1 北京理工大学生物医学工程系, 北京 100081
2 北京理工大学光电工程系, 北京 100081
研究了基于双平板剪切干涉形成阵列光镊的装置, 并将其应用于聚苯乙烯颗粒的捕获, 此技术有望成为一种新型的细胞等生物颗粒的分选方法。首先对传统光镊理论进行修正, 确定适合本研究方案的理论模型, 并对模型中的具体参数采用Matlab软件进行仿真分析。根据理论分析的结果确定相关光学元件参数, 搭建阵列光镊系统。通过调节两干涉场之间的叠加角度, 可以获得不同分布特点的二维阵列光镊。将该系统用于颗粒捕获实验, 成功实现对6 μm聚苯乙烯小球的捕获, 证实系统设计方案合理可行。
生物光学 阵列光镊 双平板剪切干涉 颗粒捕获 仿真分析
北京理工大学 信息科学技术学院光电工程系，北京 100081
介绍了基于数字图像处理方法测量透镜焦距的玻罗板分划线快速自动甄别法。该图像处理方法鲁棒性好，采用Canny法进行分划线边缘检测。用重心法计算所有线条的重心，从重心往两边搜索线条，判断选取间隔大的刻划线对，可以提高测量精度。实验数据表明该方法的相对测量不确定度能达到8．5×10－4。为实现以数字图象处理为基础的焦距客观测量提供了一种可行的技术途径。
焦距测量 边缘检测 数字图像处理 focal length measurement Canny Canny edge detection digital image processing
北京理工大学 信息科学技术学院光电工程系，北京 100081
液晶光电图形发生器选用先进的液晶显示器件，在计算机的控制下可根据实际测量的需求产生出各种所需的目标图形。针对第一代光电图形发生器数据传输速度过慢等问题，研制了新一代基于DSP的光电图形发生器，采用通用异步接收／发送通信外设的接口方式，通过高性能DSP与FPGA进行图形传输，利用专用的液晶驱动芯片完成图形显示。结果表明，该装置提高了传统光学测量中对目标更换的效率和图形传输速度，实现了从目标到探测的全光电化测量。
液晶显示器件(LCD) 数字信号处理器(DSP) 现场可编程门阵列(FPGA) 图形发生器 liquid crystal display digital signal processor field programmable gate array graphic producer
北京理工大学信息科学技术学院, 北京 100081
深入研究了测试图案对测量畸变的影响。提出“一靶测试法”进行畸变测量与校正,拍摄了自行设计、制作的“综合点阵靶板”的畸变图像,图像处理得到其畸变点位置,并与理想点位置进行对应比较。建立多项式模型确定畸变点与理想点的位置校正关系,理想点位置由理想成像得到,并运用最小二乘拟合算法求得多项式系数,标定整个CCD摄像系统的畸变。“综合点阵靶板”采用灰色圆点黑色间带图案,方便了点按序标记排列,从而确定畸变点与理想点的一一对应。对2.6 mm焦距的广角CCD镜头摄像系统进行了畸变测量与校正,其重复测量,校正精度达到0.3%。
测量 CCD摄像系统 畸变校正 多项式模型 图像处理
1 北京理工大学生物医学工程系,北京100081
2 北京理工大学光电工程系光学测量实验室,北京100081
介绍了光镊的原理及近年来发展起来的各种阵列光镊技术，探讨了阵列光镊技术在不同学科领域的应用。
生物医学光子学 微粒操控技术 阵列光镊
