一种窄带导模共振负滤光片的设计
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
一种窄带导模共振负滤光片的设计
由于弱调制光栅可以等效为平面波导，本文从平面波导的本征方程出发，导出垂直入射时弱调制光栅共振位置的表达式。分别以单层、双层膜系导
模共振光栅结构为例，研究了光栅层厚度、周期、占空比对共振波长的影响。
结合光学薄膜理论设计出一种窄带导模共振负滤光片。由于导模共振对入射波
参数和光栅参数都极为敏感，具有窄带效应，用来制作窄带负滤波片非常可
行。
导模共振效应是介质光栅在一定的浮雕结构参量和入射条件下出现的一
种特殊衍射现象。它的产生，是由于衍射光栅可以看作周期调制的平面波导，
当光栅内高级次传播波在参数上与光栅波导所支持的导模接近时，光波能量重
新分布，由于光栅的周期调制性使得光栅波导出现泄漏，泄漏波能量也将重新
分布，形成导模共振。导模共振滤光片(guided-mode resonance filter) 的周期性结构能够提供位相匹配的可能性。对于高空间频率的波导光栅，即亚波长的波
导光栅，所有的高级次衍射波均为倏逝波，这样就使得所有的能量均在0 级反射波与0 级透射波之间转换成为可能。在共振波长处，出现尖锐的反射峰，这
就是共振型滤光片的基本原理。
在偏离或者远离共振区时，波导光栅可以看作均匀的薄膜，因此可以将
光栅的共振和薄膜的干涉结合起来，采用薄膜光学中广泛采用的减反射设计，
在不影响共振峰峰值反射率的情况下，有效地降低旁带的反射率，从而设计出
窄带、低旁带、线型对称的共振滤波器。
在光学薄膜范畴，能从一段光谱中除去某一波带的滤光片，被称为负滤
光片。导模共振效应非常适合于制作性能优良的窄带负滤光片。
核磁共振实验
核磁共振实验 发现的背景 所谓核磁共振，是指具有磁矩的原子核在恒定磁场中由电磁波引起的共振跃迁现象。核磁共振的发现，跟核磁矩的研究紧密相关。 1911年，卢瑟福根据a 粒子散射实验提出核原子模型后，直到原子光谱的超精细结构发现以后，1924年泡利才正式提出，原子光谱的超精细结构是核自旋与外电子轨道运动相互作用的结果；原子核应具有自旋角动量和磁矩。 斯特恩创造了分子束方法，对核磁矩作过重要研究。1933年他和弗利胥（O.Frisch ）、爱斯特曼（I.Estermann ）等人用分子束实验装置测量氢分子中质子和氘核的磁矩。所得结果表明质子磁矩比狄拉克电子理论预言的大2.5倍而氘核磁矩则在0.5到1个核磁子之间。氘核是由质子和中子组成的，由此即可推测中子也有磁矩。这说明尽管中子整体不带电，其内部却有电荷分布和电流效应。这些实验事实，激励了其他人对核的电磁特性的探索。 拉比的分子束磁共振方法对斯特恩实验作了重大改进。改进的关键在于利用了共振现象。二十年代末，拉比访问欧洲时，就在斯特恩的实验室里工作了一年，研究原子磁矩的测量。1929年，他回到哥伦比亚大学开展原子束分子束的研究。后来他受到荷兰物理学家哥特（C.J.Gorter ）的启发，并于1938年把哥特射频共振法应用于分子束技术，创立了分子束共振法。 拉比对分子束磁共振方法的研究和布洛赫对核磁共振的研究都是受到了斯特恩的启发。 分子束磁共振方法在1945-1946年间又取得了突破性的进展，这就是通过磁共振的精密测量，发现了核磁共振。 人物介绍 图11.1 布洛 赫 图11.2 珀塞尔 布洛赫 Felix Bloch 珀塞尔 Edward Purcell
磁共振图像后处理算法设计
地理与生物信息学院 2012/ 2013 学年第二学期 实验报告 课程名称：医学成像技术 实验名称：磁共振图像后处理算法设计 班级学号: B10090405 学生姓名: 陈洁 指导教师: 戴修斌 日期：2013 年 5 月
一、实验题目：磁共振图像后处理算法设计 二、实验内容： 1．对图像进行去除噪声操作 ； 2．对图像进行灰度变换操作 ； 三、实验目的： 1.加强下同学们实际的动手编程能力 ； 2.重在体验和过程 ； 四、 实验过程： 实验1：对图像进行去除噪声操作： 1．操作步骤： 1) 对图像加入高斯噪声 2) 使用中值滤波对图像进行去噪处理 3) 模板尺寸设为5×5，也可自己设定 4) 图像边缘缺失部分使用对称方法补足 51141671 81 91 71819151141611 21 31 1121311121511471 81 71 51113121161481 311691 91 1471 81 51718171 51711481 91 1691811691 91
2． 算法实现流程： 1) 读入图像函数：imread()，中值滤波函数：medfilt2()； 实验2：对图像进行灰度变换操作 1．操作步骤： 1) 原图像灰度范围[50 150]内的像素灰度值转成[10 250]范围； 2) 原图像灰度范围[50 150]内的像素灰度值转成[20 200]范围； 2.算法实现流程： 源代码： clear;clc; iptsetpref('ImshowBorder','tight'); I = imread('C:\Documents and Settings\nupt\桌面\4.bmp'); J = imnoise(I,'gaussian',0.02,0.02); K = medfilt2(J,[5,5]); figure,imshow(I),title('原图'); figure,imshow(J),title('高斯噪声'); figure,imshow(K),title('中值滤波'); f (x , y ) a m b n g (x , y ) ?? ?? ???>≤≤+---<=b y x f n b y x f a m a y x f a b m n a y x f m y x g ),( ),( ]),([),( ),(
滤光片
