摘要：设计了一种新型的LED阵列式紫外固化光源系统,该系统主要包括多路可控恒流源,紫外LED空间阵列及光学系统等,其中紫外LED空间阵列结构提高了光源的辐照度和均匀性。在分析光源结构的基础上,对其光学系统进行了设计,给出了LED空间阵列光学系统的设计方法和设计实例,并利用Light Tools光学仿真软件对其进行了模拟。结果表明:采用该光学设计方法得到的空间阵列辐照系统,其紫外辐照度可达200 mW/cm2,辐照面上光强分布均匀稳定,能够满足紫外光固化过程对光源的指标要求。

摘要：介绍了基于50Mpixel超高分辨率全帧型CCD芯片KAF50100的成像系统设计方法。该系统采用幕帘式焦平面机械快门对CCD进行曝光控制,CCD输出图像信号在专用模拟前端(AFE)芯片AD9845B中进行处理和模数(A/D)转换后,经现场可编程门阵列(FPGA)缓存和排序,通过低压差分信号(LVDS)接口发送至上位机。系统中所有驱动时序和控制信号均由FPGA产生,上位机通过RS422总线对系统进行命令控制。针对KAF50100四路输出不均匀性问题提出了基于最小二乘法拟合的校正方法。实验验证表明,系统可在KAF50100的最大速度模式下工作,像素读出速度为4×18MHz,最大帧速为1frame/s,电路读出随机噪声为2.76@12bit,动态范围为63.4db。该成像系统设计方法可以充分发挥KAF50100的性能,并且具有良好的通用性和扩展性,可以广泛应用于超高分辨率CCD成像系统的设计中,如可见光水下探测、卫星遥感、天文观测等。

摘要：为了便于对半导体激光器阵列(LDA)光束整形系统的设计和光束质量的评价,研究了目前LDA应用时普遍存在的问题,即Bar条不发光现象对LDA光强分布等特性的影响。基于LDA中单个发光单元的远场双峰结构,建立了描述LDA远场分布的数学模型,在LDA能量分布95%的主要区域内,该理论模型拟合测量数据的误差<5%。结合该理论模型和对LDA光束特性的实验测试结果,分析了Bar条不发光对LDA光强分布模式以及其它光束特性的影响。结果表明,在传输达到一定距离后,单个或几个Bar条不发光不会改变LDA光强分布模式双峰结构的本质,但对于光强分布的其它特性,如峰值光强大小、峰值光强位置、中心轴光强大小都会产生影响。LDA的功率特性与不发光Bar条的数目呈反比,与不发光Bar条的位置无关。

摘要：针对空间远距离光通信、精确制导武器以及卫星导航等领域中高斯光束远场小发散角的严格要求和固定的光电检测平面,提出了高斯光束光斑半径大小可调系统的算法。当天线主镜上发射的光斑和光电检测平面接收点的光斑大小相同时,就相当于高斯光束零发散角。主副镜焦距确定的条件下,根据所要求光斑的大小以及光斑监测点的位置,采用移动失调的卡塞格伦天线的主副镜的位置关系来达到接收光斑半径大小可调的目的。当目标距离为10 km范围内,光斑半径在40～60 mm,通过理论计算、设计和分析,发现调节失调的卡塞格伦天线可以增加天线的性能,灵敏度很高,并验证了其可行性。

摘要：基于半导体激光器(LD)波长和温度之间的变化原理,对LD输出波长的稳定性进行了实验研究。采用集成有检波器件的LD组件,设计了高精度的激光波长稳定系统。该系统不需要添加任何附加装置,利用温度对波长漂移进行补偿控制,实现了波长的实时锁定。通过增加注入电流、改变设定温度的方法对系统进行验证。实验表明,该系统的波长控制精度≤±2pm;在整个激光器的寿命周期内,系统的波长稳定度≤2pm。

