一、光探测器与光学系统（论文文献综述）
石国强[1]（2021）在《玻璃基板表面高度信息获取方法的研究》文中指出大尺寸超薄玻璃基板是战略新兴产业-电子信息显示产业最重要的基础材料之一,其生产过程中出现高度变化过大的问题,导致信息显示器件关键组件的缺陷,直接影响所显示图形的质量,甚至造成次品和废品的产生。因此,针对玻璃基板表面高度信息获取方法的研究就至关重要。目前主要采用非接触式测量,其中光谱共焦技术因在测量中具有快速性、准确性高等特点得到更多的关注。本文提出基于光谱共焦测量原理的玻璃基板表面高度信息获取的方法,通过理论分析和软件仿真,设计出一套光谱共焦测量系统,同时利用CCD相机采集光谱图像来替换光谱仪,作为测量系统的图像采集,为光谱共焦系统后续的研究做好基础。本文主要通过以下几点进行研究:（1）对光谱共焦系统理论进行详细研究,对影响系统性能的主要因素进行分析。针对光学系统中各个部件进行分析,选择合理的硬件,设定光学设计指标。针对关键元件-色散物镜进行仿真,得到的色散大小为500μm,并拟合得到波长与轴向高度的关系。（2）为了有利于系统集成化以及降低系统成本,使用彩色CCD相机代替传统的光谱仪,作为光谱图像采集装置。针对图像光谱中心像素点RGB数值与波长之间的关系难以直接转换的问题,提出颜色转换模型。通过公式将RGB数值换算为XYZ颜色模型,再通过XYZ颜色模型中色度坐标与波长的对应关系,提出利用BP神经网络进行数据处理,建立测量精度更高的数学模型。（3）采用设计的光路进行玻璃基板表面高度信息获取系统的搭建。首先,验证了不同位置处对应光谱图像的颜色不一致。然后,针对已有的数据对二者进行BP神经网络预测,拟合结果表明,BP神经网络拟合精度高。同时选用特定波长的滤光片对数学模型进行验证,得到预测波长的平均绝对误差不超过0.6 nm。并将预测波长带入波长与轴向高度的拟合公式,剔除较大误差之后,得到系统测量高度位置绝对误差不超过1.4μm,范围500μm,满足工业的微米级测量精度要求。
武刚[2]（2021）在《光通信系统中亚波长光栅分束器及屋形谐振腔的研究》文中研究表明伴随着5G、云计算、大数据和人工智等IT技术的迅速发展,作为其主要支撑的光通信技术也迎来了新的变革与挑战。为了实现更高的数据传输速率,光通信系统中各类光模块和光器件性能大幅提升,并逐渐向小型化、高速化、集成化的方向发展。其中,硅基亚波长光栅因其卓越的光学衍射特性,被广泛应用于激光器、光探测器、耦合器、滤波器、传感器等光电子器件中,并可利用它们实现更为复杂的光子集成电路。此外,基于高品质因子微腔的多种功能器件的出现,极大地推动了光子集成和光子芯片等领域的发展。本文主要围绕亚波长光栅分束器及一种屋形光学谐振腔展开理论分析及实验研究,主要的创新点和研究成果如下:1.研究了非周期亚波长光栅的衍射光波前相位控制特性,提出了透射光为平行光束的一维亚波长光栅功率分束器,设计了偏转角分别为15°和30°、功率比为1:2的1×2功率分束器,仿真得到分束后两光束的偏转角分别为14.4°和29.5°,功率比约为1:1.87,与设计值基本相符。此外,还提出了一维亚波长光栅合束器、透射光为会聚光束的一维亚波长光栅功率分束器、一维亚波长光栅双焦透镜等结构,并对这些器件的性能进行仿真验证。2.提出了基于双层结构一维条形亚波长光栅的偏振分束器,设计了焦距40μm,能够实现波长1.55μm、垂直入射的TM偏振光反射会聚、TE偏振光透射会聚的偏振分束器。仿真得到的TM反射光束焦距为40 μm,焦点处光场强度的半高全宽约1.88 μm,总反射率为90.8%;TE透射光束焦距为38.3 μm,焦点处光场强度的半高全宽约1.7 μm,总透射率为82.4%。该器件能够很好地实现两种正交偏振态的分离,并使分束后的光束各自会聚。3.提出了基于二维块状亚波长光栅的1×N功率分束器,理论分析中,设计了焦距为10 μm的透射型1×3和1×4功率分束器,仿真得到二者的焦距分别为9.5 μm和9.7 μm,总透射率分别为89%和87.2%,焦平面上各会聚点光场强度的半高全宽均小于2 μm。实际使用中,在SOI晶片上制备了焦距为150μm、半径为216 μm的圆形1×3功率分束器和边长为370 μm的方形1×4功率分束器,测量得到两功率分束器的焦距约为170 μm,焦平面上会聚光斑轮廓清晰。4.提出了基于二维块状亚波长光栅的柱面透镜、柱面反射镜和柱面分束透镜。理论分析中,设计了焦距为6 μm的凸柱面透镜和凹柱面反射镜,仿真得到二者的焦距分别为5.85 μm和5.6μm,两线状会聚光斑光场强度的半高全宽分别为0.82μm和1.08 μm。实际使用中,制备了周期为0.6 μm、焦距为250μm、面积为400 μm×400 μμm的亚波长光栅凸柱面透镜,在600 μm处测得透射光束的线状远场图像,两正交方向光斑光场强度的半高全宽分别为250 μm和680 μm。当改变入射光的偏振方向时,线状光斑的归一化强度保持不变,表明基于二维亚波长光栅的柱面透镜具有低的偏振敏感性。此外,还制备了 1×2柱面分束透镜,并对其衍射特性进行测试。5.提出了基于二维块状亚波长光栅的光束偏转器,理论分析中,设计了面积为7.8μm×7.8 μm、偏转角分量为α=30°（光束在光栅平面内投影与χ轴的夹角）、β=30°（光束与z轴夹角）的光束偏转器,仿真得到光束偏转角α和β分别为31.4°和29.5°。实际使用中,制备了面积为400μm×400 μm、两偏转角分量均为30°的光束偏转器,测量得到两偏转角分量分别为α测=29.5°、β测=29.6°,实现了对平行光束精确的偏转控制。6.与他人合作提出并实现了与亚波长光栅功率分束器混合集成、对称分布的三单元/四单元单行载流子光探测器阵列。在-2V偏压下,测量得到与1×3光栅功率分束器集成的三单元光探测器阵列的最大射频输出功率为11.5 dBm@15 GHz,饱和光电流为70 mA@15 GHz;与1×4光栅功率分束器集成的四单元光探测器阵列的最大射频输出功率为13.1 dBm@15 GHz,饱和光电流为91 mA@15 GHz。和相同结构的单个单行载流子光探测器相比,饱和特性有较大的提升。7.提出了一种由非平行反射镜构成的屋形光学谐振腔,分析了不同区域入射光束的谐振条件,仿真得到顶部反射镜倾角为1°、高度为4.468μm、宽度为14.976μm的屋形谐振腔TE20,1模线宽小于0.008 nm,品质因子不小于1.938×105。与具有相同尺寸参数的平行平面腔相比,屋形谐振腔能够将光场限制在更小的区域,实现了更小的光谱线宽、更高的品质因子和更小的模式体积。此外,还提出一种扩展结构的锥顶形光学谐振腔,并对其谐振特性进行了理论分析。