什么是OLPF光学低通滤光片 OLPF 全名是Optical lowpass filter,即 光学低通滤光片，主要工作用来过滤输 入光线中不同频率波长光讯号，以传送 至CCD，并且避免不同频率讯号干扰到 CCD对色彩的判读。OLPF对于假色 （false colors）的控制上有显著的影响， 假色的产生主要来自于密接条纹、栅栏 或是同心圆等主体影像，色彩相近却不 相同，当光线穿过镜头抵达CCD时，由 于分色马赛克滤光片仅能分辨25%的红 与蓝色以及50%的绿色，再经由色彩处 理引擎运用数据差值运算整合为完整 的影像。 因为先天上色彩资料短缺，CCD根本无法判断密接条纹相邻色彩的参数，终于导致引擎判断错误输出错误的颜色。由于细条纹的方向不同，需用相对应角度的光学低通滤波晶片加以消除，又因为不同型号的CCD摄像机与CMOS 图象传感器在规格上有些差异，为针对不同的型号及同时兼顾不同方向所产生的干扰杂音，需用不同厚度、片数、角度组合的OLPF的设计，以提高取象品质。 IR-CUT双滤光片切换的作用 IR-CUT双滤光片的使用可以有效解决双峰滤光片产生问题。IR-CUT双滤光片由一个红外截止滤光片和一个全光谱光学玻璃构成，当白天的光线充分时红外截止滤光片工作，CCD还原出真实彩色，当夜间光线不足时，红外截止滤光片自动移开，全光谱光学玻璃开始工作，使CCD充分利用到所有光线，从而大大提高了低照性能。 IR CUT双滤光片专为CCD摄影机修正偏色、失焦的问题，促使撷取影像画面不失焦、不偏色,红外夜视更通透，解决红外一体机，日夜图像偏色影响，能够过滤强光让画面色彩纯美更柔和、达到人眼视觉色彩一致。 普通日夜型摄象机使用能透过一定比例红外光线的双峰滤片，其优点是成本低廉，但由于自然光线中含有较多的红外成份，当其进入CCD后会干扰色彩还原，比如绿色植物变得灰白，红色衣服变成灰绿色等等（有阳光室外环境尤其明显）。在夜间由于双峰滤光片的过滤作用，使CCD不能充分利用所有光线，其低照性能难以令人满意。
关于磁共振成像技术的学习心得体会-学习心得体会
关于磁共振成像技术的学习心得体会-学习 心得体会 每一次到医院拜访或会议上讲完课总有老师问该如何学习磁共振成像技术？到底应该看哪本书？这些的确是很多磁共振使用者一个共同的困惑。 坦率的说我和大家有着相同的困惑和痛苦。我是纯学临床医学的，当时大学课程里所学习的唯一一门影像课程就是放射诊断学。其中连CT的内容都没有，就更别提磁共振了。毕业后从事放射诊断工作，渐渐的接触到CT和磁共振诊断内容。 相比于其他影像学设备而言磁共振成像技术原理复杂，也更具多学科交叉的属性。由于我们大多数影像科医生在大学阶段渐渐淡化了数学和物理学等的学习，所以这给我们学习磁共振成像技术带来了很大挑战。那么，以我个人的经验看我们到底应不应该学习磁共振成像技术？我们又该怎样学习磁共振成像技术且能学以致用呢？在此，谈一点个人体会。需要提前声明这些绝不是什么经验，仅仅想以此抛砖引玉而已。 作为读片医生或者磁共振操作者，到底有没有必要学习磁共振技术？ 显而易见，答案是肯定的。 磁共振成像技术非常复杂，学习起来耗时耗力，很容易让人望而
却步、从而采取消极抵抗策略。但是我要告诉所有有这些想法的老师如果这样做牺牲的一定是自己。大家知道随着磁共振成像设备性能的不断进步和完善，新的技术也层出不穷，然而非常遗憾的是，真正能把这些新技术用起来的医院少之又少。究其原因就是因为使用者因为不了解这些新技术就主观上产生了畏难和恐惧心理。 事实上，要能真正快速理解、掌握新技术，就必须要有扎实的基础知识。我要告诉大家一点：所有的新技术都是在常规序列基础之上衍生出来的，如果我们有夯实的基础，那么面对每一个新技术你只需了解它的革新和变化点即可，而且通过与相关传统技术对比你也更容易感觉和认识到这些新技术的临床优势可能有哪些。这些对于你的临床和科研切入都至关重要。 我常常见到一些从事某项课题研究的医生或研究生，当深入谈及其课题所采用的相关技术时却没有完整或清醒的认识，每一天都懵懵懂懂的在盲目的扫描着。我不理解这样的研究工作乐趣何在？ 另一方面，磁共振本身作为一门多序列多参数对比的成像技术，充分利用好其优势不仅可以大大提高病变的检出率也能为诊断和鉴别诊断提供更特异性的信息。 举个栗子： 对于一个怀疑脊髓内病变的患者，如果你在颈椎轴位扫描时还只是墨守成规的扫描了FSE T2加权像，你就很难发现早期脊髓内改变。如果此时你深入了解到梯度回波准T2加权像更有利于显示脊髓内灰质结构，再进一步你还知道在GE磁共振平台的MERGE序列较常规梯
核磁共振成像实验报告
中国石油大学 近代物理实验 实验报告 成 绩： 班级： 姓名 同组者： 教师： 核磁共振实验 【实验目的】 1、理解核磁共振的基本原理； 2、理解磁体的中心频率和拉莫尔频率的关系，并掌握拉莫尔频率的测量方法； 3、掌握梯度回波序列成像原理及其成像过程； 4、掌握弛豫时间的计算方法，并反演 T1和T2谱。 【实验原理】 一．核磁共振现象 原子核具有磁矩，氢原子核在绕着自身轴旋转的同时，又沿主磁场方向B 0作圆周运动,将质子磁矩的这种运动称之为进动，如图1所示。 图1 质子磁矩的进动 在主磁场中，宏观磁矩像单个质子磁矩那样作旋进运动，磁矩进动的频率符合拉莫尔（Larmor ）方程：. 0/2f B γπ= 二、施加射频脉冲后(氢)质子状态 当生物组织被置于一个大的静磁场中后，其生物组织内的氢质子顺主磁场方向的处于低能态而逆主磁场方向者为高能态。在低能态与高能态之间根据静磁场场强大小与当时的温度，势必要达到动态平衡，称为“热平衡”状态。这种热平衡状态中的氢质子，被施以频率与质子群的旋进频率一致的射频脉冲时，将破坏原来的热平衡状态。施加的射频脉冲越强，
持续时间越长，在射频脉冲停止时，M离开其平衡状态B0越远。 如用以Ｂ０为Ｚ轴方向的直角座标系表示Ｍ，则宏观磁化矢量Ｍ平行于ＸＹ平面，而纵向磁化矢量Ｍｚ＝０，横向磁化矢量Mxy最大，如图2所示。这时质子群几乎以同样的相位旋进。施加180°脉冲后，Ｍ与Ｂ０平行，但方向相反，横向磁化矢量Ｍｘｙ为零，如图3所示。 图2 90°脉冲后横向磁化矢量达到最大 图3 180°脉冲后的横向磁化分量为0 三、射频脉冲停止后（氢）质子状态 脉冲停止后，宏观磁化矢量又自发地回复到平衡状态，这个过程称之为“核磁弛豫”。当90°脉冲停止后，Ｍ仍围绕Ｂ０轴旋转，Ｍ末端螺旋上升逐渐靠向Ｂ０，如图4所示。 图4 90度脉冲停止后宏观磁化矢量的变化 1. 纵向弛豫时间（T1） 90°脉冲停止后，纵向磁化矢量要逐渐恢复到平衡状态，测量时间距射频脉冲终止的时
