摘要：紫外像增强器在电晕检测、战略国防、科学研究等领域具有广泛的应用,但由于与其配合使用的紫外光学镜头可用材料匮乏,存在色差校正困难等问题,难以满足宽光谱应用需求。论文分析了单层衍射元件和双层衍射元件在宽波段紫外光学系统中的适用性,并各设计了一套宽光谱、高分辨率的紫外光学系统。单层衍射紫外光学系统的工作波长范围为230 nm~280 nm,在截止频率60 lp·mm^(-1)处调制传递函数(MTF)值优于0.47;双层衍射紫外光学系统的工作波长范围为200 nm~400 nm,在截止频率60 lp·mm^(-1)处MTF值优于0.49。设计结果表明:衍射元件能够有效校正紫外光谱色差,与现有宽光谱紫外系统相比,该文设计的光学系统为中继成像系统,并且具有更宽的紫外光谱范围与更高的成像分辨率。

摘要：为实现并行化、非接触、实时的细丝直径测量,设计了一种基于复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD)的阵列细丝直径实时快速检测系统。阵列化传感系统,使用CPLD解算直径,并行测量多条细丝。显著降低了系统的数据传输量,缩短了直径解算时间,提高直径检测频率至5 kHz,实现了对24根细丝阵列并行测量。在0.1 mm~0.3 mm及0.3 mm~1.0 mm的直径范围内动态测量重复精度分别为3.5μm和8.3μm,动态重复性误差百分比绝对值分别低于1.21%与1.43%,满足了实时快速检测阵列细丝直径的需求。

摘要：介绍了在光电色选机中应用的多通道数据采集和传输的方法,在系统中通过设计多级流水线,将多个数据采集系统有机地组织,由CPLD协调高速模拟开关、A/D转换器、差分总线发送器有序地工作,达到256个模拟量的扫描式高速信号采集,数据量为1.5M B/s,得到的数据通过差分的方式长距离传输,在5 m的传输范围内长时间可靠工作。

摘要：结合了内窥镜和光谱OCT(spectral domain optical coherence tomography,SDOCT)技术,介绍了SDOCT的成像原理和系统的一些参数.利用光谱仪对干涉仪产生的干涉信号进行光谱展开,得到光谱解析干涉图样,设计算法以获取样品的深度信息.搭建基于光谱干涉法的光纤化SDOCT内窥成像系统,利用电机驱动直角反射棱镜旋转,对样品扫描成断层图像.采用多层盖玻片作为样品进行旋转扫描成像实验,获得的样品图像同时显示了样品的表面和深度的信息,表明该方法可以旋转扫描成像.

摘要：根据数字超声成像的要求和超声信号的特点,设计了由高速采样电路和FPGA正交解调电路组成的数字超声内窥镜接收系统。采样电路由AD8138和AD9235实现,对放大后的超声回波信号直接进行模数转换;FPGA利用内部RAM、乘法器、IP核和宏模块构建数字正交解调电路,提取超声回波信号的幅度;获取的幅度信息经USB2.0接口电路送入计算机显示。对玻璃杯进行的静止扫描成像实验,验证了接收系统的小信号检测能力,可以检测到信噪比约为4dB的回波信号;对玻璃杯进行的旋转扫描成像实验,表明接收系统可用于数字超声内窥镜成像。

摘要：本文提出一种具有宽波段自发辐射增强性能的金属基底上光学偶极纳米天线,实现的总辐射速率与远场辐射速率增强因子分别达到5454和1041,在近红外波段,自发辐射增强(Purcell因子超过1000)波长范围达到260 nm,并且能够实现远场定向辐射.为了阐明天线性能背后的物理机制,本文考虑天线臂上表面等离激元激发和多重散射的直观物理过程,基于Maxwell方程组第一性原理,建立了一个半解析模型,能够全面复现天线的辐射特性,包括总辐射速率、远场辐射速率、远场辐射方向图等.该模型提供了一个直观的物理图像,即在模型导出的两个相位匹配条件下,表面等离激元在天线臂上形成了一对Fabry-Perot共振获得增强,然后传播到纳米间隙内点辐射源位置和散射到自由空间,由此分别提高了总辐射速率和远场辐射速率.并且,这一对Fabry-Perot共振产生了一对相互靠近的谐振峰,由此形成了宽波段自发辐射增强.本文提出的偶极纳米天线可以应用于荧光增强、拉曼散射增强及高速、高亮度纳米光源等领域,所提出的模型可用于光学天线的物理理解和直观设计.

