焦深

摘要： 基于自行设计搭建的远程激光诱导击穿光谱(LIBS)系统,完成了远程LIBS的聚焦特性分析,并对远程LIBS技术应用于镍基高温合金成分分析的实验方法进行了研究。该LIBS系统具备激光发射光路和信号采集光路同轴且独立变焦的特点,通过自动聚焦,可实现1~10 m的远程分析。研究表明:受激光聚焦焦深的影响,等离子体光信号可探测范围随系统工作距离的增大而增大,即系统对聚焦精确度的要求降低;同时,烧蚀斑点尺寸增大导致的功率密度减小及信号采集立体角的减小,会使得谱线强度随工作距离的增大成四次方反比关系衰减。分别使用无内标的标准曲线法和有内标的标准曲线法建立了GH4169镍基高温合金中Ni,Cr,Nb,Mo,Ti和Al六种元素的标准曲线,有内标的标准曲线的拟合优度R^(2)(0.9997,0.9994,0.9987,0.9991,0.9981和0.9997)明显优于无内标的标准曲线(0.9532,0.8766,0.8974,0.9145,0.9384和0.9916)。对比了LIBS和X射线荧光光谱(XRF)两种分析技术,对于常量元素Ni,Cr,Nb和Mo,两种方法的相对标准偏差分别在1.74%~3.90%以及0.10%~0.52%,相对误差分别在0.21%~0.92%以及0.64%~2.25%;对于微量元素Ti和Al,两种方法的相对标准偏差分别为5.58%,4.15%以及2.39%,5.64%,相对误差分别为2.75%,2.93%以及4.68%,2.39%。由于激光诱导等离子体的不稳定性、烧蚀样品量少的特点,远程LIBS方法的精密度稍逊于XRF方法,但LIBS方法通过重复多次测量,可以有效减小测量误差,表明LIBS技术应用于镍基高温合金的远程在线分析具有一定的可行性。

摘要： X射线光源的焦斑尺寸和焦深对X射线光谱学,尤其是对于微区X射线衍射与荧光分析等领域十分重要的参数.如何高效而准确的表征这些参数对于X射线光源的应用和发展至关重要.现有的光源参数表征方法,尤其在表征微焦斑光源的参数时,都存在自身的局限性.锥形单玻璃管X射线聚焦镜是一种常用的X射线聚焦器件.根据锥形单玻璃管X射线聚焦镜滤波特性和几何特点,分析得到聚焦镜的聚焦光能量上限的大小受到光源焦斑尺寸的影响,提出这个能量上限与光源尺寸和光源到聚焦镜入口的距离之间的数学关系.设计了一种基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征X射线光源参数的方法.对锥形单玻璃管X射线聚焦镜的参数进行测量和确定后,将聚焦镜放置要测量的光源前,与光源形成聚焦光路.在光路准直并确保只有在聚焦镜内发生单次全反射的X射线射出聚焦镜的情况下,通过改变聚焦镜与光源焦斑距离并利用能谱探测系统来探测聚焦光并得到多个对应的聚焦光能谱.对所得能谱进行计算与分析,得到各能谱中的能量最大值,即聚焦光的能量上限.利用聚焦光能量上限、光源焦斑尺寸和光源到聚焦镜的距离之间的关系并结合线性拟合法,可同时得到光源焦斑尺寸和焦深.选用制造商给出焦斑尺寸约60μm,焦深为20 m m的微焦斑钼靶光源作为测量对象,利用基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征方法测量的结果为焦斑尺寸为60.1μm,焦深为19.7 mm.用小孔成像法表征该光源焦斑尺寸为60.3μm,焦深为20.1 mm.相较于现有的方法,基于锥形单玻璃管X射线聚焦镜的表征X射线光源参数方法对表征微焦斑光源有一定优势,对表征高能X射线光源有潜在发展和利用价值.

