反射式光电联合变换相关器的设计

收稿日期:2006-01-19.光电技术应用一种适合于光电联合变换相关器的相关算法柴震海,秦 琴,施海燕,王汝笠(中国科学院上海技术物理研究所,上海200083)摘 要: 光电联合变换相关器具有实时处理光学图像能力,因此可用于景像匹配系统。

提出了一种适合于光电联合变换相关器的相关算法,该算法利用实数傅里叶矩阵的对称性,减少了运算中的存储和计算量,通过改进频谱的滤波算法,提高了相关结果的输出信噪比,从而提高了匹配精度。

关键词: 相关算法;快速傅里叶变换;联合变换相关器中图分类号:T N911.73 文献标识码:A 文章编号:1001-5868(2006)05-0624-04Correlation Algorithm for Opto electronic Joint Transform C orrelatorCH AI Zhen hai,Q IN Qin,SH I H ai y an,WANG Ru li(Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,CHN)Abstract: Opto electronic joint transform correlator has real time ability for pr ocessing optical images,so it can be used in scene matching system.A corr elation algo rithm fitted fo r optical electronic joint transfor m corr elator is proposed.T his alg orithm can w or k w ith lessmemory and less calculation,and adopt real number sy mmetry of Fo urier matrix to increase the signal to no ise ratio (SNR)of co rrelation r esults and im pro ve the matching precision.Key words: co rrelation alg orithm;fast Fourier transform;joint transform co rrelator1 引言光电联合变换相关器具有结构简单,易于实现相关运算,特别是具有实时处理能力,因而适用于实时的景像匹配处理系统。

基于联合变换相关器的红外摄远光学系统设计本文基于联合变换相关器设计了一种红外摄远光学系统，首先介绍了红外摄远光学系统的基本原理和应用背景，然后详细阐述了设计中的联合变换相关器的原理和实现方法，最后进行了仿真和实验验证，结果表明该系统具有优良的成像性能和稳定的性能。

关键词：红外摄远光学系统；联合变换相关器；成像性能；稳定性能一、引言红外摄远光学系统是一种广泛应用于军事、安防、航空航天等领域的重要光学系统，其主要功能是实现对远距离目标的实时监控和成像。

随着科技的不断发展和进步，红外摄远光学系统的成像性能和稳定性能得到了极大的提升，成为了现代光学系统的重要组成部分。

本文基于联合变换相关器设计了一种红外摄远光学系统，并对其成像性能和稳定性能进行了详细的研究和分析。

二、红外摄远光学系统的基本原理和应用背景红外摄远光学系统是一种利用红外光学原理实现目标成像的光学系统，其主要原理是利用红外光线穿过大气层时的折射和散射特性，实现对远距离目标的实时监控和成像。

红外摄远光学系统具有成像清晰、无需光源、不易被干扰等优点，因此广泛应用于军事、安防、航空航天等领域。

三、联合变换相关器的原理和实现方法联合变换相关器是一种基于光学相关原理实现目标成像的重要技术手段，其主要原理是将目标光学信号和参考光学信号进行相关运算，从而实现目标成像。

联合变换相关器的实现方法包括光学加法、光学乘法、光学傅里叶变换等多种方式，其中光学加法和光学乘法是最常用的实现方法。

本文设计的红外摄远光学系统采用了光学加法实现联合变换相关器，其具体实现过程如下：1、将目标光学信号和参考光学信号分别进行光学加法运算，得到两个光学信号的和信号。

2、将两个和信号进行光学乘法运算，得到联合变换相关器的输出信号。

3、将输出信号进行光学后处理，得到目标的成像信号。

四、仿真和实验验证为了验证本文设计的红外摄远光学系统的成像性能和稳定性能，我们进行了仿真和实验验证。

仿真过程中，我们使用了MATLAB软件对系统的成像性能和稳定性能进行了模拟和分析，结果表明该系统具有优良的成像性能和稳定的性能。

光电混合联合变换相关器的实验研究的开题报告
一、研究背景和意义：
在现代物理学和通信技术领域中，光电混合传感技术与相关信号处理技术具有非常重要的应用，它们广泛被应用于雷达、通信、医学成像等领域中。

而光电混合联合变换相关器是其中一种重要的光电混合传感器，它具有非常广泛的应用前景。

因此，对光电混合联合变换相关器进行研究，对于推动相关技术的发展和应用具有重要的意义。

二、研究内容：
本课题的研究内容主要包括：
1、光电混合传感技术的概述，包括原理和应用。

2、联合变换相关器的工作原理和特点。

3、基于光电混合技术和联合变换相关器的实验研究，包括系统设计、仿真实验和实际测量实验。

4、数据处理和结果分析。

三、研究方法和步骤：
本论文采用理论分析、仿真实验和实际测量实验相结合的方法进行研究：
1、进行文献调研和资料收集，深入了解光电混合传感技术和联合变换相关器的工作原理和应用。

