负折射率材料是一种物理性质异常的物质。在介绍负折射率材料的国内外研究发展历程及其异常物理特性的基础上,指出负折射率材料在军用雷达、天线技术、通信系统及器件、**隐身技术、超灵敏**探测等方面具有潜在的、极大的应用价值和前景。

在柱透镜光栅自由立体显示技术中,能否正确匹配系统各个参数的关系,直接影响着最终观看的立体视觉效果。对柱透镜光栅立体显示的成像原理进行了研究,通过几何方法推导了柱透镜光栅显示系统各个参数之间的关系,并且采用光学软件TracePro进行验证,结果表明可以实现立体视觉,最后通过实验进一步证实了实际显示效果与软件验证结果相吻合。表明了系统之间参数设计的正确性。

采用粒子网格-蒙特卡罗碰撞(PIC-MCC)方法对等离子体平板背光源单元的放电过程进行了数值模拟,获得了放电过程中各带电粒子在空间区域的分布以及各区域的形成和性质,并结合模拟结果,详细分析了等离子体平板背光源单元的放电特性。结果表明,放电单元采用大电极间距可获得正柱区放电,正柱区的形成是正离子在阴极鞘层区不断积累将电位抬高所致。通过增加电极间距以增加正柱区的长度,可以有效地改善放电特性,从而提高背光源的发光效率。

基于人眼视觉暂留特性及LED的高速发光特性,设计了一套LED体三维显示系统。首先利用Matlab生成三维数据,通过红外模块传输到显示驱动电路;其次快速旋转LED阵列,由角度编码器获取旋转角度值,并根据角度值计算对应的二维截面图形;最后通过调制LED的发光与消隐实现相应的显示。该系统基于24×16二维LED阵列,具有69 120个体像素,实现了空间尺寸为94.4 mm×66.8 mm的稳定柱体内三维显示。

采用F-P可调滤波器对长周期光纤光栅的某级透射谱进行波长扫描,借助探测器和示波器对信号光波在驱动信号周期内所形成的负脉冲间隔进行测量,实现信号解调。利用此系统对蔗糖溶液浓度从0到饱和进行测量,测得系统传感灵敏度的实验值为0.02 ms Lg-1。

在现代工业的生产中,模具质地的好坏直接关系到所生产的产品质量。为了获取模具质地的信息,将声表面波与激光超声检测技术相结合,利用声表面波在介质深度不同的表面层传播时,振幅随深度的增加迅速衰减,提出了一种新的模具无损检测方法。由于激光源可以聚焦成点光源(或线光源),使得所获得的波形能够对小和薄的模具进行有效的检测,可以扩展至传统的检测方法的检测盲区内。通过实验分析知,其对材料性能表征和对材料表面和亚表面微小缺陷高度敏感,非常适用于微缺陷的无损检测。

从经典热传导方程出发,建立了单个短脉冲激光作用双层材料的二维轴对称物理模型,在考虑材料热物理参数随温度变化的基础上,采用有限元方法模拟了材料的瞬态温度场,得到了激光作用中和作用后铝-玻璃系统的温度时空分布。数值研究结果表明,在激光作用期间,系统表面的温度分布主要取决于作用激光的能量分布特性,并且金属材料的趋肤效应导致系统在厚度方向的温升范围很浅;在激光作用后,系统内部的热量在热传导作用下从高温区移向低温区,并且厚度方向的温升范围随着表面温度降低而不断扩大,但由于铝的热传导系数比玻璃大得多,所以温升主要停留在铝膜层。

采用高温固相法制备了ZnMoO4∶Tb3+绿色荧光粉,对样品进行了X射线衍射(XRD)和荧光光谱测定。XRD结果表明,样品在800℃时能得到单一ZnMoO4相。激发光谱由1个宽带峰和若干个尖峰组成,宽带属于Mo6+—O2-电荷迁移吸收带(CT),并且发现宽带峰位随Tb3+掺杂浓度增加而出现蓝移,尖峰属于Tb3+的4f—4f跃迁,最强激发峰位于377 nm处。发射光谱由四组峰组成,最强发射峰在543 nm处,对应于Tb3+的5D4—7F5跃迁,属于磁偶极跃迁。研究了ZnMoO4∶Tb3+荧光粉在543 nm的主发射峰强度随Tb3+掺杂浓度的变化情况。结果显示,随Tb3+浓度的增加,发射峰强度先增大;当Tb3+浓度x=0.15时,峰值强度最大;而后随Tb3+浓度增加,峰值强度减小。荧光寿命测试得到Tb3+的5D4—7F5跃迁发射的荧光寿命值为0.506 ms。光谱特性研究表明,ZnMoO4∶Tb3+是一种可能应用在白光LED上的绿基色发光材料。