一种窄带导模共振负滤光片的设计
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 一种窄带导模共振负滤光片的设计 由于弱调制光栅可以等效为平面波导，本文从平面波导的本征方程出发，导出垂直入射时弱调制光栅共振位置的表达式。分别以单层、双层膜系导 模共振光栅结构为例，研究了光栅层厚度、周期、占空比对共振波长的影响。 结合光学薄膜理论设计出一种窄带导模共振负滤光片。由于导模共振对入射波 参数和光栅参数都极为敏感，具有窄带效应，用来制作窄带负滤波片非常可 行。 导模共振效应是介质光栅在一定的浮雕结构参量和入射条件下出现的一 种特殊衍射现象。它的产生，是由于衍射光栅可以看作周期调制的平面波导， 当光栅内高级次传播波在参数上与光栅波导所支持的导模接近时，光波能量重 新分布，由于光栅的周期调制性使得光栅波导出现泄漏，泄漏波能量也将重新 分布，形成导模共振。导模共振滤光片(guided-mode resonance filter) 的周期性结构能够提供位相匹配的可能性。对于高空间频率的波导光栅，即亚波长的波 导光栅，所有的高级次衍射波均为倏逝波，这样就使得所有的能量均在0 级反射波与0 级透射波之间转换成为可能。在共振波长处，出现尖锐的反射峰，这 就是共振型滤光片的基本原理。 在偏离或者远离共振区时，波导光栅可以看作均匀的薄膜，因此可以将 光栅的共振和薄膜的干涉结合起来，采用薄膜光学中广泛采用的减反射设计， 在不影响共振峰峰值反射率的情况下，有效地降低旁带的反射率，从而设计出 窄带、低旁带、线型对称的共振滤波器。 在光学薄膜范畴，能从一段光谱中除去某一波带的滤光片，被称为负滤 光片。导模共振效应非常适合于制作性能优良的窄带负滤光片。
核磁共振成像实验报告
核磁共振成像实验 【目的要求】 1.学习和了解核磁共振原理和核磁共振成像原理； 2.掌握MRIjx 核磁共振成像仪的结构、原理、调试和操作过程； 【仪器用具】 MRIjx 核磁共振成像仪、计算机、样品（油） 【原 理】 磁共振成像（MRI ）是利用射频电磁波（脉冲序列）对置于静磁场B 0中的含有自旋不为零的原子核（1H ）的物质进行激发，发生核磁共振，用感应线圈检测技术获得物质的组织驰豫信息和氢质子密度信息（采集共振信号），用梯度磁场进行空间定位、通过图像重建，形成磁共振图像的方法和技术。 具体的讲，核磁共振是利用核磁共振现象获取分子结构、样品内部结构信息的技术。当具有自旋的原子核的磁矩处于静止外磁场中时会产生进动和能级分裂。在交变磁场作用下，自旋的原子核会吸收特定频率的无线电射频电磁波，从较低的能级跃迁到较高能级。在停止射频脉冲后，原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收的能量释放出来，被物体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像，这就是做核磁共振成像过程。 MRI 的特点： ● 具有较高的物质组织对比度和组织分辨力，对软组织分辨率极佳，能清晰地显示软组织、软骨结构，解剖结构和医学上的病变形态，显示清楚、逼真。 ● 多方位成像，能对被检查部位进行横断面、冠状面、矢状面以及任何斜面成像。 ● 多参数成像，获取T 1加权成像（T 1W1）：T 2加权成像（T 2W2）、质子密度加权成像(PDW1)，在影像上取得物质的组织之间、组织与变化之间T 1、T 2和PD 的信号对比，在医学上对显示解剖结构和病变敏感。 ● 能进行形态学、功能、组织化学和生物化学方面的研究。 ● 以射频脉冲作为成像的能量源，不使用电离辐射，对人体安全、无创。 一、核磁共振原理 产生核磁共振信号必须满足三个基本条件：（1）能够产生共振跃迁的原子核；（2）恒定的静磁场（外磁场、主磁场）B 0；（3）产生一定频率电磁波的交变磁场，射频磁场（RF ）；即：“核”：共振跃迁的原子核；“磁”：主磁场B 0和射频磁场RF ；“共振”：当射频磁场的频率与原子核进动的频率一致时原子核吸收能量，发生能级间的共振跃迁。 1. 原子核的自旋和磁矩 原子核由质子和中子组成，原子核有自旋运动，可以粗略的理解为原子核绕自身的轴向高速旋转的运动，对应有确定的自旋角动量，反映了原子核的内禀特性。自旋的大小与原子核中的核子数及其分布有关，质子数和中子数均为偶数的原子核，自旋量子数I=0，质量数为奇数的原子核，自旋量子数为半整数，质量数为偶数，质子数为奇数的原子核，自旋量子数为整数。原子核自旋角动量的具体数值由原子核的自旋量子数I 决定， )(1+=I I l I 。 原子核具有电荷分布，自旋时形成循环电流，产生磁场，形成磁矩，磁矩的方向与自旋角动量方向一致，大小I P γγμ==，P 是角动量，γ是磁旋比，等于
窄带滤光片设计报告
窄带滤光片设计报告 综述： 窄带滤光片是一种带通滤波器，它利用电解质和金属多层膜的干涉作用，可以从入射光中选取特定的波长，窄带滤光片的带通一般比较短，通常为中心波长的5%以下。干涉滤光片是由两块内表面镀有高反射膜（介质或金属膜）的相互平行的高平面度玻璃板或石英板组成，在内表面之间形成多次反射以产生多光束之间的干涉。其作用是让光源中某一窄带光谱的光波以尽可能高的透射率通过，而使其他光谱范围的光波衰减，以获得单色性良好的准单色光。窄带滤光片可代替如光栅那样的昂贵的分光器件，广泛应用于光学实践和工业领域。 设计内容： 窄带滤光片的设计与制作 窄带滤光片工作原理：多光束干涉 由多光束干涉中光程差公式 当相干光束数目很大时，只有确定的n 、d 、i 值，光源中只有严格满足上述公式的波长才能够基本无衰减的通过，微小的偏差使上述条件的波长成分将由于近似相消而衰减，从而实现窄带滤波。 设计要求： 入射介质0n ＝1；出射介质g n ＝1.52；入射角0θ＝?0；中心波长λπ?i n d M sin 42 20=-=?
