光纤透镜的光学原理与应用

在理论上分析了光纤透镜聚焦、成像和准直的光学原理,介绍了它们在激光光学、光电子、光通讯、医药器械等领域的应用.     

声透镜成像声呐的高速成像收发通道设计

针对声透镜成像声呐在保持高速成像的前提下减少收、发通道的设计技术,在以往声透镜成像声呐所采用的分时收发通道设计的基础上,通过借鉴无线通信中的CDMA技术,并适当安排换能器基元的收、发组合方式,设计了一种新的收、发通道结构和相应的信号处理流程.同时,对其工作性能进行了仿真,并且与其他设计结构的成像声呐可达到的成像性能进行了比较.研究表明,采用多组正交编码调相信号作为声透镜成像声呐的发射信号,以及分组发射、重新分组接收的方式,可以在声透镜成像声呐的接收通道总数比传统设计方式大幅度减少的情况下仍然保持很高的成像速度.     

虚拟弯曲透镜阵列的集成成像特性

虚拟弯曲透镜阵列已成为提高三维集成成像质量的有效手段.针对典型虚拟弯曲透镜阵列的集成成像系统,依据集成成像记录与重构原理,利用ABCD矩阵光学理论,推导了三维物体与三维集成图像的映射位置关系模型,实现了虚拟弯曲透镜阵列集成图像的计算生成与重构;引入成像取样率模型,定量分析了记录过程单元图像取样率与不同深度重构集成图像质量的关系.最后,利用相关度图像度量因子比较了虚拟弯曲透镜阵列和传统平面透镜阵列的集成图像质量,证明了虚拟弯曲透镜阵列在提高三维集成成像质量方面的优越性.     

声透镜波束形成和目标成像仿真与试验

为了促进具有体积小、功耗低、成像速度快等优点的透镜声呐在水下成像中的应用,选取了PMMA(polymethyl methacrylate)和PMP(polymethyl pentene)2种材料,利用混合模型设计并加工了单透镜系统和双透镜系统,对2个透镜系统分别进行了波束形成和目标成像试验研究.试验测得的焦点位置和波束图与仿真结果基本一致,从而验证了混合模型模拟透镜声场的有效性和准确性.得到了十字形和圆环2种目标的成像图,通过综合比较各种试验结果可知:PMMA是一种有效的透镜加工材料,透镜组合在缩短焦距方面具有优势,但同时增大了对声波的吸收,因此透镜组的设计要综合考虑这2方面的因素.     

时间透镜成像系统中泵浦脉冲的优化研究

泵浦脉冲的宽度会对时间透镜成像系统的性能产生影响。通过理论分析得出:当四波混频时间透镜满足成像条件时,泵浦脉冲的宽度与放大倍数、输入光纤的二阶色散、信号初始宽度、信号脉冲间隔及分组脉冲的脉冲个数等参数满足一定的关系。通过对系统误差的分析计算,验证了相关理论:当直接减小泵浦脉冲宽度时,成像系统的误差变小;当增大信号初始宽度时,成像系统的误差变小;当增大输入光纤二阶色散时,成像系统的误差变大;当放大倍数远大于1时,成像系统的误差几乎不随放大倍数的改变而发生变化。     

时间透镜成像系统的数值分析

在高非线性光纤中利用四波混频（ＦＷＭ）效应产生时间透镜,由输入色散光纤、时间透镜,以 及输出色散光纤三部分构成光信号处理的时间成像系统．时间透镜将泵浦光的二次相位通过四波 混频作用传递给信号光,啁啾化的信号光在经过光纤的色散之后可以引起脉宽的放大或压缩．数值 计算表明：在时间成像系统中,采用较宽的泵浦光会导致信号光脉宽的放大倍数Ｍ 值下降,但泵浦 光输入功率的强弱对放大因子Ｍ 值没有影响．考虑到光纤的损耗会导致色散线路上信号功率的衰 减,为使色散与非线性效应动态匹配,将输入输出两段光纤的色散由固定值改进为指数渐减,可以 使放大倍数更趋近于理论值．     

