一、自制中波信号增强器（论文文献综述）
胡乐佳[1]（2021）在《显微系统中基于波前探测与深度学习的像差校正方法研究》文中提出荧光显微镜在生物医学研究中占有重要的一席之地。但是显微系统自身包含的像差以及生物组织引入的像差都限制了系统的成像质量。自适应光学技术能够对显微系统中的像差进行针对性地探测与校正,使得显微系统能够将光束有效地会聚到组织深处,从而实现深层组织光聚焦,以及恢复接近衍射极限的成像分辨率。但是显微系统中的波前探测与像差校正方法仍值得进一步研究与提升。当显微系统利用基于波前探测的像差校正方法在生物组织深处实现光聚焦时,其聚焦的可靠性有待探究。当显微系统使用Shack-Hartmann波前传感器进行波前探测时,其探测流程有待进一步简化,其探测精度与速度有待进一步提升。当显微系统不具备自适应光学硬件时,需要研究不依赖于硬件的像差校正方法作为替代方案。本论文对显微系统中基于波前探测与深度学习的像差校正方法展开了深入的研究,主要的研究内容及创新点如下:（1）通过实验探究了基于相干光学自适应技术的像差校正方法在小鼠脑切片上使用后向散射光作为反馈时的波前探测可靠性。提出以聚焦光斑的艾里斑半径作为聚焦可靠性判据。确定了在本实验条件下相干光学自适应技术可靠聚焦的临界深度为150μm。实验结果填补了相干光学自适应技术在波前探测可靠性探究上的空缺,为其在生物医学领域的应用提供了经验支撑。（2）基于深度学习,提出了一种通过卷积神经网络直接从Shack-Hartmann波前传感器获取的图像中预测Zernike系数的波前探测方法。简化了波前探测的流程并提升了波前探测的精度与速度。通过在300μm厚的小鼠脑切片上的实验,验证了所述方法的波前探测与像差校正的性能。（3）基于深度学习,提出了一种使用卷积神经网络直接从Shack-Hartmann波前传感器获取的图像中重建待测波前分布的方法,进一步简化了波前探测的流程并提升了探测精度。通过与多种波前重建方法对比,验证了所述方法在波前重建与像差校正方面的性能与泛化能力。（4）基于深度学习与像差的先验知识,为不具备自适应光学硬件的显微系统提供了一种通过卷积神经网络进行图像复原的像差校正方法,无需波前探测即可快速实现对图像的像差校正与降噪。提出了 一种无需精确配准且能够通过少量拍摄的图像进行训练数据集生成与扩增的方法,减少了人力与时间成本。所述方法在多种商用荧光显微镜以及自制的荧光显微镜中验证了图像复原的性能,体现了较好的泛化能力。综上所述,本论文对显微系统中基于相干光学自适应技术的像差校正方法的波前探测可靠性进行了实验探究,并提出了基于波前探测与深度学习的像差校正方法和基于深度学习与图像复原的像差校正方法,在生物医学研究中具有潜在的应用前景。
刘世凯[2]（2021）在《光学图像边缘检测技术研究》文中研究指明成像是光学最重要的应用领域之一,人类对光学成像的探索历程,最早可以追溯到中国战国时期《墨经》中记载的“小孔成像”的光学现象。后来,随着透镜结构的提出和改进,更进一步促进了几何光学的发展,增强了人们对光波前的操控,也开拓了多种成像的新方法、新领域。随着纳米加工技术的进步,基于亚波长纳米结构的光学超构表面,由于其轻薄、平面化、易集成的独特优势,在成像领域具有广阔的应用前景,例如彩色全息、宽带消色差成像、超分辨技术等。图像是人类视觉的基础,相比于平坦区域,人眼对边缘信息更为敏感,因此图像的边缘信息在人的视觉和图像分析中均占据特别关键的地位。作为一种表征物体边界的有效方法,边缘检测成为了图像处理、机器和计算机视觉中的基本工具。近几十年,光信息处理技术取得了长足进步,这也促进了图像边缘检测技术在人脸识别、高对比度成像、天文观测、自动驾驶等领域的广泛应用。相比数字图像处理,基于光模拟计算的图像空间微分方式,具有操作速度快、功耗低等独特优势,可以实时、并行、高速地进行大容量图像处理。本论文主要围绕光学图像边缘检测技术,基于超构表面和涡旋相位板的滤波器件,开展了量子图像边缘检测以及非线性图像视场增强与边缘增强成像方面的相关工作,既包含各向同性的二维边缘检测,也包含各项异性的一维边缘检测。本文主要介绍了涡旋相衬增强成像和基于自旋霍尔效应的边缘检测方式,进行了相关理论分析和图像模拟,并开展了实验探究。本论文的研究内容主要分为以下几个部分:1.实验研究了基于非线性和频过程的涡旋相衬增强成像,实现了红外光照射下物体边缘的可视化。我们借助一块PPKTP准相位匹配晶体,将携带物体信息的红外信号光（1550nm）聚焦到晶体内,使用拓扑荷l=1的涡旋光（792nm）泵浦晶体,通过在傅里叶空间中修改物体的频谱信息,最终将人眼不可见的红外图像上转换到了可见波段（525nm）,同时物体轮廓被点亮。2.研究了非线性成像中图像视场随晶体相位匹配条件的动态演化过程。我们通过精确调控晶体温度,增强了信号光的转换角度带宽,最终上转换后的图像在常规模式及边缘增强模式下均实现了最大2.1倍的成像视野调节范围。基于分步傅里叶方法和柯林斯衍射积分公式,我们做了一系列的理论计算和数值模拟,构建的模型与实验结果符合的很好。3.结合了预报单光子成像和涡旋相衬增强成像,开展了物体在极弱光场照明下的实时（0.5Hz）量子边缘检测。我们使用波长为405nm的窄带激光泵浦2cm长的PPKTP晶体,利用自发参量下转换过程产生时间能量纠缠光子对。预报端光子采用单光子探测器（SPAD）探测;成像端光子采用增强型相机（ICCD）进行外部触发探测。通过切换不同l值的涡旋滤波器,我们实现了物体全局边缘和曲边边缘的独立检测,还验证了量子图像的时间关联特性以及移动滤波器横向位置引发的阴影效应。另外,弱光探测下预报光子成像相比直接单光子成像能极大地提高图像信噪比。4.基于高效介质超构表面与高品质偏振纠缠光源,演示了非定域切换图像状态的量子光学图像边缘检测开关。实验中,我们利用激光直写的电介质超构表面作为光学图像微分器,结合透镜与偏振元件组成边缘检测系统。同时,我们制备了高保真偏振纠缠光源,通过对预报端光子的偏振状态进行投影测量,即可有选择性地触发成像端ICCD采集图像的边缘模式或者常规模式。这种符合测量的切换方式无需对成像端系统进行任何操作。由于纠缠光子对的强二阶时间关联特性,相比传统内触发的直接探测方式,符合测量的方式采集的图像具有更高的信噪比。本论文的特色和主要创新点有:1.将传统涡旋相衬技术推广到了非线性和频领域,在实验上巧妙地实现了不可见光照射下强度物体边缘的可视化,并且可以显着“点亮”被红外光照射物体的轮廓。我们利用准相位匹配晶体作为频率转换的介质,实现了图像信息从红外波段到可见光波段的转移,再通过性能优异、相对廉价的可见波段探测器完成边缘图像采集,避免了红外探测器采集图像过程中通常存在的灵敏度差、效率低、价格偏高的缺点。2.提出了一种通过控制晶体温度来精确调控图像视场的方法:在非线性成像过程中,我们实现了边缘及常规图像视场的最大2.1倍的成像视野调节范围,并且该调控方式相比其他非线性图像视场调控,例如使用宽谱光源、双波长照明、设计晶体温度梯度、旋转晶体角度等方式,操作更加简单方便,且对光源要求低。这项新技术首次展示了边缘增强与视场增强并行的图像处理方式,在生物成像、模式识别以及红外遥感等领域具有重要的潜在应用价值。3.实现了基于PPKTP准相位匹配晶体的高亮度量子预报光源照明下物体的高效实时（0.5Hz）的边缘检测。除了全局各项同性的边缘增强,我们还验证了物体特定特征的提取识别,包括直角边缘增强和定向阴影效应。利用光子对紧凑的时间关联特性及ICCD相机的光子计数模式,实验结果无需后处理即显示出了高保真和低噪声的优势,该工作为弱光场下活体生物样品的高对比度成像提供了一种新的解决方案。4.将偏振纠缠光源引入基于介质超构表面的图像边缘检测系统,实现了待检测图像状态在正常模式和边缘探测模式远程非定域开关切换,并且这种二维纳米结构可以通过激光直写技术制作在光学玻璃上,因此可以集成在传统的光学元件上。该工作是量子超表面研究在可控图像边缘检测的首次尝试,由于图像状态受到偏振后选择的控制,故在图像加密和隐写上具有潜在的应用。另外在光子照明匮乏的场景如酶反应跟踪与生物活体细胞的观察上,较高的信噪比会表现出一定的优势。该成果有望促进更多的关于量子光学和超表面材料结合的相关研究。
