研究方向及其进展 研究方向及其进展

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1.  3D信息获取技术研究

       3D成像和3D运动目标获取在许多领域得到应用。但是目前3D内容的获取技术和设备全部由国外掌握,国内相关领域的研究也只是对已经获取的内容进行处理和应用。我们采用结构光、透镜阵列成像和飞行时间法(ToF)等技术进行3D信息的获取,实现目标3D成像、人机互动和无人驾驶避障等。

 

图1. 3D信息获取技术

 

2.  微纳光纤功能器件制造技术与应用研究

       微纳光纤器件在通信和传感领域具有重要应用。因为微纳光纤具有倏逝场强、弯曲损耗小、模场面积小、色散可设计和柔韧性好等优点,对新型功能微纳光纤器件进行了探索性研究,如微纳光纤慢光角速度传感器和微纳光纤慢光激光器等。目前我们已具有较完备的光纤加热拉制、监测及缠绕系统,将进一步对微光纤环谐振器慢光测试进行研究,对缠绕制作的微光纤环谐振器慢光单元的慢光延时进行测量等。

 

图2. 微光纤结型谐振器的光学显微图像和微光纤环谐振器谐振光谱

 3.  THz、中红外纤维波导研制技术

       在太赫兹、中红外光纤技术研究方面取得了重要进展。设计制造了以环烯烃共聚物为基质的空芯多孔包层太赫兹光纤,在0.2-1.5 THz波段的损耗在3dB/m量级,特别是在0.99THz附近,损耗达到0.208 dB/m;国际上所报道的微结构太赫兹光纤的损耗大都在数dB/cm量 级。                                                                      

图3. 太赫兹微结构聚合物光纤预制棒和光纤端面

 

4.  单光纤成像技术

       传统的显微成像中,获取物体显微结构信息主要有可见光透射式或反射式。然而由于所观察物体的折射率不均匀,导致成像深度下降、降低图像质量。为了解决这一问题,引入浑浊介质(turbid medium),想以此突破衍射极限,重构物光波。因此需要探究浑浊介质在光场中的传播特性。浑浊介质的传输矩阵(transmission matrix):是对浑浊介质散射过程的微观描述,代表了对入射光的调制特性。如果将单根光纤看做为一种浑浊介质,则可以用单根光纤实现成像。

 图4. 单光纤成像示意图

5.  透雾成像技术研究

       透雾成像技术在军用和民用的领域都具有非常重要的应用。传统的透雾成像技术主要基于计算机视觉,具有一定的局限性,不易实现实时去雾处理。我们基于雾霾颗粒的物理模型,探索雾霾天气光线退化的本质原因,再据此对雾霾图像进行去雾处理就会得到良好的效果。该技术具有一定的普适性,适于实现实时去雾处理。

图5.(a)去雾处理前照片

 

(b)去雾处理后照片

6.  玻璃粉项目研究

       玻璃粉在航空、航天和特殊用途的微波电路、微电子器件等领域有重要用途。我们的GF-86银玻璃粉已经产业化,该产品主要作为氧化锌避雷器用氧化锌电阻片的添加剂材料,能够改善电阻片的电学性能从而提高电阻片的老化寿命。目前,银玻璃粉粉体粒度从原有几十乃至几百微米达到了微米级别,大大提升了粉体性能,在同行业中处于领先地位。该项目曾获得1987年中科院科技进步三等奖,国家优秀发明专利奖。除此之外,我们也在太阳能背伏用浆料玻璃粉及环保电子玻璃粉的研究中取得了良好的成果。