摘要： 为了研究空间光调制器加载菲涅尔透镜的性能,文中在分析了空间光调制器加载菲涅尔透镜位相调制灰度图的原理基础上,计算了所加载菲涅尔透镜的最小焦距和不同焦距时对应的焦深,设计了菲涅尔透镜位相调制灰度图,通过实验测量了不同焦距透镜对应的焦深.研究结果表明:焦深随焦距的增大而增加,与理论结果的趋势一致.在增加光阑限制入射光束宽度后,实验测量值与理论计算结果基本一致.利用空间光调制器加载菲涅尔透镜时,加载透镜的焦距应大于最小焦距,增加限制光束的光阑,使入射光束宽度与空间光调制匹配,以消除菲涅尔波带外层低精度环带的影响.

摘要： 高倍显微镜的使用是高中生物核心实验能力之一,对高倍显微镜的高倍镜、准焦螺旋等的使用规范及其原理进行深入分析探讨,可以帮助广大师生更透彻理解显微镜的使用规范,有助于提高高倍显微镜的使用技能.

摘要： 带电粒子束成像检测技术是一种可以提供纳米级测量精度的技术,广泛应用于半导体检测中.在进行硅片检测时,要求待测硅片在扫描检测过程中一直处于电子束的焦深范围(DoF)内.本文提出一种毫米级控制范围、纳米级控制精度、高度测量时间在亚毫秒量级的粗精结合的闭环硅片高度控制技术.它的核心子系统是一套光学硅片高度测量系统,在进行粗控制时,数字相机的成像面作为一个光栅图像接收面,硅片的高度信息通过测量光栅线条在成像面上的位移获得.在接近目标高度时,数字相机的成像面作为一个虚拟的数字光栅使用.它与光学光栅图像存在一定周期差,两者构成类似机械游标卡尺的结构,本文称为光学游标卡尺,实验表明该技术可以在成像面上细分像素尺寸10×以上.当用其测量硅片高度时,粗测范围达毫米量级,粗测时间小于0.38 ms,精测分辨率小于80 nm,精测时间小于0.09 ms.利用该硅片高度测量系统进行硅片高度的初步闭环反馈控制,控制精度达到15 nm,在电子束硅片图形检测系统中具有广阔的应用前景.

摘要： 为了正确表征X射线光源参数,本文利用单次全反射椭球单玻璃管X射线聚焦镜,设计了一种测量X射线光源焦斑尺寸和焦深的方法.该方法利用椭球单玻璃管X射线聚焦镜具有单次全反射成像能力的特点,对多个已知焦斑尺寸的多毛细管X光透镜模拟光源的焦斑成像尺寸和椭球聚焦镜的面形误差进行表征,从而确定光源焦斑尺寸和经过椭球聚焦镜后的焦斑成像尺寸以及椭球聚焦镜的面型误差之间的通用数学关系.然后,通过分析待测光源焦斑经过椭球聚焦镜所成像的尺寸来得到被测量光源的焦斑尺寸.利用该法也同样可以得到光源焦深的大小.为了验证设计方法的可行性,测量了实验室微焦斑X射线光源的焦斑和焦深参数.测试显示:对于焦斑直径约为50μm、焦深约为20 m m的光源,文中方法得到的算术平均值标准偏差分别为1.5μm和0.7mm.结果表明:本文设计的光源参数表征方法可以实现对微焦斑源焦斑尺寸和焦深的同时测量,在X射线源的研制和应用领域具有潜在应用.%To exactly characterize X-ray light resource parameters ,a measuring method for the focal spot size and focal depth of an X-ray source was proposed by using a single-bounce ellipsoidal monocapillary X-ray condenser (SBEMXRC) .The SBEMXRC was a kind of X-ray reflective imaging optics and characterized by its single total reflection imaging capability .The universal relationship among the focal spot size of the X-ray source ,image size of focal spot of the X-ray source and the slope errors of the SBEMXRC was determined by the X-ray sources with known spot sizes simulated by a polycapillary X-ray lens . The focal spot size of the X-ray source with a unknown spot size was accordingly obtained by analyzing image size of the focal spot .The focal depth of the X-ray source could also be measured by the designed method .To verify the feasibility of the designed method ,the spot size and the focal depth of a microfocus X-ray source in our lab were measured .The experimental results show that the arithmetic mean standard deviations of the measurement are 1 .5μm and 0 .7 mm for the X-ray source with a spot size about 50 μm and a focal depth about 20 mm ,respectively .The results demonstrate that the focal spot size and focal depth of the X-ray source could be simultaneously measured with the designed method . This method has potential applications in the field of X-ray sources .