李雨麒[3]（2021）在《宽光谱多波段光电探测器件性能测试平台研制》文中研究指明随着光电技术的发展,光电探测器现如今已经成为各行业重要的基础元件之一。光电探测器将待测光信号转化为电信号,经过放大器的电信号可以用来表征待测光信号的大小。在测量微弱光信号时,外界噪声干扰和不确定因素会影响测试结果,因此光电探测系统的可靠性与精确性是保障光电探测器正常工作的必要条件。由于光电探测器覆盖的光谱范围极广,从200nm的紫外探测器到14微米的长波红外探测器都各有各的用途,而市售的光电探测器测试设备通常仅针对某一种光谱波段,如:紫外-可见光探测器件测试系统、可见光-短波红外探测器测试系统、中波红外-长波红外探测器测试系统,单一测试平台难以完全覆盖整个光谱波段。为满足宽光谱、多波段光电探测器件技术研究,本文设计并建立了一套覆盖整个光谱范围的光电探测器检测平台,在同一个平台上实现了日盲紫外-可见光-短波红外-中波红外-长波红外探测器件技术指标参数的测试,论文主要工作如下:根据宽光谱、多波段光电探测器件性能测试要求,设计了宽光谱、多波段光电探测器件测试平台的总体方案,并分析了各性能参数在测试过程中干扰信号的来源,并针对这些干扰信号设计了相应的技术方案。在整体方案设计基础上,本论文将黑体炉、发光二极管、长波红外激光器和各种光学模组、测试仪表进行整合,通过光路设计,实现了日盲紫外到长波红外的全覆盖,满足了宽光谱多波段光电探测器件技术研制的测试需要;并通过电磁屏蔽层、可靠接地等技术的采用,最大限度地抑制了干扰信号对测试结果的影响,保证了测量数据的准确性,并通过与温度控制平台的整合,实现了器件环境温度从77K到室温的有效调控,满足器件性能随工作温度变化规律的测试需要。目前本平台可以达到精度在1.5%下器件电流100fA～20mA的测量,同时对于时间响应本平台最快采样速率为10μs,最大存储为10万采样点数。在测试平台建设基础上,本论文完成了本实验室所研制宽光谱多波段光电探测器件的性能测试,涵盖了日盲紫外探测器件、可见光探测器件、短波红外探测器件、长波红外探测器件,并通过与相应波段商品探测器的性能测试结果进行比对,确认了本测试平台测试结果的准确性,表明了本宽光谱多波段光电探测器件性能平台符合光电探测器件性能测试技术要求。
毕宗杰[4]（2020）在《海洋油污及金属元素激光光谱检测系统研究》文中研究说明随着社会的发展,海洋的污染日趋严重,采用光学方法检测海洋油污及金属元素得到了越来越多的重视。激光光谱检测技术具有检测速度快、灵敏度高、无需接触样品等优点,因此成为检测海洋油污及金属元素最有前景且最有效的方法之一。激光光谱检测是一种主动光学检测技术,主要包括激光诱导荧光（LIF）光谱技术和激光诱导击穿光谱（LIBS）技术。通过分析激光诱导光谱可以检测海水中溢油、可溶性有机物（DOM）、叶绿素a等有机物以及金属元素的情况。目前激光光谱检测设备一般存在体积较大、价格昂贵、控制方式单一等问题,本文在对激光诱导光谱检测原理的基础上,对系统的时序控制进行深入研究,研制了LIF光谱检测系统以及LIBS检测系统,进行了油污及金属元素检测相关实验并获得良好的结果。论文首先研究LIF和LIBS光谱检测的相关理论。在LIF油污检测方面,研究了LIF荧光光谱产生过程、海水的拉曼散射产生过程以及在油膜厚度检测等方面的应用,同时给出了远距离LIF检测的距离选通对控制时序的要求。在LIBS金属元素检测方面,研究了LIBS击穿光谱产生过程以及用于金属元素检测的原理和相关定量分析,激光调Q技术以及LIBS系统多脉冲产生的情况,同时给出了单脉冲激光触发和多脉冲激光触发对控制时序的要求。时序控制是激光诱导光谱海洋检测系统的关键技术,其中包括精密延时控制及系统逻辑控制。精密延时控制采用了数字延时和模拟延时两套方案,分别由高速定时器和高精度延时芯片组成,实现了体积小、成本低、集成度高等特点。系统逻辑控制则根据检测需求设计相应的系统;在LIF系统中,采用多脉冲或单脉冲选通时序,结合背景噪声实时扣除技术;在LIBS系统中,则采用多脉冲计数选择功能,结合对光谱采集信号的精确延时技术;稳定的时序设计为系统的搭建提供了技术保障。针对海水中溢油、DOM、叶绿素a等有机物的检测需要,本文设计了便携式和雷达式两种LIF光谱检测系统,主要由激光发射、荧光探测、信号控制和上位机四部分组成。其中,便携式采用小型半导体激光器,结合ICCD探测设备和相关时序控制,可检测出较近距离处水分子的拉曼散射、海水中DOM以及柴油和原油中矿物油分子产生的荧光等相关信息,分析了DOM浓度、油膜厚度与光谱强度之间的关系,并给出系统中的激光能量、像增强器触发信号、背景扣除、脉冲模式等控制参数对结果的影响;雷达式采用高能量固体激光器,可检测出较远距离处水分子的拉曼散射峰、海水中DOM产生的荧光峰等相关信息,并分析了系统中的激光能量以及像增强器的脉冲延时等控制参数对结果的影响;实验结果给出了多脉冲或单脉冲选通时序控制技术以及实时扣除技术在LIF油污检测系统中的应用。针对于海水中金属元素的检测需要,本文设计了LIBS光谱检测系统。其中,激光器采用体积小、价格低的被动调Q固体激光器,通过选择光脉冲触发位置,可以检测出铜片、铝片中所含的铜、铝金属元素的特征谱线等相关信息,并分析了光谱采集信号的延时、光谱仪积分时间等基本参数对结果的影响。同时,以铜片为例对脉冲选择功能进行控制,给出不同脉冲位置对结果的影响,并分析针对不同固有延时的光谱仪的脉冲选择方案,体现了脉冲选择功能在被动调Q激光器多脉冲LIBS系统中的关键作用。最后,采用碳板为基底对不同区域的海水进行检测,可以检测出其中常见的钠、钙、镁等金属元素,以及污染海水中含量超标的铝、铜等元素,并给出定量分析。实验结果给出了脉冲选择功能在被动调Q LIBS金属元素检测系统中的应用。
徐昌盛[5]（2020）在《不锈钢水下湿法FCAW冶金行为对焊接过程稳定性的影响及控制研究》文中提出随着对海洋资源的开发和利用,大量涉水结构的组装、建造、维修及维护亟需成熟的水下湿法药芯焊丝焊接（FCAW）技术来完成,但目前湿法焊接过程及质量的稳定性与可控性相对较差,无法满足目前日益增长的技术需求。焊接冶金行为贯穿整个焊接过程,对焊接过程稳定性、熔滴过渡特征、熔池行为、焊缝成形以及焊接质量起到决定性作用。因此,从冶金角度探究湿法焊接过程稳定性差的本质以及相应的改善措施是改善焊接过程稳定性、提高接头质量的有效途径。本文从探究湿法焊接冶金反应特征着手,建立冶金与熔滴过渡过程、熔池动态行为之间联系,提出改善焊接过程稳定性的策略,进而开发水下湿法焊接过程稳定、焊接接头质量优良的自保护药芯焊丝。本文基于热力学反应原理,探究了陆上焊接和湿法焊接药芯反应区、熔滴反应区和熔池反应区的冶金反应,并结合对焊接前后环境介质的分析,对焊接过程不同阶段的熔滴及熔渣成分的探究,阐明了湿法焊接冶金主要特点:水下湿法焊接过程中有大量气体的参与和形成,致使熔滴呈空心状态及熔渣内侧存在较多气孔。在此基础上,分析了冶金特征对熔滴过渡过程和熔池动态行为的潜在影响,为建立焊接冶金与焊接过程的关系提供了基础。分析了湿法焊接熔滴过渡特性。采用X射线高速成像系统,对湿法焊接熔滴过渡过程进行了观察与分析,揭示了湿法焊接熔滴特征:熔滴在形成、过渡及落入熔池中均始终进行着充气-排气过程,获得了三种常见的熔滴过渡模式:排斥型过渡模式、表面张力型过渡模式及类飞溅型过渡模式,通过对现有熔滴特征及现有受力模型的分析,建立了更为准确的水下湿法焊接熔滴受力模型,揭示了气体动力在湿法焊接熔滴过渡过程中不可忽视的作用。探究了焊接冶金对焊接过程的影响机理。基于电信号同步采集系统,分析了陆上焊接和水下焊接电弧特征,建立了熔滴过渡和电弧稳定性间联系,阐明了湿法焊接短路和断路现象较多的原因。通过焊接过程原位观测,阐明了水下湿法焊接飞溅形成过程,提出了四种水下湿法焊接常见的飞溅模式,并通过建立受力模型分析了各种模式下飞溅形成机理。通过对熔滴过渡过程、电弧稳定性及焊接飞溅的综合分析,确定了焊接冶金特征对焊接过程稳定性的影响机理,阐明了造成湿法焊接过程稳定性较差的本质:熔滴中频繁的气体充入和排出,使得电弧不稳、熔滴易于排斥飞出及飞溅增多。进而从周围环境介质和冶金反应角度分析,揭示了熔滴中气体的充气-排气过程形成机理,并通过改变药芯中主要冶金组分进行了验证试验,阐明了熔滴中气体的主要来源。对水下湿法焊接熔池内部形态开展了开创性研究。采用X射线高速成像系统,对陆上和水下焊接熔池进行了采集和对比分析,揭示了湿法焊接熔池主要特征:熔池内部主要由气泡组成,液态金属以气体壁形式存在。探究了熔池的动态行为,通过分析熔滴冲击和熔池内部气泡演化对熔池金属运动的影响,揭示了湿法焊接熔池波动较为剧烈的原因,并结合焊后形貌,阐明了熔池动态行为对焊接成形的影响机理。同时,为了定性和定量评价熔池波动稳定性,采用了熔池上固定点高度波形图对陆上焊接和水下焊接熔池波动进行了评价,湿法焊接波形图的标准差（1.7168）约为陆上熔池的（0.9038）两倍。通过对比分析不同焊接参数焊接熔池动态行为与该方法的评价结果,证实了该评价方法的合理性。分析了熔渣在熔池表面的动态行为,探究了电弧气囊及其熔池中排出气体对熔渣动态行为的影响,阐明了液态熔渣在焊接过程中所起作用:促进熔滴过渡、减少飞溅并通过抑制熔滴、熔池中气体含量从而改善熔滴过渡及熔池波动的稳定性。揭示了液态熔渣在湿法焊接中的重要性,为后续新的冶金体系的开发奠定了基础。开发了新型水下湿法焊接药芯焊丝。基于对焊接过程和焊接熔池的研究成果分析,设计了一种高熔点相CaTiO3渣系的药芯焊丝,药芯中以CaF2和TiO2为主,设计其比例为1:1。通过对新型药芯焊丝焊接过程的观察和分析,阐明了其焊接过程特性:液态熔渣不仅覆盖了熔池凝固区域,还包裹了电弧和熔滴等整个焊接区域,达到了类似于埋弧焊效果。并对其焊接过程稳定性进行了评价,结果表明焊接过程十分稳定,焊接过程中没有断弧现象发生,短路时间占比仅为0.1%,熔滴在较小尺寸时就完成过渡,熔滴和熔池不存在明显的气泡,整个焊接过程基本没有飞溅的产生。进而对其焊接接头质量和熔渣物相结构进行了探究,证实了熔渣主要含有CaTiO3。焊缝成形美观,焊缝组织以胞状晶和胞状树枝晶混合区为主,且其扩散氢含量较低,在现有焊丝的基础上约减少了25%,达到3ml/100 g。