魏加立[3]（2021）在《空间TOF相机光机结构系统设计与实现》文中进行了进一步梳理近年来,随着航天技术的快速发展,在月球探测、交会对接以及深空探测任务中面临的空间环境愈发复杂,这些都给深空探测技术提出了新的挑战。空间TOF相机是一种应用于空间领域的新兴探测设备,可同时获取强度与深度信息,并且有着体积小巧、帧率高、实时性强的优势。目前,TOF相机在我国航天领域还没有成功应用案例,本文针对我国某航天设备上首次搭载的小型空间TOF相机光机结构开展相关研究,具体研究工作如下:详细探究了空间TOF相机的工作机理及数学模型,对比分析了目前主流的3D相机（双目视觉、结构光）与TOF相机的各自优势。结合空间TOF相机的研制要求,对相机的光机结构系统进行了设计,确定了TOF相机的光学系统及整体结构方案。从材料的力、热性能与工艺性角度考虑,优选相机光机结构材料。采用有限元分析方法,对相机关键部件（镜筒）进行了力学特性分析及结构参数优化。随后,对空间TOF相机整机光机结构进行了详细结构设计。利用有限元分析方法分析了整机的静力学、动力学及热结构特性。分析结果表明,温度与过载工况下,整机最大应力为120.2MPa,最大变形为283.6nm;整机基频为399Hz,具有足够高的动态刚度;55℃均匀温升载荷工况下,各光学透镜面形精度均满足PV≤?/10,RMS≤?/40（?=632.8nm）的设计指标要求。最后,研制了空间TOF相机的初样,并对大小视场光学镜头进行了性能测试。利用MATLAB软件对检测结果进行数据处理,得出光学镜头的主要性能参数。结果表明,相机大小视场光学镜头的各项实测性能参数均满足设计指标要求。
张岩焱[4]（2021）在《全无机金属卤化物钙钛矿纳米材料的可控制备及光电性质研究》文中研究指明随着纳米技术的快速发展,低维半导体纳米材料（包括:量子点、纳米线、纳米带、纳米管和纳米晶等）在新型纳米光电器件领域扮演着愈来愈重要的角色。影响半导体材料发光效率、吸收系数、载流子扩散系数、载流子迁移率等光电性质的参数较多,其中半导体的禁带宽度决定了半导体材料的吸收和发射性能,进而影响半导体光电器件的应用。自然界中天然存在的半导体种类少之又少,一方面,由于传统半导体材料经济成本高、材料尺寸较大、应用于集成器件中难度高等诸多限制因素,在半导体纳米信息器件的大规模应用上仍然面临着很大挑战,另外,传统半导体材料的带隙局限性严重影响了多功能光电器件的发展与应用。国内外科研工作者为了打破带隙局限性,在不同半导体材料带隙调制方面做了许多出色的研究工作,在拓宽材料带隙范围的同时,也为未来基于带隙调制半导体在集成器件上的应用提供了可能。为了研究纳米尺度下带隙递变或突变的半导体在纳米光电器件中的性能,需深入开展纳米结构的带隙调制工作。全无机金属卤化物钙钛矿纳米材料由于其优异的光电性能（例如高光学吸收系数、长载流子扩散长度及寿命、高载流子迁移率等）、可见光波长范围内波长可调以及材料组成的丰富性等,近年来受到科研人员的广泛关注。本论文通过改进化学气相沉积法（CVD）实验装置,将不同带隙的全无机金属卤化物钙钛矿材料在单基片上集成以及制备带隙突变的异质结纳米线、纳米带。具体研究工作归纳如下:（1）成功制备了铯铅卤化物钙钛矿（Cs Pb X3,X=Cl,Br,I）纳米晶结构,通过加装步进电机克服了真空管式炉腔内固体反应源物质无法控制的难题,在高温生长条件下完成反应源物质的更替,实现单基片上Cs Pb Cl3（1-x）Br3x组分连续递变,沿衬底长度方向完成带隙调制,实现了可调谐WGM纳米激光器。（2）通过探索全无机金属卤化物钙钛矿纳米线的生长条件,在锡催化剂的作用下成功制备锡催化的铯铅卤化物钙钛矿（Cs Pb X3,X=Cl,Br,I）纳米线,然后通过改进后的化学气相沉积装置完成反应源物质的替换,完成Cs Pb Cl3-Cs Pb I3异质结纳米线的制备工作,研究了材料的光学性质。（3）在原有化学气相沉积法实验装置上加装步进电机来辅助反应源物质移动,通过多步骤反应合成制备Cd S-Cd Sx Se1-x-Cd S合金纳米带横向异质结。在405 nm激光的照射下,该纳米带中间为红色发光,两侧为绿色发光,呈现“绿-红-绿”的三明治结构,在纳米带宽度方向实现带隙调制,利用这些独特的结构实现了半导体纳米带光探测器。
张涛[5]（2021）在《基于PbS量子点/硅微孔阵列窄带近红外探测器的研究》文中研究指明近红外探测器在信息技术及生物医学等诸多领域具有广泛的应用,但通常面临高成本滤光片以及复杂光学系统设计和集成等诸多问题。硅基光探测器由于与CMOS工艺具有非常好的兼容性,是集成光电子器件的理想选择。新型硅微孔限光结构阵列因其可通过成熟的微加工工艺制备,光学特性可调等特性,可用于构建高性能硅基近红外探测器。硫化铅量子点（Pb S QDs）因其带隙小而激子波尔半径大的特点,在近红外光探测器中有着潜在的应用前景。本文结合可调控的硅微孔阵列和Pb S QDs优异近红外特性,系统开展基于Pb S QDs/Si MHs近红外探测器的设计,制备及性能研究,且主要研究内容及研究成果如下:（1）基于半导体光吸收特性和器件理论,提出了硅微孔阵列背照式肖特基二极管（SD）构建窄带近红外光探测器。利用Silvaco TCAD构建了三维肖特基结光探测器模型,研究了器件的光生载流子的产生和收集特性。结合现有器件制备工艺,通过调控硅微孔陷光结构,探索研究器件近红外光场与光照角度的关系,优化肖特基结光探测器近红外响应性能。（2）基于硅微孔阵列结构限光仿真优化设计,利用光刻和感应耦合等离子体刻蚀方法（ICP）等微加工工艺,成功制备硅微孔阵列结构,通过湿法转移石墨烯电极构建了Si MHs/Gr SD;为提升器件的近红外响应特性,采用可控的旋涂工艺,在硅微孔阵列上制备了均匀Pb S QDs薄膜,构建了Pb S QDs/Si MHs/Gr光探测器。光电特性表征发现,器件具有明显的近红外窄带响应,峰值波长为1064nm,探测率高达1.12?1012 Jones,响应度达0.71 A/W,明显高于Si MHS/Gr SD和Si/Gr SD两个数量级以上。（3）基于脉搏监测原理中的电容积脉搏波描记法（PPG）,搭建了由1064nm发光二极管、放大器、示波器以及Pb S QDs/Si MHs/Gr肖特基结近红外光探测器组成的脉搏测量系统,实现了与商用的PPG可比拟的心率检测,且具有良好的抗环境光干扰。
刘渝城[6]（2020）在《大尺寸高质量钙钛矿单晶生长及其光电性能研究》文中认为有机无机铅卤化物钙钛矿半导体由于其组分可调、简单的溶液制备方法、强的光吸收能力、低的材料成本等优点使得它们的多晶薄膜在光伏和光电应用研究方面取得了快速进展。然而,在多晶薄膜中存在的大量晶界和缺陷被证明是导致离子迁移和快速分解的主要原因,这也是导致钙钛矿太阳电池低稳定性和严重迟滞效应的两个主要因素。与多晶薄膜相比,没有晶界的钙钛矿单晶由于具有更优异的性质,如更长的载流子寿命和扩散长度,更低的体缺陷态密度,更高的载流子迁移率以及更宽的光谱吸收范围等,显着增强了其光电特性。然而,目前报道的钙钛矿单晶仍然存在以下不足:（1）单晶尺寸较小,质量不够高,限制了器件性能进一步提升和应用。（2）单晶的体电阻率较小,使得其光电器件暗电流过高。（3）单晶内部的离子容易迁移,尤其是在高电场下离子迁移异常明显,导致探测器响应不稳定,响应速度较慢,器件信噪比低,基线漂移严重,器件电极被破坏,继而降低器件的稳定性。（4）钙钛矿单晶中普遍含有大量的高毒性铅,极大地限制了其广泛应用。因此,针对以上问题,本文围绕高质量大尺寸钙钛矿单晶的生长策略、反应机理、溶解-结晶平衡、结构维度设计、毒性铅的替换及其光电探测性能,开展的系统研究工作如下:Ⅰ.通过优化晶体成核和生长过程,研发了一种低温梯度结晶（LTGC）的方法,制备了尺寸为47 × 41 × 14 mm3的高质量三维（3D）结构钙钛矿CH3NH3PbBr3单晶。