摘要：环境减灾二号A/B(HJ-2A/B)卫星上搭载了16 m相机、大气校正仪、高光谱成像仪和红外相机4台有效载荷,主要执行中等分辨率下的800 km大幅宽对地观测和定量化遥感任务,因此高精度的辐射定标对环境减灾二号A/B卫星的数据处理和应用至关重要。为了保证4台成像体制各不相同的载荷能够满足在轨长期稳定的辐射响应精度,文章介绍了卫星对日定标、对月定标、偏航定标、载荷内定标等各种在轨辐射定标模式的设计方法,通过卫星获取的在轨定标遥测和图像数据,分析了卫星发射入轨后各种定标模式下遥测及相关定标数据。结果表明:各类型在轨辐射定标模式可以有效实现对4台载荷的辐射定标,获取的高质量辐射定标数据可以满足各载荷在轨长期稳定运行的辐射定标需求,可为后续光学遥感卫星在轨辐射定标设计提供参考。

摘要：面向低温风洞极低露点原位在线测量需求,开展了基于激光吸收光谱的宽温域、高精度、极低露点原位在线测量技术研究。分析了激光吸收光谱露点测量技术原理,开展了吸收谱线选型、光谱参数标定和光谱信号处理方法研究,测量了低温平台原位在线露点和0.3 m低温引导风洞露点,并与冷镜式露点仪比较了测量精度。研究结果表明:激光吸收光谱露点测量技术可以实现宽温域、高精度、原位在线露点测量,露点测量范围–100~30℃,测量误差小于1℃,测量时间低于1 s,可满足低温风洞极低露点测量需求。

摘要：设计了基于氢火焰离子化检测方法的有机物检测系统。介绍了系统的工作原理,并基于此优化了系统的结构设计;根据系统的反应条件,设计了系统的控制电路;针对系统检测信号微弱、动态范围广的特点,使用跨阻放大的方法设计了量程可切换的电流检测电路,实现了大范围的微电流检测。使用甲烷标准气体测定了系统性能,实验结果表明:标准样品重复性测量相对标准偏差均小于2%,线性相关系数大于0.99。

摘要：在相机研制过程中,电路参数的每次调整都伴随着对相机输出满阱的测试,参数调整繁复,满阱测试的次数过多。为获得最佳的满阱输出性能,对电路各项参数进行精确匹配,提高满阱测试的效率,设计了一套自动化满阱性能测试平台。研究了影响电荷耦合器件满阱性能的因素,建立了光子转移曲线模型,提出了一种光子转移曲线快速取点法,并讨论了模型和方法在满阱测试中的应用。搭建了包括光源系统、成像电路、和温度采集系统在内的测试平台,并完成了自动化流程的软硬件设计。将该测试平台应用于在研相机的测试,验证了平台构造和测试方法的正确性,测量精度优于±1.6%,满足科学级相机的研制使用要求。

摘要：强度调制是一种高光谱偏振信息获取新方法,可有效地解决现有测量法存在的不足。调制器是其中的关键硬件模块之一。从调制器实现偏振、光谱信息调制的基本原理入手,结合偏振、光谱信息的解调理论,提出了调制器参数优化设计方法,并对该方法进行了计算机数值模拟。结果表明:经过优化设计的调制器产生的各个载波信号的频率在光谱仪的采样带宽内均匀分布,有效地拓展了可测Stokes矢量元素谱的带宽范围,也为后续的偏振、光谱信息的高保真解调奠定了基础。

摘要：为提高放疗的治疗精度,需要实时监测放疗中患者病灶区域的位移。针对放疗过程中患者体表被热塑膜遮挡的特点,通过标志物的材质、形状等设计,最大限度地减少热塑膜遮挡对标志物定位精度的影响。首先根据标志物的颜色特征分割出热塑膜遮挡下的标志物并用凸包算法计算标志物的外轮廓;其次采用改进的最小二乘椭圆拟合算法拟合标志物外轮廓上的点并定位标志物;最后,基于标志物的位置特征匹配标志物并计算患者的位移值。通过搭建模拟实验平台多次实验,验证了该方法测量患者位移的精度是0.2 mm,帧频可以达到30 Hz,可以满足放疗中位移监测的实时性和精度要求。