付济超[6]（2020）在《基于亚波长结构的特异共振腔的若干研究》文中研究说明对光的认识与应用研究是科学发展史的重要组成部分。从19世纪麦克斯韦方程的提出与20世纪光子概念的建立以来,人们对光有了更清晰、更全面的认识,关注和研究的光学波段横跨X射线、可见、红外到太赫兹、微波、射频等,光学也在信息、能源等诸多领域有着越来越广泛的应用。传统的自然材料对光的调控能力有限;近些年来,人们发现利用亚波长结构可实现光与物质间的强相互作用,从而引入新的设计自由度、突破自然材料的限制、极大增强对光的调控能力。亚波长结构在对光的相位、幅度、频率的调制等方面取得了许多进展。共振腔有着重要的理论与应用意义,基于亚波长结构的特异共振腔的相关研究却鲜有。在本论文中,我们利用亚波长结构,针对腔的微型化、多功能化问题,提出了几种新构想,实现了块状自然材料无法实现的特异共振腔。我们设计并验证了一个在平面-平面几何形状下、却有着凹腔内才具有的高斯模式的共振腔。传统反射镜型的共振腔,利用腔镜的几何外形控制腔内模式。平凹或双凹腔模场小、模式更稳定,但是凹面镜不方便集成与制作。我们利用亚波长结构,使得平面状反射镜具有凹面镜的反射相位,平平腔支持类似于平凹腔中的高斯模式。相比相近尺寸的传统平平腔,我们的特异平平腔具有更大的品质因数（10倍以上）,对腔镜平行度有更强的抗干扰能力。我们设计并验证了一个共振特性充分可调、尺寸超小（横向尺寸λ0/3000量级,λ0为自由空间中波长）的波导型共振腔。自然材料大部分是各向同性材料,等频率曲线是球形,缺乏调谐性;自然材料的介电常数较小,难以实现超小尺寸的共振腔。我们利用亚波长结构,实现了强各向异性的波导型双曲材料,其等频率曲线为双曲线型,支持超大的横向波矢;基于这种材料的共振腔,横向尺寸可以做到超小,并呈现反常标度律。我们设计并验证了一个超薄的共振腔,可以实现在λ0/500的厚度下完美吸收入射的电磁波。吸波在能源、军事等方面有着重要应用,器件的小型化有着重要意义。基于自然材料的早期吸波器件,一般采用高损材料,吸波带宽较宽,厚度为波长量级;常见的超材料吸波结构,通过组合电偶、磁偶共振模式以实现阻抗匹配,厚度在λ0/100量级。我们深入、系统地研究了金属-介质-金属型共振腔的共振特性随顶部金属片间狭缝的变化关系,提出了进一步降低厚度的可行方法,实验验证了λ0/500量级的吸波结构。文末是对论文的总结与展望。
石俊俊[7]（2019）在《杂化等离激元波导中的光学二次谐波效应》文中研究表明非线性光学是光学的一个重要的分支,描述了光与介质的相互作用过程。自从1961年Franken等人首次实现二次谐波以来,非线性光学过程在许多科学技术领域发挥着重要作用。人们通过利用非线性过程对激光器的辐射频率进行有效调控,基于这一原理的激光器可用波长范围可以扩展到可见光谱的短波长区域。目前有效的频率转换过程多是在宏观尺度的无机双折射晶体中实现的,过大的晶体尺寸阻碍了片上可调谐非线性光学的发展。介质纳米线或纳米带以其本身较强的非线性系数以及能够在波长尺度上操控和引导光,使它们成为片上非线性光学器件的重要一员。然而光学衍射极限的存在使得进一步发展更紧凑的器件变得十分困难。复合等离激元波导由表面等离激元（surface plasmon polaritons,SPP）结构与介质波导相互耦合形成,为解决上述难题提供了新的方案。这一波导同时利用了表面等离激元可以突破衍射极限和介质波导非线性系数较高且传播损耗低的特征,可以在亚波长尺度上实现非线性过程。它为集成化非线性器件的设计敞开了大门。本文主要围绕杂化等离激元波导的二次谐波效应（second harmonic generation,SHG）,就如何提升SHG的转换效率和对SHG光束的调控进行了深入的分析和研究。具体来说,本论文的研究主要包括三个方面:一、研究了基于‘半导体纳米线-间隙绝缘层-超光滑金膜’的杂化等离激元波导结构的二次谐波效应。该器件的非线性转换效率高达4×10-5W-1,比已往报导的表面等离激元结构或者半导体结构高几个数量级。波导模式与非线性材料之间有着较强的空间重叠,以及入射模和反射模之间的动量守恒是产生这种高效率的关键因素。倍频光子的发射角与激发波长线性相关,表明在亚波长范围内可以实现非线性光束转向。我们的工作为实现高效、可调谐的非线性相干源开辟了新的途径。二、利用光栅实现了在杂化等离激元波导中对二次谐波光束的调控。二次谐波（second harmonic,SH）信号的发射角可以从沿波导轴方向调控到与波导轴成60°夹角,进而进入物镜收集锥,从而允许检测到高损耗波导的共传播波导模式中原来不可检测的SH信号。共传播模式的SH光子的转换效率从难以收集提升到占总SH光子的26.7%(3×10-5W-1)。当泵浦波长从770到840 nm变化时,倍频光子光束的发射角变化达到22°。该设计可作为纳米光子系统的非线性光栅耦合器,可用于有效的非线性相干光产生和集成非线性纳米光子学。三、利用光栅激发的SPP远程激发杂化等离激元波导的二次谐波。当表面等离激元耦合到Cd Se纳米带中,相向传播的杂化等离激元模式相互干涉,形成垂直向上发射的SHG。Cd Se纳米带有一定的厚度,其上下表面折射率突变结果形成法布里珀罗腔。我们从实验及计算上证明了当Cd Se纳米带的厚度接近240nm时（波长为800 nm）,形成法布里珀罗腔共振,使得SHG最大可以增强约两个数量级。我们的发现提供了一种高效的片上倍频源,为集成化非线性器件提供了重要思路。
涂一烺[8]（2019）在《大气压微波等离子体射流的电离机制及其助燃研究》文中进行了进一步梳理等离子体又被称为物质的第四态,其由大量的正负离子、电子、自由基和活性基团等组成,具有良好动力学效应,可以应用于能源领域,因而等离子体的研究至关重要。对于等离子体而言,常用的放电产生等离子体方式有电火花放电、介质阻挡放电（DBD）、微波放电等。本文使用了2.45GHz的微波源,自制了四分之一波长谐振腔和石英管,在大气压下使用氩气产生等离子体射流,简称为大气压下微波氩气等离子体放电射流。本文从等离子体形貌与放电机制、等离子体参数诊断、等离子体助燃和等离子体仿真四个方面进行研究。其主要研究内容如下:（1）搭建并介绍实验平台,并对自制的谐振腔的参数进行详细地分析;通过控制微波源的输入功率和石英管的形状来生成不同的等离子体射流,并且使用高速像机拍摄其形成过程并对其做出分析。（2）使用酒杯型的十字石英管,通入甲烷观察等离子体射流的助燃效果;使用酒杯型的石英管,观察等离子体射流对空气的助燃效果,发现等离子体具有稳定火焰、降低火焰抬举高度和扩展燃烧极限的有益效果。（3）在普通石英管内加入镀锌铁丝发卡,生成锌等离子体射流,使用发射光谱法对锌等离子体的电子温度和电子密度进行测量。（4）对等离子体射流进行仿真,当等离子体电子密度大于1011cm-3时,石英管表面存在表面等离子体激元,并对其加热并维持等离子体射流做了仿真分析。