该单晶表现出优异的光电性质,如低的缺陷态密度、高的载流子迁移率、长的载流子寿命和扩散长度。使用该单晶制备的光探测器具有高的工作稳定性,大的外量子效率（13453%）,高的探测率（8 × 1013 Jones）以及短的响应时间（15.8μs）。Ⅱ.开发了迁移率为81±5 cm2 V-1s-1、载流子寿命为899±127 ns、缺陷态密度为6.2±2.7×109 cm-3的高质量3D结构钙钛矿单晶。基于该单晶进一步设计和制备了由729像素组成的大面积（约1300mm2）传感器阵列成像组件,实现了优异的成像性能。Ⅲ.提出了一种外围诱导结晶策略,成功地生长了大面积可弯曲的2D结构钙钛矿（C6H5C2H4NH3）2PbI4薄膜单晶（SCM）,最大面积超过2500 mm2,厚度最薄为0.6μm。这些薄膜单晶具有低的缺陷态密度、优异的光响应均匀性和长期稳定性。利用这些薄膜单晶,设计并制备了柔性光探测器,其外量子效率为26530%,响应率为 98.17 AW-1,探测率为 1.62 × 1015 cm Hz1/2 W-1。Ⅳ.研发了一种溶液表面张力控制结晶的方法成功生长了大尺寸2D结构块体钙钛矿单晶,最大尺寸为36mm。基于这些单晶,设计制备了光探测器,研究了光电响应的各向异性,发现在（001）面制备的探测器具有更高的光响应性能。V.开发了一种有效的多余晶核消除策略生长英寸级高质量0D结构、非铅类钙钛矿（CH3NH3）3Bi2I9单晶。该单晶具有非常低的离子迁移率,高的体电阻率和优异的环境稳定性。基于该单晶制备的X射线探测器灵敏度高达1947 μC Gyair-1 cm-2,探测限为83 nGyair s-1,响应时间为23.3 ms。此外,由于该单晶探测器具有低的基线漂移（5.0 × 10-10 nA cm-1 s-1 V-1）和良好的X射线响应性能,进而实现了首例0D结构无铅类钙钛矿单晶X射线成像系统。
左超,冯世杰,张翔宇,韩静,陈钱[7]（2020）在《深度学习下的计算成像:现状、挑战与未来》文中研究表明近年来,光学成像技术已经由传统的强度、彩色成像发展进入计算光学成像时代。计算光学成像基于几何光学、波动光学等理论对场景目标经光学系统成像再到探测器采样这一完整图像生成过程建立精确的正向数学模型,再求解该正向成像模型所对应的"逆问题",以计算重构的方式来获得场景目标的高质量图像或者传统技术无法直接获得的相位、光谱、偏振、光场、相干度、折射率、三维形貌等高维度物理信息。然而,计算成像系统的实际成像性能也同样极大程度地受限于"正向数学模型的准确性"以及"逆向重构算法的可靠性",实际成像物理过程的不可预见性与高维病态逆问题求解的复杂性已成为这一领域进一步发展的瓶颈问题。近年来,人工智能与深度学习技术的飞跃式发展为计算光学成像技术开启了一扇全新的大门。不同于传统计算成像方法所依赖的物理驱动,深度学习下的计算成像是一类由数据驱动的方法,它不但解决了许多过去计算成像领域难以解决的难题,还在信息获取能力、成像的功能、核心性能指标（如成像空间分辨率、时间分辨率、灵敏度等）上都获得了显着提升。基于此,首先概括性介绍深度学习技术在计算光学成像领域的研究进展与最新成果,然后分析了当前深度学习技术在计算光学成像领域面临的主要问题与挑战,最后展望了该领域未来的发展方向与可能的研究方向。
刘罡[8]（2019）在《高分辨率紧凑被动相干成像技术研究》文中研究表明高分辨率紧凑被动相干成像技术是一种基于光学干涉原理和光子集成电路的新型成像技术。其采用基于光子集成电路的紧凑排布干涉阵列来代替传统的胶片、CCD或CMOS等探测手段,突破体积、重量和功耗等限制条件,获得更高的图像分辨率成像;或者在相同图像分辨率成像条件下,让探测器的体积、重量和功耗减少到原来的1/101/100。在空间成本居高不下、传统成像体制逼近极限的大背景下,高分辨率紧凑被动相干成像技术的研究可以为未来提供高分辨率、小体积、轻质量和低功耗的新选择,不仅在军事空间成像机理方面有重要的科学价值,同时作为新一代成像技术,可以广泛推广到空间探测、侦查等众多领域,具有重要的应用价值。高分辨率紧凑被动相干成像技术应用前景广阔,但是仍处于研究初级阶段,目前还存在诸多理论和工程应用问题。主要有以下几个方面:（1）系统的透镜阵列的排布方式决定着空间频率采样的数量和恢复图像的质量,当前对于透镜阵列的排布设计研究不足导致空间频率覆盖不足;（2）光子集成电路是整个系统的关键部分,但是目前的光子集成电路的尺寸、光路设计等还无法满足系统的高质量成像需求。成像应用带来的复杂且数量巨大的光路给大尺寸光子集成电路的设计带来了极大的挑战;（3）高分辨率紧凑被动相干成像技术直接得到的是包含目标不完备的空间频率的振幅和相位信息的复测量值,因此图像重建问题是一个病态逆问题。如何结合系统的特征,精确重建图像也是一大挑战。本论文对高分辨率紧凑被动相干成像技术进行了整体介绍及重点问题的研究,从基本原理介绍和模型入手,到各个主要问题的深入分析和讨论。主要研究工作总结如下:1.本文从基本相干成像原理出发,阐述了高分辨率紧凑被动相干成像技术的整体光学过程,并对系统的成像过程以及耦合效率、系统视场、系统分辨率以及接收光能量等性能参数进行了研究,分析了被动相干成像技术的优势和劣势。建立了仿真分析模型。2.针对透镜阵列的不同排布方式对空间频率采样的影响,进行了单个干涉臂上几种透镜的基线组成方式以及对应的透镜阵列性能的比较和讨论。提出了一种基于压缩感知的光子集成电路设计的透镜排布方式（CS-CPCIT）及其优化方案（CS-CPCIT+）,将2N个透镜可组成的不同基线数目由N条分别增加为2N-1条和N×N条,其中CS-CPCIT+可组成的最长基线长度增加为N/2倍。仿真结果表明,当SPIDER在波长范围12231568nm,使用24个透镜组成12条基线、最长基线为20.88mm、角分辨率为0.74mrad时,CS-CPCIT+可组成基线数为144条,最长基线可达103.68mm,角分辨率为0.12mrad。3.基于分时采样思想,提出了一种超大口径旋转式相干成像系统设计方案,通过单轴旋转、固定子孔径+旋转轴式和多旋转轴等方式,可以使用少量子孔径得到等效超大口径和较为完备的空间频率覆盖。在固定子孔径+旋转式设计中,使用一个旋转轴和7个半径为0.25m的固定子孔径,在波长范围500900nm时,可实现20m等效口径、259)(6(9的角分辨率。在旋转轴旋转45次的情况下,重建图像的PSNR为26.45dB。4.针对光子集成电路需排布复杂且数目巨大的光路的问题,提出了一种基于压缩感知的光子集成电路优化排布设计及其优化方案,将2N个透镜所需的N套传输、干涉和测量设备减为只需要1套,在简化光子集成电路设计的同时,实现空间频率采样数目分别提高2倍和N倍。在仿真中,波长为700nm,当SPIDER使用72个透镜组成36条基线、最长基线为0.36m、角分辨率为1.9(6(9时,CS-CPCIT+可组成基线数为1296条,最长基线可达6.48m,角分辨率为0.11(6(9。5.针对系统的图像重建问题是病态逆问题,本文结合天文综合孔径图像重建理论,整理提出了图像重构理论框架,并在此理论框架下给出了多种图像重建算法的仿真验证。对USAF图像使用等式约束的各范数进行图像重建,相比于直接IFFT的PSNR=16.58dB,TV范数、1范数和0范数的PSNR分别提升了31%、16%和6%。