摘要：光波导加速度传感器是一种实用型加速度传感器,目前广泛应用制备光学加速度计的迈克尔逊、马赫—曾德等干涉仪的核心部件都包含3 dB耦合器。3 dB耦合器的设计对光波导加速度传感器的检测精度尤为重要。介绍了所设计的光波导加速度传感器的工作原理,设计了3 dB耦合器波导的结构和参数,并用光学模拟软件OptiBPM对3 dB耦合器进行模拟。结果表明:所设计的3dB耦合器具有良好性能,符合设计要求。

摘要：为实现电磁织物的屏蔽效能理论预测及其优化设计,本研究对电磁屏蔽织物构建了三维模型,采用CST (Computer simulation technology)微波工作室模拟各向异性织物与电磁波相互作用的机理。计算了在1~18GHz波段内,电磁波入射角和方位角对屏蔽效能的影响。结果表明:x轴和y轴方向介电常数对织物屏蔽效能的影响较为显著,且在各向异性介电常数较小时,屏蔽效能随电磁波入射角的增加呈现先增大后减小的趋势;而当电磁波方位角发生变化时,不同电磁波入射角对其产生的屏蔽效能影响规律不同。本研究结果对各向异性织物具有较好的适用性,为开发高性能电磁屏蔽织物提供理论依据。

摘要：基于电阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)技术设计了一种双侧阵列电极的膜污染原位监测装置,并应用于动态膜污染过程监测。通过模拟和实验比较了单侧和双侧电极阵列的成像效果。结果表明:电极双侧阵列方式依靠离子流动和外界电流产生额外电势差,监测更灵敏,重建图像与真实图像之间的相关系数0.89,能够更准确获得污染物信息。以高岭土、海藻酸钠(SA)和湖水为污染物,探究了不同污染物在超滤膜面的污染过程,得到了通量和膜污染成像图。结果表明,高岭土污染先集中于进水口附近,之后向中间区域和出水口迁移;湖水絮凝污染物主要分布在出水口附近;SA污染主要集中在进水口附近区域。建立了阻抗变化和污染物厚度之间关系,结果显示随厚度增大,阻抗变化增长速率也增大。

摘要：为了实现从不同角度同时拍摄同一眼底视网膜区域的图像,使采用双目立体视觉法进行眼底三维重建成为可能,设计了一种免散瞳立体成像眼底相机光学系统。该光学系统由成像系统和照明系统两部分组成,在成像系统中,使用Gullstrand-Le Grand眼模型来模拟正常人眼,运用体视显微镜成像原理进行分光设计;在照明系统中,通过设置黑点板的方式消除网膜物镜产生的杂散光,并加入环形光阑以避免角膜反射光的产生。设计结果表明,本立体成像眼底相机光学系统截止频率在95lp/mm处各视场的MTF值均大于0.2,成像系统畸变小于-3%,场曲值小于0.1mm,色差矫正良好,并且具有较强的调焦能力,能对-10^+5m^(-1)的人眼清晰成像。

摘要：针对干涉型光纤传感器,提出一种利用虚拟干涉仪实现灵敏度可调控的光学游标增敏方法,并将其应用于光纤法布里-珀罗(FP)温度传感器的增敏测量中。通过将拉锥光纤插入封有UV胶的毛细管中制得所设计的温度传感器,利用UV胶在不同温度下的体积膨胀与收缩改变FP腔长,使其干涉谱发生漂移,从而实现温度测量。根据干涉公式得到虚拟干涉谱,该虚拟干涉谱与温度传感器干涉谱叠加后产生并联式光学游标效应,通过测量叠加谱包络的漂移实现温度的增敏测量。在分析游标增敏原理的基础上,通过改变双腔长度,对游标包络的放大情况进行了仿真,制备出温度传感器样品,通过实验实现了多种温度灵敏度的调控,验证了该增敏方法的可行性。该游标增敏方法避免了实体参考干涉仪引入的误差,且灵敏度调控更加灵活和准确,具有较好的应用前景。

摘要：为解决GaN基LED出光效率低的问题,针对具有双光栅结构的LED的光栅结构参数进行设计;利用FDTD计算方法对LED的光场能流密度和出光效率等进行模拟仿真,计算光栅高度、光栅周期和占空比等特征参量对发光二极管出光效率的动态影响,从而改进设计,使LED出光效率能够达到最大.

摘要：将纯二维lazy小波与全相位反余弦(APIDCT)理论相结合,构造了一种新的纯二维全相位IDCT小波滤波器组,其提升格式以嵌套组合的形式实现图像的纯二维小波分解.这种新的小波滤波器组有效地避免了以往图像纯二维小波分解高频子带坐标左移的现象,图像数据左上角行列坐标可以是奇数和偶数的任意组合,图像数据的行数或列数可以为奇数或偶数,能实现最低频子带数据最小尺寸为一行或一列.本文给出了纯二维全相位IDCT小波变换规程,便于编程实现和图像压缩、模式识别等应用.

摘要：针对矿用输送机运行过程中易发生跑偏的工程背景,研究了基于机器视觉的输送带跑偏故障检测.采用线阵CCD相机实时采集输送带图像,经二值化处理后,从二值图像中提取故障特征来识别跑偏故障.着重分析了输送带图像的快速处理和故障识别方法,提出了一种灰度平均法用于输送带与背景的快速分割;通过将二值图像映射为一维故障特征函数,设计了由跑偏角和偏移量构成的跑偏特征向量用于跑偏检测.开发了一个输送带跑偏故障视觉在线检测系统,实验室测试结果验证了该监测系统的有效性.

摘要：在模糊保险箱(fuzzy vault)算法的具体实现中,几何哈希法是一种用于生物特征模板自动校准的常见技术。针对算法实现时的参数取值模糊问题,研究了影响Fuzzy Vault模板匹配精度的3个参数:图片像素大小、哈希表基点数和哈希表量化参数(α和β)。通过设计单因素实验方法,得到了这3个参数的最优取值范围,并改进了Fuzzy Vault算法细节点的提取范围和基点距离的选取规则,最后基于FVC指纹数据库对算法优化前后的匹配精度进行对比实验。结果表明,优化后算法的拒真率(false rejection rate,FRR)至少降低了9.84%,认假率(false acceptance rate,FAR)至少降低了7.12%,说明该优化方案提高了算法的匹配精度,具有一定的鲁棒性和实用性。

摘要：为获取EPS系统中永磁同步电机的转子位置,设计一种利用磁旋转编码器AS5045测量电机转子位置的方法,并通过对电机转子位置初始定位,实现了永磁同步电机转子位置的绝对角度测量.经实验证明,此方法设计简单,安装方便,获取的转子位置定位准确,测得角度实时性好,满足EPS系统对转子位置信息的要求.