＝450(亦即参考波长)，中心波长透过率大于95%，透射光谱的半0 宽度小于45nm。使用n H＝2.26（TiO2）， n L＝1.45（Al3O2）。 膜系设计： H L H H H H L H 软件模拟效果： 模拟数据： 中心波长：450nm 半波宽度：43nm 中心透过率：95.23%
窄带滤光片的制备过程： 1.清洗镀膜机，安装监控片，将待蒸发的薄膜材料放入蒸发容器 中； 2.清洗玻璃基片，由于设计要求不高，镜片只用酒精进行擦拭。 3.根据膜系设计的结果将设计参数置入镀膜机的控制系统；然后在控制系统的监控下镀膜机镀膜机全自动镀制干涉滤光片。 但是由于在实验过程中机器出现故障，所以临时决定使用溅射的方法来进行镀膜， 在镀膜之前算好每层膜所需要的时间，然后人为的对仪器镀膜时间进行控制，由于我们初次接触，这样的工作由一位博士生学长进行，并在镀膜的同时为我们讲解相关知识。 窄带滤光片实测数据： 中心波长：422nm 半波宽度：57nm 中心透过率：67.14% 误差分析： 1.中心波长向左漂移28nm ： 根据公式 2λ =nd ，由于间隔层的光学厚度较小，导致中心波长减小即向左漂移。其造成误差因素包括两个：①使用的镀膜金属中含有杂质，导致其折射率降低，影响了光学薄膜的光学厚度。②镀膜时间计算不准确或在镀膜时，没有掌握好镀膜时间，导致膜厚度较窄，降低了光学厚度。
电子科技大学学院
电子科技大学生命科学与技术学院标准实验报告 （实验）课程名称《医学成像技术》 电子科技大学教务处制表
电子科技大学 实验报告 学生姓名：陈睿黾学号：2209101028指导教师：廖小丽 实验地点：人文楼418 实验时间：2006.6.2 一、实验室名称：医疗仪器实验室 二、实验项目名称：傅立叶变换核磁共振一维、二维成像 三、实验学时：4学时 四、实验原理： 利用样品的原子核在梯度磁场及高频电磁场的激励下产生的自发辐射信号的频率和相位因空间位置不同而不同来进行成像。 五、实验目的： 对磁共振成像整个过程进行了解，同时对每一个参数改动后对磁共振信号及图像影响的效果有直观的认识，了解一维、二维成像原理，进一步熟悉磁共振成像原理。 六、实验内容： 采用定标样品（三注油孔）对一维成像（空间频率编码）有所认识。对梯度场各参数对一维成像的影响进行观察。 了解瞬间梯度场，对二维成像（空间相位编码）有所认识。了解瞬间梯度场的梯度大小和瞬间梯度保持时间对二维成像图形的影响。 七、实验器材： GY-CTNMR-10KY核磁共振成像实验仪、计算机、注油三孔实验样品 八、实验步骤： 1．按实验要求连线。 2．开机预热。
3．将注油三孔样品放入样品池中，打开磁共振成像软件，设置共振频率：按下“参数设置”页面再按下“自动采集”出现采集的信号图及傅立叶变换的频谱图，调节“频率设置”中间的按钮，直至出现波形符合预期目标的图形。 4．调节匀场：分别调节电源上匀场调节电位器并同时调节软件中的XY 匀场至傅立叶频谱图中峰最尖锐最高信号最长，适当调节共振频率，使波形看上去尽量平滑。 5．设置Z 梯度场和一维成像：调偏Z 匀场调节使峰变宽变低，同时出现Z 轴线上投影的一维成像信号。调节Z 梯度和工作频率，使得信号频谱占半个屏幕同时在中间。 6．二维磁共振成像记录：按下“成像记录及操作”，然后按下“记录”等待2分钟，记录结束计算机会提示结束并且“采集”不再闪动。按下“二维傅立叶变换”这时你调节“行选择”可以看到每一列二次傅立叶变换的谱图。按下“成像彩色显示”即可得到所需的成像彩色密度图。 九、 实验数据及结果分析： 1．一维成像： 开机预热，磁铁温度在34.62℃，匀场电流为19.4mA 。 放入注油三孔样品，打开核磁共振成像软件，调节共振频率及相关参数，通过观察，发现在第一脉冲宽度为12S μ、第二脉冲宽度为24S μ、脉冲间隔为15mS 、XY 匀场电流分别为38mA 、5mA 、共振频率在18.7402MHz 附近时波形较好、噪声较小。 观察自由衰减信号及其频谱，逐渐加大梯度场观察到信号及频谱的变化，在无梯度场时无法区分任何空间信息，如图（1）。
ICR滤光片切换原理
影像传感器对成像效果起着至关重要的作用，像素越高，影像传感器内部集成的感光电极也越多，同时我们也应该想到提升像素势必要涉及到制造成本，每提高一个等级，数码相机的价格都要高出一截，而且提升到一定程度后，CCD传感器由于制造工艺的限制，短时间内很难再有所突破。 目前主流的DSLR机型使用的CCD最多为600万像素左右，即使现在索尼生产出了700万、800万像素的CCD，但想要将其安置在DSLR机身内的话，最终效果只能是与预期效果背道而驰不合实际。而CMOS传感器却高达1600万像素以上。 CMOS的成像原理 CMOS可细分为被动式像素传感器(PassivePixelSensorCMOS)与主动式像素传感器(ActivePixelSensorCMOS)。它原本是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。可是有人偶然间发现，将CMOS加工也可以作为数码相机中的影像传感器，紧跟着就由XirLink公司于1999年首次推向市场，2000年5月，美国Omnivision 公司又推出了新一代的CMOS芯片。 CMOS最初曾被尝试使用在数码相机上，但与当时如日中天的CCD相比信噪比差，敏感度不够，所以没能占居主流位置。当然它也具备多种优点，普通CCD必须使用3 个以上的电源电压，可是CMOS在单一电源下就可以运作，与CCD产品相比同像素级耗电量小。另外CMOS是标准工艺制程，可利用现有的半导体制造流水线，不需额外投资生产设备，并且品质可随半导体技术的进步而提升，这点正是今年索尼IRCUT双滤光片对视频成像技术的影响文/彭中能够在很短时间内开发制造出CMOS芯片的原因。 从技术角度分析成像原理，核心结构上每单位像素点由一个感光电极、一个电信号转换单元、一个信号传输晶体管，以及一个信号放大器所组成。理论上CMOS感受到的光线经光电转换后使电极带上负电和正电，这两个互补效应所产生的电信号(电流或者