孙柯[9]（2018）在《基于计算机视觉的禽蛋裂纹识别技术研究与应用》文中研究说明禽蛋在加工和运输过程中容易因碰撞和挤压而产生裂纹,为了保障禽蛋及其制品的安全性,鲜禽蛋和加工禽蛋制品在进入市场或进一步加工前都需要通过裂纹检测环节剔除有裂纹的禽蛋。声学振动和计算机视觉技术是两种最主要的禽蛋裂纹检测手段,其中基于声学振动的禽蛋裂纹检测方法的研究较为成熟,但由于其设备成本高,国内大多数企业仍然依靠人工检测方法实现裂纹禽蛋的检测。计算机视觉检测方法具有检测速度快、设备成本低的优势,然而由于现有的裂纹禽蛋图像的自动识别方法尚不成熟,导致基于计算机视觉的禽蛋裂纹检测技术处于实验室阶段,适用性和灵敏度更高的裂纹禽蛋图像识别方法和基于计算机视觉的禽蛋在线裂纹检测设备有待进一步研究和开发。为了将计算机视觉技术应用于禽蛋加工过程的在线裂纹检测,本文通过模拟碰撞制作了不同裂纹程度的禽蛋,然后利用自行搭建的禽蛋图像采集设备采集了裂纹禽蛋的图像,并研究了禽蛋图像中裂纹和完好区域的灰度值变化特征。然后根据这些特征建立了基于一种独创的连续波信号提取和判别算法的裂纹鸡蛋和裂纹鸭蛋的识别方法,并进行了验证。最后开发了一台基于计算机视觉的禽蛋在线裂纹检测设备,并验证了其动态检测性能。具体内容和结果如下:（1）对鸡蛋和鸭蛋图像的灰度分布研究表明:鸡蛋和鸭蛋图像灰度值的均一性较差;除了裂纹宽度大于100 μm的褐壳鸡蛋以外,其他鸡蛋和鸭蛋的裂纹区域灰度值未能超过或低于绝大多数的禽蛋区域像素点,难以使用阈值分割算法提取;鸡蛋和鸭蛋图像中裂纹区域的中心线与两侧完好区域有一定的灰度差异,可用来作为裂纹信号提取的依据;鸡蛋图像中的暗斑以及鸭蛋图像中的蛋壳条状纹理和气室膜区域会对裂纹区域的提取造成干扰;后续建立裂纹检测方法时,可根据裂纹与两侧完好区域的局部灰度差异,建立针对性的裂纹信号提取方法提取图像中疑似裂纹区域的信号,再建立裂纹信号判别方法筛选裂纹信号去除干扰区域的影响。（2）提出了一个用于鸡蛋图像中裂纹识别的连续波信号提取和判别算法,该方法首先使用波信号提取和连接算法提取了鸡蛋图像中疑似由裂纹造成的连续波信号,然后计算出连续波信号的可分割区域最大长宽比和灰度变化指数,并用判别域代数界面方程模型对该连续波信号是否由裂纹造成进行判别,最后将含有由裂纹造成的连续波信号的鸡蛋图像识别为裂纹鸡蛋图像。该裂纹鸡蛋图像识别方法对裂纹宽度≤20μm,30～50 μm和≥60μm的鸡蛋的图像识别正确率分别为50.8%,76.3%和98.6%,对完好鸡蛋图像的识别正确率为96%,在Matlab平台下单张鸡蛋图像识别时间为1.65±0.50 s。（3）提出了一个用于鸭蛋图像中裂纹识别的连续波信号提取和判别算法。该方法首先使用波信号提取和连接算法提取鸭蛋图像中疑似由暗裂纹和亮裂纹造成的连续谷波信号和连续峰波信号,然后计算出各连续谷波信号和连续峰波信号的整体侧斜率、中心区域侧斜率和与蛋端的距离,并用判别域代数界面方程模型对该连续波信号是否由裂纹造成进行判别,最后将含有由裂纹造成的连续波信号的鸭蛋图像识别为裂纹鸭蛋图像。该裂纹鸭蛋图像识别方法对裂纹宽度≤20μm,30～50μm和≥60 μm的鸭蛋的图像识别正确率分别为60.0%,74.4%和92.8%,对完好鸭蛋图像的识别正确率为93%,在Matlab平台下单张鸭蛋图像识别时间为0.98±0.06 s。（4）开发了一台基于计算机视觉的禽蛋在线裂纹检测设备。该设备采用了新的禽蛋图像采集触发方法、光源控制方法和适应不同透光性禽蛋的摄像头拍摄参数调整方法实现了鸡蛋和鸭蛋图像的稳定动态连续拍摄,并采用了基于连续波信号提取和判别算法的裂纹鸡蛋和鸭蛋图像识别方法实现了鸡蛋和鸭蛋的在线裂纹的检测。该设备硬件成本约为20000元人民币,检测速度为1枚禽蛋/秒,对裂纹和完好的粉壳鸡蛋检测正确率分别为91%和93%,对裂纹和完好的褐壳鸡蛋检测正确率分别为90%和94%,对裂纹和完好的鸭蛋检测正确率分别为84%和 87%。
许凯达[10]（2014）在《基于激光距离选通成像的非视域成像理论与方法研究》文中指出在现代战争、反恐、社会治安以及灾害救援事件中，城镇街道是最常见的场景，由于建筑和街道的遮挡，难以用直视视觉的方法对一些可疑目标和活动场合进行有效观察，迫切需要可以绕过或穿过遮挡物体而对其后面的目标进行搜索、侦察和观察设备。基于激光距离选通成像的非视域成像技术可借助具有一定镜面反射特性的中介反射面实现绕过拐角对隐蔽目标进行观察成像，实现真正意义上的非视域成像。近年来，国外在基于激光距离选通成像的非视域成像理论和实验方面开展了一些研究，并已取得积极进展，但国内在该领域的研究还处于空白。本文根据对能够拐弯成像的光电装备的实际需求，研究了基于激光距离选通成像的非视域成像系统的理论与方法，并取得新的成果和进展：1)针对激光距离选通非视域成像缺乏图像评价方法的问题，研究了非视域成像照明激光的多次反射过程，分析了由中介反射面的反射产生的图像信号成分和干扰成分，分析并推导了非视域成像系统探测器光敏面上的信号辐照度与干扰辐照度，进而建立了非视域图像的对比度模型，并结合典型非视域成像系统参量，对非视域图像对比度进行了模拟，分析了景物辐射、中介面散射辐射的关系。结果表明：中介反射面的反射特性对成像效果影响明显，虽然对于镜面反射特性明显的中介反射面，常规的激光主动成像系统可实现非视域成像，但对于大多数实用的中介反射面，只有采用激光距离选通成像模式才能获得非视域成像。论文建立的非视域成像图像对比度模型对于非视域成像的理论研究、系统设计和实际应用具有指导意义。2)针对缺乏描述典型建筑瓷砖等中介反射面反射特性的双向反射分布函数BRDF （Bidirectional Reflectance Distribution Function）模型问题，通过对实验测量的多种典型瓷砖表面在不同入射角时的半球空间BRDF数据的对比分析发现，不同制作工艺（釉面和抛光）、颜色的瓷砖表面的反射特性相近，其表面BRDF均可描述为镜面反射、类朗伯体反射和前向散射三部分；对测得数据进行了曲面拟合，并结合经典Harvey-Shack表面散射理论，提出了建立典型瓷砖表面半经验BRDF模型的方法。根据建立的半经验BRDF模型，对非视域成像图像对比度模型进行了完善。利用白色瓷砖的BRDF模型参数模拟计算了非视域成像图像对比度，模拟结果显示：在整个非视域成像过程中，瓷砖表面类朗伯体散射特性主要体现在对激光能量衰减上，前向散射成分一方面增加了目标照度，另一方面明显降低了图像对比度。3)针对目前缺乏非视域成像系统性能评价方法的情况，根据非视域成像中探测器、中介反射面和目标的相对位置关系以及激光传输多次反射的特点，研究提出了适用于非视域成像系统的基于最小可分辨对比度MRC （Minimum Resolvable Contrast）模型的最小可分辨细节评价方法，该方法可以为激光距离选通非视域成像系统设计和性能评价提供理论依据；针对MRC模型所用等效积分曝光量原理缺乏试验依据的问题，利用选通型像增强器、微距镜头和CMOS探测器耦合成ICMOS，通过实验获得了ICMOS在不同选通频率和占空比下输出图像灰度并对图像灰度进行了对比分析，结果显示ICMOS输出信号与选通通信号占空比线性正相关，基本与选通频率无关，从而验证了等效积分曝光量原理。4)根据非视域成像可能的实际使用环境，搭建了非视域成像实验系统，选择普通玻璃，玻璃幕墙、瓷砖作为中介反射面，获得了不同距离上的不同靶标的非视域图像。对图像进行分析后认为，玻璃幕墙和普通玻璃均可作为良好中介反射面，能够获得距离较远质量较好的非视域图像；典型瓷砖对激光能量衰减和图像对比度衰减程度较大，只能在较近的距离上获得非视域图像，实验结果与所建模型一致。
二、自制中波信号增强器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、自制中波信号增强器（论文提纲范文）
（1）显微系统中基于波前探测与深度学习的像差校正方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 显微系统中的波前像差 |
| 1.1.2 显微系统中的自适应光学技术 |
| 1.2 显微系统中像差校正方法的研究现状 |
| 1.2.1 基于波前探测的像差校正方法研究现状 |
| 1.2.2 基于图像复原的像差校正方法研究现状 |
| 1.3 本论文的研究内容与创新点 |
| 1.3.1 本论文的研究内容与章节安排 |
| 1.3.2 本论文的创新点 |
| 2 基于相干光学自适应技术的波前探测可靠性探究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 理论基础 |
| 2.3 生物样品的制备与散射系数测量 |
| 2.4 实验系统设计与搭建 |
| 2.4.1 液晶空间光调制器的校准 |
| 2.4.2 基于相干光学自适应技术的系统设计与搭建 |
| 2.5 实验结果与分析 |
| 2.5.1 光学聚焦的实验结果 |
| 2.5.2 光学聚焦的可靠性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于深度学习和Shack-Hartmann波前传感器的波前探测方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论基础 |
| 3.2.1 基于Shack-Hartmann波前传感器的波前探测方法 |
| 3.2.2 卷积神经网络 |
| 3.3 实验系统设计与搭建 |
| 3.4 算法实现 |
| 3.4.1 实验数据集的生成与获取 |