验证了0范数、1范数和TV范数对重建图像的提升效果为:TV范数>1范数>0范数。当干涉臂数目为37条,单条干涉臂上采样数由6个增加到144个时,使用IFFT的PSNR由9.93dB增加到16.81dB;而当单条干涉臂上采样数为72个,干涉臂数目由7条增加到111条时,使用IFFT的PSNR由11.33dB增加到28.16dB。通过对不同干涉臂数目和单条干涉臂上采样数目的研究,验证了通过增加干涉臂数目来增加采样数比通过增加单条干涉臂上的采样数的图像质量效果更好。6.开展了光学相干检测原理性验证实验。采用光纤器件代替光子集成电路中的各个光学器件,并使用光纤进行连接,组成一条相干基线。通过对基线对应的空间频率信息进行采样,验证了被动相干理论的可行性,并对实验结果和影响因素进行了分析和讨论。本论文通过上述关键研究内容,阐述了高分辨率紧凑被动相干成像技术的整体结构和重点问题的解决思路,为该技术实用化研究提供了理论和技术支撑,也为新型大口径、高分辨率成像技术的发展提供了新思路。
王钰洁[9]（2019）在《大视场超分辨定位成像中的数据获取与处理方法》文中提出超分辨定位成像技术提供了突破衍射极限的空间分辨率,为研究生物大分子及细胞器的精细结构、分布规律及功能等提供了新的光学成像工具。超分辨定位成像技术与新型大面阵弱光探测器相结合,发展出了大视场超分辨定位成像技术,为高通量成像、高内涵筛选等应用领域提供了新的契机。本文系统研究了基于背照式大面阵科研级互补金属氧化物半导体（Scientific Complementary Metal Oxide Semiconductor,s CMOS）探测器的超分辨定位成像方法、在线稀疏分子定位方法及在线图像采集终止时间的判定,促进了大视场超分辨定位成像技术的发展和成熟。具体内容如下:（1）基于背照式大面阵s CMOS探测器的大视场超分辨定位成像方法。本文通过光子传递曲线测量系统和探测器性能直接评价系统,在三类指标（单像素、单分子、超分辨成像）上对背照式大面阵s CMOS探测器进行了系统的成像性能评估。基于均匀入射光、荧光小球和细胞样品的实验发现:与两款常用弱光探测器相比,该探测器在三类指标上都具有成像优势。在此基础上,初步开展了基于背照式大面阵s CMOS探测器的大视场超分辨定位成像技术的研究。（2）在线稀疏分子定位方法。本文研究了单分子信号分布模型,开发了基于单分子频域信息的在线稀疏分子定位算法---频域分析法（Fast Fourier Transform Localization,FFTLocalization）。该方法简化了从单分子分布中估算精确位置的问题,避免了传统拟合算法中的大量迭代运算。在此基础上,本文开发了以图形处理器（Graphics Processing Unit,GPU）并行计算和频域分析法为基础的稀疏分子定位软件。仿真数据和实验数据表明,频域分析法能够在保证高精度定位的同时,实现大视场超分辨定位成像的在线稀疏分子定位。（3）图像采集终止时间的在线判定。在基本思想“超分辨定位成像的最终目的是获取目标精细结构而非完整的分子位置列表”的基础上,本文结合定位点的相关性,提出了结构分辨指数（Structure Resolving Index,SRI）概念,并基于SRI实现了图像采集终止时间的在线判定。SRI用于判定图像采集终止时间理论上能够减少由荧光分子的多次闪烁特性或距离过近而无法在超分辨图像中被分辨的相邻分子带来的额外数据量。仿真数据和实验数据表明,结构分辨指数能够用于图像采集终止时间的在线判定,且能够在保证超分辨图像结构分辨能力的同时,减小26.0%54.9%的原始数据量。综上所述,本文发展了一系列针对大视场超分辨定位成像的数据获取与处理方法,提升了大视场超分辨定位成像的性能和易用性,有望促进超分辨定位成像在高通量成像、高内涵筛选等方面的应用。
劳达宝,崔成君,王国民,周维虎[10]（2019）在《飞秒激光跟踪仪跟踪光路的优化设计与分析》文中进行了进一步梳理基于光学系统对跟踪探测的影响,结合仪器功能,提出了一种基于胶合透镜减小跟踪偏移量的方法,实现了对飞秒激光跟踪仪跟踪光路的优化;改进了准直扩束光路,细化了光学系统,分析了优化后光学系统在接收功率和杂光方面对跟踪探测的影响机理。基于优化的光学系统设计,搭建实验系统进行了探测实验。实验结果表明,补偿后的跟踪探测精度可达3μm,这满足仪器精密跟踪要求。
二、光探测器与光学系统（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光探测器与光学系统（论文提纲范文）
（1）玻璃基板表面高度信息获取方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1.绪论 |
| 1.1. 课题研究背景、意义及来源 |
| 1.1.1. 课题来源 |
| 1.1.2. 课题研究背景及意义 |
| 1.2. 玻璃基板表面高度获取方法 |
| 1.2.1. 接触法 |
| 1.2.2. 非接触法 |
| 1.3. 光谱共焦技术的国内外研究现状 |
| 1.3.1. 光谱共焦技术的国外研究现状 |
| 1.3.2. 光谱共焦技术的国内研究现状 |
| 1.4. 本文的主要研究内容 |
| 2.光谱共焦玻璃基板高度信息获取系统原理分析 |
| 2.1. 光谱共焦位移测量原理 |
| 2.2. 光谱共焦位移传感器性能分析 |
| 2.2.1. 测量范围 |
| 2.2.2. 分辨率 |
| 2.2.3. 被测物允许的最大倾斜角度 |
| 2.3. 光谱共焦玻璃基板表面高度信息获取系统总体方案 |
| 2.4. 本章小结 |
| 3.光学系统设计及仿真 |
| 3.1. 测量系统 |
| 3.2. 系统硬件选型 |
| 3.2.1. 光学系统的性能指标 |
| 3.2.2. 光源选择 |
| 3.2.3. DMD的选择 |
| 3.2.4. 准直透镜的设计 |
| 3.2.5. 色散物镜的设计 |
| 3.2.6. 探测器 |
| 3.3. 光路仿真分析 |
| 3.4. 本章小结 |
| 4.光谱共焦高度信息获取系统的算法研究 |
| 4.1. 颜色模型的转换算法研究 |
| 4.2. 颜色模型 |
| 4.2.1. 工业颜色模型 |
| 4.2.2. 计算颜色模型 |
| 4.3. 颜色转换算法的选择 |
| 4.3.1. 基于BP神经网络的颜色模型转换 |
| 4.3.2. BP神经网络参数的选择 |
| 4.4. 本章小结 |
| 5.实验仿真及结果分析 |
| 5.1. 实验平台的搭建 |
| 5.2. 实验内容 |
| 5.2.1. 基于光谱图像的色度坐标及RGB数值获取 |
| 5.2.2. BP神经网络模型仿真 |
| 5.3. 实验验证及误差分析 |
| 5.3.1. 实验验证 |
| 5.3.2. 实验误差分析 |
| 5.4. 本章小结 |
| 6.总结与展望 |
| 6.1. 总结 |
| 6.2. 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）光通信系统中亚波长光栅分束器及屋形谐振腔的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 论文研究的意义 |
