高分辨力光学微扫描显微热成像系统设计与实现.
检查技术
1.管电压越高，其产生X线穿透力越强，产生照片（影像）的层次越丰富，即照片上的信息量越多，而照片对比度越小，产生的散射线越多；反之，管电压低，其影像效果相反。
2.焦点至胶片探测器的距离，称为焦-片距（原-相距）FFD3.滤线栅不仅吸收了散射线，而且还吸收掉一部分原X线量。
4.栅条高度与栅条间距之间的比称为栅比R.栅比越大，其吸收散射线的能力越强。
5.使用滤线栅注意：①使用聚焦式滤线栅时，不宜将滤线栅反置。
②中心线应对准滤线栅中线，左右不偏移3cm，否则原发射线与铅条成一定角度而被吸收。
③使用聚焦式滤线栅时，焦点至滤线栅的距离在允许范围内，否则边缘区的原发射线被吸收，照片上密度不均。
④在倾斜X线管时，倾斜方向只能与铅条排列方向相平行，否则X线因与铅条成一定角度而被吸收。
⑤在使用调速活动式滤线栅时，应调好其运动速度，一般应使运动时间长于曝光时间的1/5，以免照片出现铅条影。
6.照射野：通过X线管窗口的X线束入射于被照体的曝光面的大小为照射野。
照射野的大小与X线照片的对比度、影像密度都有很重要的关系。
7.屏-片体系（增感屏与平片）：影响获得照片影像的密度、对比度、清晰度及信息量的多少。
稀土相对感度为450.国际放射界把原来相对感度为200的屏-片体系的感度作为感度基准，即相对感度基准提高了。
8.摄影条件制定方法：①变动管电压法②固定管电压法③对比率法：将影响X线感光效应E的感光因子转换成相应的对数值，即点数④自动曝光仪：自动曝光控制是指在X线摄影时，将探测器置于被检部位及屏-片系统之间，通过监测透过被检部位到达屏-片系统的X线量，控制仪通过反馈机制控制X线的曝光时间，从而实现对各位合适X线曝光量的控制。
9．CR的后处理系统和成像探测器（IP）是独立系统，与X线机并不连接。
成像板式记录X线影像的载体，阅读器是为了读出并转换信息方式。
10.成像板的性能以感光效应的关系取决于成像板涂层中的光激励发光（ＰＳＬ）物质的性能：ＰＳＬ物质对Ｘ线照射的能量响应程度或ＰＳＬ物质的发光强度与感光效应成正比关系；ＰＳＬ维持时间应与扫描读取信息的速度匹配，ＰＳＬ维持时间过短会导致感光效应降低，而ＰＳＬ维持时间过长则增加影像模糊度。
【北京市自然科学基金】_光学_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140729
科研热词 光致发光 宽场光学相干断层成像 运动学数据采集 过采样重构 线尺传感器 测量 柔性并联机器人 显微热成像 光纤光栅 光学微扫描 光学 zno薄膜 optotrak 高分辨力 频域 非球面 非成像光学系统 非对称 静电感应晶体管(sit) 零点定标 雄配子体发育 锌配合物 锁相 遥感 透射光谱 迭代算法 连续波 近红外光谱 近场光存储 近场光刻 过热电子 超分辨近场结构 设计 解剖结构 表面形貌 衍射光栅 蒙特卡洛方法 荧光 茎 花粉形态 致畸性 自由曲面 自旋输运 腺腔 脉冲激光沉积 胚胎中脑细胞 耦合器 缝合线软化 绿色发光材料 综述 维管束 细胞增殖
细胞分化 纳米线 粉末烧结法 空间分辨力 离子辅助蒸发技术 磁电调控 确定性加工 硫代铝酸钡掺杂铕(baal2s4 白光led 理论框架 独居石cepo4 热稳定性 灵敏度 激光二极管阵列 溅射靶材 润滑油 波长光束组合 水热法 气相沉积 毫米波光纤 横向分辨率 检测方法 桃 材料 本振 有效折射率法 晶体结构 显微热成像系统 时域 数学模型 数字图像相关 数字图像处理 收敛速度 掺杂 振动噪声 振动 扩散光学成像 成像系统 成像状态 形态特征 异质结 干涉测量 常压 帧间差分 小豆 小孢子发生 对准误差 实验方法 太赫兹(thz) 大面积薄膜 大气激光通信 大变形 垂直构型有机发光晶体管(volet) 图像重建