摘要： 为了研究参考光波面形状对于测量透镜焦距值的影响,采用数字全息的方法进行了理论分析和实验验证.通过在两种色光下进行实验,分别测量出参考光为平面波和球面波时的焦距值,并与标称值和理论计算值进行了比较.结果表明,当参考光为平面波时,测量到的透镜焦距值与标称值和理论计算值相对误差在5％以上;而当参考光为球面波时,与两者的相对误差均在2％以下,因此当参考光为球面波时所测量的焦距值精度更高;通过计算得出这两种参考光所测量的焦距值都在理论焦深范围内,故利用测量焦距值对全息图进行重构时所获得的再现像与用标称值和理论计算值所得到的再现像质量相当.这一结果对测量透镜焦距值和数字全息图重建方面有一定的帮助.%In order to study influence of the surface shape of reference wave on lens focal length,digital holography method was used for theoretical analysis and experimental verification.Focal length was measured respectively with planar reference wave and spherical reference wave at different wavelengths.And then,the measured values were compared with the nominal values and the theoretical calculation values.The results show that the relative errors are above 5％between the measured value,the nominal value and the theoretical calculation value with planar reference wave.The relative errors are blow 2％with spherical reference wave.Therefore,the precision of focal length measured by spherical reference wave is higher.After calculation,focal lengths measured by two different reference lights are within the range of theoretical depth of focal.Therefore,the reconstructed image obtained by the measured value is equivalent to the reconstructed image obtained by the nominal value and the theoretical value.So the spherical reference wave has higher precision to the measurement results.Both kinds of reference wave are within the scope of the theoretical depth of focus.So the quality of the reconstructed images which are calculated with measured values,the nominal values and the theoretical calculating values is about the same.The study provides guidance for measurement of lens focal length and wavefront reconstruction of digital holography.

摘要： 为了满足同步观测、跟踪，同时探测红外中／长波两个波段信息的目标，文中采用共口径方式将红外中／长双波段融合到同一个光路中，设计了一款非制冷型大变倍比红外双波段连续变焦光学系统，引入衍射面和偶次非球面，进行像差校正，选择机械负组补偿方式进行变焦。通过光学被动式消热差方式，匹配材料及分配透镜光焦度，对双波段红外光学系统在－40～＋60°C温度范围内进行了消热差设计，并对系统的像质进行了分析。研究结果表明：在不同温度，系统在两个波段下，各个视场内调制传递函数在奈奎斯特频率为20 lp・m m －1处均接近衍射极限，系统整体无温度离焦，像面稳定，像质良好，结构紧凑，满足使用要求。%In order to fulfill the requirements of synchronous observation and coincident tracking target ,and identify the information of two bands of the mid-infrared light and the long-infrared light ,a large zoom ratio uncooled infrared dual-band continuous-zoom optical system is designed ,using an optical system with an aperture shared by mid-infrared light and long-infrared light .The aberration corrected ,by introducing the reflecting surface and non-spherical surface ,and using machinery compensation mode in zooming .According to the requirements ,the optical passive compensation method of matching optical materials and distributing optical power of each lens elements is used to realize an athermalized design in the temperature of -40 to + 60 °C .The image quality of infrared objective is analyzed .The result indicates that the modulation transfer function of all field of optical system is close to the diffraction limit ,in two bands and different temperature .The whole system has an excellent image quality ,compact structure and a stable image surface ,w hich meet the application requirements .

