国家重点基础研究发展计划(2011CB302105)
- 作品数：24 被引量：98H指数：6
- 相关作者：张青川程腾褚金奎张志刚伍小平更多>>
- 相关机构：中国科学技术大学大连理工大学国家纳米科学中心更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：理学机械工程电子电信自动化与计算机技术更多>>
- 晴朗天气下满月偏振模式的研究被引量：12
- 2014年
- 研究晴朗天气条件下满月天空偏振模式,分析并探索太阳光和月光天空偏振特性的分布规律。对夜间光源进行分析,以Rayleigh散射理论为基础对满月天空偏振模式进行了仿真。利用成像式全天空偏振光测试系统对太阳光、暮光和满月月光的天空偏振模式进行了测试,通过偏振模式中的特殊点——中性点和子午线方向进行对比分析。结果表明:晴朗天气下满月偏振模式与仿真结果基本一致,符合Rayleigh散射理论;暮光偏振模式同时受到月光和太阳光的影响;当太阳高度角和月亮高度角相近时,太阳光和月光分布规律是相似的;光强大小并不改变天空光偏振模式的分布规律和偏振度的大小。
- 崔岩陈小龙褚金奎陈辰李晨牧关乐
- 关键词：大气光学散射光
- 一种全新的波片相移方法
- 2014年
- 本文提出了一种全新的波片相移方法,通过四分之一波片、二分之一波片和偏振片的不同组合方式在干涉光路中引入了不同的相位差,从而实现了全息相移。本方法操作简单,能够很好地重构出物光波的复振幅。文中给出了详细的理论推导,并采用数值模拟和实验验证了所提方法的正确性。数值模拟结果显示,波片相移方法与传统四步相移法结果一致。基于本方法的相移原理,制作与CCD像素匹配的波片阵列,可以实现实时相移测量,既克服了传统时间相移只能测量静态或准静态物体的缺点,也克服了传统空间相移需要对干涉图进行匹配的缺点。因此,波片阵列相移法具有广泛的应用范围和应用前景。
- 张志刚程腾张青川高杰伍小平
- 关键词：相干光学数字全息
- 红外显微观测被俘获吸光性颗粒
- 2013年
- 光镊技术被广泛应用在俘获和操纵微纳米尺寸颗粒,目前被研究学者普遍接受的俘获吸光性颗粒的机理为光泳力.本文实现了对空气中被俘获的吸光性颗粒的红外显微观测.当激光器功率为1.0 W时,成功观测到被俘获墨粉颗粒(直径约7μm)和甲苯胺蓝颗粒(直径约为1—20μm)的温升约为14 K,为光泳力理论提供了强有力的证据.另外,首次用可见光显微镜和红外显微镜同时观测到被俘获颗粒的周期振荡现象,并分析了振荡现象的产生机理.
- 张志刚刘丰瑞张青川程腾高杰伍小平
- 关键词：光镊
- 像素偏振片阵列制备及其在偏振图像增强中的应用被引量：16
- 2014年
- 像素偏振片阵列在实时测量光的斯托克斯参量方面具有重要的应用.本文设计和制作了基于金属铝纳米光栅的像素偏振片阵列,制作工艺基于电子束曝光技术.偏振片阵列单元尺寸为7.4μm,每相邻2×2单元的透偏振方向分别为0,7π/4,π/2和3π/4.光栅周期为140 nm,占空比为0.5,深度100 nm,光栅面型为矩形.像素偏振片阵列的扫描电子显微镜照片显示,制备的偏振片阵列的金属纳米光栅栅线无断线、无交叉、无杂物污染,光栅栅线结构平直,厚度均匀,满足理想矩形面型.采用偏振光作为照明光的光学显微镜拍摄图片显示,像素偏振片阵列整体形状规则,具有很好的偏振特性,最大偏振透射率可达到79.3%,消光比可达到454.将像素偏振片阵列与CCD(charge coupled device)集成在一起,采集单帧图像即可计算图像的斯托克斯参量,从而得到拍摄物体线偏振度图像和线偏振角图像,实现了偏振增强,可应用于目标反隐和识别.