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(集成光电子学导论)第六章常见光波导材料与结构
1 cm = 10 000 微米
1、空气净化
From Intel Museum
三道防线: ✓环境净化（clean room） ✓材料清洗（wafer cleaning） ✓吸杂（gettering）
光电所
• 投资4000万元的光电子学研究所实验大楼坐落在深圳大学文山湖畔。这是 一座设施先进、功能完善、配套齐全、专业化水准高的现代化实验大楼，总 面积8200平方米，其中有1200平方米的百级和万级净化实验室，有电子级超 纯水制备系统、各种特殊气体的供送系统以及相应的安全保障和环保设施等。 投资6000万元购置的先进科研仪器设备，构建了显微分析、光谱分析、超快 诊断技术、光电子材料、生物光子学、等离子体显示、应用光学、电子学等 10多个测试实验室和真空光电子器件、半导体光电子材料与器件、平板显示 器件、有机电致发光材料、纳米光电子材料等10多个工艺实验室。主要大型 仪器设备有：金属有机化合物气相沉积（MOCVD）系统、微波等离子体增 强化学气相沉积（MPECVD）系统、等离子体增强化学气相沉积（PECVD） 系统、磁控溅射系统、反应离子刻蚀机、光刻机、高精度丝网印刷机、大型 高精度点胶机、高精度喷砂机、多功能镀膜机、扫描探针显微镜、扫描电子 显微镜、台阶轮廓测试仪、三维视频显微镜、真空紫外单色仪、紫外/可见/近 红外光谱仪、飞秒激光器、皮秒激光器、荧光光谱测试仪、激光拉曼谱仪、 高分辨X射线衍射仪、变磁场霍尔测试仪、多光子激发荧光显微成像系统、高 速示波器、逻辑分析仪和数字电路开发系统等，以及光学设计分析、多物理 场分析等大型软件。这些硬件条件，为建设一流的光电子学研究所奠定了坚 实的基础。
半导体激光器，探测器，放大器， 电光调制器
目前最好的电光调制器，声光调制 器
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科研热词 联合变换相关器 相位差 高分辨力 驱动电源 颜色特征 顶点曲率半径 面形测量 非接触测量 静态随机存储器(sram) 雪崩光电二级管 长焦距 锥光全息 量纲分析 连动模式 远心 过采样重构 边缘检测 跟随性 跟踪识别 装调 自动调节 自动模式 自动光学检测 网格候选点 结构光 纳米金颗粒 红外吸收 紫外光刻 精密光学表面 空间双光路 示踪粒子 盲复原 目标识别 畸变不变 电极 现场可编程逻辑阵列(fpga) 点扩散函数 激光测距 激光束偏转 激光引信方位探测系统 湍流 渐开线齿形 测量仪 测绘相机 波前编码 标记免疫学 极坐标 本征频率 最大平均相关高度 曲面拟合 晶体管 景深延拓
显微热成像系统 显微 时间分辨荧光免疫分析仪 数据采集 数值分析 支持向量机 摆臂式测量 接收光锥 折反式红外光学系统 扩散式采样 手背静脉 微结构 广义高斯分布 广义洁净度 广义总变分 并行共聚焦 干涉光学头 嵌入式模块 定日镜 大口径 多孔径重叠扫描拼接 圆柱度 图像采集 吸收光谱 反射式光度计 双目立体视觉 双盘式 卫星图像 免疫层析检测 免疫层析技术 光纤电流传感器 光机结构 光学非球面 光学设计 光学计量 光学测量 光学平板旋转微扫描 光学三维测量 傅里叶光学 偏光晶体 倾角检测 传递函数 传感器技术 亚波长光学 二维轮廓拟合 三维测量 三线阵 三次相位板 mscomm控件 co2气体分析仪 cmos图像传感器 ccd像面 4f传像系统 3-d点扩散函数