摘要：介绍基于USB2.0接口的医用超声内窥镜旋转扫描成像的设计与实现。根据超声成像的特点,本系统采取脉冲回波成像方式,文中介绍了超声波激发、接收电路以及收发隔离电路。针对旋转扫描的特点,设计了基于FPGA的同步控制电路和基于USB2.0接口的数据传输电路。对采集到的原始图像,进行坐标变换,获得了按直角坐标显示的灰度图像。利用连续旋转马达对实际物体扫描成像的实验结果,验证了系统的正确性。

摘要：构建了一种能够直接输出高功率贝塞尔超短脉冲的光纤激光放大器.该方案基于在光纤端面特殊设计和制备的微型负轴锥镜,针对常规超短脉冲光纤激光放大系统所设计,不需要引入其他分立整形器件,避免了目前基于轴锥透镜产生贝塞尔光束的通用方法所带来的额外烦琐准直工作,极大简化了产生贝塞尔光束的方法.其中的微型负轴锥镜由聚焦粒子束刻蚀法在一段掺镱大模场光子晶体光纤的端面制备,它和光纤激光系统中的固有准直透镜构成了集成化的光束整形器件.基于数值模拟结果成功搭建的系统与理论设计一致,直接输出了在米量级具有高度准直无衍射特性的啁啾皮秒贝塞尔超短脉冲波包,平均功率高达10.1W,对应脉冲能量178nJ,经过光栅对压缩后脉冲宽度可达140fs.

摘要：基于LiNbO3晶体垂直表面输出技术,设计了一台小型化外腔THz参量振荡器。利用小型化灯1064nm脉冲激光器泵浦MgO:LiNbO3,通过优化设计三波非共线相位匹配的光学参量振荡腔结构,实现THz垂直晶体表面输出,减少LiNbO3晶体对THz波的吸收,提高了THz波输出光束质量。当在泵浦光能量为128mJ、重复频率为10Hz时,获得THz波的调谐范围为0.69～3.01THz,在1.6THz处获得THz波最大平均功率为10.8μW,脉冲宽度为10ns,对应THz波能量转换效率为8.43×10-6。

摘要：扩散加权成像已广泛应用于人脑白质组织的量化研究。表观纤维密度(AFD)是基于纤维取向分布函数(FOD)的量化指标,可以反映白质组织纤维相对密度,在健康发育和退行性神经系统疾病研究中已得到初步应用。然而,AFD的测量高度依赖实验参数设置,其在不同实验条件下的重测信度尚未有系统性评估。本研究采用人脑连接组计划(HCP)和Connectome Diffusion Microstructure Dataset(CDMD)两个独立数据集中共42位受试者的两次重复实验数据,通过基于纤维束单元的分析(FBA)方法计算纤维束单元(fixel)水平的AFD值,采用TractSeg进行纤维束分割,计算纤维束平均AFD,研究AFD在不同扩散加权值(b值)条件下的重测信度。结果显示,对于HCP数据集中的数据(n=35),在fixel水平上,AFD检测值在两次重复实验间的皮尔逊相关系数(r)和组内相关系数(ICC)随着b值增加,分别从0.7969和0.8985升高至0.8828和0.9414,绝对偏差从0.1241减小至0.1073。对于CDMD数据集中的数据(n=7),也存在相似的变化趋势。在纤维束平均水平上,两个数据集中的AFD值在各b值条件下均具有较高可重复性。本研究评估了b值在1000~5000 s·mm^(-2)范围内AFD检测值的可重复性,有望为AFD测度在未来神经生物学应用研究中提供实验设计参考依据。