| 1.3 论文结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 亚波长光栅的研究进展及应用 |
| 2.1 基于亚波长光栅的高反射镜 |
| 2.2 基于亚波长光栅的抗反射表面 |
| 2.3 基于亚波长光栅的光波导 |
| 2.4 基于亚波长光栅的偏振控制器件 |
| 2.5 基于亚波长光栅的相位控制器件 |
| 2.6 基于亚波长光栅的耦合器 |
| 2.7 基于亚波长光栅的滤波器 |
| 2.8 亚波长光栅的应用前景 |
| 2.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 亚波长光栅的严格耦合波分析法及器件设计方法 |
| 3.1 周期结构亚波长光栅的严格耦合波分析法 |
| 3.1.1 一维条形周期结构亚波长光栅的严格耦合波分析 |
| 3.1.2 二维块状周期结构亚波长光栅的严格耦合波分析 |
| 3.2 基于亚波长光栅的光学器件设计方法 |
| 3.2.1 基于一维条形亚波长光栅的器件设计 |
| 3.2.2 基于二维块状亚波长光栅的器件设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 一维亚波长光栅分束器的研究 |
| 4.1 基于一维亚波长光栅的功率分束器 |
| 4.1.1 透射光为平行光束的功率分束器 |
| 4.1.2 基于一维亚波长光栅的合束器 |
| 4.1.3 透射光为会聚光束的功率分束器 |
| 4.1.4 一维条形亚波长光栅双焦透镜 |
| 4.2 基于一维亚波长光栅的偏振分束器 |
| 4.2.1 偏振分束器模型 |
| 4.2.2 偏振分束器的结构设计 |
| 4.2.3 偏振分束器的仿真验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 二维亚波长光栅分束器的研究 |
| 5.1 基于二维亚波长光栅的1×N功率分束器 |
| 5.1.1 具有会聚功能的透射型1×N功率分束器模型 |
| 5.1.2 1×N功率分束器的结构设计 |
| 5.1.3 1×N功率分束器的仿真验证 |
| 5.1.4 一种1×9功率分束器 |
| 5.2 基于二维亚波长光栅的柱面透镜、柱面反射镜 |
| 5.2.1 柱面透镜和柱面反射镜模型 |
| 5.2.2 柱面透镜和柱面反射镜的设计与仿真 |
| 5.2.3 柱面透镜的实验验证 |
| 5.3 基于二维亚波长光栅的柱面分束透镜 |
| 5.4 基于二维亚波长光栅的光束偏转器 |
| 5.4.1 光束偏转器模型及光束控制机理 |
| 5.4.2 光束偏转器的性能仿真 |
| 5.4.3 光束偏转器的实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 光栅功率分束器与光探测器阵列集成的研究 |
| 6.1 单行载流子光探测器原理 |
| 6.2 与亚波长光栅功率分束器集成的光探测器阵列结构 |
| 6.3 1×N光栅功率分束器的设计与制备 |
| 6.4 集成光探测器阵列的设计与制备 |
| 6.5 集成光探测器阵列的性能测试 |
| 6.5.1 暗电流测试 |
| 6.5.2 频率响应特性测试 |
| 6.5.3 交流饱和特性测试 |
| 6.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 屋形光学谐振腔的研究 |
| 7.1 一种屋形光学谐振腔 |
| 7.1.1 屋形谐振腔的结构及分析 |
| 7.1.2 屋形谐振腔的模式特性 |
| 7.2 一种锥顶形光学谐振腔 |
| 7.2.1 锥顶形谐振腔结构及分析 |
| 7.2.2 锥顶形谐振腔的模式特性 |
| 7.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及申请的专利 |
| 学术论文 |
| 申请专利 |
（3）空间TOF相机光机结构系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 TOF技术的发展 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 TOF相机国外研究现状 |
| 1.3.2 TOF相机国内研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 3D-TOF相机工作原理及数学模型 |
| 2.1 3D-TOF相机的工作原理 |
| 2.2 3D-TOF相机的数学模型 |
| 2.3 主流3D相机测量技术 |
| 2.3.1 双目视觉技术 |
| 2.3.2 3D结构光技术 |
| 2.3.3 三种3D相机技术的对比 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 空间TOF相机结构设计与优化 |
| 3.1 光学系统 |
| 3.2 像质分析 |
| 3.3 相机机械结构材料选择 |
| 3.4 空间TOF相机整机结构方案 |
| 3.4.1 光学镜头组件 |
| 3.4.2 光源器组件 |
| 3.4.3 遮光罩 |
| 3.4.4 电箱组件 |
| 3.5 光学镜头组件的结构优化 |
| 3.5.1 参数优化模型 |
| 3.5.2 镜筒参数优化结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 空间TOF相机静动态特性分析 |
| 4.1 静力学分析 |
| 4.1.1 温度及过载适应性分析 |
| 4.1.2 镜面面形分析 |
| 4.2 模态分析 |
| 4.3 空间TOF相机的频率响应分析 |
| 4.3.1 相机在横向正弦振动激励下的响应 |
| 4.3.2 相机在纵向正弦振动激励下的响应 |
| 4.4 空间TOF相机的随机振动分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 空间TOF相机镜头检测 |
| 5.1 镜头具体研制流程 |
| 5.2 大小视场光学镜头检测 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 攻读学位期间参与项目 |
（4）全无机金属卤化物钙钛矿纳米材料的可控制备及光电性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 纳米材料 |
| 1.2.1 纳米材料的简单介绍 |
| 1.2.2 纳米材料的基本属性 |
| 1.3 全无机金属卤化物钙钛矿材料 |
| 1.4 全无机金属卤化物钙钛矿纳米材料的制备合成方法 |
| 1.4.1 化学气相沉积法 |
| 1.4.2 液相生长法 |
| 1.4.3 导向生长法 |
| 1.5 带隙调制的内容与意义 |
| 1.6 本论文的研究目的、内容及意义 |
| 1.6.1 本论文的研究目的和意义 |
| 1.6.2 本论文的研究内容 |