创新的无透镜成像光学传感器

英国奎奈蒂克公司获准为美国研制一种创新的无透镜成像（lensless imaging）光学传感器。这种传感器是一种可由高空飞艇或长航时无人机搭载的新型传感器．在最高可达20千米的高度上、在都市密集的地区或装备密集的战场上．可探测并同时跟踪大量的地面移动车辆。按要求．该新型传感器应具有高的精度和随搭载平台连续24小时工作的能力．因此需有高的灵敏度和分辨力．视场应足够大并可在大、小视场之间迅速切换。     

应用于立体印刷的矩阵式透镜光栅的原理

立体印刷中应用的透镜光栅为柱透镜光栅。本文探索了将矩阵式透镜光栅应用于立体印刷的原理,通过比较矩阵式透镜光栅和柱透镜光栅,指出矩阵式透镜光栅的优点。矩阵式透镜光栅制作的立体画比柱透镜光栅制作的立体画的观察角度更多,能使平面印刷图像取得更好的立体效果。本文给出了具体的制备参数。     

基于柱透镜光栅的虚模式下一维集成成像显示特性

针对柱透镜光栅的分光特性,构建了虚模式下一维集成成像系统的显示平台,对显示分辨率、观看视角和重构图像深度三个表征显示特性的参数进行了系统分析,并在此基础上,提出了一种一维集成成像显示过程中观看视点图像的计算机模拟重构方法,该方法利用光在柱透镜中的传播规律,依次计算观看视点在每个柱透镜中所看到的图像信息并最终合并成一幅视点图像。实验结果表明,计算机模拟重构的视点图像与显示平台的显示效果完全吻合,可以真实描述一维集成成像的显示过程,分析得到的显示特性参数可以作为一维集成成像系统设计的理论依据。     

二维硅柱子光子晶体中的负折射及亚波长成像

在空气中放置三角格子硅柱子,构造了一种二维晶格结构．通过等频图分析及FDTD模拟,证明该晶格结构存在一个有效折射率为-1的频率．利用该晶格结构,设计了一个能形成一个非近场的像的超透镜．进一步的研究证明由该晶格结构构成的超透镜还具有亚波长成像的能力．     

含锰高品位银矿中银的物相分析

介绍了一种针对含锰高品位银矿的化学物相分析方法，用3％乙酸铵—3％盐酸羟铵对矿石中的氧化锰首先进行浸出，再以系列分相溶剂对银进行化学浸出．结果表明：银与矿石中氧化锰矿物紧密共生，只有在锰矿物被溶解，暴露出银矿物后，银才会被浸出；大部分银以超显微分散态(硫化银占62．79％)存在，同时在少量的金属硫化物中也赋存着一部分银(占28．65％)，角银矿和自然银极少．     

塑性增量理论的变分原理和广义变分原理

自弹塑性力学的广义变分原理问世以来,如何将塑性增量理论(塑性流动理论)的变分原理和广义变分原理写成更加规范的形式,一直是塑性力学专家和变分原理专家努力的方向.该文借助弹塑性本构关系研究的新进展,按照广义力和广义位移之间的对应关系,将塑性增量理论的基本方程乘上相应的虚量,然后积分,并代数相加,进而推导出了形式规范的塑性增量理论的变分原理和广义变分原理.     

Self-assembled structures of colloidal silver nanoparticles on solid substrates

With a two-phase method,well-dispersed 5.2 nm Ag nanoparticles with narrow size distribution (±0.5 nm) are synthesized.The assembled structures of colloidal Ag nanoparticles on highly oriented pyrolytic graphite (HOPG),silicon chip and microscopic glass have been investigated by atomic force microscopy (AFM).With different spin-coating speeds and concentrations of colloidal silver nanoparticles,various assembly structures could form on those substrates.On HOPG,Ag nanoparticles were absorbed and aligned along single-atom-height step edges to form a linear one-layer structure.And on silicon chip and microscopic glass,one-layer closed packing fractal structure and two-layer closed packing ring were observed respectively.     