推荐指数 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
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红外温度计的设计
红外温度计的设计1.红外的发现红外光也叫红外线，它是一位英国科学家发现的。
1800年，赫胥尔在研究太阳光时，让光通过棱镜分解为彩色光带，他用温度计去测量光带中不同颜色所含的热量。
试验中。
他偶然发现一个奇怪的现象：放在光带洪广外的一支温度计，比室内其他温度的指示数值高。
经过反复试验。
这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。
于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种人的肉眼看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。
(不过，要说明的是，事实上太阳发出的能量以波长580nm 的绿光最强。
)红外线是一种电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质。
红外线的波长在0.76～100μm 之间，位于无线电波与可见光之间。
任何物体，只要它的温度比零下273度高，就无一例外地发射出红外线。
2.红外测温的原理红外测温系统是利用物体的辐射能量与温度有关的原理而组成测温的系统。
将普朗克公式在探测器工作波长范围内积分可以得出目标辐射率的大小与目标温度间存在着固定的对应关系，用红外探测器测出目标的热辐射功率，就能计算出目标的表面温度，这就为红外测温奠定了理论基础。
2.1普朗克定律黑体的光谱辐射出射度是波长和黑体温度的函数，即：()()51,2e x p /1T c M c T λλλ-=- （1—1） 式中：1c —第一辐射常数，()216212 3.74183310c h c W m π-==⨯ ； 2c —第二辐射常数，()22 1.43883210h c c m K K -==⨯ ；其中：K —玻耳兹曼常数；h —普朗克常数；c —电磁波在真空中的传播速度。
图1-1表示了不同温度下黑体辐射的频谱分布，从图中可以看出:黑体总的辐射能量随温度的增高而增加，这是单波段测温仪的依据。
随着温度升高辐射峰所在的波长向短波方向移动，其规律符合维恩位移定律。
显然高温测温仪适用于较短的工作波长，低温测温仪宜选用较长的工作波段；短波长处辐射能量随温度增加比长波长处快，这意味着短波长处比长波长处测温灵敏度高。
强激光辐照光学元件的光热效应探测系统开题报告
所在专业审查意见：
学科管理部副主任：
年月日
工作者不但测量了植物的新陈代谢情况，而且对人体的皮肤组织以及细菌等进行了光
热研究，或研究其结构，或研究其光化学反应的弛豫过程。这是目前的新发
展趋势之一。
自从70年代近代光声光热学的先驱者A. Rosencwaig等使光热效应广泛应用于物
理、化学及生物医学等方面的研究以来，光热效应的研究逐步引起许多学科门类学者
[2] F B artoi,l L Esterow itz, R A llen, et a.l A genera lized the rm
a lm ode l fo r laser dam age in infrared detectors[J]. J.
App.l Phys. , 1976, 47(10): 2875- 2881.