- 张志刚董凤良张青川褚卫国仇康程腾高杰伍小平
- 关键词：消光比
- 基于集成光电探测器的仿生偏振光导航传感器被引量：8
- 2016年
- 根据沙漠蚂蚁(Cataglyphis)导航机制设计了一个体积小、集成度高的偏振光导航传感器。传感器采用一个具有多方向偏振检测功能的集成光电探测器采集光信号,减小分立元件带来的安装误差。设计了以MSP430为核心的硬件电路来对电信号进行控制处理,采用分段导航算法计算导航角,提高传感器分辨率;设计了实时信息显示界面,便于实时对传感器进行监测。在室内对传感器进行了性能测试,对实验数据进行处理后得到的导航精度在±0.1°以内。实验证明:该传感器精度较高且性能稳定,有着良好的发展应用前景。
- 王璐王寅龙王志文褚金奎
- 关键词：光电探测器导航传感器仿生偏振光
- 基于天空光偏振模式的无人机航姿优化方法研究
- 与人类相同，自然界中绝大部分生物都需要解决导航问题。在漫长的进化过程中，几乎所有动物都进化出必要的导航能力，比如通过敏感偏振分布模式实现导航测向就是其中之一。本文基于天空光的偏振分布模式实现无人机的导航定姿，通过结合最优...
- 谢林达
- 关键词：无人机天空光
- 一种基于天空光的新型成像式仿生偏振导航传感装置被引量：4
- 2014年
- 模仿昆虫偏振导航机理,设计了成像式仿生偏振导航传感装置样机。研究了天空光偏振分布模型,分析了成像式仿生偏振导航传感装置工作原理。解决了一般探测装置解算偏振参数需要上位机辅助的问题,使用CMOS图像传感器和数字信号处理器,实时输出导航角度。进行了室内、室外装置性能测试,获得了3个方向偏振分量标准化强度曲线。实验结果表明：传感装置室内外角度测量误差分别为-0.8°~0.3°,-1.2°~1.4°,能够较高精度地输出导航角度,可以满足实时导航定位的需要。
- 李彬关乐刘琦褚金奎
- 关键词：数字信号处理器CMOS图像传感器
- 空间散斑场捕获大量吸光性颗粒及其红外显微观测
- 2014年
- 光镊技术被广泛应用于捕获和操纵微纳米尺寸颗粒,主要包括捕获水中透明性颗粒和空气中吸光性颗粒两种类型.本文用激光束照射毛玻璃散射片,透射光经透镜会聚后在透镜的像平面附近产生了主观散斑场.该散斑场为空间分布,包含大量的亮斑和暗斑.大量由亮斑包围的暗斑如同一个个空间能量陷阱,被用来捕获大量的吸光性墨粉颗粒,被捕获颗粒的尺寸约2—8μm,密度约1—2 g/cm3.采用红外显微镜拍摄到空间散斑场捕获颗粒的红外像,红外图像显示被捕获颗粒吸光后温度升高,证实了空间散斑场捕获吸光性颗粒的机理为光泳力原理.
- 张志刚刘丰瑞张青川程腾伍小平
- 关键词：光镊
- 三层亚波长光栅结构的透射特性(英文)被引量：2
- 2013年
- 设计了一种具有三层结构的亚波长金属光栅,采用时域有限差分(FDTD)法对所设计的三层光栅结构进行仿真计算.与单层金属光栅相比,这种三层的光栅结构具有更好的滤波效果,其透射光谱中峰值可达77%,且能很好地抑制高波段的透射率.分析了各几何参数对所设计的光栅结构透射特性的影响,尤其是对透射光谱中0值位置的影响.结果表明0值位置主要受光栅缝宽、介质层高度和介质折射率的影响,而与金属层光栅的高度无关.其影响规律为偏振滤波器的设计提供了参考.
- 褚金奎张英杰王志文金仁成
- 焦平面阵列反光板的优化设计与制作
- 2013年
- 光学读出红外热成像系统中,焦平面阵列(FPA)反光板的初始弯曲降低了系统的光学检测灵敏度。针对FPA的设计制作,提出了两种降低其反光板初始弯曲的优化设计方案:减薄反光板上金层厚度和制作带加强筋的反光板。在理论分析的基础上,设计制作了单元尺寸为200μm的反光板金层减薄FPA,其反光板曲率半径提高至原来金层未减薄FPA的4.71倍,系统光学检测灵敏度提高了5.2倍;单元尺寸为60μm的反光板带加强筋FPA,其反光板曲率半径提高至原来没有加强筋FPA的4.29倍,系统光学检测灵敏度提高了1.18倍。实验验证了理论分析的结果。
- 毛亮史海涛程腾欧毅陈大鹏张青川
- 关键词：成像系统焦平面阵列非制冷红外成像