| 3.4.2 网络结构 |
| 3.4.3 网络训练与实现 |
| 3.5 方法对比与分析 |
| 3.6 生物组织中的像差校正 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 基于深度学习和Shack-Hartmann波前传感器的波前重建方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论基础 |
| 4.2.1 卷积神经网络中的残差结构 |
| 4.2.2 基于角谱理论的光路仿真 |
| 4.3 算法实现 |
| 4.3.1 混合数据集的生成与获取 |
| 4.3.2 网络的结构设计与训练 |
| 4.4 方法对比与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于深度学习和像差先验的显微图像像差校正方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论基础 |
| 5.3 算法实现 |
| 5.3.1 基于像差先验的实验数据集获取与增强 |
| 5.3.2 网络的结构设计与训练 |
| 5.4 方法对比与分析 |
| 5.5 不同荧光显微镜中的应用 |
| 5.5.1 商用共聚焦显微镜 |
| 5.5.2 商用双光子显微镜 |
| 5.5.3 商用宽场显微镜 |
| 5.5.4 自制的共聚焦显微镜 |
| 5.6 三维图像中的应用 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果 |
（2）光学图像边缘检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 图像处理技术简介 |
| 1.1.1 光学图像处理技术 |
| 1.1.2 数字图像处理技术 |
| 1.2 光学系统的成像分析 |
| 1.2.1 透镜的变换性质 |
| 1.2.2 点扩散函数与光学传递函数 |
| 1.3 超构表面中涉及的一些基本概念 |
| 1.3.1 广义斯奈尔定律 |
| 1.3.2 Pancharatnam-Berry相位 |
| 1.3.3 光的自旋轨道耦合 |
| 1.4 本论文的主要研究工作 |
| 参考文献 |
| 第2章 光学边缘检测技术 |
| 2.1 涡旋相衬增强成像 |
| 2.1.1 研究背景 |
| 2.1.2 基本原理 |
| 2.2 基于微纳结构和器件的边缘检测 |
| 2.2.1 研究背景 |
| 2.2.2 基本原理 |
| 2.3 边缘检测在各类成像方式中的应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 基于视场增强与边缘增强的上转换成像 |
| 3.1 非线性图像处理技术发展现状与应用 |
| 3.2 理论模型与模拟 |
| 3.3 上转换成像实验装置 |
| 3.4 实验结果 |
| 3.4.1 上转换涡旋相衬增强成像 |
| 3.4.2 上转换视场增强成像 |
| 3.4.3 边缘增强与视场增强并行的图像处理 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 基于纠缠与超表面的动态可切换边缘检测 |
| 4.1 光学空间微分器理论模型与模拟 |
| 4.2 实验内容 |
| 4.2.1 实验装置与超表面样品表征 |
| 4.2.2 偏振纠缠光源的制备与表征 |
| 4.2.3 基于纠缠的量子边缘检测 |
| 4.2.4 成像方式对比与噪声分析 |
| 4.2.5 光刻掩模版的设计与加工 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 实时量子边缘增强成像 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验内容 |
| 5.2.1 基于涡旋滤波器的两类图像边缘增强 |
| 5.2.2 图像的阴影效应 |
| 5.2.3 ICCD相机的三类图像采集方式对比 |
| 5.2.4 量子成像的实时特性 |
| 5.2.5 符合图像的时间关联特性 |
| 5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本论文的总结 |
| 6.2 未来研究展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与获得的奖项 |
（3）宽光谱多波段光电探测器件性能测试平台研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光电探测器原理 |
| 1.3 光电探测器分类 |
| 1.3.1 红外探测器分类 |
| 1.3.2 紫外探测器分类 |
| 1.4 本文选题的背景与意义 |
| 1.5 本文主要研究工作 |
| 第二章 光电探测器性能的参数特征及测量要求分析 |
| 2.1 光电探测器性能参数 |
| 2.1.1 光电流与暗电流 |
| 2.1.2 响应度 |
| 2.1.3 噪声等效功率NEP |
| 2.1.4 归一化探测率D* |
| 2.1.5 响应时间 |
| 2.1.6 线性度 |
| 2.2 探测器的内部噪声 |
| 2.2.1 热噪声 |
| 2.2.2 1/f噪声 |
| 2.2.3 g-r噪声 |
| 2.2.4 散粒噪声 |
| 2.3 放大器噪声分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 宽光谱多波段光电探测器件性能测量平台研制 |
| 3.1 宽光谱多波段光电测试器件性能测试平台方案设计 |
| 3.2 测量结果不确定度分析 |
| 3.3 外部噪声及抑制手段 |
| 3.3.1 屏蔽 |
| 3.3.2 接地 |
| 3.4 宽光谱多波段光电探测器件性能测试平台研制 |
| 3.4.1 测量仪器仪表选用 |
| 3.4.2 宽光谱多波段光源构成及光路研制 |
| 3.4.3 辅助机构设计及辅助仪表选用 |
| 3.5 探测系统整体结构 |
| 3.6 宽光谱多波段光电探测器件性能测试方式设计及其实现 |
| 3.6.1 直接检测方式设计与实现 |
| 3.6.2 外差式检测方式设计与实现 |
| 3.7 宽光谱多波段光电探测器件性能测试平台方案设计与实现 |
| 3.7.1 光电探测器伏安特性曲线测试平台设计与实现 |
| 3.7.2 光电探测器黑体响应度测试平台设计与实现 |
| 3.7.3 光电探测器等效噪声功率NEP与探测率测试平台设计与实现 |
| 3.7.4 光电探测器归一化探测率计算方式 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 光电探测器件测量平台校准与验证 |
| 4.1 伏安特性曲线测试的校准与验证 |
| 4.1.1 场效应晶体管伏安特性曲线测试 |
| 4.1.2 PbSe光电导探测器伏安特性曲线测试的校准与验证 |
| 4.1.3 PbSe-Bi_2Se_3二极管伏安特性曲线的测试 |
| 4.1.4 氧化镓光电导探测器伏安特性曲线测试 |
| 4.2 测试平台对本实验室研制光电探测器件响应时间特性的测试 |
| 4.2.1 PbSe-Bi_2Se_3二极管响应时间特性测试 |
| 4.2.2 Ga_2O_3-Bi_2Se_3二极管响应时间测试 |
| 4.3 宽器件性能测试平台对光电探测器响应度的测试 |
| 4.3.1 光电探测器响应度测试的校准 |
| 4.3.2 PbSe-Bi_2Se_3二极管响应度的测量 |
| 4.4 PbSe-Bi_2Se_3二极管器件探测率的测量 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 展望与总结 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 课题展望与后续工作 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的成果 |
（4）海洋油污及金属元素激光光谱检测系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 海洋油污检测及国内外研究现状 |
| 1.2.1 海洋油污检测方法概述 |
| 1.2.2 LIF光谱检测的国内外研究现状 |
| 1.3 海洋金属元素检测及国内外研究现状 |
| 1.3.1 海洋金属元素检测方法概述 |
