正弦型中频面形误差对光学传递函数的影响

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作者 陈建军 王琳琳 +4 位作者 霍立民 匡翠方 毛磊 郑驰 尹禄 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期725-732,共8页

中频面形误差(MSFSE)会导致光学系统发生小角度散射,影响系统性能。为了在光学设计和光学加工中制定合理的中频面形误差公差,就中频面形误差对光学系统调制传递函数(MTF)的影响进行了量化研究。在衍射受限条件下,推导出正弦型中频面形... 中频面形误差(MSFSE)会导致光学系统发生小角度散射,影响系统性能。为了在光学设计和光学加工中制定合理的中频面形误差公差,就中频面形误差对光学系统调制传递函数(MTF)的影响进行了量化研究。在衍射受限条件下,推导出正弦型中频面形误差对光学系统MTF的影响的表达式并对其进行分析,然后通过光学设计软件仿真验证理论推导结果。假设光学系统光瞳上带有正弦型中频面形误差,对光瞳函数进行傅立叶变换,然后平方得到点扩散函数(PSF),再对PSF进行傅立叶变换得到光学系统的光学传递函数(OTF),对OTF取模,即可得到中频误差影响下的MTF表达式。将该式与衍射受限条件下无中频误差的光学系统MTF进行对比,得到中频误差对光学系统MTF的量化影响。理论计算结果表明:正弦型中频误差会使光学系统的MTF在不同空间频率处产生不同的损失,损失值随空间频率呈周期性变化;峰谷值(PV)分别为0.030μm、0.095μm、0.159μm和0.223μm的中频面形误差,导致的光学系统MTF的最大损失比例分别为0.89%、8.80%、23.48%和43.31%;随着中频误差PV的增加,MTF的损失值呈非线性快速增加。软件仿真结果与理论计算结果吻合。 展开更多

关键词 中频面形误差 光学传递函数 自由曲面 光学加工 光学设计

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电流体喷印电磁功能微阵列结构

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作者 王大志 张结 +11 位作者 刘畅 欧阳景涛 付瀚卿 王俊瑶 刘茈涵 冯译文 赵祥露 锁刘佳 王铁胜 梁世文 孔令杰 唐彬 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期104-115,共12页

提出一种基于电流体喷印技术的复合材料衬底电磁功能微阵列结构制造工艺方法。通过间距补偿工艺策略,降低复合材料衬底功能结构线宽尺寸误差的47.4%,有效提高了复合材料衬底喷印精度。系统分析了电流体喷印参数对功能结构质量的影响关系... 提出一种基于电流体喷印技术的复合材料衬底电磁功能微阵列结构制造工艺方法。通过间距补偿工艺策略,降低复合材料衬底功能结构线宽尺寸误差的47.4%,有效提高了复合材料衬底喷印精度。系统分析了电流体喷印参数对功能结构质量的影响关系,实现复合材料衬底上多尺寸、多类型电磁功能微阵列结构的按需制造。确定了电磁功能微阵列结构的最优固化条件,得到线宽60μm金属结构电阻率为9.18×10^(-8)Ω·m。所制造的带阻型电磁功能微阵列结构在中心频率23.64 GHz处能够将电磁波有效抑制,透射系数为-42.89 dB,有效验证了电流体喷印技术制造电磁功能结构的能力与实现效果。 展开更多

关键词 电流体喷印 电磁功能 微阵列结构 电阻率 透射系数 复合材料衬底

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聚醚醚酮表面W掺杂类金刚石薄膜结构及其摩擦性能

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作者 崔丽 邱慧 +5 位作者 周小卉 朱邵超 郭鹏 陈仁德 汪爱英 西村一仁 《中国表面工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期271-282,共12页