摘要： 目的 探讨使用iTrace视觉功能分析仪测量白内障患者术前角膜球差,根据角膜球差进行合理分组,选择适合的非球面人工晶状体(IOL)植入,使得术后全眼球差位于+0.1 μm左右这一方法的可行性,并使用多种视觉质量评价指标客观评价个性化非球面IOL植入术后患者的视觉质量.方法 选取2014年6～11月在山东省鲁南眼科医院白内障患者115例(1 15只眼),应用数学表法随机分为实验组(63只眼)和对照组(52只眼),术前1天使用iTrace测量术眼6 mm瞳孔直径下角膜球差,实验组中角膜球差小于+0.15 μm者植入Rayner 920H IOL(零球差),角膜球差位于+0.15 μm～+0.35 μm者植入Acrysof SN60WF IOL(球差为-0.20 μm),角膜球差大于+0.35 μm者植入Tecnis ZCB00 IOL(球差为-0.27 μm),对照组统一植入Rayner 920H IOL,术后3个月散瞳后使用iTrace测量3 mm及6 mm下全眼各项高阶像差值的均方根值(RMS)、调制传递函数值(MTF)及斯特尔比率值(SR),使用Visual Optics Lab-CT软件计算焦深值.采用t检验及单因素方差分析对所得数据进行统计学分析,P ＜0.05认为差异有统计学意义.结果 (1)所有患者术后全眼球差的预测值与实际值差异无统计学意义(P＞0.05),所有患者术后全眼球差的绝对误差差异无统计学意义(P＞0.05).(2)患者术后视觉质量分析:3mm瞳孔直径下,实验组与对照组术后全眼球差C40、全眼彗差、三叶草、总高阶像差RMS值、MTFtHOA值(total higher order aberration)、SR值及焦深值差异无统计学意义(P＞0.05).6 mm瞳孔直径下,两组术后全眼彗差、三叶草、焦深值差异无统计学意义(P＞0.05);全眼球差C40、总高阶像差、全眼MTFtHOA值及SR值差异有统计学意义(P＜0.05).结论 使用iTrace测量患者术前角膜球差,根据角膜球差植入合适的非球面IOL使得术后全眼球差位于+0.1 μm左右该方法具有良好的可行性;个性化非球面人工晶状体植入术后患者在大瞳孔直径下具有更佳的客观视觉质量.%Objective To analyze the feasibility of selectively targeting about +0.1μm total postoperative spherical aberration by selecting the best fit aspheric intraocular lens (IOL) based on iTrace measured preoperative corneal spherical aberration of patients,and then evaluate visual quality of the patients with personalized aspheric IOL implantation using a variety of visual quality evaluation index objectively.Methods A total of 115 cataract patients (115 eyes) were divided into experimental group (63 eyes) and control group (52 eyes) randomly.The cornea spherical aberration at 6 mm pupil diameter was measure with an iTrace Visual Function Analyzer 1 day before surgery.The target postoperative total spherical aberration was at about +0.1μm in the experimental group,thus,for corneal spherical aberration less than +0.15μm,the Rayner 920H IOL of zero spherical aberration was selected,for corneal spherical aberration at +0.15μm～+0.35μm,the Acrysof SN60WF IOL of-0.20um spherical aberration was selected,for corneal spherical aberration greater than +0.35um,the Tecnis ZCB00 IOL of-0.27um was selected.While,Rayner 920H IOL was implanted into the control group.The value of high-order aberrations (HOAs),modulation transfer function (MTF) and sterol Ratio (SR) at 3 mm and 6 mm aperture were measure with iTrace 3 months after surgery,the Visual Optics Lab-CT software was used to calculate the depth of focus (DOF).t-test and ANOVA were used to analyze the data,and P ＜0.05 was significantly different.Results There was no significantly difference between the predicted value and actual value of the postoperative spherical aberration as while as the absolute error for all the patients (P ＞0.05).Postoperative visual quality analysis:When at 3mm pupil diameter,total ocular spherical aberration C40,coma,trefoil,total high-order aberration RMS value,MTFtHOA,SR and DOF had no significantly difference between the two groups (P ＞0.05).When at 6mm pupil diameter,total ocular coma,trefoil and DOF had no significantly difference between the two groups (P ＞0.05),while total ocular spherical aberration C40,total high-order aberration,MTFtHOA and SR had significantly difference between the two groups (P ＜0.05).Conclusions Customized selection of aspheric IOL based on iTrace measured preoperative corneal spherical aberration targeting about +0.1μm total postoperative spherical aberration is feasible,and the objective visual quality of the patients with personalized aspheric IOL implantation is better at large pupil diameter.