描电子显微镜和扫描光声显微镜的研究工作，为热波的光声检测技术在我国的应用开
辟了一条新的途径。随着光声技术应用的快速发展，光热检测技术作为一种无损检测
方法己有了应用的结果，在薄膜热物性检测方面，香港理工大学的王聪和以及浙江大学的施柏煊用横向光热偏转方法测试了一些薄膜样品的热扩散率，他们把所得结果与用闪光法得到的结果进行比较，发现两结果很接近，证明了这种方法的可行性。
在对固体材料热扩散深度的检测和垂直于表面裂纹的检测等也已有了检测实例，南京
大学声学研究所的张淑仪院士等也在1984年研究了光束偏转成像方法，在我们实验室
里，1985年起，曾在国家自然基金资助下进行了光热偏转技术应用于固体薄膜光热成
像的研究，并获得了金属铝表面下最深200微米处的缺陷的无损成像检测结果。
毕业设计开题报告
２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：
【北京市自然科学基金】_技术创新_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
环境质量 环境库兹涅茨曲线 特征提取 片上网络 激光无损切割 激光加工 激光传感器 演变历程 温热杂交种 深度修正系数 测定方法 沉降计算统一公式 沉降计算经验系数 沉降计算 污泥减定 果实品质 果园蒸散 杂交种 杂交小麦 机械设计 有机肥 时空路径 数量遗传分析 数据处理 收益 捕食 指导方案 抗性 微血管内皮细胞 微基准程序 微型动物 微卫星标记 应力计算 并行绘制 布拉格光栅 工程勘察 寄主植物 子房 城市热岛效应 地理信息系统 地学可视化 土壤 噻虫嗪 吉林省 发育初期 反应体系
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科研热词 山羊 pcr-sscp 繁殖力 玉米 显微热成像 光学微扫描 鲁棒控制 高湿度 高效脱氮 高分子量麦谷蛋白亚基 骨形态发生蛋白2基因 非线性干扰解耦 雷公藤甲素 零点定标 钾载体蛋白 针刺 遗传咨询 逆系统 运动学 过采样重构 输气管道 轮式探头 超声测厚 谐振器 评价指标 触变成形 规整多孔 薄荷 萌发 草莓 致畸性 自抗扰器 自主创新能力 脑磁扫描法 脑电图学 胚胎中脑细胞 肝炎病毒,乙型 聚焦 聋 细胞增殖 细胞分化 组织系统 纵向行驶车辆动力学 繁殖性能 粒子群算法 突变 空间分辨力 神经肽y-y1受体基因 神经影像 硫酸锌 石英谐振器 石英晶体
光电成像概论基础-绪论
（2）外光电效应 1887年——Hertz首先发现了紫外辐射对放电过程的影 响
1888年——Hallwacks实验证实了紫外辐射可使金属表
面
发射负电荷；其后，托列托夫、勒纳和
Einstein相继建立了光电发射的基本定律
18
1.1 光电成像原理的产生及发展
光电成像原理
光电成像原理
（一）数字化摄像机与数码相机
2
（二）显示
3
（三）红外
红外测温仪 红外摄像机（英军押解伊战俘）
红外望远镜
数据传输（通讯）
5
医学成像
6
一、什么是光电成像技术？
光电成像技术就是用光电变换和信号处理技术获取目标图像
成像是将客观景物转变为图像的过程，是一种重要的信息获 取方式
微波（10-3m～ 10-1m ）可见光（0.38～0.76μm） γ射线（10-12m）
无线电波（0.3～102m）红外线（0.76～300 μm ） X光射线（10-9m～10-11m
光电成像系统工作光谱范围
电磁波谱范围
光电成像原理 21
一、经典理论可以证明，全部波段电磁波都可成为图像信息的载体 1．首先证明电磁场以波的形式传播（即证明存在电磁波）
度的红外照
相或观察
红外显微 镜 工作
照相工业
动物学 公安 心理学和医 学 材料检查
法律技术
生物学和动 物学 冶金学和地 质学
应用
在照相乳胶不起作用的光谱区进行目视工 作， 黑暗中修理发生故障的仪器 研究动物，特别是夜间活动的动物的行为 管理某一地区，夜间巡视，工事的防御 研究某种行为 应变光学 证据的检查与提取
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第 30卷 第 5期 2009年 5月 仪 器 仪 表 学 报 Chinese Journal of Scientific I nstru ment Vol 130No 15M ay 2009 收稿日期 :2008203 Receiced Date:2008203 3基金项目 :北京市自然科学基金 (4062029 资助项目