聚醚醚酮(PEEK)广泛应用于航空航天领域,因其本征粘弹性和低硬度,PEEK极易发生磨损失效。为解决此难题,一般采用表面沉积类金刚石(DLC)薄膜的方法。利用线性离子束复合直流磁控溅射技术,调控Ar/C_(2)H_(2)气流比(68/12~62/18),在PEEK表... 聚醚醚酮(PEEK)广泛应用于航空航天领域,因其本征粘弹性和低硬度,PEEK极易发生磨损失效。为解决此难题,一般采用表面沉积类金刚石(DLC)薄膜的方法。利用线性离子束复合直流磁控溅射技术,调控Ar/C_(2)H_(2)气流比(68/12~62/18),在PEEK表面制备不同W元素掺杂含量的DLC薄膜。系统研究气流比对PEEK/W-DLC材料的组分结构、力学和摩擦性能的影响规律。结果表明,气流比降低使薄膜表面C粒子团簇尺寸增大和致密化。W元素含量由7.08at.%下降至2.63at.%,且主要以WC_(1-x)纳米晶簇分布在C基质中,I_(D)/I_(G)值由0.42下降至0.32。C元素含量的增加使膜内生成更多的C-C键,部分C=O键转化为C-O键。PEEK/W-DLC材料表面褶皱密度增大,界面处形成机械咬合结构。气流比66/14时,材料具有优异的力学和摩擦性能,磨损率低至1.52×10^(-8) mm^(3)/(N·m)。这主要归功于碳膜的力学性能保护及磨斑处富W润滑转移膜的形成。通过分析材料表面凹坑结构的形成机理,发现摩擦过程中同时存在粘着磨损和磨粒磨损。研究结果将有助于指导设计开发高效耐磨的航空航天材料。 展开更多

关键词 聚醚醚酮(PEEK) 类金刚石薄膜 金属掺杂 微观结构 摩擦性能

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视觉注意机制与边缘展宽衡量相结合的显微成像清晰度评价 被引量：4

4

作者 赵巨峰 毛磊 +1 位作者 刘承 冯华君 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期132-138,共7页

为得到与主观评价一致的衡量方法,结合视觉注意机制与边缘展宽衡量,提出一种显微图像清晰度评价指标.根据不同空间位置的像素灰度差距特征,计算视觉注意索引图来模拟人眼视觉系统观察景物的特性,从而赋予不同区域与像素不同的权重,通过... 为得到与主观评价一致的衡量方法,结合视觉注意机制与边缘展宽衡量,提出一种显微图像清晰度评价指标.根据不同空间位置的像素灰度差距特征,计算视觉注意索引图来模拟人眼视觉系统观察景物的特性,从而赋予不同区域与像素不同的权重,通过分割实现对潜在对焦区域的提取.利用边缘展宽方法衡量这些区域,以水平与竖直方向的平均边缘展宽作为最后的清晰度指标.设计主观实验与客观实验,并与其他客观方法对比,结果表明该方法能有效克服现有方法的缺陷,解决显微图像清晰度评价中的关键问题,实现与主观评价一致的显微图像客观评价. 展开更多

关键词 显微成像 清晰度 视觉注意 边缘展宽 对焦区域

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手机版无线体视成像互动教学系统

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作者 李玉明 麻彩萍 +3 位作者 王菁兰 李鹏 郑驰 张贵友 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第10期89-92,共4页

手机版无线体视成像互动教学系统由多台体视显微成像系统、智能手机、无线路由器系统及相关软件共同组成,是专为实验教学研制的一套图像采集及互动教学系统。学生可以通过手机APP采集体视显微镜下实时观察到的图像,并拍照保存在手机相册... 手机版无线体视成像互动教学系统由多台体视显微成像系统、智能手机、无线路由器系统及相关软件共同组成,是专为实验教学研制的一套图像采集及互动教学系统。学生可以通过手机APP采集体视显微镜下实时观察到的图像,并拍照保存在手机相册中;教师可以通过电脑软件查看所有学生镜下动态图像,指导学生实验;师生间可以进行文件的无线传输,实时互动教学。系统已通过测试并投入实验教学使用,取得良好教学效果。 展开更多

关键词 手机 无线连接 体视成像系统 互动教学

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结合多尺度分解和梯度绝对值算子的显微图像清晰度评价方法 被引量：10

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作者 崔光茫 张克奇 +2 位作者 毛磊 徐之海 冯华君 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期54-64,共11页