| 第2章 带隙调制铯铅卤化物钙钛矿纳米晶在单基片上的合成及光学性质研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 材料的制备 |
| 2.2.4 样品的常规表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 铯铅卤化物钙钛矿纳米线及其异质结的制备与光学性质研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 样品的制备 |
| 3.2.4 样品的常规表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 CdS-CdS_xSe_(1-x)-CdS合金纳米带横向异质结的制备及光电性质研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 样品的制备 |
| 4.2.4 样品的常规表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果目录 |
| 致谢 |
（5）基于PbS量子点/硅微孔阵列窄带近红外探测器的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光电探测器概述 |
| 1.2.1 光电探测器工作原理 |
| 1.2.2 光电探测器的应用 |
| 1.2.3 硅微纳结构光探测器的研究现状 |
| 1.3 量子点的简介 |
| 1.3.1 量子点的研究背景 |
| 1.3.2 量子点的物理性质及特点 |
| 1.4 PbS QDs/SiMHs/Gr肖特基结光探测器的研究背景 |
| 1.4.1 PbS量子点的研究现状 |
| 1.4.2 陷光结构原理 |
| 1.4.3 光电探测器的性能参数 |
| 1.4.4 实验仪器简介 |
| 1.5 本课题的研究内容及选题依据 |
| 第二章 硅微孔阵列肖特基型窄带近红外探测器建模及设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SiMHs/Gr窄带近红外光探测器的3D模型建立 |
| 2.3 SiMHs/Gr肖特基结光探测器仿真结果与分析 |
| 2.3.1 材料参数及物理模型 |
| 2.3.2 器件特性 |
| 2.3.3 器件仿真结果分析 |
| 2.4 光照参数对SiMHs/Gr肖特基结光探测器光吸收特性的影响 |
| 2.4.1 光吸收与光照波长的关系 |
| 2.4.2 光吸收与光照角度的关系 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 PbS QDs/SiMHs/Gr肖特基结窄带光电探测器的制备及光电特性研究. |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PbS QDs的制备与表征 |
| 3.2.1 PbS量子点的制备 |
| 3.2.2 PbS QDs的表征 |
| 3.3 PbS QDs/SiMHs/Gr肖特基结窄带光探测器的制备 |
| 3.3.1 基于ICP方法的硅微孔阵列的制备 |
| 3.3.2 PbS QDs/SiMHs/Gr肖特基结光探测器的制备 |
| 3.4 PbS QDs/SiMHs/Gr肖特基结窄带近红外光电探测器的性能研究 |
| 3.4.1 光谱响应 |
| 3.4.2 响应度与探测率 |
| 3.4.3 响应速度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于PbS QDs/SiMHs/Gr肖特基结窄带近红外光电探测器在心率检测中的应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 心率检测原理及现状 |
| 4.2.1 把脉 |
| 4.2.2 心电监测仪 |
| 4.2.3 光电容积描记法 |
| 4.3 基于PbS QDs/SiMHs/Gr肖特基结光电探测器的心率检测电路搭建 |
| 4.4 基于PbS QDs/SiMHs/Gr肖特基结光电探测器的心率检测电路检测结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 本文的主要研究内容和总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（6）大尺寸高质量钙钛矿单晶生长及其光电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 钙钛矿晶体结构及单晶研究进展 |
| 1.1.1 钙钛矿晶体结构 |
| 1.1.2 钙钛矿单晶研究进展 |
| 1.2 光探测器的分类、工作原理及基本参数 |
| 1.2.1 光探测器的分类 |
| 1.2.2 光伏探测器工作原理 |
| 1.2.3 光电导探测器工作原理 |
| 1.2.4 光探测器中的暗电流 |
| 1.2.5 光探测器的基本参数 |
| 1.3 X射线探测器的工作模式、原理及基本参数 |
| 1.3.1 X射线探测器工作模式及其工作原理 |
| 1.3.2 X射线探测器的基本参数 |
| 1.4 钙钛矿光探测器及X射线探测器研究进展 |
| 1.4.1 钙钛矿用于光探测器的优势 |
| 1.4.2 钙钛矿用于X射线探测器的优势 |
| 1.4.3 钙钛矿光探测器研究进展 |
| 1.4.4 钙钛矿X射线探测器研究进展 |
| 1.5 本论文的研究意义、研究内容与创新点 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容与创新点 |
| 第2章 晶体成核与生长理论基础、模型 |
| 2.1 晶体成核理论 |
| 2.1.1 均相成核 |
| 2.1.2 异相成核 |
| 2.2 晶体生长理论与模型 |
| 2.2.1 扩散-控制生长模型和反应控制的增长模型 |
| 2.2.2 奥斯特瓦尔德熟化(Ostwald ripening) |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基础材料制备与表征方法 |
| 3.1 实验所用试剂,仪器与材料合成 |
| 3.1.1 实验所用试剂 |
| 3.1.2 合成所用仪器设备 |
| 3.1.3 基础材料合成 |
| 3.2 主要表征方法与简单原理 |
| 3.2.1 表征仪器与设备 |
| 3.2.2 器件性能表征方法与简单原理 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 低温梯度结晶生长大尺寸三维钙钛矿单晶及其光探测性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 基本表征和测试 |
| 4.2.2 低温梯度结晶(LTGC)生长钙钛矿单晶 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 低温梯度结晶(LTGC)生长钙钛矿单晶过程研究 |
| 4.3.2 溶液中钙钛矿单晶生长过饱和模型 |