摘要：针对某光刻调焦调平测量系统研究项目的数据采集以及测试需求,设计了基于PCIe和M-LVDS的数据传输系统,实现了数据采集板与主控板、主控板与上位机之间的通信。数据采集板采用FPGA作为主控芯片,利用AD7608芯片同步采集多路Si光电二极管光电流经转换放大后的电压,并基于M-LVDS链路与主控板建立数据通道和控制通道;主控板采用Zynq作为主控芯片,通过高速串行总线PCIe与计算机进行通信,并设计灵活可靠的数据交互机制;基于Qt Creator开发了上位机软件,用于实现指令下发、数据采集等功能。测试结果表明:系统各部分工作正常,各数据交互机制能够稳定可靠地运行,可以满足项目预研阶段的需求。

摘要：脓毒症患者中性粒细胞(PMN)的趋化迁移能力减弱,导致细菌清除率下降,加速了脓毒症病程的发展。对脓毒症患者PMN的趋化性进行量化,有助于表征脓毒症患者的免疫健康状况。微流控芯片具有试剂消耗低、近生理环境、迁移过程可视化等优点,被广泛用于细胞趋化性分析。目前,采用微流控芯片进行PMN趋化性的研究,主要受限于细胞分离操作繁琐和微流控芯片通量低。本文首先设计了一款惯性细胞分选芯片,利用白细胞(主要包括粒细胞、淋巴细胞和单核细胞)和红细胞在螺旋微通道中运动时,会受到不同大小惯性力和迪恩阻力的作用,而移动至螺旋微通道的不同位置聚焦这一基本原理,实现两大类细胞无标记分离。随后,本文设计了多通道细胞迁移芯片,构建了微流控PMN惯性无标记分选及趋化性分析平台,惯性细胞分选芯片分离出白细胞群后注入多通道细胞迁移芯片,可在15 min内完成PMN对趋化肽(fMLP)的趋化性测试。其余细胞,如单核细胞运动缓慢、淋巴细胞需要预先激活与增殖培养,而不会发生明显趋化迁移现象。本研究招募的脓毒症患者(n=6)和健康志愿者(n=3)测试结果表明,脓毒症患者PMN的趋化性指数(CI)和迁移速度(v)明显弱于健康志愿者。综上,本文构建的微流控PMN惯性无标记分选及趋化性分析平台可以作为细胞无标记分选及迁移研究的新工具。

摘要：根据水下环境主要监测要素的特征光谱分析了可采用的观测方法,并給出对应的高光谱成像仪光学系统性能参数;分别设计了望远镜和成像光谱系统并进行匹配,望远镜以双高斯透射式系统为原型,利用较少的光学材料种类完成像方远心优化;成像光谱系统基于Dyson系统,通过光程分析与透镜的添加实现了良好的光学性能,并保证了工程的可实施性.最终设计系统在350~700nm波段上实现了视场角为28°、F数为3、光谱分辨率为3.5nm、系统空间分辨率为1mrad的良好光学性能,设计搭建的原理样机性能测试验证了设计理论的正确性.

摘要：利用红外热电堆阵列探测器作为光接收器,以小型化且能满足一定光谱工作范围和光谱分辨率为设计指标,根据光谱仪器设计理论和像差理论,设计了一种Czerny-Turner结构中红外平面光栅光谱仪。系统采用双离轴抛物面镜作为前置光路缩减了光学系统尺寸,采用超环面聚焦镜校正了像散。运用ZEMAX设计软件对中红外平面光栅光谱仪的前置光路、色散成像系统进行设计、优化和分析。最终分析结果表明,该系统光谱工作范围为8.04~13.96μm,光谱分辨率优于80 nm,F数为2,光学结构特征尺寸约为150 mm×200 mm×70 mm,满足设计指标。