针对显微图像自动对焦和成像系统质量评价问题,结合多尺度分解工具和梯度绝对值算子设计,提出了一种显微图像清晰度评价算法。采用非下采样剪切波分解,对输入的显微图像进行多尺度、多方向变换,得到一幅低频子带图像和若干幅高频子带图... 针对显微图像自动对焦和成像系统质量评价问题,结合多尺度分解工具和梯度绝对值算子设计,提出了一种显微图像清晰度评价算法。采用非下采样剪切波分解,对输入的显微图像进行多尺度、多方向变换,得到一幅低频子带图像和若干幅高频子带图像。结合抗噪阈值设置,计算各子带图像的梯度绝对值算子和,利用图像清晰度变化对于低频和高频子带系数影响的差异,将高低频梯度绝对值算子的比值作为最终的显微图像清晰度评价数值。开展了仿真论证实验和实拍论证实验,实验结果表明,所提出的清晰度评价算法具有较好的单调性和抗噪特性,和几种经典的评价算法相比,本文方法得到的评价结果在灵敏度、稳定性和鲁棒性方面表现更为优异,具有很好的实际应用价值。 展开更多

关键词 显微图像 清晰度评价 非下采样剪切波变换 梯度绝对值算子

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基于双弹光级联差频调制的应力双折射二维分布测量 被引量：2

7

作者 李克武 邱元芳 +3 位作者 崔志英 毛磊 王志斌 匡翠方 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第18期2647-2655,共9页

为了实现对光学材料、光学元件的快速、高精度应力双折射测试评估分析,本文提出了一种基于双弹光级联差频调制的应力双折射二维分布测量方案。将两个工作在不同频率的弹光调制器级联,构成偏振测量装置。光学材料和元件的应力双折射延迟... 为了实现对光学材料、光学元件的快速、高精度应力双折射测试评估分析,本文提出了一种基于双弹光级联差频调制的应力双折射二维分布测量方案。将两个工作在不同频率的弹光调制器级联,构成偏振测量装置。光学材料和元件的应力双折射延迟量和快轴方位角参数,被加载到偏振测量装置的调制信号中;采用数字锁相技术,提取调制信号的基频项和差频项,然后完成应力双折射延迟量和快轴方位角两个参数求解;按照原理分析,研制了测试系统,并完成了系统初始偏移值定标;采用波片进行了测量精度和重复性测试,并完成了BK7玻璃样品的应力双折射分布测量实验。实验结果表明,该系统的快轴测量重复性为0.01°,双折射延迟量测量重复性为0.02 nm,单数据点测量时间小于200 ms。本文方案实现了高速、高精度和高重复度的应力双折射测量,同时具备应力双折射二维分布测量能力,可为波片、玻璃或晶体等光学材料双折射测量分析和评估提供有效手段。 展开更多

关键词 弹光调制 差频调制 应力双折射 延迟量 快轴方位角

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基于仿射重建和噪声散点直方图的图像噪声水平估计(英文) 被引量：2

8

作者 崔光茫 张克奇 +2 位作者 徐之海 冯华君 赵巨峰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第S1期190-196,共7页

结合信号仿射重建技术和图像噪声散点直方图,提出了一种图像噪声水平估计方法。首先,对于输入的噪声图像,采用基于分水岭的图像分割算法,将其分为若干像素均匀的图像块。采用仿射信号重建算法,实现无噪声的仿射图像信号和噪声余量图的... 结合信号仿射重建技术和图像噪声散点直方图,提出了一种图像噪声水平估计方法。首先,对于输入的噪声图像,采用基于分水岭的图像分割算法,将其分为若干像素均匀的图像块。采用仿射信号重建算法,实现无噪声的仿射图像信号和噪声余量图的分离和获取。从噪声余量图中计算获取各图像分块的噪声散粒点,每个散粒点表示各个图块的噪声标准差大小。随后,统计噪声散粒点直方图,进而确定最多散粒点分布的噪声强度区间。最终的图像噪声标准差估计值由该选择区间内的所有散粒点标准差均值计算得到。对比实验表明,算法能够进行准确可靠的图像噪声水平估计,对于细节和边缘丰富的图像效果优异。 展开更多

关键词 图像噪声估计 图像分割 仿射信号重建 噪声散点直方图

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基于仿射重建和噪声散点直方图的图像噪声水平估计 被引量：2