| 1.3.2 LIBS光谱检测国内外研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 激光诱导光谱检测的理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 激光诱导荧光技术理论分析 |
| 2.2.1 LIF光谱检测基本原理 |
| 2.2.2 拉曼光谱理论研究 |
| 2.2.3 距离选通技术在LIF系统中的应用 |
| 2.3 激光诱导击穿技术理论分析 |
| 2.3.1 LIBS光谱检测基本原理 |
| 2.3.2 激光调Q技术与原理 |
| 2.3.3 双脉冲或多脉冲LIBS系统 |
| 2.3.4 LIBS光谱金属元素的定量分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 激光诱导光谱检测系统时序控制设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 精密延时控制设计 |
| 3.2.1 延时方案概述 |
| 3.2.2 数字延时方案的设计与实验 |
| 3.2.3 模拟延时方案的设计与实验 |
| 3.2.4 数字模拟延时组合方案的设计与实验 |
| 3.2.5 延时方案的对比 |
| 3.3 系统逻辑控制设计 |
| 3.3.1 LIF光谱油污检测的控制原理与时序设计 |
| 3.3.2 LIBS光谱金属元素检测的控制原理与时序设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 LIF光谱油污检测系统设计及实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 LIF光谱油污检测系统研制 |
| 4.2.1 LIF检测系统的总体设计 |
| 4.2.2 激光发射部分 |
| 4.2.3 荧光探测部分 |
| 4.2.4 信号控制部分 |
| 4.2.5 上位机部分 |
| 4.3 便携式LIF光谱油污检测系统实验及结果分析 |
| 4.3.1 手持式LIF系统的集成与测试 |
| 4.3.2 便携式LIF系统的集成与测试 |
| 4.3.3 便携式LIF系统的参数控制与分析 |
| 4.4 雷达式LIF光谱油污检测系统实验及结果分析 |
| 4.4.1 雷达式LIF系统的集成与测试 |
| 4.4.2 雷达式LIF系统的参数控制与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 LIBS光谱金属元素检测系统设计及实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 LIBS击穿光谱金属元素检测系统研制 |
| 5.2.1 LIBS检测系统的总体设计 |
| 5.2.2 激光发射部分 |
| 5.2.3 光谱接收部分 |
| 5.2.4 信号控制部分 |
| 5.2.5 上位机部分 |
| 5.3 LIBS金属元素检测实验结果及分析 |
| 5.3.1 LIBS系统的集成与测试 |
| 5.3.2 LIBS系统的基本参数控制与分析 |
| 5.3.3 被动调Q LIBS系统的脉冲选择功能控制与分析 |
| 5.3.4 LIBS系统的海水相关实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）不锈钢水下湿法FCAW冶金行为对焊接过程稳定性的影响及控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 湿法焊接原理及特点 |
| 1.2.1 湿法焊接原理 |
| 1.2.2 湿法焊接特点 |
| 1.3 湿法焊接材料的研究 |
| 1.3.1 湿法焊接材料分类 |
| 1.3.2 湿法焊接熔渣的研究 |
| 1.4 水下湿法焊接过程稳定性的研究 |
| 1.4.1 电弧气囊的研究 |
| 1.4.2 电弧稳定性的研究 |
| 1.4.3 熔滴过渡的研究 |
| 1.4.4 湿法焊接飞溅的研究 |
| 1.5 湿法焊接熔池的研究 |
| 1.6 国内外研究现状小结 |
| 1.7 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料和方法 |
| 2.1 焊接材料 |
| 2.1.1 焊接母材 |
| 2.1.2 填充材料 |
| 2.2 试验设备及工艺 |
| 2.2.1 水下湿法焊接及过程监测系统 |
| 2.2.2 扩散氢测定 |
| 2.2.3 电弧气囊气体测定 |
| 2.2.4 熔滴收集试验 |
| 2.3 焊接接头微观组织分析 |
| 第3章 水下湿法焊接冶金行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 焊接冶金热力学计算 |
| 3.2.1 陆上焊接冶金反应 |
| 3.2.2 水下焊接冶金反应 |
| 3.3 水下湿法焊接冶金过程特性研究 |
| 3.3.1 湿法焊接冶金环境介质探究 |
| 3.3.2 焊接冶金阶段反应过程成分分析 |
| 3.4 水下湿法焊接冶金特点分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 冶金行为对传质过程的影响机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 对水下湿法熔滴过渡过程影响研究 |
| 4.2.1 水下湿法焊接熔滴过渡特性 |
| 4.2.2 水下湿法焊接熔滴过渡形式 |
| 4.2.3 水下湿法焊接熔滴受力分析 |
| 4.3 对电弧稳定性影响研究 |
| 4.4 对焊接飞溅的影响研究 |
| 4.4.1 湿法焊接飞溅形式 |
| 4.4.2 飞溅形成机理分析 |
| 4.5 冶金行为对焊接过程的影响机理分析 |
| 4.5.1 熔滴气体形成机理研究 |
| 4.5.2 影响机理的验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 冶金行为对熔池动态的影响机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 熔池动态行为 |
| 5.2.1 水下焊接和陆上焊接熔池形态特征 |
| 5.2.2 湿法焊接熔池动态行为 |
| 5.2.3 陆上焊接熔池动态行为 |
| 5.2.4 熔池动态行为对焊接成形的影响 |
| 5.3 熔池稳定性分析 |
| 5.3.1 熔池稳定性评估方法 |
| 5.3.2 水下和陆上焊接熔池稳定性 |
| 5.3.3 熔池稳定性评估方法的验证 |
| 5.4 液态熔渣动态行为 |
| 5.4.1 熔渣运动过程及影响因素 |
| 5.4.2 液态熔渣的作用 |
| 5.5 熔池中气体产生和排出 |
| 5.5.1 熔池中气体来源 |
| 5.5.2 熔池金属受力模型 |
| 5.5.3 熔池金属受力模型的验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 新型水下湿法焊接药芯焊丝设计与开发 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 冶金体系的建立 |
| 6.3 焊接过程 |
| 6.3.1 熔滴过渡过程 |
| 6.3.2 电弧稳定性 |
| 6.4 焊接质量 |
| 6.4.1 焊接成形及熔渣物相结构 |
| 6.4.2 焊接接头组织及扩散氢含量 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）基于亚波长结构的特异共振腔的若干研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 典型亚波长结构与作用机理 |
| 1.1.1 金属亚波长结构与表面等离激元 |
| 1.1.2 介质亚波长结构与Mie共振 |
| 1.2 超材料与超表面 |
| 1.3 双曲材料 |
| 1.4 吸波结构 |
| 1.5 腔 |
| 1.6 论文的主要内容与创新点 |
| 第二章 研究方法 |
| 2.1 理论模型 |
| 2.1.1 电磁场的本征值问题 |
| 2.1.2 时域耦合模理论 |
| 2.1.3 非厄密量子力学与光学准正则模式 |
| 2.2 数值模拟方法 |
| 2.2.1 单元结构仿真(COMSOL) |
| 2.2.2 本征值的计算(COMSOL) |
| 2.2.3 本征值的计算(Lumerical) |
| 2.2.4 本征值的计算(CST) |
| 2.3 实验材料与测试装置 |
