余学才周建华老师拟开放的题目.docx

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余学才周建华老师拟开放的题目

余学才、周建华老师拟开放的题目：

1、单载流子光探测器的电子输运过程研究

课题背景：

只有电子对光电流有贡献的光探测器称为单载流子光探测器。

单载流子光探测器具有很高的响应速度和很高饱和光电流，是目前大功率高速光探测器的采取主要结构。

大功率高速光探测器在无线局域网和光相控阵雷达中有重要应用。

研究内容：

研究电子在单载流子PIN结上输运过程，以确定最大饱和电流和最快渡越时间下的UTC结构。

课题目标：

设计大功率高速光波导探测器

2、光波导探测器光电流与场分布研究

课题背景：

光波导探测器光电流沿波导分布是指数衰减的，限制了光电流。

为了获得尽可能均匀的光电流，需要采用方向耦合光波导探测器。

研究内容：

计算和分析在什么条件下能获得尽可能均匀的光电流，以及怎样减小波段前端的高阶模。

课题目标：

设计大功率高速光波导探测器

3、基于玻色-爱因斯坦凝聚的原子激光相干性研究

课题背景：

在稀薄气体中实现的碱金属原子的玻色-爱因斯坦是上世纪末、本世纪初物理界的前沿课题，是激光冷却原子的重要应用，是物质波原子“激光”的实现。

然而其宏观相干性物理机制在物理学界存在争议。

研究内用：

分析极低温度下势阱中玻色原子之间相互作用对宏观相干性影响消失原因。

课题目标：

提出并数值模拟原子相互作用对相干性影响消失的临界温度条件

4、激光束原子导波效应研究

课题背景：

利用激光束对原子的作用，作为导向、控制和操作原子是物理研究热点内容，也是微纳米技术关注内容之一。

研究内容：

研究光晶格中慢速原子的捕获。

课题目标：

演示慢速原子在光晶格中的运动和被捕获过程。

5、激光束构成的原子激光谐振腔研究

课题背景：

物质波原子激光器也需要谐振腔，目前基于玻色-爱因斯坦凝聚的原子激光使用四极磁阱约束原子，可认为是原子激光谐振腔。

研究内容：

研究激光束对原子的反射，研究有两束激光构成的原子反射镜来构成原子FP腔。

课题目标：

演示原子在两激光反射镜之间的反射和透射。

蒋泉老师拟开发的题目：

拟开放5个实验项目。

项目1：

点阵LED电路的设计和制作

项目2：

点阵LED电路的仿真

项目3：

点阵LED驱动程序设计及其测试

项目4：

字符型液晶显示模块驱动设计

项目5：

全彩OLED屏显示驱动设计

项目6：

电子墨水显示屏的制备

高椿明拟开放项目数7个：

1、钢块缺陷光声无损检测；

2、气体-传感器式光声测体材料热扩散率；

3、L～X波段宽带微波信号源设计与制作；

4、小型化X波段限幅放大器设计与制作；

5、微型2.4GHz无线影音传输系统设计与制作；

6、X波段镜像抑制混频器设计与制作；

7、宽带Ka波段波导-同轴转接头设计与制作。

显示技术实验室拟开放题目：

1、ZnO薄膜射频溅射技术研究。

经费￥5000.00。

（祁康成）

2、有机气相喷印喷头的设计与制作技术研究。

经费￥5000.00。

（陈文彬）

3、氮化铝薄膜的光电特性研究。

经费￥5000.00。

（曹贵川）

4、ZnO-TFT特性测试技术研究。

经费￥5000.00。

（祁康成）

5、介质层掺杂提高ACPDP发光效率的研究。

经费￥5000.00。

（王小菊）

光电成像实验室拟开放的题目：

1、LED微投影光源设计。

经费￥5000.00。

（王小菊）

2、微投影显示中的均匀光束整形设计。

经费￥5000.00。

（王小菊）

3、LED光电特性测试技术研究。

经费￥5000.00。

（曹贵川）

4、CCD非接触式尺寸检测技术研究。

经费￥5000.00。

（陈文彬）

5、LED恒流驱动技术研究。

经费￥5000.00。

（祁康成）

6、ZnO透明导电薄膜研究。

经费￥5000.00。

（祁康成）

余学才老师红外图像实验室拟开放题目：