医学实验报告模板
泸州医学院 本科学生设计性实验报告 专业年级班级 组长姓名 小组成员 课程名称 时间 实验设计方案： 篇二：标准实验报告格式(医学成像技术) 电子科技大学生命科学与技术学院 标准实验报告 （实验）课程名称《医学成像技术》 电子科技大学教务处制表 电子科技大学 实验报告 学生姓名：陈睿黾学号： 2209101028 指导教师：廖小丽实验地点：人文楼 418 实验时间：2006.6.2 一、实验室名称：医疗仪器实验室 二、实验项目名称：傅立叶变换核磁共振一维、二维成像 三、实验学时：4学时 四、实验原理： 利用样品的原子核在梯度磁场及高频电磁场的激励下产生的自发辐射信号的频率和相位 因空间位置不同而不同来进行成像。 五、实验目的： 对磁共振成像整个过程进行了解，同时对每一个参数改动后对磁共振信号及图像影响的 效果有直观的认识，了解一维、二维成像原理，进一步熟悉磁共振成像原理。 六、实验内容： 采用定标样品（三注油孔）对一维成像（空间频率编码）有所认识。对梯度场各参数对 一维成像的影响进行观察。 了解瞬间梯度场，对二维成像（空间相位编码）有所认识。了解瞬间梯度场的梯度大小 和瞬间梯度保持时间对二维成像图形的影响。 七、实验器材： gy-ctnmr-10ky核磁共振成像实验仪、计算机、注油三孔实验样品 八、实验步骤： 1．按实验要求连线。 2．开机预热。 3．将注油三孔样品放入样品池中，打开磁共振成像软件，设置共振频率：按下“参数设 置”页面再按下“自动采集”出现采集的信号图及傅立叶变换 的频谱图，调节“频率设置”中间的按钮，直至出现波形符合预期目标的图形。 4．调节匀场：分别调节电源上匀场调节电位器并同时调节软件中的xy匀场至傅立叶频 谱图中峰最尖锐最高信号最长，适当调节共振频率，使波形看上去尽量平滑。 5．设置z梯度场和一维成像：调偏z匀场调节使峰变宽变低，同时出现z轴线上投影的 一维成像信号。调节z梯度和工作频率，使得信号频谱占半个屏幕同时在中间。 6．二维磁共振成像记录：按下“成像记录及操作”，然后按下“记录”等待2分钟，记
窄带滤光片在人脸识别中的应用
窄带滤光片在人脸识别中的应用 上海兆九光电技术有限公司汤兆胜博士 人脸识别技术是对人的脸部特征信息进行识别，它是一种生物识别技术。用图像采集装置采集含有人脸的图像或视频流，并根据图像自动检测和跟踪人脸，并对人脸进行特征定位、提取，通过比对辨识达到识别不同人身份的目的。人脸识别的运算是非常巨大的，而初始图像质量的好坏以及算法优劣对识别效率有决定性的影响。这里，我们主要针对人脸识别系统中的图像采集装置所用到的窄带滤光片进行分析，目的是帮助使用者更好地了解窄带滤光片的作用和使用方法，以便正确选择窄带滤光片的技术指标。 由于人脸识别的计算量很大，目前都是基于黑白灰度图像进行识别的。其图像采集的结构示意图如图1所示。 图1人脸识别图像采集示意图 1.光源特点 人脸识别的图像采集装置中，光源一般采用高功率的红外二极管，波长以850nm和940nm居多。为提高识别效率以及提高光的利用率，从光源选择开始就要考虑到整体设计。虽然市面上购买的LED标称值都是850nm或940nm，但在测量具体的LED产品中心波长时发现还是有不少偏差的。 以850nm的LED为例，其实际中心波长有835nm的，也有865nm的。由于人脸识别系统中采用的光源为多颗大功率LED阵列，如果各个LED的中心波长不一致，所有LED的光谱在叠加之后，
综合的光谱带宽会展宽。单个850nm的LED带宽在50nm左右，如果由于中心波长不一致，多个LED叠加后的光谱带宽将会变成很宽。这对后续的窄带滤光片带宽的选择、能量利用率以及信噪比的提高都是十分不利的。所以要求在选择LED光源时，中心波长要一致。另外，LED光源随着工作温度的升高，其中心波长是向长波漂移的，每升高10℃，LED的中心波长向长波漂移1nm左右。而且随着工作温度的升高，LED的发光效率快速下降，当升高到85℃左右时，LED的输出效率降到50%左右。因此要求LED光源的散热效果良好。还有，在选择LED发光管的发散角时，以较小的发散角为好，这样可以提高光源的能量利用率。 2.接收器特点 在人脸识别系统中，接收器基本上采用CCD图像传感器。CCD具有体积小、重量轻、失真度小、功耗低、可低压驱动、抗冲击、抗振动、抗电磁干扰强的优点，因此被广泛应用于各种图像采集系统。 在人脸识别系统中的CCD基本上是硅衬底的，其光谱响应范围为400nm~1100nm，该范围也就是窄带滤光片要考虑的光谱范围。 3.窄带滤光片选择与注意事项 窄带滤光片主要是用来隔离干扰光，透过信号光，充分突显有用信息，减小干扰信息，为后续的图像处理和识别奠定基础。在目前，人脸识别主要应用在各种场合的考勤和门禁系统。有的是安装在室内光线较暗的地方，有的是安装在较为明亮的地方。不同场合下，干扰光的强度是不同的，因此对窄带滤光片的要求也不同。 我们发现，人们经常用隔离可见光透过红外光的红外玻璃作为干扰光隔离滤光片，当然也能收到一定效果。但是，普通的红外玻璃只是隔离了可见和紫外部分的光，并没有隔离红外光。而在实际的干扰光中，从可见到红外都是存在的，因为太阳光的光谱很宽，并且漫反射或散射的太阳光是主要的干扰源。因此，想得到良好的抗干扰效果，必须采用窄带滤光片。吸收型的红外玻璃与窄带滤光片在透过率性能上的比较如图2所示。从图中可以看出，不管是哪种牌号的红外玻璃都只隔离了可见光，对红外光没有任何阻挡效果，而窄带滤光片对信号光谱范围之外的所有干扰光的隔离都是很有效的。 图23mm厚的红外玻璃与0.55mm厚的干涉窄带滤光片曲线比较 4.窄带滤光片带宽的确定
