摘要：在荧光分子断层图像重建过程中,对于生物组织体内具有相同光学参数、相同深度,但不同体积的荧光团,重建出的荧光团光学参数存在较大误差。提出了一种基于体积补偿的荧光分子断层图像重建算法。该算法利用改进的迭代自组织数据分析技术(ISODATA),设计了初始聚类中心选择和初始期望聚类个数确定的方法,对预迭代的重建图像进行聚类分析。根据聚类得出的荧光团体积大小,设计了一种基于对数运算的体积权值系数计算方法,对重建的荧光光学参数进行非线性补偿。仿真实验结果表明,非线性补偿方法能够较好地修正因荧光团体积大小不一而造成的图像重建误差,显著提高重建图像的质量。

摘要：为提高图形化干涉光刻质量,提出了基于闪耀光栅的图形化干涉光刻(PIIL)系统,并对该系统所采用的光学原理和实现方法进行了研究。首先,分析了图形化干涉光刻系统的光场特性,阐述了其分辨率提升的原理。讨论了光学系统带宽和图案分布对光刻图形质量的影响,给出了图形质量控制的工艺方法。其次,提出了一种新型的图形化干涉光刻方法,该方法采用闪耀光栅作为衍射分光器件,实现了位相和振幅的一体化调制。采用数值计算方法模拟了闪耀光栅的衍射特性和像面光场分布,讨论了闪耀光栅的优化设计方法,获得了高达92.3%的±1级衍射效率。最后,基于数字微镜器件(DMD)和微缩成像光路设计开发了图形化干涉光刻系统,实验获得了像素化的点阵图形和质量明显改善的光刻图像,验证了该方法对任意图形的适用性。

摘要：基于对称前置同心物镜和中继转像透镜阵列设计的新型级联光学成像系统,是同时实现宽覆盖和高分辨率航拍作业的有效途径。针对超低空精准农情监测和精准施药需求,通过研究新型级联光学成像系统在超低空飞行高度下获取的最佳中间曲面像面面型及位置,研究并设计适用于超低空飞行高度的新型级联光学成像系统。在设计时,针对无人机(UAV)轻小型载荷需求,在系统中通过引入非球面来平衡轴外像差、减少镜片数量、缩短光学系统筒长。基于此,优化设计了飞行高度为20~80 m、焦距为60 mm、F数为3.4的无人机载宽覆盖遥感相机光学系统,其视场角高达132°,实现了地面宽覆盖,且成像性能优,为农用无人机精准高效农情监测提供了重要参考途径。

摘要：啁啾相位掩模法是啁啾光纤光栅的一种非常重要的制作方法。本文研究讨论了用全息干涉方法制作线性啁啾位相掩模的设计方法,提出用两球面波干涉产生条纹密度随空间距离线性变化的干涉条纹记录啁啾位相光栅,按设定光栅端点空频和端点空频差两种优化设计方法设计了长度100mm、啁啾量1nm/mm的线性啁啾光栅,理论和实验结果给出两种设计方案的非线性系数分别为2.5%和1.6%,理论设计和实验结果相符。

摘要：基于外腔半导体可调谐激光器(ECDL)设计了一种结构紧凑的移频激发差分拉曼光谱(SERDS)法的多波长光源,具有15nm的波长调谐范围,优于0.2nm的线宽以及最大80mW的输出功率。提出用多重约束反卷积算法对SERDS差分光谱进行复原处理,可有效抑制噪声。应用SERDS方法对苏丹红I号、罗丹明B、三聚氰胺、乌洛托品等非法食品添加剂进行了测量,证明该方法不仅能很好地去除荧光背景,而且能大幅提高检测信噪比。

摘要：针对机载相机广域高效航拍作业需求,采用新型级联光学成像结构,设计了一种宽覆盖高分辨率机载相机光学系统。该系统由对称前置同心物镜和中继转像透镜阵列组成,对称前置同心物镜获取剩余像差均匀的宽视场曲面像,中继转像透镜阵列对该曲面像进行视场细分、剩余像差校正及中继成像。所设计的机载相机光学系统焦距为60 mm、F数为3.4、视场角可达132°。基于一阶理论和像差特性,在不同飞行高度对地观测时,研究了机载相机光学系统的成像质量与宽视场曲面像的关系,获得系统在不同飞行高度实现清晰成像的方法。通过像质评价,结果表明,优化设计的系统在低空、中空及高空进行对地观测时,像面光线追迹点列图方均根半径均优于1.6μm,在奈奎斯特频率为230 lp/mm处,调制传递函数均达0.4,系统成像性能优异且像质均匀。新型级联光学成像系统适用于不同飞行高度的机载相机。

摘要：古人画梅,大致两个方向,或画疏枝横斜,或勾写梅蕊清香。张继馨先生另辟蹊径,不走古人老路,他致力于状写梅树老干,画出其苍怆勃郁的元气精神、老树新枝的生命力。张继馨笔下的梅花全是写意的,他不需装饰铺排诸多琐碎,也不实写梅树干枝的状态,他只取最能表现自己要表达的梅花精神的主体意象,大刀阔斧硬笔直入就够了。细读张继馨先生五十幅梅花图,读出了他艺术构思的活跃灵动——他于构图的惨淡经营创意出新,他运笔着墨的灵动点染花样翻新。他的良苦用心,使五十幅梅花图无重复、单调之感。

摘要：快照式光谱成像系统可实时获取运动目标的光谱图像,在动态目标跟踪和识别等领域有着迫切的应用需求。快照式光谱成像系统的光谱分辨率与空间分辨率相互制约,针对现有快照式分光成像系统数值孔径小、难以同时实现高光谱分辨率和高空间分辨率的问题,提出了一种基于Dyson同心结构的新型快照式分光成像系统,它具有数值孔径大、成像性能优和结构紧凑等优点;视场离轴和复杂化设计可在保持光学成像性能的同时,增大机械装调空间,具有很好的工程可实施性。优化设计得到的新型快照式分光成像系统的数值孔径达到了0.3,光谱分辨率优于0.54 nm,空间采样点数为112×24。这种高光谱分辨率和高空间分辨率的快照式分光成像系统可为研究对大视场内快速运动目标进行精确探测识别的快照式光谱成像系统提供重要的理论基础。

摘要：详细介绍了分孔径光学系统初始结构参数确定和光学设计方法。分孔径光学系统是一种偏心系统,可分解为多个同轴子系统的组合,在给出其初级像差表达式的基础上,利用PW法及最小二乘法计算其初始结构参数。优化设计得到了适用于偏振成像的、焦距为40mm、F数为4.5的和工作波长范围为450～650nm的四孔径光学系统。该系统采用普通光学玻璃,光学总长为120mm。镜头的成像性能接近于衍射极限,能够满足应用和指标要求。

摘要：根据所研制超光谱成像仪的性能指标和应用要求,设计可用作超光谱成像仪前置系统的连续变焦光学系统,具有相对孔径大、工作于可见光波段、中等焦长、光能利用率高和像方远心等特点。详细介绍变焦距光学系统的结构选型及其初始结构计算方法。设计的变焦距光学系统采用机械补偿法,变倍比为4×,相对孔径为1∶2,在宽视场(8°)和窄视场(2°)端的焦距分别为55mm和220mm。系统畸变小于0.6%,在66lp/mm空间特征频率处的调制传递函数值大于0.5,能够满足超光谱成像仪的使用要求。