1、工业测量中线激光照射目标图像轮廓提取（余学才）

题目背景：

基于图像无接触物体轮廓测量中，常常使用线状激光束照明物体，得到激光束切割的物体几何轮廓。

由于激光束有一定的宽度，所得到的轮廓图像也有一定的线宽。

为了得到物体轮廓线，需要从有一定线宽的图像获得一个像数宽度图像轮廓。

研究内容：

研究有效算法，在图像轮廓断续的情况下，复原图像真实轮廓。

课题目标：

用于火车导轨磨耗图像测量。

2、铁路信号灯图像自动识别（余学才）

题目背景：

火车进出站时，需要随时知道前方信号灯的颜色。

实验表明，彩色图像传感器在铁路信号灯照明下饱和，从而失去根据图像分辨信号灯颜色的能力。

研究内容：

研究饱和情况下怎样识别图像颜色的方法。

课题目标：

识辨铁路信号灯形状及其“白”、“红”、“黄”、“绿”四种颜色。

3、铁路道岔状态图像识辨（余学才）

课题背景：

火车进出站时，需要监视前方道岔的状态，以便提前知道火车将被道岔分配到哪一个轨道。

研究内容：

研究图像处理方法自动识辨道岔“开”、“闭”状态。

课题目标：

实现道岔状态的图像自动识辨

4、火车运行当前导轨图像跟踪（余学才）

课题背景：

火车进出站时，需要知道火车处于哪两根导轨上，以判断运行导轨上是否有障碍物，或者导轨是否被托轨器托断需要强制停车。

研究内容：

研究用图像处理方法自动跟踪火车运行的当前轨道。

研究目标：

实现火车导轨图像跟踪

5、激光锁定成像图像用于高温连铸钢坯监测（余学才）

课题背景：

激光锁定成像是一种强背景光下获取目标图像的方法，可用于对高温物体真实表面图像的获取。

连铸钢坯温度在800度以上，发出炽热红光，因此图像传感器不能获得真实图像。

在连铸钢坯生产过程中，需要定位、检测表面裂纹、测量尺寸等。

研究内容：

研究激光锁定成像用于高温物体图像获取方法，研究高温环境下工业相机的保护措施。

课题目标：

实现高温钢坯的图像监视和测量。

彭真明老师拟开放题目

1.基于DSP的人体步态视觉识别系统（彭真明）

研究背景：

主要用于主动视觉监控系统，及时发现人的异常行为，从而自动报警；

研究内容：

a）人体运动的图像序列采集；b）图像颜色处理及人体步态特征提取；c）步态分类及异常行为分析；d）DSP算法的实现及实时处理系统搭建。

预期目标：

a）搭建基本的DSP处理系统；b）发表论文1篇或申请专利1件。

2.眼球跟踪测谎仪，实验室面向学生发布课题（彭真明）

研究背景：

眼球跟踪测谎仪目前已经成为先进测谎仪的发展趋势，2010年第一台研究跟踪测谎仪已经问世，通过人情感发生变化时，眼睛的开闭状态或瞳孔变化可以判定人的心理因素的变化。

研究内容：

a）高精度人眼及虹膜图像采集；b）眼球及虹膜图像特征提取及分析；c）瞳孔尺寸实时测量及序列图像的跟踪测量；d）算法的DSP实现及试验研究。

预期目标：

a）搭建基本的DSP处理系统；b）发表论文1篇或申请专利1件。

3.红外图像超分辨重建方法及实现（彭真明）

研究背景：

红外传感器采集图像的分辨率受到探测器本身的制约，超分辨率重建即通过红外图像的后端信号处理，克服探测器不足，重建高分辨的红外图像，以满足探测系统的要求。

研究内容：

a）红外图像的超分辨率重建理论及方法，包括凸集投影法、贝叶斯法及压缩传感理论；b）基于序列红外图像超分辨率重建方法；c）算法的MATLAB或C++语言实现及试验研究。

预期目标：

a）建立完善的序列红外图像超分辨率重建的基本流程，重建分辨率提高1倍以上；b）发表论文1篇或申请专利1件

4.前视红外远程多目标跟踪算法研究及实现（彭真明）

研究背景：

远距离红外目标探测目前仍然是军事目标探测的难点，特别是多目标探测与跟踪理论与算法极大的制约了探测系统性能的提高。

本课题主要研究多目标并行跟踪算法、目标交叉航迹处理方法及目标丢失或云层遮挡下的稳定技术。

研究内容：

a）远距离红外目标的检测方法；b）目标交叉航迹处理方法及目标丢失或云层遮挡下的跟踪算法；c）红外多目标的并行跟踪算法；d）算法的MATLAB或C++语言实现及试验研究。