滤光片的制程与发展
彩色滤光片的制程与发展 随着彩色显示的快速发展，LCD的彩色化无可逆转。据市场调查机构iSuppli公司的统计，到2010年，LCD彩色化比率将高达94%。彩色滤光片（color filter，简称CF）作为LCD实现彩色显示的关键零部件，其性能（主要为开口率、色纯度、色差）直接影响到液晶面板的色彩还原性、亮度、对比度。而彩色滤光片的成本也占了液晶面板总成本的25 %。根据FPDisplay预测，2005-2009年全球CF产值将以年复合增长率12.37%持续成长。台湾地区2006年的彩色滤光片产业产值约新台币923.2亿元，比前一年成长23.3%。 彩色滤光片的基本结构主要为玻璃基板、BM（黑矩阵）、彩色光阻、保护层（OC）、ITO、spacer（图1）。彩色滤光片的传统制程主要有染色法（Dyeing Method）、颜料分散法（Pigment Dispersed Method）、电沉积法（Electro Deposition Method）、印刷法（Printing Method），其中以颜料分散法为主。目前很多公司也开发出了许多具有实际生产应用价值的新方法，尤其是在大尺寸彩色滤光片的生产上，比如DuPont的热多层技术（Thermal multi-layer tech.）、凸版印刷（Toppan）的反转印刷法（Reverse printing method）和大日本印刷（DNP）的喷墨打印法(Ink Jet printing)。其中，大日本印刷已经在其6代线以上采用了喷墨打印法。另外，根据结构设计的不同，彩色滤光片的新类型还有COA型、半透半反型等。 1 传统的彩色滤光片制程方法 传统方法的四种制程，如图2所示。 染色法使用染料作为着色剂，可用明胶或压克力树脂作为树脂材料。其制程主要有涂布、曝光显影、染色固化，利用该制程在BM已经图案化的玻璃基板上分三次分别制备的R、G、B三色光阻。染色法制得的CF价格便宜，色彩鲜艳，透过率高，但是耐热耐光性差，不适合高档LCD。电沉积法的树脂主要是聚酯，以颜料为着色剂。电沉积法先通过曝光显影得到图案化的ITO，然后在ITO上分别沉积R、G、B三色光阻，然后再通过涂布、曝光、显影得到BM。电沉积法制备彩色光阻只需曝光显影一次，但在成本上不占有优势。颜料分散法以颜料为着色剂，压克力为树脂树脂。其主要制程为涂布、曝光、显影，制备R、G、B三色光阻需要经过三次该制程。颜料分散法工艺相对简单，耐候性好，目前中小尺寸的彩色滤光片绝大部分采用该方法。印刷法的树脂为环氧树脂，以颜料为着色剂。其主要制程滚筒颜料附着、印刷，在BM已经图案化的玻璃基板上制得彩色光阻。印刷法制程简单，但精度不高。 除以上所述的四种方法外，还有染料分散法、颜料刻蚀法，但都因工艺复杂、成本较高，很少使用。 2 大尺寸彩色滤光片的制程新方法 随着液晶面板的不断增大，原有的传统CF制程都显得力不从心，新的制程方法也应运而生。其中主要有DuPont 的热多层技术（Thermal multi-layer tech.）、凸版印刷（Toppan）的反转印刷法（Reverse printing method）和大日本印刷（DNP）的喷墨打印法(Ink Jet printing)。 2.1 热多层技术 热多层技术是杜邦公司的独创发明，其通过激光定向加热Donor film层，使Donor film层中的颜料层脱落并转印在基板上，从而得到所需的彩色光阻。目前杜邦已经能够制备G 8的设备。
磁共振成像技术实验
目录 第一章NM20台式磁共振成像仪硬件概述....................... 错误!未定义书签。 第一节系统硬件框图 ......................................... 错误!未定义书签。 第二节部件接插口.............................................. 错误!未定义书签。 第三节部件连线 ................................................ 错误!未定义书签。 第四节系统开关机 0 第二章NMI20台式磁共振成像仪软件概述 ...................... 错误!未定义书签。 第一节软件界面............................................... 错误!未定义书签。 第二节软件菜单栏介绍....................................... 错误!未定义书签。 第三节软件工具栏介绍 ........................................ 错误!未定义书签。 第四节功能选项卡 ............................................ 错误!未定义书签。第三章部分可开设的实验项目 (2) 实验一机械匀场和电子匀场实验 (2) 实验二测量磁共振中心频率（拉莫尔频率） (9) 实验三旋转坐标系下的FID信号 (16) 实验四自动增益实验 (24) 实验五硬脉冲回波 (29) 实验六软脉冲FID实验 (38) 实验七软脉冲回波 (43) 实验八硬脉冲CPMG序列测量T2 (49) 实验九乙醇的化学位移测量 (54) 实验十自旋回波序列质子密度像 (59) 实验十一自旋回波权重像 (66) 实验十二一维梯度编码成像 (70)