| 4.3.3 单晶晶体结构 |
| 4.3.4 单晶光电性质 |
| 4.3.5 单晶的光探测性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 大尺寸高质量三维钙钛矿单晶及其数字图像传感性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 CH_3NH_3Br晶体合成 |
| 5.2.2 单晶生长 |
| 5.2.3 单晶探测器的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 单晶的晶体结构 |
| 5.3.2 单晶的缺陷态密度和光学性质 |
| 5.3.3 单晶光探测性能 |
| 5.3.4 单晶探测器阵列及数字图像传感性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 外围诱导结晶生长大面积二维钙钛矿单晶薄膜及其柔性光探测器 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 单晶薄膜的生长 |
| 6.2.2 单晶薄膜器件制备 |
| 6.2.3 单晶及其探测器表征方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 单晶薄膜生长过程研究 |
| 6.3.2 单晶薄膜的厚度控制及其弯曲性 |
| 6.3.3 单晶薄膜晶体结构表征 |
| 6.3.4 单晶薄膜的光学和电荷传输性质 |
| 6.3.5 柔性单晶探测器及探测性能 |
| 6.4 结论 |
| 第7章 表面张力控制结晶生长高质量二维钙钛矿单晶及其各向异性光探测性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.2.1 表面张力控制结晶生长块体2D钙钛矿单晶 |
| 7.2.2 平面型钙钛矿单晶探测器制备 |
| 7.2.3 单晶材料及器件性能表征 |
| 7.2.4 理论计算 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 表面张力控制溶液表面成核分析 |
| 7.3.2 晶体结构的各向异性 |
| 7.3.3 单晶的光学性质和缺陷态密度 |
| 7.3.4 钙钛矿单晶的各向异性电荷传输 |
| 7.3.5 单晶探测器及其各向异性光探测性能 |
| 7.4 结论 |
| 第8章 大尺寸零维结构非铅类钙钛矿单晶生长及用于高灵敏稳定X射线成像 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 实验部分 |
| 8.2.1 单晶生长 |
| 8.2.2 单晶X射线探测器制备 |
| 8.2.3 单晶材料表征与X射线探测器性能测试 |
| 8.2.4 理论计算 |
| 8.3 结果与讨论 |
| 8.3.1 单晶晶体结构 |
| 8.3.2 单晶光学性质与稳定性 |
| 8.3.3 单晶X射线探测器及其性能 |
| 8.3.4 单晶X射线探测器中的离子迁移 |
| 8.3.5 单晶X射线成像 |
| 8.4 结论 |
| 第9章 总结与展望 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 |
（7）深度学习下的计算成像:现状、挑战与未来（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 深度学习下的计算成像:现状 |
| 1) 从“物理模型驱动”到“样本数据驱动” |
| 2) 从“分步/分治”到“端到端学习” |
| 3) 从“病态非线性逆问题”到“直接(伪)正向非线性建模” |
| 1) 提升传统计算成像技术的信息获取能力: |
| 2) 降低传统计算成像技术对“正向物理模型”或“逆向重构算法”的过度依赖: |
| 3) 突破传统计算成像技术所能够达到的功能/性能疆界: |
| 2.1 提升传统计算成像技术的信息获取能力 |
| 1) 时域相移解调法: |
| 2) 空域相位解调法: |
| 2.2 降低传统计算成像技术对“正向物理模型”或“逆向重构算法”的过度依赖 |
| 2.3 突破传统计算成像技术所能够达到的功能/性能疆界 |
| 3 深度学习下的计算成像:挑战 |
| 3.1 (实测)训练数据的获取与标注成本高 |
| 1) 耗时费力: |
| 2) 真值难知: |
| 3.2 目标合作度与环境稳定性要求高 |
| 1) 目标合作度要求高: |
| 2) 环境稳定性要求高: |
| 3.3 网络结构的选取趋于经验主义 |
| 3.4 “调参好比炼丹”式的试错法训练机制 |
| 3.5 特定样本训练后的网络缺乏泛化能力 |
| 3.6 “深度学习下的计算机视觉”≠“深度学习下的计算成像” |
| 3.7 “深度学习”缺乏“深入理解”的能力 |
| 4 深度学习下的计算成像:未来 |
| 4.1 搭上深度学习技术发展的顺风车 |
| 4.1.1 对抗学习(GAN) |
| 4.1.2 迁移学习与少样本学习 |
| 4.1.3 自动化机器学习(AutoML) |
| 4.2 物理模型驱动数据与数据驱动物理模型 |
| 4.2.1 物理模型驱动数据 |
| 4.2.2 数据驱动物理模型 |
| 4.3 深度学习的可解释性有待进一步探究 |
| 4.4 脑神经科学启发的思路值得更多的重视 |
| 4.5 既要“深度”又要“深入” |
| 4.6 既要“有所为”又要“有所不为” |
| 5 结束语 |
（8）高分辨率紧凑被动相干成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 英文缩略词说明 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 综合孔径技术介绍 |
| 1.2.2 被动相干成像国外研究现状 |
| 1.2.3 被动相干成像国内研究现状 |
| 1.2.4 发展趋势和主要问题 |
| 1.3 本文主要研究内容及论文章节安排 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 论文章节安排 |
| 第2章 高分辨率紧凑被动相干成像技术理论基础 |
| 2.1 基本成像原理 |
| 2.1.1 双光束干涉 |
| 2.1.2 范西特-泽尼克定理 |
| 2.1.3 迈克尔逊型光纤干涉仪 |
| 2.2 被动相干成像系统整体光学过程和成像过程 |
| 2.2.1 整体光学过程 |
| 2.2.2 成像过程和评价指标 |
| 2.3 系统性能参数 |
| 2.3.1 耦合效率 |
| 2.3.2 波导视场和系统视场 |
| 2.3.3 片上干涉过程 |
| 2.3.4 系统分辨率和空间频率覆盖 |
| 2.3.5 能量传输过程 |
| 2.3.6 系统信噪比 |
| 2.4 被动相干成像技术优劣势分析 |
| 2.4.1 性能参数与系统结构参数的关系 |
| 2.4.2 被动相干成像技术与传统单孔径成像技术的比较 |