预期目标：

a）研制仿真软件系统1套；b）发表论文1篇或申请专利1件。

周建华工程光学实验室面向学生发布课题：

1.红外光束整形系统设计及光束特性测试分析

2.紫外光源光谱特性分析

3.LiNbO3晶体电光测试系统

4.3D图像的获取技术研究

5.光学测试系统转动平台的电子驱动系统的设计

兰岚光学波分复用实验室开放题目：

1.项目名称：

光纤通信系统可调谐粗波分复用器研究

课题背景：

粗波分复用器是光纤波分复用系统实现对某一波长范围信号的交换与路由的器件。

它与密集波分复用器上下话路器结合，在光纤波分复用系统中有重要的应用。

研究方案：

用一组长周期光纤光栅构成某一波长范围信号的光耦合器，实现光信号的上下话路功能。

长周期光纤光栅是同向传播的纤芯基模与包层模的能量耦合器件，无后向反射。

两周期相同的长周期光纤光栅可构成一中心工作波长为谐振波长的光耦合器，由两个光耦合器分别实现光信号的下路与上路，即可构成光信号的交换、路由功能。

研究内容：

1.根据理论分析长周期光纤光栅参数与粗波分复用器性能的关系；

2.设计、制作由两个长周期光纤光栅组成的光耦合器；

3.设计光弹效应调节装置；

4.设计单片机控制系统，通过光栅的光弹效应调节光耦合器的传输率、耦合率。

成果形式：

1.提交实验装置一套；

2.发表论文一篇。

考核办法：

1、开题：

查阅文献，进行开题论证，撰写开题报告并通过答辩；

2、中期：

完成项目研究内容的第1、2项，撰写中期报告并通过答辩；

3、结题：

完成项目研究内容的第3、4项，撰写结题报告并通过答辩。

2.项目名称：

一阶超快光学微分器研究

课题背景：

光学微分器是对任意输入光信号的复脉冲包络进行时间微分的光信息处理器件，它可对光信号实时进行一阶或高阶微分运算。

随着下一代超高速光通信网络及光计算的发展，迫切需要光学微分器进行超高速、超宽带的光信息处理。

研究方案：

一阶光学微分器在时域对光信号复脉冲包络实行微分操作，根据傅立叶变换，一阶光学微分器在频域可用

一传输函数为

（

是光信号的中心频率）的线性滤波器实现。

为了在整个信号带宽内实现线性滤波，在光信号的中心频率上需要引入一个大小为

的相位跃变。

研究项目利用特殊设计的光纤周期结构实现对输入光信号的一阶光学微分。

研究内容：

1.建立光纤周期结构的一阶超快光学微分器物理模型，分析一阶超快光学微分器特性；

2.设计、制作一阶超快光学微分器；

3.测试一阶超快光学微分器的性能，研究提高光学微分器精度的方法；

4.研究高斯脉冲通过光学微分器的特性。

成果形式：

1.提交实验装置一套；

2.发表论文一篇。

考核办法：

1、开题：

查阅文献，进行开题论证，撰写开题报告并通过答辩；

2、中期：

完成项目研究内容的第1、2项，撰写中期报告并通过答辩；

3、结题：

完成项目研究内容的第3、4项，撰写结题报告并通过答辩。

3.项目名称：

基于拉曼自频移的可调光源的研究

开放模式：

实验室面向学生发布课题

课题背景：

可调谐锁模激光器在高速波分/时分复用（WDM/OTDM）通信系统中有着重要的应用。

基于孤子拉曼自频移效应的可调光源具有波长连续可调谐、调谐范围宽等特点，成为了近年来的研究热点。

研究方案：

利用两个光纤偏振控制器、一个光隔离器和一个光纤在线起偏器构成被动锁模器件（等效可饱和吸收体），将其插入环行腔掺铒光纤激光器中获得脉冲宽度为亚皮秒量级的锁模脉冲输出；输出锁模脉冲经过一段高非线性反常色散光纤，由于孤子的拉曼自频移效应发生中心波长的红移，红移量与脉冲峰值功率成正比，通过调节泵浦光源功率实现输出锁模脉冲的波长调谐。