高分辨力光学微扫描显微热成像系统设计与实现 3 高美静 1, 2 , 金伟其 1, 王 霞 1, 徐 超 1, 陈翼男 1 (1 北京理工大学光电工程系 (2 燕山大学光电子系 摘 要 :, 研究提出了一种基于光学平板旋转微扫 描器的高分辨力显微热成像系统 。 , 给出了微扫描器相关的参数设计 、 加工容差 , 并与 , 。利用该系统实际采 , 系统空间分辨力得到提高 , 可应用于高分辨力显微热分析 。 关键词 :; 高分辨力 ; 过采样重构 中图分类号 :T N211 :A 国家标准学科分类代码 :510. 1060
D esi gn and im ple m en t a ti on of opti ca l m i cro 2scann i n g therma l m i croscope imag i n g syste m w ith h i gh resoluti on Gao Meijing 1, 2 , J in W eiqi 1 , W ang Xia 1 , Xu Chao 1 , Chen Yinan 1 (1D epart m ent of O ptical Engineering, B eijing Institute of Technology, B eijing 100081, China;
2D epart m ent of Photoelectron, Yanshan U niversity, Q inhuangdao 066004, China Abstract:T o i m p r ove the s patial res oluti on of the devel oped ther mal m icr oscope based on the uncooled focal p lane arrays, a novel high res oluti on ther mal m icr oscope i m aging system with op tical p late r otating m icr o 2scanner is de 2signed . The working p rinci p le of the op tical p late r otating m icr o 2scanner is analyzed . Moreover, the para meter de 2sign, the err or analysis, the p r ocess t olerance, the technical para meters and the co mpositi on of the whole syste m are all given . The results of standard oversa mp le reconstructi on f or real ther mal m icr oscope i m ages show that the design of syste m is successful and achieves higher res oluti on . The syste m can be app lied int o many syste m swhich need high s patial res oluti on . Key words:
ther mal m icr oscope i m aging syste m; op tical p late r otating m icr o 2scanner; high res oluti on; oversa mp le reconstructi on 1 引 言 为了满足大规模集成电路 、 生物医学和科学研究等 领域对细微热分析的需求 , 国外上世纪 90年代开始推出 显微热成像系统
[1] , 但由于采用制冷型红外探测器作为 成像组件 , 不仅系统体积重量较大 , 而且价格昂贵 , 限制 了系统的普及和使用 [2] 。 由于非制冷焦平面探测器具有 较高性价比、 无需制冷 、 功耗低、 体积小 、 重量 轻等 特 性 [3] , 近年来 , 随着非制冷焦平面探测器的发展和普及 , 非制冷焦平面热成像系统也被用于电路板测试评价中 , 但其光学放大倍率大都小于 1, 即仍然为缩小成像 , 对于 大规模集成芯片等的检测存在分辨力不足的问题 。作者 已研制了一种基于 320×240长波非制冷焦平面探测器 的显微热像仪