2、根据理论模型和实验需求，设计并搭建光电混合联合变换相关器实验系统。

3、利用Matlab等工具，进行仿真实验和数据处理。

4、进行实际测量实验，并根据实验结果进行数据处理和结果分析。

四、预期结果和意义：
通过实验研究，可以对光电混合传感技术和联合变换相关器技术有更深入的了解，为其应用提供理论基础和技术支持。

同时，可以对光电混合联合变换相关器的实际应用进行探索和分析，为相关技术的发展提供参考和指导。

第5卷　第5期2012年10月　 中国光学 Chinese Optics Vol.5　No.5　Oct.2012 收稿日期:2012⁃07⁃16;修订日期:2012⁃08⁃18 基金项目:浙江省自然科学基金资助项目(No.Y1100524);浙江师范大学创新团队和浙江师范大学博士启动基金资助项目(No.zc304009158)文章编号　1674⁃2915(2012)05⁃0520⁃05组合式发光二极管路灯反射器的设计赵亚辉,范长江∗(浙江师范大学信息光学研究所,浙江金华321004)摘要:设计了一组合式路灯反射器,以使发光二极管(LED)路灯在道路照明时产生矩形光斑和均匀照度。

在非成像光学基础上,利用复合抛物面的高性能集光作用和机械设计软件的强大作图功能,设计了一款分段组合复合抛物面反射器(CPC)。

基于“边缘光线原理”和”裁剪法”,此款反射器能将朗伯型发光的LED 光束整形为近似矩形分布,出光效率达96%以上。

理论模拟证明:在高度为10m,范围为10m ×30m 内利用此反射器进行二次配光的LED 路灯的照度均匀度达0.5以上。

该反射式LED 路灯光束整形器结构简单,光学效率高、成本低廉,模拟结果完全达到了目前我国国家道路照明规范要求。

关　键　词:发光二极管(LED );非成像光学;复合抛物面反射器(CPC );LED 路灯;光学设计中图分类号:O439;TM923.58 文献标识码:A doi:10.3788/CO.20120505.0520Design of combined reflectors used in LED street lampsZHAO Ya⁃hui,FAN Chang⁃jiang ∗(Institute of Information Optics ,Zhejiang Normal University ,Jinhua 321004,China )∗Corresponding author ,E⁃mail :fancj@Abstract :A combined reflector for Light Emitting Diode(LED)street lamps is designed to produce a rectan⁃gular light spot and uniform lighting in the road,as well as having a simple structure and high light efficiency.Based on the principles of non⁃imaging optics and mechanical design software,a segmented compound para⁃bolic reflector was designed.The reflecting beams of light from the reflector have an approximately rectangular distribution while the light efficiency can reach 96%.The analysis and simulation results show that the uni⁃formity of illuminance can reach 0.5over an area of 10m ×30m when the LED lamp is installed at a height of 10m.The reflector design when applied to shaping the LED beam into the rectangle shape has a high opti⁃cal efficiency and low costs.The simulation results show that it can satisfy the current requirement for road lighting.Key words :Light Emitting Diode(LED);nonimaging optics;Compound Parabolic Concentrator(CPC);LEDstreet lamp;optical design1　引　言 发光二极管(LED)为半导体发光器件,不仅发光强度高,还具有体积小、寿命长、显色指数高等特点,是一种新型的绿色环保照明光源。

实验十三 光电混合联合变换相关实验实验目的：1. 掌握联合变换相关的原理；2. 掌握使用空间光调制器、CCD 等器件并利用计算机快速傅立叶算法实现相关输出的光电混合联合变换相关的实验方法；3. 会分析讨论实验结果。

实验原理：联合变换相关识别是相干光学信息处理的一种，由C.S.Weaver 和J.W.Goodman 于1966年提出。

80年代后期，由于实时光电转换器件的发展，给这种方法带来新的活力，近年来，有关研究日趋活跃，联合变换相关器（JTC ）已成为模式识别的重要手段，在空间飞行自动着陆、机器人视觉、目标跟踪、指纹识别、汉字识别等方面有着巨大的潜在应用前景, 吸引了众多研究者的注意。

联合变换相关这种方法，参考图像和待识别图像同时置于输入平面上，对称地放在光轴的两侧，在傅立叶平面上记录下其干涉功率谱。

如果对谱进行傅立叶变换，则在输出平面上可以得到自相关和互相关输出。

图13-1是联合变换相关的原理图。

P 2平面前的平面波C 是功率谱的再现光波。

设输入面P 1上并排放着目标图像和参考图像),(y x f 和),(y x h ，则输入函数可记为图13-1 联合变换相关的原),(),(),(y b x y b x y x -++=h f g (13-1)经傅立叶变换透镜L 1变换后，其联合频谱为]2exp[),(]2exp[),(),(ξπηξξπηξb j b j y x -+=H F G (13-2)式中：),(),(),(ηξηξH F G 、、y x 分别为),(),(),(y x y x y x h f g 和、的傅立叶变换，在P 2平面上的记录介质，例如全息干板等，仅对光强有响应，则]4exp[),(),(]4exp[),(),(),(),(),(222ξπηξηξξπηξηξηξηξb j b j y x **H F H F H F G +-++= (13-3)在线性记录的条件下，并忽略透过率函数中的均匀偏置和比例常数，用单位振幅的平面波读出，则经L 2的傅立叶变换后,在输出平面P 3得到 ),2(*),(),(),2(*),(),(),(),(),(),(),('''''''''''''''''''''y b x y x y x y b x y x y x y x y x y x y x y x +⊗+-⊗+⊗+⊗=δδf h h f h h f f g '(13-4)式中:符号⊗表示相关运算，*表示卷积运算。