摘要： 波前编码技术是一种新兴的"光学-数字"一体化成像技术,可以在保持光学系统相对孔径不变的情况下扩展其焦深,并控制与离焦有关的像差。这一特性使得该技术在空间相机上的应用有着光明的前景。讨论了波前编码技术在空间用离轴三反光学系统上的应用,给出了优化设计的结果并进行了相应的误差分析,提出了改进办法,同时对传统系统和应用波前编码技术的新系统的成像特性进行了对比,证明了波前编码技术在空间光学系统上巨大的应用价值。

摘要： 波前编码技术是一种即可以提高系统成像质量又可以降低系统种类的"光学-数字"一体化的系统级成像技术,可以很好地控制离焦以及由离焦引起的像散、Petzval场曲、色差,还有由装调、温度漂移等引入的类似离焦的像差,在大视场、大焦深的条件下获得接近衍射极限的像质。介绍了波前编码技术的发展过程、理论基础、各国研究进展、应用前景等方面,并提出了目前存在的问题。

摘要： 为进一步提高大数值孔径投影成像系统的光刻分辨力和焦深,同时针对振幅型滤波光能量利用率低的缺点,详细研究了相移滤波高分辨力大焦深的基本理论,给出相移滤波数理模型,进行模拟计算分析,根据不同的掩模图形设计制作不同的最优相移滤波器,并自行设计制作搭建可更的滤波器的投影光刻系统,进行投影光刻对比实验.理论分析和实验结果表明,相移滤波能显著提高大数值孔径投影成像光刻分辨力和焦深,同时提高光能利用率,有利于提高光刻生产效率,是一种比较有效提高光刻分辨力和焦深的波前工程技术.

摘要： 本发明公开了一种基于角度多样性的散斑抑制及焦深拓展装置，包括：激光光源，用于产生激光；反射平板，用于光束的高效反射；支撑旋转装置，用于固定反射平板及多孔反射平板，并带动多孔反射平板的旋转；多孔反射平板，用于光束的空间分离及时序选择；光束汇聚装置，用于空间分离光束的汇聚及时序叠加。根据本发明提供的一种基于角度多样性的散斑抑制及焦深拓展装置，完成对光束的空间分离及时序叠加，利用角度多样性原理，可同时实现散斑抑制和焦深拓展。

摘要： 本发明公开了一种大焦深消色差微透镜的设计与制备方法，所述微透镜设置在透明基底上，所述方法包括：确定所述微透镜的焦距及工作波段；确定所述透明基底选用的材料，使所述透明基底的色散低于预设值；设置所述微透镜表面面型轮廓的几何参数，所述微透镜表面面型轮廓包括中心部分的球面和外侧部分的切面，所述球面与所述切面构成平滑表面；根据所述几何参数，在所述透明基底表面上制作形成所述微透镜。本发明通过采用球面透镜和轴棱镜相结合的方式，克服了传统透镜和超构透镜的弊端，能够在可见光波段实现高效率、大焦深、消色差聚焦等功能，且具有设计原理简单、无需大量计算、加工成本低廉、制备效率高、周期短等显著优势。

摘要： 本发明公开了一种具有涡旋球差分布的自由曲面焦深扩展型人工晶状体，所述人工晶状体包括光学主体(1)、第一支撑襻(2)和第二支撑襻(3)，本发明光学主体具有涡旋球差分布的自由曲面光学区，实现焦深扩展；同时远、中视力之间连续视程；并且该结构不受瞳孔大小的限制，植入眼在任何用眼环境下均有景深延长的视力；在不同瞳孔大小下渐进平衡角膜球差；提升光能利用率；减少眩光，提高视觉舒适度。