| 2.3.1 实验材料的选择 |
| 2.3.2 激发源的选择与天线的仿真、制作 |
| 2.3.3 模场扫描平台 |
| 2.3.4 吸收率测量平台 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于超表面的平平开放腔 |
| 3.1 研究意义 |
| 3.2 理论分析 |
| 3.2.1 腔内共振模式与稳态条件 |
| 3.2.2 超构腔所需相位分布 |
| 3.3 超表面设计 |
| 3.4 实验验证与分析 |
| 3.4.1 实验验证 |
| 3.4.2 对超构腔的稳定性的分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于波导双曲材料的深亚波长共振腔 |
| 4.1 研究意义 |
| 4.2 波导超材料简介 |
| 4.3 波导双曲超材料 |
| 4.3.1 双曲线型IFC |
| 4.3.2 宽频特性 |
| 4.3.3 构造WHM腔 |
| 4.3.4 反常标度律 |
| 4.3.5 WHM腔的实验验证 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 非局域效应——从波导超材料到WHM |
| 4.4.2 影响最大波矢的因素——材料损耗 |
| 4.4.3 实验测试问题——如何有效激发腔模式 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于深亚波长狭缝的超薄腔 |
| 5.1 研究意义 |
| 5.2 原理分析 |
| 5.3 物理模型与仿真研究 |
| 5.3.1 狭缝对Q值的影响 |
| 5.3.2 狭缝进一步变窄 |
| 5.4 实验验证 |
| 5.5 讨论 |
| 5.5.1 双频吸收与电场增强 |
| 5.5.2 回顾厚度-带宽极限 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 基本情况 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及专利 |
（7）杂化等离激元波导中的光学二次谐波效应（论文提纲范文）
| 论文创新点 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 绪论 |
| 第一章 非线性亚波长光学波导基础 |
| 1.1 亚波长介质波导 |
| 1.1.1 光波导理论基础 |
| 1.1.2 亚波长介质波导进展与应用 |
| 1.2 等离激元波导 |
| 1.2.1 表面等离激元概述 |
| 1.2.2 等离激元波导进展与应用 |
| 1.3 亚波长光波导中的非线性光学过程 |
| 1.3.1 非线性光学基础 |
| 1.3.2 相位匹配方法 |
| 1.3.3 亚波长光波导的非线性过程 |
| 第二章 非线性杂化等离激元波导 |
| 2.1 波导类型 |
| 2.2 主要应用 |
| 2.3 非线性杂化等离激元波导进展 |
| 第三章 杂化等离激元波导中的二次谐波增强 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 杂化等离激元波导的模式分析 |
| 3.3 二次谐波测量与分析 |
| 3.3.1 实验设计与显微测量 |
| 3.3.2 间隙层厚度对二次谐波产生的影响 |
| 3.4 二次谐波发射特性 |
| 3.5 二次谐波转换效率 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 光栅辅助的杂化等离激元波导的二次谐波光束调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非线性光栅耦合器 |
| 4.3 二次谐波显微测量 |
| 4.4 波导模式分析 |
| 4.5 二次谐波光束调控 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 SPP远程激发杂化等离激元波导的二次谐波 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 远程激发二次谐波 |
| 5.3 远程激发的模式分析 |
| 5.4 法布里腔共振增强二次谐波效应 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本论文工作的创新点与意义 |
| 6.2 后续工作及展望 |
| 6.2.1 超表面与波导的结合 |
| 6.2.2 电致非线性 |
| 6.2.3 回音壁腔 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间论文发表情况 |
| 致谢 |
（8）大气压微波等离子体射流的电离机制及其助燃研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 等离子体早期研究 |
| 1.2.2 等离子体助燃研究 |
| 1.2.3 等离子体射流的研究 |
| 1.3 等离子体中活性粒子研究和诊断 |
| 1.3.1 活性粒子研究 |
| 1.3.2 等离子体诊断 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 等离子体射流发生器电学特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验平台 |
| 2.2.1 气体供给系统 |
| 2.2.2 等离子生成系统 |
| 2.2.3 测量系统 |
| 2.3 微波与谐振腔理论 |
| 2.3.1 微波基本理论 |
| 2.3.2 谐振腔理论分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 微波等离子体射流与甲烷助燃研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 流注放电和等离子体子弹 |
| 3.3 形貌研究 |
| 3.3.1 氩气等离子体射流 |
| 3.3.2 锌等离子体射流 |
| 3.4 等离子体参数诊断 |
| 3.4.1 光谱分析法原理 |
| 3.4.2 实验设备和原理 |
| 3.5 等离子体助燃研究 |
| 3.5.1 研究背景 |
| 3.5.2 甲烷助燃与空气助燃 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 等离子体射流仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有限元分析法 |
| 4.3 仿真建模 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 主要研究成果与总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 插图清单 |
| 表格清单 |
| 攻读硕士期间发表的论文、专利 |
| 致谢 |
（9）基于计算机视觉的禽蛋裂纹识别技术研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 禽蛋产业发展现状 |
| 1.2 禽蛋蛋壳裂纹 |
| 1.3 禽蛋裂纹的检测 |
| 1.3.1 包装鲜禽蛋生产中的裂纹检测 |
| 1.3.2 再制蛋生产中的裂纹检测 |
| 1.4 禽蛋裂纹的自动检测方法 |
| 1.5 振动声学和计算机视觉检测常用数据处理和模式识别方法 |
| 1.5.1 振动声学检测中常用的数据处理方法 |
| 1.5.2 计算机视觉检测中常用的数据处理方法 |
| 1.5.3 常用模式识别方法 |
| 1.6 禽蛋裂纹自动检测方法研究进展 |
| 1.6.1 基于振动特性的检测方法 |
| 1.6.2 基于计算机视觉的检测方法 |
| 1.6.3 基于多传感器融合的检测方法 |
| 1.7 裂纹禽蛋检测技术存在的问题 |
| 1.8 本研究的目的和意义 |
| 1.9 主要研究内容 |
| 1.10 技术路线 |
| 参考文献 |
| 第二章 禽蛋图像采集设备搭建及裂纹禽蛋图像灰度分布研究 |
| 2.1 试验材料和设备搭建 |
| 2.1.1 禽蛋样本 |
| 2.1.2 禽蛋图像采集设备 |
| 2.1.3 禽蛋模拟碰撞装置 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 禽蛋模拟碰撞 |
| 2.2.2 禽蛋裂纹宽度测量 |