脉冲核磁共振实验
近代物理实验-核磁共振 实验目的： (1)了解核磁共振原理 (2)学习使用核磁共振测量软件 实验原理： 核具有自旋角动量p ，根据量子力学p 的取值为： p=?)1( I I (1) 式中?=h/2π，h 为普朗克常数，I 为自旋量子数，其取值为整数或半整数即0,1,2,…或 1/2,3/2,…。若原子质量数A 为奇数，则自旋量子数I 为半整数，如1H(1/2), 15N(1/2), 17O(5/2), 19F(1/2)等；如A 为偶数,原子序数Z 为奇数，I 取值为整数，如21H(1), 147N(1), 105B(3) 等；当A 、Z 均为偶数时I 则为零，如126C, 168O 等。 核自旋角动量p 在空间任意方向的分量（如z 方向）的取值为： p z = m ? (2) m 的取值范围为-I…I，即-I ，-（I-1），…，（I-1），I 。 原子核的自旋运动必然产生一微观磁场，因此称原子核具有自旋磁矩μ，它与自旋角动量p 的关系为： μ = γ p (3) γ称为旋磁比，γ与原子核本身性能有关，它的数值可正可负。 与自旋角动量一样，自旋磁矩在外加磁场方向的分量值也是量子化的 μz = γ ? m (4) 与p 一样的取值范围一样，m 的取值范围也是 -I…I。对质子1H ，I=1/2, m 的取值为-1/2 和1/2。 核磁矩在外磁场B 0中将获得附加能量 E m =-μz B 0=-γ ? mB 0 (5) 以质子为例，其m 的值为1/2与-1/2，从而在外磁场作用下核能级分裂成两个能级，其能级差ΔE 为 ΔE=γ ? B 0 (6) 如果此时在与B 0垂直方向再加上一个频率为ν的交变磁场B 1，此交变磁场的能量量子为h ν，则当h ν=ΔE 时就会引起核能态在两个分裂能级间的跃迁，即产生共振现象。此时
核磁共振实验报告
核 磁 共 振 实验仪器 FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪，包括永久磁铁、射频边限振荡器、探头、样品、频率计、示波器 实验原理 FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪采用永磁铁，0B 是定值，所以对不同的样品，通过扫频法调节射频场的频率使之达到共振频率0ν，满足共振条件，核即从低能态跃迁至高能态，同时吸收射频场的能量，使得线圈的Q 值降低产生共振信号。 由于示波器只能观察交变信号，所以必须使核磁共振信号交替出现，FD-CNMR-I 型核磁共振实验仪采用扫场法满足这一要求。在稳恒磁场0B 上叠加一个低频调制磁场 )sin(t B m ?'ω，这个调制磁场实际是由一对亥姆霍兹线圈产生，此时样品所在区域的实际 磁场为)sin(0t B B m ?'+ω。 图1 扫场法检测共振吸收信号 (a) 由于调制场的幅值m B 很小，总磁场的方向保持不变，只是磁场的幅值按调制频率发生周期性变化，拉摩尔进动频率ω也相应地发生周期性变化，即 ))sin((0t B B m ?'+?=ωγω （1） 这时只要射频场的角频率调在ω变化范围之内，同时调制磁场扫过共振区域，即 m m B B B B B +≤≤-000，则共振条件在调制场的一个周期内被满足两次，所以在示波器 上观察到如图（b ）所示的共振吸收信号。此时若调节射频场的频率，则吸收曲线上的吸收
峰将左右移动。当这些吸收峰间距相等时，如图（a ）所示，则说明在这个频率下的共振磁场为0B 。 如果扫场速度很快，也就是通过共振点的时间比弛豫时间小得多，这时共振吸收信号的形状会发生很大的变化。在通过共振点后，会出现衰减振荡，这个衰减的振荡称为“尾波”，尾波越大，说明磁场越均匀。 实验步骤 （一） 熟悉各仪器的性能并用相关线连接 实验中，FD-CNMR-I 型核磁共振仪主要应用五部分：磁铁、磁场扫描电源、边限振荡器（其上装有探头，探头内装样品）、频率计和示波器。仪器连线 （1） 首先将探头旋进边限振荡器后面板指定位置，并将测量样品插入探头内； （2） 将磁场扫描电源上“扫描输出”的两个输出端接磁铁面板中的一组接线柱（磁铁面板上共有四组，是等同的，实验中可以任选一组），并将磁场扫描电源机箱后面板上的接头与边限振荡器后面板上的接头用相关线连接； （3） 将边限振荡器的“共振信号输出”用Q9线接示波器“CH1通道”或者“CH2通道”，“频率输出”用Q9线接频率计的A 通道（频率计的通道选择：A 通道，即MHz Hz 1001--；FUNCTION 选择：FA ；GATE TIME 选择：1S ）; （4） 移动边限振荡器将探头连同样品放入磁场中，并调节边限振荡器机箱底部四个调节螺丝，使探头放置的位置保证使内部线圈产生的射频磁场方向与稳恒磁场方向垂直； （5） 打开磁场扫描电源、边线振荡器、频率计和示波器的电源，准备后面的仪器调试。 （二） 核磁共振信号的调节 FD-CNMR-I 型核磁共振仪配备了六种样品：1——硫酸铜、2——三氯化铁、3——氟碳、4——丙三醇、5——纯水、6——硫酸锰。 （1）将磁场扫描电源的“扫描输出”旋钮顺时针调节至接近最大（旋至最大后，再往回旋半圈，因为最大时电位器电阻为零，输出短路，因而对仪器有一定的损伤），这样可以加大捕捉信号的范围；