摘要： 本发明涉及一种具有扩展的焦深的人工晶状体(1)，所述人工晶状体(1)包括非球面的前光学表面和后光学表面(2，3)。

摘要： 本发明公开了大焦深的紫外光声显微成像系统及成像方法，系统包括信号采集装置及成像处理终端，信号采集装置包括：紫外脉冲激光器、偏振片、调光玻片、滤光片、光声透镜、移动平台、凹槽、介质、超声换能器、放大器及数据采集卡。上述的大焦深的紫外光声显微成像系统，通过偏振片及调光玻片对光声激发光进行调制得到圆偏振光，通过光声透镜将高斯光束转换为类贝塞尔光束并聚焦照射样品，样品因吸收光束而引发的体积膨胀激发光声波并经介质进行传导，探测经介质传导的光声波并进行成像，从而大幅扩展了光学聚焦长度，使得光声激发光在更大的焦深范围内具有亚细胞级横向分辨率，从而大幅提高了组织病理样品的成像分辨率。

摘要： 本发明提供一种摄像光学系统、摄像装置和焦深扩大光学系统，在焦点前后的焦点偏差较大的范围中以均匀的画质实现清晰且焦深较深的焦深扩大图像。本发明的摄像光学系统包括形成有对从有效光瞳内透射的光线赋予规定相位的多个环带槽的光学部件。多个环带槽从内周侧向外周侧顺次形成。在各个环带槽中，光线的纵向像差在环带槽的内周端与环带槽的外周端之间从第一值起连续地变化至将第一值的符号反转而得到的第二值。在多个环带槽之间，纵向像差在第一值与第二值之间多次锯齿状地折返。在相邻的环带槽的边界上，纵向像差连续。在各个环带槽中，以纵向像差成为零的过零点为界，光学部件的内周侧的面的面积与光学部件的外周侧的面的面积大致相同。

摘要： 本发明公开了一种大焦深双频段太赫兹调频连续波雷达成像方法及系统；所述系统包括：太赫兹辐射源，透镜，分束镜，抛物面反射镜，极化线栅，待测样品，数据采集卡，上位机；通过大焦深双频段准光系统可获取厚样品在双频段不同极化下的回波信息，同时通过频段融合‑扩展傅里叶算法可大大提升距离向分辨率。与现有的太赫兹无损检测技术相比，本发明所提出的准光设计和算法可大大提升成像系统的焦深及距离向分辨率，从而加大测试样品厚度及位置灵活度，降低对大带宽硬件需求及系统复杂度。

摘要： 本发明涉及散焦深度测量方法、装置、电子设备及存储介质，属于计算机视觉三维空间测量领域。本发明利用焦叠相机的相机参数和散焦图像确定辐射度与深度信息的关联关系，并将该关联关系引入第一目标函数，通过最小化第一目标函数对场景的深度信息进行估计，能够降低辐射度对深度信息测量过程的影响，从而提高散焦深度测量方法的准确性。

摘要： 本申请涉及一种扩展焦深的分区非球面人工晶状体，包括：光学部分和支撑部分；光学部分包括前表面和后表面，均为偶次非球面，可分为不同区域；支撑部分包括数个支撑襻。用于替代老视人眼的自然晶状体，使老年白内障患者获得类似于年轻人的连续清晰视物范围。人工晶体植入眼模型后，可以在远距离和中距离的连续视程内清晰成像，且成像质量能满足不同瞳孔直径下的视物需求。

摘要： 本发明涉及一种可调长焦深超高速环形激光熔覆加工装置，包括设置在激光发射端与激光束同轴布置的准直镜组、反射镜组或第二轴锥透镜组以及转折平面反射镜组，转折平面反射镜组的出射端依次设有同轴布置的第一轴锥透镜组和聚焦透镜组，用于将环形光束转换为长焦深聚焦光束；第一轴锥透镜组固定在焦深调节装置的筒体顶端，聚焦透镜组固定在焦深调节装置的调节件顶端，调节件套接在筒体内部，通过与筒体活动连接且同轴布置的调节件，带动聚焦透镜组沿筒体轴线靠近或远离第一轴锥透镜组，实现第一轴锥透镜组与聚焦透镜组间距的调节，从而改变聚焦光束的焦深。