| 2.2.3 禽蛋图像采集 |
| 2.2.4 禽蛋图像预处理方法 |
| 2.2.5 禽蛋图像中灰度分布参数提取 |
| 2.2.6 数据处理 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 禽蛋图像预处理效果 |
| 2.3.2 不同禽蛋图像平均灰度值差异 |
| 2.3.3 单个禽蛋图像中灰度值的分布 |
| 2.3.4 裂纹禽蛋样本的裂纹宽度分布 |
| 2.3.5 裂纹和干扰区域的中心平均灰度值 |
| 2.3.6 裂纹和干扰区域的高灰度比例 |
| 2.3.7 裂纹和干扰区域的灰度值落差 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于连续波信号提取和判别算法的裂纹鸡蛋图像识别方法研究 |
| 3.1 材料和设备 |
| 3.1.1 鸡蛋样本 |
| 3.1.2 禽蛋图像采集设备 |
| 3.1.3 禽蛋模拟碰撞装置 |
| 3.2 试验方法 |
| 3.2.1 模拟碰撞 |
| 3.2.2 鸡蛋裂纹宽度测量 |
| 3.2.3 鸡蛋图像采集 |
| 3.2.4 用于鸡蛋图像中裂纹识别的连续波信号提取和判别算法 |
| 3.2.5 单张鸡蛋图像识别速度测试 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 鸡蛋样本裂纹宽度 |
| 3.3.2 鸡蛋图像中的连续波信号判别模型建立 |
| 3.3.3 裂纹鸡蛋图像的识别正确率 |
| 3.3.4 裂纹鸡蛋图像识别算法运行时间 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于连续波信号提取和判别算法的裂纹鸭蛋图像识别方法研究 |
| 4.1 材料和设备 |
| 4.1.1 鸭蛋样本 |
| 4.1.2 禽蛋图像采集设备 |
| 4.1.3 禽蛋模拟碰撞装置 |
| 4.2 试验方法 |
| 4.2.1 模拟碰撞 |
| 4.2.2 鸭蛋裂纹宽度测量 |
| 4.2.3 鸭蛋图像采集 |
| 4.2.4 用于鸭蛋图像中裂纹识别的连续波信号提取和判别算法 |
| 4.2.5 单张鸭蛋图像识别速度测试 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 鸭蛋样本裂纹宽度 |
| 4.3.2 鸭蛋图像中提取的连续波信号 |
| 4.3.3 气室膜造成的连续波信号的排除 |
| 4.3.4 蛋壳纹理造成的连续波信号的排除 |
| 4.3.5 鸭蛋图像中的连续波信号判别模型的建立 |
| 4.3.6 裂纹鸭蛋图像的识别正确率 |
| 4.3.7 裂纹鸭蛋图像识别算法的运行时间 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于计算机视觉的禽蛋在线裂纹检测设备开发 |
| 5.1 硬件系统搭建 |
| 5.1.1 禽蛋输送装置 |
| 5.1.2 图像采集装置 |
| 5.2 软件系统开发 |
| 5.2.1 软件界面与功能 |
| 5.2.2 软件运行流程 |
| 5.3 设备操作流程 |
| 5.4 设备硬件成本 |
| 5.5 设备验证 |
| 5.5.1 禽蛋样本 |
| 5.5.2 裂纹禽蛋样本制作 |
| 5.5.3 验证结果 |
| 5.6 讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 全文结论 |
| 展望 |
| 论文创新点 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的成果目录 |
| 附录 |
（10）基于激光距离选通成像的非视域成像理论与方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外相关理论和技术的研究现状 |
| 1.2.1 激光距离选通成像技术 |
| 1.2.2 基于激光距离选通成像的非视域成像技术研究 |
| 1.3 论文主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 基于距离选通成像的非视域成像理论与技术基础 |
| 2.1 陆上激光距离选通成像模型 |
| 2.2 物体表面反射特性评价理论和方法 |
| 2.2.1 经典表面散射理论 |
| 2.2.2 表面 BRDF 反射模型 |
| 2.3 激光距离选通成像系统性能评价理论和方法 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 基于距离选通成像的非视域成像图像对比度模型 |
| 3.1 基于距离选通成像的非视域成像原理 |
| 3.2 非视域成像的图像对比度模型 |
| 3.2.1 脉冲激光器模型 |
| 3.2.2 中介面反射/散射特性 |
| 3.2.3 连续激光照明下的成像信号与中介面干扰 |
| 3.2.4 非视域成像的图像对比度 |
| 3.3 非视域成像特性分析 |
| 3.3.1 l1确定，光敏面照度随 l2变化 |
| 3.3.2 l2确定，光敏面照度随 l1变化 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 典型瓷砖中介反射面的 BRDF 模型 |
| 4.1 中介反射面 BRDF 模型建模思路 |
| 4.2 中介反射面 BRDF 测量与数据分析 |
| 4.2.1 测试实验 1 |
| 4.2.2 测试实验 2 |
| 4.2.3 两次实验对比分析 |
| 4.3 中介面反射特性的半经验 BRDF 模型 |
| 4.3.1 改进的 Harvey-Shack 表面散射理论 |
| 4.3.2 基于 Harvey-Shack 理论的典型建筑瓷砖 BRDF 模型(入射面) |
| 4.3.3 对其它波长和入射角条件下的 BRDF 分布的预测 |
| 4.4 图像对比度模型的完善 |
| 4.4.1 对实测数据的拟合 |
| 4.4.2 对图像对比度模型公式的补充 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 基于 MRC 的非视域成像系统可分辨目标尺寸模型 |
| 5.1 等效积分曝光量理论及其实验验证 |
| 5.1.1 等效积分曝光量理论 |
| 5.1.2 实验验证 |
| 5.2 基于 MRC 的非视域成像系统可分辨目标尺寸模型 |
| 5.2.1 非视域成像景物表观对比度 |
| 5.2.2 非视域成像系统可分辨目标尺寸模型 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 激光距离选通非视域成像实验 |
| 6.1 实验方案 |
| 6.2 实验配置 |
| 6.3 实验过程 |
| 6.4 小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士期间主要研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
四、自制中波信号增强器（论文参考文献）
- [1]显微系统中基于波前探测与深度学习的像差校正方法研究[D]. 胡乐佳. 浙江大学, 2021(01)
- [2]光学图像边缘检测技术研究[D]. 刘世凯. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]宽光谱多波段光电探测器件性能测试平台研制[D]. 李雨麒. 电子科技大学, 2021(01)
- [4]海洋油污及金属元素激光光谱检测系统研究[D]. 毕宗杰. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [5]不锈钢水下湿法FCAW冶金行为对焊接过程稳定性的影响及控制研究[D]. 徐昌盛. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [6]基于亚波长结构的特异共振腔的若干研究[D]. 付济超. 浙江大学, 2020(02)
- [7]杂化等离激元波导中的光学二次谐波效应[D]. 石俊俊. 武汉大学, 2019(02)
- [8]大气压微波等离子体射流的电离机制及其助燃研究[D]. 涂一烺. 安徽工业大学, 2019(07)
- [9]基于计算机视觉的禽蛋裂纹识别技术研究与应用[D]. 孙柯. 南京农业大学, 2018(07)
- [10]基于激光距离选通成像的非视域成像理论与方法研究[D]. 许凯达. 北京理工大学, 2014(07)