《医学影像学》教学大纲
蚌埠医学院 《医学影像学》课程教学大纲 课程编号： 课程名称：医学影像学 英文名称：Medical Imaging 课程类型：专业主干课程 总学时：68 理论课学时：34 实验学时：34 适用对象：临床医学本科、麻醉医学专业本科 课程简介：20世纪70-80年代后，医学影像学发展非常迅速，医学影像学设备不断更新，检查技术不断完善，相继出现了超声成像、X线计算机体层成像、磁共振成像和发射体层成像等多种成像技术。介入放射学技术的兴起，开创了医学影像学发展的新局面，形成了集影像诊断和介入治疗学为一体的诊治并存的新模式，促进了临床医学的发展。 一、课程性质、目的和任务 医学影像学是通过影像研究人体解剖结构、生理功能及病理变化进行诊断的一门临床学科；随着CT、MRI、DSA等新成像技术的应用，本学科的内容更趋丰富。通过对这门课程的教学，使学生在今后其它医学临床课程的学习、临床实习、研究工作中，对本专业有一个较完整的概念。 通过本课程的学习，使学生（1）了解各种成像技术的基本原理、方法和图像特点；了解普通X 线、超声、CT、MRI、DSA及介入放射学的价值和限度，以便正确应用；（2）熟悉各系统的正常影像学表现；熟悉各系统常见疾病的临床与病理；（3）掌握对图像的观察、分析与诊断方法；掌握各系统基本病变的影像学表现；掌握各系统常见疾病的影像学表现与鉴别诊断。 医学影像学与其他学科如解剖学、生理学、病理学、病理生理学等具有密切而有机的联系。因此，学生必须具备以上的基础知识。 本专业理论教学与临床示教片实验教学相结合，均在课堂完成。 二、教学基本要求 各系统或器官的影像诊断学内都分别介绍了X线、超声、CT及MRI的检查方法、影像的观察与分析、疾病的影像学表现和鉴别诊断等内容。选择了具有代表性的常见病、多发病典型影像学表现与诊断，目的是通过这些介绍让学生了解不同成像技术的诊断价值与限度，便于比较、优选和综合应用；熟悉对图像的观察、分析和综合诊断的思维方法，使学生能够在临床实践中正确掌握各系统常见疾病的影像学表现及鉴别诊断等方面的知识，同时能正确运用医学影像学的知识打下较为坚实的基础。 三、教学内容及要求（理论与实验相结合） 第一篇影像诊断学 第一章影像诊断学总论 第一节 X线成像 【掌握】1、X线的特性。 2、X线图像的特点。 3、医学影像学的定义。 2、X线检查方法的价值、限度及临床应用。 【熟悉】1、X线的产生及成像的基本原理。 2、DR、DSA的成像基本原理及临床应用。 【了解】1、医学影像学的发展简史、当前地位及前景。 2、X线检查中防护的重要意义。
滤光片常见问题
滤光片常见问题FAQ 1、购买滤光片时能否通过X,Y,Z色坐标选型？ 答：可以，通常滤光片是直接通过燃料、荧光素或波长来选型的，也有客户直接通过波长来选型，但我们也支持通过XYZ色坐标选型。 2、是否有匹配现有显微镜的滤光片和盒子？是否能够根据目前滤光片上的型号下单？ 答：Chroma滤光片都设计了针对各种显微镜的尺寸，能否满足各个显微镜厂家的需求。用户可以根据在用样品上的型号下单，可以在标准型号中选择相同或最接近的滤光片型号。 3、如果购一整套滤光片和滤光片块盒或滑块是否有优惠？ 答：如果购买一整套滤光片就会直接享受相应的折扣优惠，滤光片盒子或滑块和滤光片是分别计价的，购买整套滤光片和滤光片盒子也有相应的折扣。 4、标准的滤光片（二向色镜）的尺寸是什么？ 答：对于滤光片，没有标准尺寸这一说。不过比较普遍的尺寸是25mm直径的圆形，另外比较常用的尺寸有25.5x36mm 和26x38mm。滤光片的尺寸定制非常方便。 5、我在搜索某一种荧光素(FITC)时，发现有D型滤光片，HQ型滤光片和ET系列滤光片三个选项，他们之间有什么异同？ 答：这三组滤光片都是专门针对FITC燃料的方案，D系列滤光片和HQ系列滤光片光谱看起来比较接近，差别在于HQ滤光片的边缘更加陡直，在使用时可以选择波长差更接近的滤光片组合。ET系列滤光片不仅具有非常陡直的过渡区，而且具有95%~98%的透过率，远远好于D和HQ系列。
6、激发和发射滤光片波长和波长范围的选取原则是什么？激发和发射滤光片的投射光谱可以只相差10nm 吗？ 答：激发和发射滤光片组合的选择不是取决于透射光谱，而是取决于光密度谱线（表示对光线的阻挡）。宽场光源要求两个滤光片焦点OD>5，而激光光源一般则要求OD>6。 7、为什么光密度值（OD值）如此重要？ 答：如果激光滤光片和发射滤光片的波段匹配不好，则会导致部分激光光透过发射滤光片。轻者导致信噪比降低，荧光收到激发光源的强烈干扰，重则会损伤人眼或损坏探测器。激光光的强度往往是荧光的数量级倍数，因此需要表示光密度衰减的OD来评估。 8、如果我的荧光滤光片看起来已经有一点损坏怎么办？ 答：有些滤光片太接近光源容易导致损伤。我们建议使用一种KG1红外吸收肖特玻璃，放在滤光片和光源之间就能有效保护滤光片。 9、二向色镜的反射波段和透射波段相差多少nm？ 答：二向色镜一般是45°入射，一般反射波段和透射波段相差10~30nm。 10、Chroma有多少种滤光片型号? 答：Chroma到目前为止已经有超过12000种滤光片型号，但这些型号并不是都挂在网上，网站列出的只是部分最常用的型号。如果有特殊需求，请联系海纳光学。 11、滤光片滑块（塑料）是干什么用的？ 答：滤光片滑块（Slider）的作用是提供非常好平行度和一致性，以保证荧光激发的一致性。