[425] 。 但对于更精细的观察 , 需要更高的系统空间分辨力 。
1038 仪 器 仪 表 学 报 第 30卷 由于显微红外物镜数值孔径 (NA 为 0. 44, 即红外光学 系统的衍射限截止频率约为 44cyc /mm,对于单元尺寸 45μm 的探测器 , 其采样率约为 22. 2cyc /mm,采样奈奎 斯特频率为 11. 11cyc /mm,因此 , 显微热成像系统属于 欠采样系统 , 可通过提高采样率或减小探测器单元尺寸 来提高该显微热像仪的空间分辨力 。采用大面阵小探测 器单元的焦平面探测器受到工艺、 价格及多种市场因素
限制 。 采用光学微扫描技术 [527] 是解决这一问题的有效 技术之一 , 它可在现有成像器件基础上提高空间采样率 , 并通过图像处理方法 , 提高系统的空间分辨力。本文介 像系统及其设计 。
2 图 1热像仪及采集的显微热图像 。 图 1 基于非制冷焦平面探测器的显微热成像系统及其应用 Fig . 1Ther mal i m aging system based on uncooled focal p lane detector m icroscope and its app lication 光学平板旋转微扫描原理如图 2所示 , 单块红外光 学平板位于红外显微物镜与非制冷焦平面探测器之间 , 而且与光轴保持一定倾角 θ。 如果平板的折射率 n 、 厚度 d 和倾角 θ确定 , 则当红外辐射穿过平板时由于折射作 用 , 出射光线会在入射面内沿平板倾斜的方向移动距离 Δ, 沿轴向位移距离 Z
。
图 2 单块平板平移光路分析图 Fig . 2Analysis of single p lane translati on op tics Δ=d sin θ1-n 2 -sin 2 (1 Z =d cos θ1- n 2 -sin 2 (2 式中 :Δ和 Z 主要取决于光学平板的倾角 θ、 折射率 n 和 厚度 d, 与入射光线的方向无关 。
, 会集光束 , 以 Δ为半径 45°、 135°、 225°和 (如图 3 , : P =L /2 (3 式中 :L 为像素间距 ; 微扫描位移量为 : Δ4 (4 当已知非制冷焦平面探测器像素间距 L , 由式 (4 确 定 Δ值 , 然后根据光学平板材料的折射率 n 和选择的平 板厚度 d , 由式 (1 确定光学平板相对光轴的倾角 θ。
图 3 标准 2×2微扫描模式示意图 Fig . 3Sche matic diagra m of 2×2m icr oscanning mode 3 光学平板旋转微扫描器的设计 光学平板旋转微扫描器由红外光学平板 、 精密光学 平板支座、 高精度自动旋转平台以及可编程控制器等组 成。光学平板支座放置光学平板的倾斜面倾角为 θ, 以 保证光学平板与光轴保持一定倾角 θ, 从而由微扫描控 制器控制光学平板在如图 3所示的 4个相隔 90°的位置 处进行欠采样成像 , 然后利用亚像元图像处理及超分辨 力图像算法得到高分辨力的图像 。
光学平板旋转微扫描器结构简单 、 控制方便、 容易与 不同成像传感器配合使用 , 可以设计成为通用部件 , 但需 要较高的加工和装调精度 。
3. 1 光学平板旋转微扫描器的参数设计 1 光学平板倾角 θ 本系统非制冷焦平面探测器像素中心距 L =45μm , 红外光学平板选用锗 n =4. 0028, 选择光学平板厚度 d =1mm 。 则由式 (4 和式 (1 计算得到 :θ=1°12′ 54′ ′ , Z =0. 7500589mm 。 其中 Z 通过调节红外显微物镜的
第 5期 高美静 等 :高分辨力光学微扫描显微热成像系统设计与实现 1039 安装尺寸来补偿 。 2 光学平板直径 光学平板直径需要通过分析整个显微热成像系统的 光路来确定 , 在不损失成像红外辐射的前提下 , 结合系统 的机械结构 , 确定光学平板透光直径为 26mm 。
平板参数将直接用来设计和加工光学平板、 精密光学平 板支座及与已有的显微热成像系统进行一体化的连接部件。 为了满足系统要求 , 实际加工需要一些加工容差等。
3. 2 光学平板旋转微扫描器的容差
由式 (1 可知光学平板玻璃材料的折射率 n 、 平板厚 度 d 和光学平板相对光轴的倾角 θ方向位移 Δ的精度。由式 (3 及式 (4 Δ将影响欠采样图像的微位移 , P 将破坏标准 2×2, 影响最后的 由于光学微扫描属于小角度扫描 , θ值一般较小 , 式
(1 可简化为 Δ≈ d n