| 2.5 系统理论框架 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 新型透镜排布方式研究 |
| 3.1 透镜排布和基线组成 |
| 3.1.1 基线组成方式 |
| 3.1.2 透镜排布原则 |
| 3.2 透镜阵列整体设计 |
| 3.2.1 笛卡尔坐标采样 |
| 3.2.2 极坐标采样 |
| 3.2.3 极坐标排布的优劣 |
| 3.3 不同透镜排布方式 |
| 3.3.1 直接排布及仿真结果 |
| 3.3.2 优化排布及仿真结果 |
| 3.3.3 可移动基线排布及仿真结果 |
| 3.4 优化排布组合的寻找算法 |
| 3.4.1 回溯法 |
| 3.4.2 实验结果 |
| 3.5 基于压缩感知的排布方式及仿真结果 |
| 3.5.1 CS-CPCIT透镜排布 |
| 3.5.2 CS-CPCIT+透镜排布 |
| 3.6 透镜各种排布方式比较 |
| 3.7 超大口径旋转式系统设计 |
| 3.7.1 单轴旋转式设计 |
| 3.7.2 固定+旋转式设计 |
| 3.7.3 影响因素研究 |
| 3.7.4 减少子孔径数目设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 光子集成电路布局设计和优化 |
| 4.1 光子集成电路的材料选择 |
| 4.2 SPIDER的 PIC设计 |
| 4.2.1 第一代PIC |
| 4.2.2 第二代PIC |
| 4.3 基于压缩感知的光子集成电路优化设计 |
| 4.3.1 压缩感知简介 |
| 4.3.2 CS-CPCIT的基本原理 |
| 4.3.3 实验仿真 |
| 4.4 CS-CPCIT升级设计 |
| 4.4.1 测量矩阵不相等 |
| 4.4.2 透镜阵列优化 |
| 4.4.3 实验仿真 |
| 4.5 各种PIC布局设计比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 图像重构理论模型和方法研究 |
| 5.1 问题描述 |
| 5.1.1 贝叶斯推理 |
| 5.1.2 似然概率选择 |
| 5.1.3 高斯噪声和线性模型 |
| 5.2 正则项 |
| 5.2.1 常用的正则项 |
| 5.2.2 正则项的选择 |
| 5.3 优化策略 |
| 5.4 理论模型总结 |
| 5.5 图像重建实验 |
| 5.5.1 实验准备 |
| 5.5.2 实验结果和讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 光学相干检测原理性验证实验 |
| 6.1 光学相干检测原理验证方法 |
| 6.1.1 实验仪器 |
| 6.1.2 实验装置 |
| 6.2 实验结果 |
| 6.3 讨论 |
| 6.3.1 实验设计意义 |
| 6.3.2 对简单目标进行采样的实验讨论 |
| 6.3.3 误差分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文的主要创新点 |
| 7.2 论文的其它研究内容 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（9）大视场超分辨定位成像中的数据获取与处理方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 超分辨显微成像技术概论 |
| 1.2 超分辨定位成像 |
| 1.3 适用于大视场超分辨定位成像的弱光探测器 |
| 1.4 大视场超分辨定位成像中的数据处理方法 |
| 1.5 本文工作 |
| 2 基于背照式大面阵s CMOS探测器的大视场超分辨定位成像方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 弱光探测器成像性能的表征方法 |
| 2.3 背照式大面阵s CMOS探测器的成像性能 |
| 2.4 基于背照式大面阵sCMOS探测器的大视场超分辨定位成像 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 大视场超分辨定位成像中的在线稀疏分子定位方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 适用于大面阵弱光探测器的稀疏分子定位算法 |
| 3.3 稀疏分子定位算法的加速 |
| 3.4 稀疏分子定位方法的性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 大视场超分辨定位成像中图像采集终止时间的在线判定 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结构分辨指数 |
| 4.3 基于结构分辨指数图像采集终止时间的判定 |
| 4.4 基于结构分辨指数的图像采集终止判定方法的性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 文章创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的论文与研究成果 |
（10）飞秒激光跟踪仪跟踪光路的优化设计与分析（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 飞秒激光跟踪仪光学系统 |
| 3 跟踪仪杂光对跟踪探测的影响 |
| 4 光学系统优化设计 |
| 5 光路优化分析 |
| 5.1 优化后功率分析 |
| 5.2 优化后杂光分析 |
| 6 实 验 |
| 7 结 论 |
四、光探测器与光学系统（论文参考文献）
- [1]玻璃基板表面高度信息获取方法的研究[D]. 石国强. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]光通信系统中亚波长光栅分束器及屋形谐振腔的研究[D]. 武刚. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]空间TOF相机光机结构系统设计与实现[D]. 魏加立. 长春工业大学, 2021(08)
- [4]全无机金属卤化物钙钛矿纳米材料的可控制备及光电性质研究[D]. 张岩焱. 信阳师范学院, 2021(09)
- [5]基于PbS量子点/硅微孔阵列窄带近红外探测器的研究[D]. 张涛. 合肥工业大学, 2021(02)
- [6]大尺寸高质量钙钛矿单晶生长及其光电性能研究[D]. 刘渝城. 陕西师范大学, 2020(02)
- [7]深度学习下的计算成像:现状、挑战与未来[J]. 左超,冯世杰,张翔宇,韩静,陈钱. 光学学报, 2020(01)
- [8]高分辨率紧凑被动相干成像技术研究[D]. 刘罡. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2019(05)
- [9]大视场超分辨定位成像中的数据获取与处理方法[D]. 王钰洁. 华中科技大学, 2019(03)
- [10]飞秒激光跟踪仪跟踪光路的优化设计与分析[J]. 劳达宝,崔成君,王国民,周维虎. 中国激光, 2019(03)