用于联合变换相关器的制冷式红外变焦系统设计的开题报告1. 研究背景红外变焦系统广泛应用于军事、安防、热成像等领域。

而联合变换相关器（Joint Transform Correlator，JTC）也是一个非常重要的技术，它在目标识别和跟踪，医疗诊断，图像检索等方面都有很好的应用。

然而，在联合变换相关器中，目标图像的尺寸或位置发生变化时，系统的匹配精度会受到影响。

因此，如何提高联合变换相关器的匹配准确性和稳定性，是研究者所关注的重要问题。

2. 研究目的本文旨在设计一种制冷式红外变焦系统，并应用于联合变换相关器，以提高匹配准确性和稳定性。

3. 研究内容(1) 红外变焦系统的设计本研究将设计一个具有制冷系统的红外变焦系统，以实现对红外图像的变焦功能。

该系统将由红外探测器、变焦镜头、低噪声放大器和显示器等组成。

(2) 联合变换相关器的设计将制冷式红外变焦系统应用于联合变换相关器中，同时考虑目标图像的尺寸和位置变化，设计出一种匹配准确性和稳定性更好的联合变换相关器系统。

(3) 实验验证使用所设计的制冷式红外变焦系统联合变换相关器进行实验验证，并对实验结果进行分析和评价。

4. 研究意义(1) 提高联合变换相关器的匹配准确性和稳定性，满足实际应用需求。

(2) 推进红外变焦系统技术的发展与创新，扩大其应用领域。

(3) 推动军事、安防等领域的科技发展，为国家安全作出贡献。

5. 预期结果完成制冷式红外变焦系统的设计和制作，并将其应用于联合变换相关器中，实现匹配准确性和稳定性的提高。

同时，通过实验验证，分析系统的性能参数，为未来的研究提供参考。

6. 研究方法(1) 调研相关技术，了解红外变焦系统和联合变换相关器的设计原理和方法。

(2) 设计制冷式红外变焦系统并制作出样品。

(3) 设计联合变换相关器系统，并将制冷式红外变焦系统集成进联合变换相关器中。

(4) 进行实验验证，对实验结果进行分析和评价。

7. 进度安排(1) 调研并总结文献资料，完成撰写开题报告。

光电功率转换器的优化设计在现代工业中，能源的利用率一直是重要的议题。

在众多能源的利用方式中，光电功率转换器已经成为一个非常有前途的使用方法。

光电功率转换器的工作原理是将太阳能转换成电能。

由于太阳能具有普遍可获得性、无污染、环保等优点，光电功率转换器被广泛应用于不同的领域，如航空航天、医学、通信、能源等。

光电功率转换的核心部分是光伏电池，在太阳光的作用下，电子从半导体的导带向价带跃迁，引起电子和空穴的净运动，将太阳能转化成电能。

然而，实际上光伏电池的效率往往受到一系列因素的影响，如光谱分布、温度、浓度等，这些因素可能导致转换效率下降，降低功率转换器的性能。

为了提高光电功率转换器的效率，优化设计必不可少。

在本文中，我将讨论一些光电功率转换器优化设计的方法。

1. 材料优化光伏电池的性能不仅取决于半导体材料，还与材料的物理、化学性质相关。

优化电池的材料可以使电池效率更高。

例如，固体多晶硅有着广泛的应用，因为它是价格低廉、效率高的材料。

另一方面，单晶硅太昂贵且难以加工，但其效率却要高于多晶硅。

因此，在实际应用中，选择最适合的材料非常重要。

2. 结构优化改变光伏电池的结构可以提高其效率。

在现代光伏电池中，常使用与双面电极结构、多层阵列结构、反射层和透明导电层等结构进行设计。

调整光伏电池中每个层次的材料和厚度，以实现最佳效果。

例如，在光伏电池上添加反射层可以增加传递到电池中的光线数量。

此外，使用导电材料 (如氧化锌、氧化锡) 也可以在一定程度上提高电池效率。

3. 散热优化光伏电池在工作时会产生热量，如果不能及时有效地散热，会导致电池效率降低。

因此，散热优化对于提高光电功率转换器效率也非常重要。

对于大型光电功率转换系统，散热系统是一个非常重要的组成部分。

传统的散热器依赖于自然冷却，但现代技术已经使得更先进的冷却系统更易得到。

例如，水冷却系统已经开始在大型光电功率转换系统中得到广泛应用。

4. 电路优化）由于光电功率转换系统中的电路负责将电能转换为可用的能量，并将其储存在电池中，因此电路也必须经过优化。