涅尔透镜.把圆形或方形菲涅尔透镜分成中心区、折射区及全反射区,推导了分区法计算公式.用该方法设计了一个焦径比为0.75、聚光比为1000的高聚光比菲涅尔透镜,用Trace Pro软件对设计的菲涅尔透镜进行了光学仿真,聚光效率可达88.75%.该菲涅尔透镜具有焦距短、高聚光比、高效率、易加工等优点,可降低系统的体积及成本.     

菲涅尔区平面反射器的焦散区场

菲涅尔区相位修正平面反射器具有类似于旋转抛物面的聚焦特性，本文用物理光学方法分析了平面波入射时其焦散区场的分布并给出了数值了计算结果，重要探讨了入射波倾斜时其焦散区的相应变化，为该类反射面的实际应用提供了理论依据。     

对经典菲涅尔假设的评注

指出经典菲涅尔假设中的缺陷，从基尔藿夫积分定理导出菲涅尔假设的倾斜因子，说明衍射波的倾向限制范围。     

环面焦斑全内反射菲涅尔透镜设计及分析

为了减小由热斑效应带来的损失,增加太阳能转换效率,克服二次镜带来的菲涅尔损失,以及由大口径和几何聚光比带来的焦斑不均匀的问题,设计了环面焦斑全内反射菲涅尔透镜.环面焦斑全内反射菲涅尔透镜由两部分组成,里面是环面焦斑太阳能透镜,外面是二次全反射棱镜.用Tracepro模拟和比较具有相同通光面积的普通菲涅尔透镜和环面焦斑全内反射菲涅尔透镜的光照度,结果表明,环面焦斑全内反射菲涅尔透镜具有较高的光能利用率和均匀性.     

大直径菲涅尔透镜模具加工机理

针对大直径菲涅尔透镜模具的加工难题,基于有限元仿真软件ABAQUS和模态实验方法对大直径菲涅尔透镜模具切削过程加工机理进行分析.介绍了菲涅尔透镜设计及模具加工原理,结合材料本构关系、材料失效准则等,建立正交切削二维模型,得到仿真切屑,与模态实验得到的切屑进行对比,验证了仿真切削模型的可行性.研究了切削速度、进给速度对切屑形成过程的影响.研究结果表明:在H62黄铜模具加工过程中,材料强度和塑脆性对切屑形态产生重要影响,随着变形速度的提高,材料强度提高,材料塑性降低,切屑的演化过程依次分为带状切屑、锯齿切屑、单元切屑.     

平板菲涅尔透镜设计及组合优化方法

为了解决传统的球面菲涅尔透镜模具加工工艺难度大、精度低、制作成本高等问题, 提出一种中心透镜为球面、外侧环带为倾斜面的平板菲涅尔透镜的设计方法, 并进行了基于多平面拟合和基于多焦点的组合优化设计, 给出了具体设计实例, 进行了光学仿真.结果表明:优化后菲涅尔透镜聚光效率达93%, 聚焦光斑能量均匀性4.9, 满足设计要求.     

菲涅耳公式中位相突变的人为性

本文通过对光波和机械波的菲涅耳公式的比较，说明两公式的统一性和位相突变的人为性。以及与之相应的半波损失、附加光程差等概念的联系和区别。     

基于任意正多边形孔径的菲涅尔衍射

在基尔霍夫衍射公式的基础上,通过模拟仿真研究了任意正多边形小孔的菲涅尔衍射规律.首先利用Matlab中的for循环给出衍射平面的球面波复振幅分布,再利用函数graythresh和im2bw读取Photoshop绘制的小孔图像得到孔径函数; 然后通过函数fft2对点扩散函数和衍射平面的复振幅分布与孔径函数的乘积进行傅里叶变换; 最后利用函数ifft2对输出频谱做傅里叶逆变换,从而得到衍射条纹分布.研究结果表明:在正多边形各边的垂直方向上,衍射条纹清晰; 在各角的方位上,衍射呈条带分布(正多边形边数为奇数时为     

滑移式线性菲涅尔太阳能集热器的设计及实验研究

介绍了一种滑移式线性菲涅尔太阳能集热器的设计方法及其工作原理.当真太阳时为10：00~14：00时,在TracePro中对此集热器进行光路模拟,得出一天中光斑的变化情况,并与实验结果进行对比,最后进行全年光斑模拟分析.模拟及实验结果表明：两曲线规律基本一致,均呈现先增大后减少的抛物线对称分布规律;集热器有滑移时一天中的平均集热效率为22.90%,模拟等效平均集热效率为24.45%,无滑移时平均集热效率为6.40%.     