9

作者 崔光茫 张克奇 +2 位作者 徐之海 冯华君 赵巨峰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第A01期182-188,共7页

结合信号仿射重建技术和图像噪声散点直方图，提出了一种图像噪声水平估计方法。首先，对于输入的噪声图像，采用基于分水岭的图像分割算法，将其分为若干像素均匀的图像块。采用仿射信号重建算法，实现无噪声的仿射图像信号和噪声余量... 结合信号仿射重建技术和图像噪声散点直方图，提出了一种图像噪声水平估计方法。首先，对于输入的噪声图像，采用基于分水岭的图像分割算法，将其分为若干像素均匀的图像块。采用仿射信号重建算法，实现无噪声的仿射图像信号和噪声余量图的分离和获取。从噪声余量图中计算获取各图像分块的噪声散粒点，每个散粒点表示各个图块的噪声标准差大小。随后，统计噪声散粒点直方图，进而确定最多散粒点分布的噪声强度区间。最终的图像噪声标准差估计值由该选择区间内的所有散粒点标准差均值计算得到。对比实验表明，算法能够进行准确可靠的图像噪声水平估计，对于细节和边缘丰富的图像效果优异。 展开更多

关键词 图像噪声估计 图像分割 仿射信号重建 噪声散点直方图

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基于双弹光级联差频调制的波片参数测量研究 被引量：1

10

作者 王爽 崔志英 +2 位作者 冯华君 李克武 王志斌 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期182-191,共10页

为了实现对波片快轴方位角和延迟量参数快速、高精度测试,提出了一种基于双弹光级联差频调制的波片参数测量方案。选用两个工作频率不相同的弹光调制器级联,构成偏振分析测量装置。波片的两个参数被加载到偏振分析装置的调制信号中,采... 为了实现对波片快轴方位角和延迟量参数快速、高精度测试,提出了一种基于双弹光级联差频调制的波片参数测量方案。选用两个工作频率不相同的弹光调制器级联,构成偏振分析测量装置。波片的两个参数被加载到偏振分析装置的调制信号中,采用数字锁相技术同时提取调制信号的基频项和差频项,然后完成波片全部参数求解。按照原理分析,搭建了实验系统,并完成了系统初始偏移值定标,完成了632.8 nm的1/4波片,532 nm的1/4波片和1/2波片实验测量。实验结果表明,本文方案的快轴方位角测量最大偏差为0.2°,角度测量标准偏差为0.02°;波片的相位延迟量标准偏差优于5.64×10^(-4)rad,单点数据测量时间仅为200 ms。考虑到波片材料的双折射色散,根据检测激光波长下测量的相位延迟量,进一步计算出应用波长的波片延迟量。测量值与理论值最大偏差不超过1.17 nm,延迟精度优于λ/300。本文方案实现了高速、高精度和高灵敏的波片参数测量,可为波片加工测试和实验定标提供有效手段。 展开更多

关键词 弹光调制 差频调制 波片 快轴方位角 延迟量

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基于并行计算的实时数字全息显微镜

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作者 李勇 毛磊 +2 位作者 章海军 马利红 王辉 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期152-156,共5页

为了实现实时数字全息显微观测,采用数字全息并行算法达到实时再现要求。首先根据设计的数字全息显微镜光路结构,充分利用图像传感器空间带宽积,通过实时记录方案采集全息图、物光强及参考光强以消除0级;然后通过设计的并行再现软件,将... 为了实现实时数字全息显微观测,采用数字全息并行算法达到实时再现要求。首先根据设计的数字全息显微镜光路结构,充分利用图像传感器空间带宽积,通过实时记录方案采集全息图、物光强及参考光强以消除0级;然后通过设计的并行再现软件,将采集到的图像均匀分割为4个区域,交由4个进程分别同时计算,每个进程实现对应区域的全息图再现后,将每个再现结果再均分成4个区域,并将对应区域重新组合成4组数据交由4个进程分别同时进行叠加,计算相位及强度;最后将4个进程计算得到的相位、强度重新拼接成完整的再现强度及相位图。结果表明,系统的数据采集和图像再现速度达到了18frame/s。该设计系统实现了实时全息显微观测。 展开更多

关键词 全息 全息测量 数字再现 空间频谱分析

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