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小型变焦无线光通信终端ATP技术研究

激光与红外 2023年第4期53卷 580-584页

作者：李哲王正玺王凯强邢振冲李少波中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081 河北省光子信息技术与应用重点实验室河北石家庄050081

通信目标光学捕获对准技术不依赖GPS和无线通讯手段、不易受强电磁环境的干扰,是发展轻小型化激光通信的重要方向。本文针对轻小型化无线光通信终端天线展开研究,设计了切换变焦形式的光学天线,构建了以变焦光学天线为基础的无线光通信... 详细信息

通信目标光学捕获对准技术不依赖GPS和无线通讯手段、不易受强电磁环境的干扰,是发展轻小型化激光通信的重要方向。本文针对轻小型化无线光通信终端天线展开研究,设计了切换变焦形式的光学天线,构建了以变焦光学天线为基础的无线光通信终端模型,通过链路功率核算,验证了变焦前信标光和变焦后通信光链路的有效性。本设计为激光通信系统的便携式应用提供重要技术支撑。

关键词：激光通信轻量化变焦通信链路

变焦激光切割技术在微型机械结构设计中的应用

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激光杂志 2020年第12期41卷 122-125页

作者：李振霞程方郑州工商学院工学院郑州451400 华北水利水电大学郑州450045

在传统的微型机械结构设计方法中,由于对微型机械构件的加工、切割精度低,导致设计的微型机械结构的品质不够高。为此,将变焦激光切割技术应用在微型机械结构设计中。通过分析长度尺寸对微型机械结构的影响,将变焦激光切割技术应用其中... 详细信息

在传统的微型机械结构设计方法中,由于对微型机械构件的加工、切割精度低,导致设计的微型机械结构的品质不够高。为此,将变焦激光切割技术应用在微型机械结构设计中。通过分析长度尺寸对微型机械结构的影响,将变焦激光切割技术应用其中,通过自动调整激光切割器的焦距,使激光切割器找到合适的焦点位置,并提高激光振镜的扫描精度、调整聚焦光斑大小,以此提高微型机械结构的设计品质。通过对比实验,与其他3种传统的微型机械结构设计方法相比,实验结果表明,提出的利用变焦激光切割技术的微型机械结构设计方法的切割精度更高,切割效果更好。将变焦激光切割技术应用在微型机械结构设计中,能够明显提高微型机械结构的设计水平,提升微型机械结构的品质。

关键词：激光切割技术变焦微型机械结构设计

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变焦显微测量三维重构技术研究

变焦显微测量三维重构技术研究

作者：尹秋霞合肥工业大学

学位级别：硕士

目前,在微纳测量领域,对微观复杂结构的三维形貌测量可以说仍然是具有挑战性的课题。现有的非接触测量方法,虽然具有很高的纵向分辨率,但是难以测量梯度较大的坡度表面。而近些年出现的利用超短景深成像的变焦测量方法则有望打破这一困... 详细信息

目前,在微纳测量领域,对微观复杂结构的三维形貌测量可以说仍然是具有挑战性的课题。现有的非接触测量方法,虽然具有很高的纵向分辨率,但是难以测量梯度较大的坡度表面。而近些年出现的利用超短景深成像的变焦测量方法则有望打破这一困境,真正实现对微观复杂结构表面的三维测量。变焦(Focus Variation)是利用光学系统的有限景深和垂直扫描方法,采集在不同工作距离下的图像序列,通过图像处理的方法寻找到最佳焦点位置实现测量的。变焦显微测量方法可以测量具有超大深宽比和大倾角斜面的微观复杂结构,而且一次可以测量一个截面,具有测量速度快,测量精度高等优点。本文利用变焦原理,搭建了变焦测量实验平台,通过改变被测物体和显微物镜的距离,采集了具有不同聚焦位置的二维图像序列。针对采集到的图像序列中存在的像素漂移现象,编制了数字图像相关算法由子区匹配进行校正。通过分析比较多种聚焦评价函数的评价效果,选择了单峰性好,鲁棒性强的聚焦评价函数,并提出了先在大范围内进行最值搜索,再在最值附近的小区域内进行高斯拟合得到聚焦评价函数极值的搜索算法,以得到像素点的深度值。然后,在空间域由基于区域特征的图像融合算法得到了灰度融合图像和彩色融合图像,同时运用小波变换得到了频域图像融合结果。最后,把得到的三维点云数据导入到Cloud Compare软件中,得到了物体的三维形貌图,并通过量块实验,验证了该算法的精度,得到了较好的结果。

关键词：变焦聚焦评价算法图像融合算法三维重构

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变焦显微三维测量系统的研究进展

激光与光电子学进展 2021年第16期58卷 28-40页

作者：尚明皓余飞鸿浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027

精密制造领域的发展对复杂微观结构的三维形貌测量提出了更高的要求。非接触测量方法虽然具有可观的纵向分辨率,但难以测量倾角较大的倾斜表面。近年来提出的基于超短景深成像的变焦测量方法对斜面表面的测量具有较好的效果,能够真正实... 详细信息

