摘要：构建了弹丸通过光幕的几何模型,提出了用于检测微弱光信号的边沿提取法,设计了由预处理电路、级联滤波放大电路和整流电路三部分组成的模拟电路,通过滤波的方式可有效滤除自然光和蚊虫噪声的干扰,实现微弱信号提取。该方法还可有效克服弹丸属性对测量的影响,增强检测系统的适应性。仿真实验表明,电路可以有效提取放大微弱的光信号,信噪比达到20 dB以上,满足探测的要求。

摘要：本文设计一种口腔内窥镜,以满足牙科医学应用。整个系统主要由成像系统、照明系统、图像显示及处理系统三个部分组成。系统具有显微放大的功能,并且亮度及色温可调。文中利用光学软件设计、优化了光学成像系统,给出了系统像差曲线,并构造了光学照明系统。论文结尾使用口腔内窥镜对两种牙齿模型进行了测试实验,系统成像分辨力高于100lp/mm,图像清晰,可以观察到牙齿表面的细节。实验结果表明,系统能够满足牙科医学使用要求。

摘要：银纳米颗粒与光子晶体光纤、表面增强拉曼散射效应结合而成的PCF SERS传感器得到了科研界的广泛关注。而PCF结构、SERS基底的性能是传感器的重要影响因素。为了进一步提高SERS PCF传感器的性能,通过研究对比PCF和SERS基底结构参数对传感性能的影响,设计出适用于PCF SERS传感的空芯PCF以及SERS基底的结构参数。通过数值计算,设计的空芯PCF空气填充率为56.30%,当激发光波长785 nm时存在光子带隙,并能够实现单模传输。而半径为38 nm的银纳米球在间距为0.7 nm时能够产生最大的SERS增强因子。研究证明,设计的空芯PCF在785 nm输入波长下既能够基模传输激发光,又能够为SERS提供理想的活性面积,而且银纳米颗粒的形状、尺寸、间距对SERS性能影响严重,而且与入射波长有很强的依赖关系。

摘要：为了实现远程脉象诊断,设计了一套远程脉象复放系统。针对当前脉象复放装置反应慢、控制复杂的不足,设计了新型的机械与液路相结合的脉象复放装置;针对复放脉象不能根据"浮、中、沉"不同压力产生变化的缺陷,设计了智能压力反馈模块,运用自适应逆控制算法对输出误差进行校正。设计实验对比复放脉象和采集脉象,分析两者相关性并对脉搏波特征参数进行t-检验分析。结果表明:复放波形和采集波形之间脉搏波特征参数无显著性差异,且2种波形相关系数大于0.91,具有显著相关性。邀请3名老中医对系统进行盲测,正确率均在93%以上,证明该系统可以准确实现远程条件下脉象的复放,可应用于中医远程脉诊及中医教学领域。

摘要：为了改进当前脉象模拟技术一致性较差,未考虑中医师的取脉位置和应指压力等缺点,设计了新型脉象发生器和仿生手,利用多传感器信息融合技术智能检测中医师的取脉位置和应指压力,实现人体26种临床脉象和被试者脉象的准确复放。经过实验验证,该系统复放波形、脉图与输入波形间的相关系数R xy均大于0.85,具有显著相关性;脉象主要特征值误差在5%以内。经多名老中医盲测,一致认为本复放系统可应用于中医脉诊课堂教学测试、职业中医师培训考核、中医脉诊研究等领域。

摘要：许多应用都期望以大视场搜索定位目标,以小视场瞄准跟踪目标。提出并设计一款小型化两档7.5^(×)变焦距成像系统,其工作于486 nm~656 nm的可见光波段,短焦视场为±15°,长焦视场为±2°,两视场下F数均为2.8,系统总长仅为60 mm。系统由玻璃镜片及注塑镜片混合组成,包含一个前固定组和一个可动组,通过可动组在2个变焦位置间的切换完成广角搜索功能和长焦凝视功能的转换,具有小型化、轻量化、低成本的优势。

摘要：随着激光雷达技术的发展和测距精度需求的提高,对发射和接收光学系统提出了新的要求,需具有光束可调节、测量光斑小、回波效率高等特性。设计一种工作于1550 nm光通信波段的收发一体光学系统,发射与接收模块共用部分光路,以减小接收视野盲区,同时有利于结构小型化。为解决不同测量距离、不同表面倾角造成的回波能量差异问题,将光学系统的扩束组件设计成放大倍率为2×~3.5×的连续可调结构;使用两组双胶合透镜进行色差校正,以降低光谱宽度对系统传播距离的影响。经设计优化,系统准直后的激光发散角小于0.3 mrad,出射光斑直径在6.26 mm~10.20 mm连续可调,对于50 m内的测量目标,照射光斑直径均小于20 mm,且在不同变焦位置发散角和光斑直径均满足设计要求。

摘要：在质谱仪器内部存在着许多非真空环境,如质子转移反应质谱(PTR-MS)的漂移管区域。离子在非真空环境中的运动十分复杂,受电场及气流、压强等多种环境因素的影响。在离子光学仿真软件SIMION中,常采用硬球碰撞模或统计扩散模型对离子在非真空环境中的迁移过程进行仿真。本文通过改变仿真参数,对这两种模型各自的特点和适用条件进行了分析对比。并结合实验对仿真结果加以验证。结果表明,两种模型的适用条件存在显著差异,根据实际情况合理选择仿真模型,对质谱仪器的设计优化有着重要意义。

摘要：设计了一种3层结构的太赫兹编码超表面,其顶部是嵌入VO_(2)的金属十字架结构,中间是聚酰亚胺,底部为纯金属.利用该编码超表面的各向异性特点,可以实现对正交极化波(x极化波和y极化波)的独立调控;通过在编码超表面中引入VO_(2)材料,改变其相变状态,可进一步增加调控的灵活性.对设计的超表面进行建模仿真和分析,结果表明:对于垂直入射的1 THz正交极化波,VO_(2)处于绝缘态时,设计的超表面可视为2 bit的各向异性编码超表面,产生模式为1和2的涡旋波;VO_(2)处于金属态时,设计的超表面可视为1 bit的各向异性编码超表面,产生对称的2束反射波和4束反射波.所提出的各向异性和相变材料结合的方法,实现了同一超表面上产生多种不同形式太赫兹波束的功能,一定程度上解决了超表面调控太赫兹波形式单一的问题,为实现能够灵活应用于多种场景的多功能编码超表面提供了参考.

摘要：本文提出一种金属镜面上纳米光学天线阵列结构,天线采用金纳米立方体,单个点辐射源位于天线和金镜面之间的纳米间隙内.天线和金镜面之间的纳米间隙支持间隙表面等离激元,能够增强自发辐射速率;同时,周期排布的纳米天线支持表面晶格共振(surface lattice resonance,SLR),通过适当设计阵列周期,可实现沿垂直于基底方向的远场定向辐射.本文结合阵列扫描法(array scanning method,ASM)和全波严格数值方法,计算了辐射源的自发辐射速率.对于远场辐射强度角分布的计算,本文给出了互易定理方法的严格表述和证明过程,该证明过程不同于已有文献中的证明过程,对于无限大周期结构具有更严格的适用性,或者具有更低的计算量.本文提出的天线结构和设计方法可用于指导设计高速、高亮度、定向辐射光源.