摘要：针对传统吸痰器操作繁琐、智能化程度低、无吸痰计时功能等问题,设计了一款基于OpenHarmony操作系统的智能电动吸痰器,以满足不同场景、年龄段病人的吸痰需求。该仪器硬件以华为海思Hi3861为主控核心,设计外围驱动电路控制负压泵运行,使用气压传感器实时监测气路负压,结合电磁泄压阀实现过压保护功能。软件基于OpenHarmony操作系统,通过任务调度、状态机等机制运行设备,使用移动平均算法预处理气压传感器数据,结合阈值算法识别打开吸痰管的动作并对吸痰操作计时。通过比较不同阈值算法表明,动态双阈值识别法具有较好的识别效果,识别延迟为440ms,系统具备较高的稳定性和可靠性,提高了电动吸痰器的智能化水平,具有广阔的应用前景。

摘要：为了实现光信号的离轴旋转连接,设计了一种新型的离轴旋转光纤传输系统。基于高斯光束传播理论,分析了大口径光纤准直器对高斯光束的扩束准直作用,利用ZEMAX对准直器的结构和输出光束特性进行了优化。对离轴旋转光纤传输系统进行了实验测量,结果表明大口径光纤准直器输出光束在50 mm的工作距离处能量分布满足高斯型,其束腰半径达到18 mm,远场发散角仅为5.48×10-2mrad,在1.25 Gb/s的信号传输速率及80 r/min的转速下,系统的最大连接损耗为23.28 d B,整体性能满足了旋转部件之间稳定传输高速光信号的要求。

摘要：基于导模共振理论,设计了一种工作中心波长位于632.8nm的宽带宽透射型滤波器.根据瑞利异常理论公式,计算得到瑞利波长所在的光谱位置,从而证明异常现象对滤波器的带宽产生了拓宽作用.为了优化宽带宽滤波器的结构参数,利用严格耦合波理论通过计算不同参数条件下的光谱,分析了结构参数和材料对于透射光谱在带宽和峰值效率方面的影响,选取其中最佳的结构参数数值和材料,得到峰值效率为90%、带宽为95nm的透射光谱.该宽带宽透射型导模共振器件在显示和成像领域有潜在的应用价值.

摘要：为满足微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)二维激光扫描系统对显微物镜小入瞳直径、大入射角度、大视场的要求,利用光学设计软件Zemax设计了一款入瞳直径为1.1 mm,可匹配MEMS二维振镜±18°大扫描角度的近红外无限共轭微型显微物镜。该物镜总长小于23 mm,数值孔径为0.4,分辨率为1.26μm,工作距为900μm,各项像差校正良好,满足使用需求。设计结果表明,该微型显微物镜可满足便携式皮肤检测仪器的MEMS二维振镜激光扫描系统的应用要求。

摘要：紫外拉曼光谱技术具有高强度拉曼散射、无荧光干扰的特点;可见光拉曼光谱技术可实现低波数、高分辨率探测。为兼具两种激发波长的优势,设计了一款对称分布的双Czerny-Turner光路聚焦于一个探测器的双通道拉曼光谱仪。通过元器件的选型和初始结构的计算,在不增加多余元器件的情况下,对弧矢方向像散进行补偿,避免了像面上的能量损失。配合Zemax软件对双通道光谱分别进行建模优化,最终实现了对400~5000 cm^(−1)(266 nm激发)和50~3500 cm^(−1)(633 nm激发)两段光谱的同时探测。均方根半径、点列图和调制传递函数等评价指标有效验证了设计的合理性和可行性。结果表明,两套拉曼光谱仪分别可达8 cm^(−1)和5 cm^(−1)分辨率,本设计具有高分辨率、低波数、多波长激发、集成化等优势。

摘要：针对通信波段设计并制作了楔形波导层的导模共振滤波片（GMRF），分析并研究了其光谱特性。采用三角掩模板的方法进行离子束刻蚀，刻蚀一定次数后获得楔形波导层。光栅线条方向分为平行于和垂直于楔形波导层变化的方向。实验结果表明，对于两种结构，共振峰的位置与滤波片上的位置呈近似线性关系。光栅刻槽平行于楔形层变化的方向时共振峰的半峰全宽较光栅刻槽垂直于楔形层变化的方向时大。最终在20 mm的样品上，获得了线性渐变的Ta2O5楔形薄膜，其反射谱在1560～1600 nm范围内近似于线性变化。

摘要：设计并制备了离子交换单模条波导,用于激发等离子体表面波。研究了波导设计过程中相关参数的确定方法、条波导制备过程涉及的二维扩散问题,折射率分布以及等离子体表面波的激发等。基于Ag+-Na+离子交换技术在德国B270光学玻璃上制备出渐变型平面波导,采用余误差函数拟合其折射率分布,得到了一定工艺参数下的光波导扩散系数Deff与折射率增量值Δn。在此基础上,利用等效折射率法给出单模波导条件,设计相应的工艺参数,以光刻技术为核心在0.1%AgNO3～99.9%NaNO3混合熔融盐中实验制备了单模条波导,并进行模场分布测试。结果表明,制得的单模条波导具有良好的单模特性;在此波导上镀50nm的金膜,采用40%～70%的甘油溶液进行测试,可激发等离子体表面波。

摘要：基于Kekulé晶格,验证了物质拓扑相与晶格原子间耦合作用之间的关系,研究了非厄米效应对拓扑绝缘体的影响。设计了两种格点增益损耗分布方式,分别说明了不同增益损耗对体态能谱、边缘态能谱的影响。随着增益损耗值的增大,体态能谱和边缘态能谱将经历能带间隙减小,能带在临界值处关闭形成狄拉克点,随后狄拉克点劈裂形成一对奇异点的过程。区别于传统对Kekulé晶格的研究,在保持系统胞内耦合作用相同的基础上,将胞间耦合作用分化为水平方向和垂直方向的两个量,分别进行调控,验证了拓扑边缘态能谱中能带间隙的有无不仅与几何边界相关,也受系统胞间耦合相互作用的调控。

摘要：分析了电润湿液体变焦透镜的光学特性和变焦系统设计理论,将各组元焦距作为变量,列出了该液体透镜变焦系统的变焦方程.利用粒子群算法优化求解变焦方程,得到符合条件的初始结构;再利用优化设计软件进行像差平衡,设计了一个具有4片液体透镜,焦距为20～120mm的大变倍比液体透镜变焦系统.系统各焦距处光学传递函数在66lp/mm处均大于0.3,畸变小于2%,满足设计要求.

摘要：为解决胶囊内窥镜分辨率与景深相互制约的问题，将一种单液体、电控、可变焦液体透镜应用到内窥镜光学系统中进行光学设计，在保证分辨率的同时，扩大了系统景深．采用CODEV软件进行设计，建立系统初始结构，构造液体透镜模型，基于液体透镜中液体的体积不变，曲率、孔径和厚度可变的结构约束特点，在MATLAB中计算出不同物距下透镜的曲率、孔径和厚度数据，将其导入CODEV的系统模型中，并提出了相应的优化流程．设计并优化带有液体透镜的胶囊内窥镜系统，实现了系统在3～100mm景深范围内的清晰成像，视场角大于110°，全视场范围内调制传递函数在40lp／mm频率下均大于0．3．