精密制造领域的发展对复杂微观结构的三维形貌测量提出了更高的要求。非接触测量方法虽然具有可观的纵向分辨率,但难以测量倾角较大的倾斜表面。近年来提出的基于超短景深成像的变焦测量方法对斜面表面的测量具有较好的效果,能够真正实现微观复杂结构表面的三维测量。总结了利用变焦法进行显微三维测量的原理,介绍了变焦显微三维测量系统理论与技术的最新进展,最后对变焦显微三维测量系统的未来发展方向进行了讨论和展望。

关键词：成像系统显微三维测量变焦聚焦评价极值搜索图像融合

Toward a high resolution 2-DE profile of the normal human liver proteome using ultra-zoom gels

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Science China(Life Sciences) 2011年第1期54卷 25-33页

作者： MI Wei LIU Xin JIA Wei LI Lei CAI Yun YING WanTao QIAN XiaoHong Department of Biology Energy and Environment National Institute of Metrology Beijing 100013 China State Key Laboratory of Proteomics Beijing Proteome Research Center Beijing Institute of Radiation Medicine Beijing 102206 China

The human liver is the largest organ in the body and has many important physiological functions. A global analysis of human liver proteins is essential for a better understanding of the molecular basis of the normal functions of the liver and of its diseases. As part of the Human Liver Proteome Project (HLPP), the goal of the present study was to visualize and detect as many proteins as possible in normal human livers using two-dimensional gel electrophoresis (2-DE). We have constructed a reference map of the proteins of human normal liver that can be used for the comprehensive analysis of the human liver proteome and other related research. To improve the resolution and enhance the detection of low abundance proteins, we developed and optimized narrow pH range ultra-zoom 2-DE gels. High resolution patterns of human liver in pH gradients 4.5-5.5, 5-6, 5.5-6.7, 6-9 and 6-11 are presented. To improve the poor resolution in the alkaline pH range of 2-DE gels, we optimized the isoelectric focusing protocol by including sample application using cup loading at the anode and incorporating 1.2% hydroxyethyl disulfide, 15% 2-propanol and 5% glycerol in the rehydration buffer. Using the optimized protocol, we obtained reproducibly better resolution in both analytical and preparative 2-DE gels. Compared with the 2386 and 1878 protein spots resolved in the wide range 3-10 and 4-7 pH gradients respectively, we obtained 5481 protein spots from the multiple (overlapping) narrow pH range ultra-zoom gels in the range of pH 4.5-9. The visualized reference map of normal human liver proteins presented in this paper will be valuable for comparative proteomic research of the liver proteome.

关键词：蛋白质组计划高分辨率模式凝胶电泳双向电泳肝脏人类变焦剖面

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宽波段非制冷红外变焦光学系统设计

长春理工大学学报（自然科学版） 2023年第6期46卷 9-16页

作者：赵晗史浩东王超李英超付强长春理工大学光电工程学院长春130022 长春理工大学吉林省空间光电技术重点实验室长春130022

面向有毒有害气体探测需求,提出采用双色宽波段高灵敏度红外气体探测方法,并针对宽波段变焦色差校正难题,提出一种基于复消色差和机械正组补偿理论的宽波段红外变焦光学系统设计方法,设计了一种宽波段非制冷红外变焦光学系统。系统焦距2... 详细信息

面向有毒有害气体探测需求,提出采用双色宽波段高灵敏度红外气体探测方法,并针对宽波段变焦色差校正难题,提出一种基于复消色差和机械正组补偿理论的宽波段红外变焦光学系统设计方法,设计了一种宽波段非制冷红外变焦光学系统。系统焦距25~75 mm,工作波长3~12µm,F数为1.8,适配640×512分辨率的非制冷双色红外焦平面探测器,像素大小17µm,变焦过程中系统总长保持160 mm不变。设计结果表明,系统在全焦段各视场调制传递函数在30 lp/mm处均接近衍射极限,成像质量良好,满足设计要求。系统具有结构紧凑、波段范围宽等优点。

关键词：光学设计红外系统宽波段变焦

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优化算法用于变焦耳镜的光学系统设计

光学技术 2016年第5期42卷 396-399页

作者：张学典王瑞上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

从耳镜变焦的目的出发,结合人耳的形状特点和耳镜的实际应用,使用粒子群优化PW系数求解结构参数的方法设计了一款3倍变焦的耳镜光学系统。变焦系统在做大范围观察时,视场角为2ω=30°,在长焦位置做仔细观察时,70lp/mm处MTF大于0.3。设... 详细信息