摄像机成像过程仿真技术研究

探讨并比较了理想摄像机成像的过程与OpenGL透视投影的机理,从理论角度证明了通过设定OpenGL参数可使其渲染图像与真实摄像机拍摄结果一致。编程实现摄像机成像仿真平台,预先设定摄像机的内外参数,由OpenGL渲染生成不同位置的Checkerboard图像,利用第三方标定程序包进行标定。标定结果与预先设定的摄像机参数一致,证明了理论推导的正确性。通过本系统可以深入了解摄像机理想状态下成像的基本过程,且该模拟方法可摈除无关因素的干扰。为视觉系统标定、立体匹配、畸变校正、动态识别等大部分视觉算法的仿真奠定了基础。     

伪双站ISAR成像方法研究

提出了基于单站成像系统获取多站逆合成孔径雷达(ISAR)重建图像的方法,称其为伪双站ISAR成像法.该方法利用电磁波的多径效应,发射一组电磁波信号可接收到多组回波数据,通过对回波进行信号处理,能够获得比常规单、双站ISAR成像更多的目标有用信息.与常规双站ISAR相比,它的设备大大简化,且避开了双站ISAR成像最难解决的同步技术问题.深入分析了伪双站ISAR成像的几何配置、成像原理、雷达成像平面和坐标变换等问题.仿真实验结果验证了理论分析的正确性和成像方法的有效性.     

中国古代室内空间限定原理之设立与中心研究

室内空间的限定是室内设计原理研究的重要内容。通过＂设立＂进而形成室内空间的＂中心＂,是室内空间限定的一种具体处理方法,它贯穿着中国古代室内设计发展与演变的整个过程。文章以中国古代室内设计的发展历史为主线,围绕室内空间的限定原理这一核心问题,结合历史文献、图像实物及建筑考古学的研究成果,针对中国古代室内空间中以火塘、筵席、床榻及桌椅等4种进行设立与中心的方式,进行疏理、归纳与分析,探讨其成因、特点、影响及其演进的过程。     

铜粉表面化学镀银及表征

铜-银复合粉末具有良好的抗氧化性、热稳定性及高电导性,在电子浆料、导电填料等众多领域具有广阔的应用前景.利用化学镀的方法,采用氯化亚锡为敏化剂,甲醛为还原剂,合成了用于电子浆料的铜-银复合粉末.用X射线衍射、扫描电镜表征了复合粒子的晶型和形貌结构,研究了敏化剂氯化亚锡、反应温度、还原剂及镀液的pH值对材料晶型和形貌的影响.结果表明：采用甲醛为还原剂,经过敏化处理后,当镀液pH值为10时,在50℃下,合成的银包铜粉电接触材料有较好的形貌.     

用雷达目标模型散射场研究雷达成象

本文通过计算雷达目标模型的后向散射场来获得雷达回波数据,并用这组数据进行雷达转台成象研究.成象结果表明,作为一种仿真手段,通过计算后向散射场来模拟雷达回波,在逆综合孔径雷达(ISAR)研究中是行之有效的.     

碳纳米管对聚合物纤维抗静电能力的影响

为研究碳纳米管对提高有机抗静电剂抗静电能力的效果,以碳纳米管填加于有机抗静电剂,并与聚合物混纺制备了抗静电纤维．实验结果表明：与含碳纳米管的有机抗静电剂混纺的聚丙稀纤维的摩擦静电荷显著低于与纯有机抗静电剂混纺的聚丙稀纤维,而与含化学镀银的碳纳米管的有机抗静电剂混纺的聚丙稀纤维的摩擦静电荷进一步降低,经过化学镀银的碳纳米管,导电性和抗静电效果进一步提高.     

粗糙化银电极上3,4,5,6-四氯吡啶甲酸的电催化还原

用电化学氧化还原法(ORC)制备了粗糙化银电极.采用原子力显微镜(AFM)对粗糙化银电极表面结构进行了表征,用循环伏安法和大幅度电势阶跃法研究了碱性水溶液中粗糙化银电极对3,4,5,6-四氯吡啶甲酸(3,4,5,6-TCP)的电催化还原特性.结果表明:用电化学氧化还原法(ORC)制备得到的粗糙化银电极表面交错分布了棉絮状微晶和圆柱状晶枝,对3,4,5,6-TCP脱氯反应显示了很高的电催化活性;该脱氯反应是受扩散控制的不可逆反应,求得传递系数α为1.51nα-1,扩散系数D为0.820×10-6(cm2·s-1).