摘要：为了满足中波红外光谱分析的需要,设计了Offner型中波红外成像光谱仪。在分析红外系统消热差方程的基础上,明确通过选择不同热特性材料的合理组合可以设计出合理的消热差光学结构;在分析Offner结构原理的基础上,建立了一种简化的初始结构求解过程以及采用光学仿真软件进行优化的设计方法。最后,利用该方法设计了工作波段为3~5μm的推扫式成像光谱仪,并进行了一体化消热差设计,工作温度范围为-40~100℃,全视场范围内的弥散斑小于30μm,调制传递函数值在空间截止频率16.7 lp/mm处均大于0.35,光谱分辨率小于15.6 nm,具有较好的光谱分光性能。

摘要：为了满足地物成像光谱分析的需要,设计了同轴安装、体积小、重量轻的适用于无人机载的棱镜-光栅-棱镜型可见近红外成像光谱仪.通过角放大率选择、光焦度分配、相对孔径计算设计了视场较大的前置物镜;通过光栅方程求解、体相位全息光栅布拉格条件约束、棱镜折射定律设计了光谱系统的初始结构;通过工作光谱上下限出射角与探测器光谱维宽度的关系确定了成像物镜的焦距;通过出射光角度明确了出射光谱的非线性.设计的无人机载成像光谱仪工作光谱范围为400~1 000nm,视场角为40°,全工作波段在空间截止频率20.8lp/mm处的传递函数值均大于0.67,光谱分辨率小于3nm.装调了无人机载成像光谱仪对室外绿化树木进行光谱推扫成像实验,实现了树叶的多光谱成像.该成像光谱仪能够有效实现光谱成像,性能良好.

摘要：生产项目计划与调度过程中任务可以被拆分为更小粒度的子任务分批次执行,实现缩短项目总工期的优化目标.针对抢占式任务可拆分多项目调度问题,从协同优化角度探讨任务拆分与重组方式,提出一个长工期任务优先拆分、长工期项目优先拆分和高资源利用率项目优先拆分3种任务拆分优先级判断规则,设计一种求解任务可拆分多项目协同调度问题的启发式算法.最后通过数值实例和仿真分析验证了所提出方法在多项目调度总工期的优化效果和求解效率.

摘要：为提高激光扫描共聚焦显微镜光谱模块的分光性能,设计了双Amici棱镜光谱结构。根据棱镜色散特性,计算得到Amici棱镜和双Amici棱镜的线性与非线性数学模型,给出直视型棱镜结构参数。比较相同色散条件下Amici和双Amici棱镜结构,得到双Amici棱镜组能提供更好的色散线性度。在光谱波段400~700 nm,中心波长偏向角为0°,最大色散角为4°,光谱分辨率为5 nm的条件下,利用双Amici棱镜结构设计共光轴直视型分光系统。用双Amici棱镜结构和单棱镜对比,进行了光谱分布实验。实验结果表明,双Amici棱镜组的色散线性度明显优于单棱镜,大大改善了因棱镜非线性分光特性对荧光成像光谱分辨率的影响。同时,将双Amici棱镜结构设计进共聚焦光谱成像模块中,对牛肺动脉内皮细胞切片进行了三通道荧光成像,得到了高质量的多通道荧光图像。

摘要：为了实现医疗仪器对反应试剂加样的高精度要求,研究一种采用无阀式柱塞结构的微量泵。对其机械结构和运动学方程进行了详细描述,并且针对不同材料的柱塞进行了有限元分析。实验结果表明:该微量泵具有极高的加样精度,在加样量20μL时的变异系数小于1%。

摘要：为了实现对近红外荧光的高分辨率扫描,设计了工作在近红外光谱区的激光共聚焦光学系统。采用结构简单的凹凸双透镜物镜实现了照明光路和发射光路的设计,并采用Zemax软件进行了光学设计和仿真。实验表明:照明光路的聚焦弥散斑小于1μm,照明针孔处的聚焦光斑小于40μm,满足照明针孔的尺寸要求;发射针孔处的聚焦光斑小于10μm,满足探测针孔尺寸要求;同时照明光路和发射光路的MTF曲线的截止频率都分别满足其衍射极限分辨率的要求,照明光路在全视场空间分辨率420lp/mm处MTF>0.08,发射光路在全视场空间频率400lp/mm处MTF>0.07。

摘要：为了满足荧光显微镜技术对多波长单模耦合输出激光的需求,研究了400~680 nm内多波长激光耦合进单模光纤的技术,设计了三片式耦合透镜组很好地消除了不同波长耦合时的色差以提高耦合效率,同时考虑光纤耦合调试难度大的问题,设计了能快速简单完成耦合调节的耦合光纤部件结构以及耦合调试的方法,通过实验测试荧光成像常用的4种波段激光(405,488,561,638 nm),耦合效率均大于65%。实验结果达到了较高的光纤耦合水平,证明该多波长激光耦合器性能优异。同时,由于耦合器装调简单且成本低,本文的工作具有进一步商业化的价值,且为多波长单模耦合激光器国产化打下了坚实的基础。

摘要：为了减少人眼判读对血型分析结果的人为因素干扰,设计了自动血型图像判读系统。对该系统所采用的硬件组成和软件识别算法进行研究。采用DSP芯片、SDRAM芯片、FLASH芯片、图像编码芯片、图像解码芯片、U盘/SD卡读写芯片等设计了本系统的硬件;采用灰度变换、平滑滤波、模板匹配、阈值处理、颜色分量提取等算法设计了本系统的软件识别算法。实验结果表明:本系统采用的算法可以有效地分割出血型卡中的微柱小管,并实现红细胞分布的有效识别;同时,采用颜色分量提取的方法可以有效地区分血型卡的种类。本系统基本满足血型图像自动判读的要求。

摘要：由于扫描样品的多样化,样品的发光点并不一定在焦平面上;双色近红外荧光扫描分析可以实现数据对比以及准确的量化分析。因此,设计基于激光共聚焦原理的ARM控制、三维移动、双色近红外荧光扫描的系统。采用STM32F407作为主控板,THB7128芯片作为x,y,z三轴步进电机的驱动,可以实现快速定位和精准扫描。信号采集电路由H11461-03型号的侧边PMT,以OPA686芯片作为运放的电流-电压转换和放大电路,LM747H芯片构造的二阶巴特沃斯低通滤波电路以及ADS8320采样电路组成。系统的背景噪声实验结果显示信号范围在0.075~0.2 V之间,且数值较低、变化平稳。

摘要：研究了一种基于单光子计数技术的新型半自动化学发光免疫分析仪。利用光电倍增管(PMT,Photomultiplier)作为微弱荧光的检测元件,采用单光子计数技术来测量微弱荧光光强,并且使用自主设计的测量暗室和聚光光路来提高光子采集效率。以浓度为3mIU/ml的卵泡刺激素(FSH)为例,分别用不加聚光光路、单独加抛物面反射器、加了聚光光路测量其反应后的光子数值,所得光子数平均值分别是91 610.8、115 307.4、149 500.8,单独加抛物面反射器和加上聚光光路后的光子采集效率比不加聚光光路时分别提高了25.86%和63.19%。设计的新型半自动化学发光免疫分析仪采用自主研发的测量暗室和聚光光路,极大的提高了测量结果的准确性。