从耳镜变焦的目的出发,结合人耳的形状特点和耳镜的实际应用,使用粒子群优化PW系数求解结构参数的方法设计了一款3倍变焦的耳镜光学系统。变焦系统在做大范围观察时,视场角为2ω=30°,在长焦位置做仔细观察时,70lp/mm处MTF大于0.3。设计了入耳部分的微型结构,并使光斑直径小于爱里斑直径,畸变小于20%。在耳道各位置均能清晰成像,耳镜的使用更加方便,在耳疾诊治领域有广泛的应用前景。

关键词：应用光学变焦耳镜光学设计优化

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可见/红外多波段共口径变焦光学系统设计

可见/红外多波段共口径变焦光学系统设计

作者：杨曼曼西安工业大学

学位级别：硕士

可见光系统与红外系统的工作波段差异较大,导致可见光系统与红外系统探测到的目标特征信息不一致,无法满足现代光电探测成像系统对目标探测与识别的要求。将可见光系统与红外系统进行融合具有很好的互补性,此外,变焦系统可实现大视场探... 详细信息

可见光系统与红外系统的工作波段差异较大,导致可见光系统与红外系统探测到的目标特征信息不一致,无法满足现代光电探测成像系统对目标探测与识别的要求。将可见光系统与红外系统进行融合具有很好的互补性,此外,变焦系统可实现大视场探测与小视场识别跟踪。可见光、红外多波段系统与变焦系统进行融合是近年来研究的重要方向。本文为了满足现代光学成像系统的使用要求,对1～10km范围的小型车辆进行探测,设计了一种基于折反结构的可见光、中波与长波三波段共口径变焦系统。主要研究内容如下:（1）分析了可见光系统与红外系统融合的三种方式以及变焦系统的四种类型。采用Zemax软件仿真了可见光、中波与长波三波段共口径变焦系统。其中,可见光系统工作波长为0.48～0.65μm、焦距范围为47mm～470mm、靶面分辨率为1280×1024、像元尺寸为4.7μm光电成像器件,红外系统工作波段为3～5μm与8～10μm,焦距范围为62.5mm～625mm、靶面分辨率为320×240、像元尺寸为25μm光电成像器件。（2）通过Zemax软件仿真分析了可见光、中波与长波红外三波段共口径变焦系统的光学传递函数曲线（简称MTF）、点列图、场曲与畸变,并采用Mat1ab软件拟合了系统的变焦曲线。结果表明可见光在在奈奎斯特频率为1061p/mm时的MTF曲线均高于0.35,中波红外在奈奎斯特频率为201p/mm时的MTF曲线均高于0.4,长波红外在尼奎斯特频率为201p/mm时MTF曲线均高于0.5。系统的场曲与畸变校正良好,系统的变焦曲线平滑且无拐点,满足设计要求。（3）采用光学被动补偿消热差技术,对中波与长波红外系统在-40℃～60℃温度范围内进行无热化设计。中波红外系统消热差后的MTF曲线均高于0.35,长波红外系统消热差后的MTF曲线均高于0.37,系统在消热差设计之后的MTF曲线下降不明显,表明系统无热化设计效果良好。（4）通过灵敏度法分析系统的公差。结果表明,对系统进行公差分析后,在奈奎斯特频率为1061p/mm时,可见光系统的MTF曲线均高于0.32;中波红外系统的MTF曲线均高于0.4;长波红外系统的MTF曲线均高于0.52,系统在各波段的MTF曲线变化不显著,表明系统公差分配合理。

关键词：多波段共口径变焦折反射消热差

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双波段共口径连续变焦光学系统设计

西安工业大学学报 2022年第6期42卷 578-587页

作者：党更明高明吕宏西安工业大学光电工程学院西安710021

为了解决反射式共口径光学系统装调难度大,存在中心遮拦,能量利用率低的问题,采用折射式共口径、分光板分光的方式,设计了一款双波段共口径连续变焦的光学系统。可见光系统实现了10倍变焦,中波红外系统实现了3倍变焦。采用光学被动式对... 详细信息

为了解决反射式共口径光学系统装调难度大,存在中心遮拦,能量利用率低的问题,采用折射式共口径、分光板分光的方式,设计了一款双波段共口径连续变焦的光学系统。可见光系统实现了10倍变焦,中波红外系统实现了3倍变焦。采用光学被动式对光学系统进行了消热差处理,并基于约翰逊准则和最小可分辨温差(MRTD)模型分析了可见光系统与中波红外系统的探测距离。设计结果表明,在-40~+60℃的工作环境中,经过消热差处理,可见光系统各组态调制传递函数值在截止频率145 lp·mm^(-1)处均大于0.28,最大视场可以达到26.4°;中波红外系统各组态调制传递函数值在截止频率31 lp·mm^(-1)处均大于0.3,最大视场可达到22.6°;运用多点拟合法得到系统的变焦曲线,变焦曲线平滑无拐点,满足双波段共口径连续变焦系统的成像质量要求。

关键词：双波段共口径折射式变焦消热差