菲涅尔衍射法暗纹分布的研究

微小尺寸的测量多采用夫琅和费衍射法测量,因为其衍射暗纹间距与被测尺寸之间具有简单的线性关系,实用中,夫琅和费衍射占用空间很大,而且衍射象与传感器尺寸很难匹配,通过对菲尔衍射和夫琅和费衍射光强分布的深入研究,发现二者暗纹分布是相同的,本项研究将衍射测量扩展到菲涅尔衍射区,不但可以扩展测量范围,还可以通过扩大所接受衍射谱级次的方法,提高测量精度,具有较高的实用价值,理论上也有一定突破。     

全息图的数字化频域滤波及数值再现研究

采用计算机对普通离轴计算全息图及博奇型修正离轴参考光计算全息图进行数字化滤波操作,可在频域将零级及孪生像消除,从而得到单一的清晰实像或虚像。利用快速傅里叶变换算法计算菲涅耳衍射积分,实现了计算全息图的设计制作、频域滤波、再现过程的全数字化,计算机数值模拟结果表明该方法具有再现图像信噪比高、操作过程简便、计算速度快、灵活性强等特点。     

基于CCD、EALCD的数字全息再现研究

提出一种新的数字全息再现方法,将电耦合器件CCD与电寻址液晶EALCD相结合用于数字全息的再现.不仅避免了传统的全息记录材料显影、定影等过程,也避免了材料非线性记录等缺点,并可以实现普通的数字全息较难实现的基于位相移法的三维测试.为了验证该方法的实用性.对CCD记录的傅立叶变换全息图和计算机生成的傅立叶变换全息图的再现进行了实验研究,实验结果表明,CCD与EALCD相结合,不但可以实现数字全息图的光学再现,而且可以实现全息图的实时再现,可应用于数字全息干涉测试.     

二维Arnold仿射模变换加密数字全息图

提出了用于M×N数字图像的二维Arnold仿射模变换公式,指出其变换周期等于MAXM×MAXN数字图像Arnold仿射模变换的周期;分析了二维Arnold仿射模变换用于数字图像加密的弊端,针对于其不足,提出将Arnold仿射模变换用于置乱虚拟光学方法生成的数字全息图,以增强该算法的安全性。     

基于数字全息术的粒径测量的仿真研究

主要介绍了同轴数字全息的基本概念、原理、方法及其在粒子直径测量中的应用,并进行了计算机仿真研究.基于Matlab软件,采用计算机随机生成仿真粒子,然后生成全息图,最后通过数字再现进行粒子直径测量,并与仿真粒子进行了比较,给出了判别粒子聚焦的方法,证明了该方法的适用性.     

数字全息关键技术研究

数字全息术开辟了全息术的新纪元,但实现数字全息术需解决许多关键技术。本文以CCD和EALCD为数字全息基本器件,从理论上和实验上研究实现数字全息的关键技术,即如何使光学系统满足时间相干度、空间相干度、空间带宽积、光束偏振度、条纹对比度、分辨率条件和物距条件,以达到高精度全息测试;并基于这些条件,设计了数字全息测试系统;应用该系统,实现了高清晰度数字全息再现。基于数字全息信息的数值特点,利用计算机技术,采用了Laplacian算子滤波,提高了干涉条纹的对比度,从而为提高测试精度提供了高对比度的干涉图。     

全息干涉的物光研究

本文采用一种比较简单的新方法,即对物光进行部分遮挡,提高了再现光的衍射效率,明显地改进了全息照相实验的再现效果.     

菲涅耳离轴平面全息“再现像”的分析

本文根据菲涅耳离轴平面全息的理论,结合实验分析了“再现像”的位置和虚、实,并在普通全息设备上取得了观察再现虚像、实像的简易方法.通过实验数据的计算,证实了这种方法与理论完全相符。     

全息图再现衍射波的分析

利用傅立味变换对全息照相中对应的波函数进行了研究，分析了在不同条件下产生0级、＋1级、－1级衍射波的情况，解释了全息图再现时产生虚像和实像的机理以及像点位置坐标的变化情况。     

计算全息图的制作及再现像质量评价

为了研究迂回位相编码方法与修正离轴参考光法制成的计算全息图再现像质量优劣,本文采用这两种方法分别制作出三幅不同图像的全息图,并利用计算机对其进行模拟再现,引入峰值信噪比和均方误差对再现像质量进行定量评价.结果迂回位相编码峰值信噪比分别为31.572 2dB、32.321 8dB、25.566 7dB,均方误差为45.275 6、38.097 9、180.470 2;离轴编码法中信噪比最大值为31.675 0,均方误差最小值为44.215 8.     

数字化企业与数字化管理建设规划研究

在介绍数字化企业的基本思想和概念的基础上,分析了数字化企业的特点。提出了一种理想的数字化企业建设模型,模型包括数字化企业网络设施及数字化企业业务设施。该模型对企业数字化建设具有指导作用,并根据漓江信息产业集团的实际情况进行了应用研究。文中还分析了数字化管理,并按照具体企业情况对其数字化管理运行模式进行了规划研究,有效的管理是数字化建设取得成功和效益的保证。