研究内容：

1、设计基于非线性偏振旋转效应的被动锁模掺铒光纤激光器，搭建实验系统，测量其时域和频域输出特性；

2、仿真锁模脉冲在各类光纤中的传输特性，研究拉曼自频移效应；

3、设计基于拉曼自频移的可调锁模掺铒光纤激光器，搭建实验系统，测量其输出特性和波长调谐性能。

成果形式：

1、基于拉曼自频移的可调光源实验系统一套；

2、发表论文1篇。

考核办法：

1、开题：

查阅文献，进行开题论证，撰写开题报告并通过答辩；

2、中期：

完成项目研究内容的第1项，撰写中期报告并通过答辩；

3、结题：

完成项目研究内容的第2、3项，撰写结题报告并通过答辩。

4.项目名称：

自激发多波长布里渊掺铒光纤激光器的研究

开放模式：

实验室面向学生发布课题

课题背景：

具有低阈值、固定频率间隔、窄线宽以及功率平坦等特点的多波长光纤激光器在光谱测量、光纤传感以及波分复用通信系统等领域有着重要的应用。

布里渊掺铒光纤激光器结合了掺铒光纤在C波段较宽波长范围内具有线性增益以及布里渊散射具有固定频移量、窄增益线宽内非线性增益的特点，是在室温下产生稳定的、窄线宽、固定频率间隔多波长输出的有效手段。

研究方案：

利用带保偏光纤和偏振控制器的萨尼亚克（Sagnac）环作为掺铒光纤激光器内的梳状滤波器，实现多波长布里渊掺铒光纤激光器的自启动功能；腔内加入一段普通单模光纤，利用瑞利散射的动态分布反馈效应实现激光器初始振荡光谱的窄化；窄化后的振荡激光在经过普通单模光纤时发生受激布里渊散射，产生后向传输的窄带斯托克斯光，该斯托克斯光经过掺铒光纤被放大，作为下一阶斯托克斯光的泵浦源，如此循环从而实现稳定的、窄线宽、固定频率间隔多波长输出。

研究内容：

1、设计带保偏光纤和偏振控制器的萨尼亚克（Sagnac）环梳状滤波器；

2、搭建实验系统，测量Sagnac环的滤波特性；

3、设计多波长布里渊掺铒光纤激光器的结构；

4、搭建实验系统，测量其多波长输出特性。

成果形式：

自激发多波长布里渊掺铒光纤激光器实验系统一套。

考核办法：

1、开题：

查阅文献，进行开题论证，撰写开题报告并通过答辩；

2、中期：

完成项目研究内容的第1、2项，撰写中期报告并通过答辩；

3、结题：

完成项目研究内容的第3、4项，撰写结题报告并通过答辩。

5.项目名称：

光纤通信系统掺铒光纤放大器的增益平坦滤波器研究

开放模式：

实验室面向学生发布课题

研究背景：

在波分复用光纤通信系统中，掺铒光纤放大器（EDFA）有着重要的应用意义。

但是EDFA的增益谱不平坦，在1530nm附近存在放大自发辐射（ASE），使得各信道信号得到的增益不同，从而导致信号传输产生误码。

长周期光纤光栅是一种传输型带阻滤波器，可以抑制EDFA的自发辐射噪声（ASE），提高EDFA增益谱平坦度，有利于波分复用系统传输性能的提高。

研究方案：

本项目基于一种可重构、可调谐的机械写制长周期光纤光栅结构。

采用机械压力法对单模光纤产生外加形变，使光纤发生周期性的物理微弯变形，进而通过弹光效应使光纤轴向发生周期性的折射率调制，从而在光纤中写入长周期光纤光栅。

这种长周期光纤光栅同样具有滤波特性，通过改变写制因素可以对其滤波特性进行调谐。

在此基础上，针对掺铒光纤放大器的增益谱，设计长周期光纤光栅滤波器的结构参数，消除EDFA增益谱中的增益峰，提高增益谱平坦度。

研究内容：

1.设计基于机械写制长周期光纤光栅的EDFA增益平坦滤波器

2.实验测量EDFA增益平坦滤波器的滤波特性

3.设计调谐EDFA增益平坦滤波器的单片机控制系统

成果形式：

1.基于机械微弯法写制的长周期光纤光栅增益平坦器装置一套；

2.论文1篇。

考核办法：

在项目的各阶段对学生分别进行考核：

1.开题：

进行开题论证，并通过开题答辩；

2.中期：

完成项目研究内容的第1点，并通过中期检查答辩；

3.结题：

完成项目研究内容的第2、3点，通过结题答辩，并递交结题报告1份。