用实验方法测量了楔形光纤探针的传输效率随光纤楔角的变化关系,作出传输效率曲线,通过测定楔形光纤探针传输效率的实验可知,楔体角度越大,过渡区越短,泄漏光就越少,传输效率会提高。在楔角由20.2° 增大到33.6° 以及楔角由55.8° 增大到83.6° 时,传输效率曲线呈较快的上升趋势;在楔角由33.6° 增大到55.8°,传输效率曲线上升趋势较缓。在相同的条件下,楔形光纤探针的传输效率随入射光波长的增大而快速地下降。

基于传输矩阵理论,针对双端面抽运的“Z”型折叠腔Nd∶YVO4 激光器的谐振腔设计进行了数值模拟,着重分析和比较了不同腔型稳定性的变化情况。“Z”型折叠腔中关于臂长的选择对于稳定性影响较大,平凹腔在较低的泵浦功率范围更加稳定,双凹腔的稳区范围较小,但是却更适合在高泵浦功率下工作。分别采用平-凹和双凹腔型对Nd∶YVO4的1064 nm连续激光进行了研究,在相同腔长不同腔型下分别获得了稳定的1 064 nm高功率激光输出,谐振腔稳区范围和输出功率变化规律与理论计算吻合。

光子晶体缺陷模式中,光群速大大降低可获得很高的群延时。调节光子晶体的参数可以动态地改变光子晶体缺陷模式中的光群速,从而获得可调的光延时。列举了两种动态控制光子晶体缺陷模式光群速的方法,并在仿真中进一步发现:改变光子晶体多个参数可以使禁带缺陷模式的位置不变,这时光的群速也不发生变化。得出了缺陷模式位置和其中光群速之间的关系,并且使用平面波展开法的原理证明了只有缺陷模式发生位移才能使其中的光群速变化。

从TE波的波动方程出发,根据电磁场的边界条件,推导出了三层介质平板波导中电场的表达式,得到了波导层TE波的转移矩阵和模式本征方程,并计算出了光波的功率流密度分布,通过对传输功率流的分析得到:在平板介质波导中,传输电磁能量的厚度大于薄膜的实际厚度。最后用Matlab描绘的本征值图对场分布进行了研究,从图中得到:在对称平板波导中没有截止厚度和截止频率,而非对称平板波导中存在截止厚度和截止频率,薄膜厚度越大,能承载的导模数越多。

针对传统粒子滤波目标跟踪算法中用先验转移概率作分布函数时计算量大、粒子退化严重且未考虑最新观察信息等缺点,提出了一种Camshift优化的粒子滤波跟踪算法。算法首先在粒子滤波框架下,利用Camshift算法使粒子向目标状态的最大后验核密度估计方向移动。然后针对目标所处环境的不同,提出了适时调整参与Camshift算法优化的粒子数的方法,既考虑了跟踪算法的效率又考虑了粒子的多样性。跟踪结果表明,该算法的跟踪性能明显优于传统的粒子滤波算法,具有很好的实时性和鲁棒性。

CdZnTe晶体是性能优异的室温半导体核辐射探测新材料,针对该材料制作的探测器设计了一种脉冲整形电路。将Sallen-Key滤波器应用于核脉冲的整形中,采用高速运算放大器来设计和实现了整形电路,用较少的级数就可得到准高斯波形的输出。研究了整形电路的工作原理,测定了电路的各项技术指标。通过OrCAD仿真测试,当脉宽大于1 μs时,反冲较明显,当脉宽不大于1 μs时,几乎没有反冲。采用辐射源241 Am,得到峰值为60 keV的能谱图,能量分辨率为9.2%。

为了改善FED显示器的显示质量,从FED所特有的光电特性入手,给出了FED显示特性的B-T预校正曲线;并基于目前所采用的标准电视信号作为图像信号源,介绍了FED非线性校正算法。在分析FED三基色色度特性的基础上,介绍了FED色度还原算法的理论模型，并把该校正算法成功应用到FED的视频显示中去,使图像质量得到较好的改善。

提出了一种基于钯膜的非本征法布里-珀罗光纤氢气传感器的方案。钯在氢气环境中吸收一定量的氢并使其体积膨胀, 而传感器腔长在应力的作用下发生变化。分析了其应力的传递过程,建立了法布里-珀罗腔腔长变化与氢浓度关系的数学模型。通过实验研究了该传感器的氢响应特性,理论模型预测的氢气浓度与实验结果吻合。