摘要：提出了基于水下自主航行器的EMCCD微光照相机驱动系统设计方法。首先,分析了EMCCD输出噪声的组成,根据暗电流噪声和时钟感生噪声的关系,给出了常规功率驱动的器件选型原则和设计方法;讨论了使用图腾柱电路实现电子倍增驱动的功耗问题,并给出了改进方案;使用高频系统时钟实现了驱动相位和脉宽的微调,解决了驱动时序波形幅度重叠率不足的问题;最后,给出了使用CCD201-20搭建的水下相机结构和实验结果。实验结果表明,系统产生的常规驱动信号频率为时钟频率10 MHz,串行转移时钟的幅度重叠率优于50%,并行转移时钟的幅度重叠率优于90%,驱动信号的相位调整精度为18°,脉宽调整精度为5 ns,驱动波形稳定、平整,电子倍增驱动信号高电平可调,功耗相较于优化前降低7.2%。本文所介绍的EMCCD驱动系统设计方法充分兼顾了驱动系统的噪声、体积和功耗问题,可以广泛应用在水下微光成像乃至常规CCD领域。

摘要：针对部分港口航道航程较长、宽度狭窄、水深受限、淤积严重等特点,研制了一套基于双基地声纳实现港口航道水深实时监测的实用化系统。该系统采用1对收发分置的高频、小波束开角换能器实现声信号的发射与接收,利用GPS同步技术实现声纳发射单元和接收单元的同步工作,采用单片机与FPGA相结合的电路设计方案实现对水声信号的延时采集与处理。声纳发射单元和声接收单元分别安装在航道的两侧,不影响航道船舶的正常航行。海上定深监测和变深监测实验结果表明该系统稳定可靠,实时性好,尤其对狭窄航道的水深实时监测具有很高的应用价值。

摘要：为了解决当前隧道照明中存在的耗电量大,照度测量繁杂,难以实时保证实际照明亮度等问题,设计了一种隧道照明闭环反馈智慧控制系统。该系统能够根据车辆有无、车辆行为信息和环境信息实时调整照明状态实现按需照明;采用摄像机图像亮度测量方法,通过图像灰度与亮度转换来实时获取隧道路面的亮度。为保证照明需求,系统采用PID闭环反馈调节方法,以照明所需亮度和实际测量亮度为基础,实时调节照明系统输出。实验证明,设计的系统安全可靠,自适应性强,具备实时亮度测量和闭环反馈调节功能;实现了按需照明,能保证实际照明亮度实时达到标准要求,同时最大限度地节能降耗;并能在保证行车安全的同时使人眼获得最佳的视觉感受。

摘要：提出了一种以AT89c55单片机为核心实现对植物光诱导延迟荧光(DF)采集和处理的发光二极管(LED)辐照光合能力快速检测系统。该系统利用DF来表征植物的光合能力,采用DF衰减动力学曲线下面积积分作为表征方法。该系统基于弱光探测技术,采用通道光电倍增管直流模块(CPDM)来接收DF,具有很高的精度和信噪比,自带LED激发光源及温度控制,并采用小型密封暗室设计和电池供电,便于携带,可以进行现场活体测量。实验结果表明,该系统的测量精度可以达到±0.3μmol CO2m-2·s-1,具有低成本、高精度和方便实用等优点,是一种具有广阔应用前景的实用化光合能力测量仪器。

摘要：目前常采用人工手持测温杆逐个煤垛不定点测量的方法进行露天煤垛温度监测,人工测温法存在重复性差、测量位置有限和工作量大等问题。为实现大范围、全天候、多煤垛在线自动测温,提出了一种非接触式煤垛内部温度红外测量的方法和内部温度分层式计算模型,并设计实现了相应的露天煤垛内部高温红外监测系统。该方法将煤垛分为表层与内层两部分,两层的交界定义为边界面,表层受外界环境的影响,内层则不随外界环境变化。先由红外热像仪采集煤垛的表面温度,结合小型气象站采集得到的天候参数,通过温度校正算法去除天候环境对表面温度的影响,获得煤垛表面的真实温度。然后采用表面热平衡方程由校正后的表面真实温度计算得到边界面温度,再由内层温度与距离的指数关系即可计算得到内部温度值。通过现场实验证实,该方法对内热源温度的计算误差约为10.36%,能够满足工程实际要求,能非接触式直接测量露天煤垛内部温度。