大视场、宽光谱亚波长光子筛复眼成像机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61875166
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0508.应用光学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The single photon sieve has obvious disadvantages of energy utilization ratio, range of field of view, width of imaging spectrum, etc. Inspired by the insect with compound eyes, two photon sieve compound eye structures with single wavelength and multi-wavelength are respectively proposed in this project. Firstly, we will design the initial structure and establish the imaging model of sub-wavelength photon sieve compound eyes using Finite-Difference Beam Propagation Method (FD-PBM), find out the influence factors and the influence rules on aberrations and imaging quality, and optimize its structure parameters. Secondly, we will also explore a fabrication method suitable for sub-wavelength photon sieve compound eyes, the optimization parameters will be determined through repeated experiments, and the key technical problems encountered in the process of production will be mastered. Then, an experimental system will be set up and its imaging performance will be analyzed quantitatively. Finally, the numerical simulation results will be compared with the experimental results for verifying the effectiveness of the proposed physical model, which will be further improved to form a good theoretical and experimental basis for its actual applications in the field of the large-field-of-view and wide-spectrum imaging, such as biomedicine and bionics, weapon vision, etc.
针对单个光子筛在能量利用率、视场角范围、成像光谱宽度等性能指标上存在的明显不足,受生物复眼的启发,本项目拟提出单波长和多波长光子筛复眼结构。首先,设计亚波长光子筛复眼的初始结构,利用有限差分光束传播法建立其成像的物理模型,从理论上分析各种像差的成因及对成像质量的影响规律,并优化结构参数。其次,探索适合于亚波长光子筛复眼的制作工艺,通过反复工艺实验,确定最佳工艺参数,并掌握制作过程中遇到的技术难题。再次,搭建亚波长光子筛复眼实验测试系统,并对其成像性能进行定量分析。最后,将理论分析与实验研究进行对比分析,验证模型合理性,不断完善模型,为其在大视场角、宽光谱成像领域的实用化奠定良好的理论和实验基础,如:生物医学与仿生学、武器视觉等。

结项摘要

针对单个光子筛在视场角范围、能量利用率、成像光谱宽度等性能指标上存在明显不足,很难得到实际应用的情况,本项目利用理论分析、数值模拟及实验验证相结合的方法对大视场、宽光谱亚波长光子筛复眼成像机理和制作工艺进行了深入研究,并对其在宽光谱成像领域的应用进行了初步探索,取得了如下研究成果。.首先,设计了亚波长光子筛复眼的初始结构,建立了相应的物理模型,并对其结构参数进行了优化,如:光线入射角度,子眼个数,亚波长光子筛之间相邻区域的分布等。数值模拟结果表明,与单个亚波长光子筛相比,亚波长光子筛复眼拓宽了视场角范围,提高了能量利用率,拓宽了光谱宽度。此外,还对多波长光子筛复眼结构进行了初步研究。其次,对亚波长光子筛复眼透镜的基底材料和弹力薄膜进行了材料选择及制备工艺参数优化,在此基础上,提出一种基于DMD数字光刻的曲面复眼透镜制备方法,子眼的口径、矢高以及曲面复眼透镜的曲率半径可控。这种制备工艺具有面形精度高、表面均匀性好、制备工艺简单,成本低等优点。再次,为解决亚波长光子筛复眼透镜焦距小,焦深短,测量难度高的技术难题,提出了一种基于纳米台阶高度标准样块的焦距测量方法,大幅度降低了装置复杂度和系统测量成本,提高了测量精度。最后,探索了亚波长光子筛复眼在光刻系统、光纤耦合器、光源及投影系统等宽光谱成像领域的应用。.上述研究成果,为亚波长光子筛复眼在宽光谱成像领域的实际应用奠定了良好的理论基础。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(3)
专利数量(16)
A virtual synchronous generator control strategy for microgrid based on harmonic current bypass control
基于谐波电流旁路控制的微电网虚拟同步发电机控制策略
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    International Transactions on Electrical Energy Systems
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Wenbo Jiang;Bo Zhou
  • 通讯作者:
    Bo Zhou
Projective synchronization of fuzzy memristive neural networks with pinning impulsive control
具有钉扎脉冲控制的模糊忆阻神经网络的投影同步
  • DOI:
    10.1016/j.jfranklin.2020.08.015
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Franklin Institute-Engineering and Applied Mathematics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qianhua Fu;Shouming Zhong;Wenbo Jiang;Wenqian Xie
  • 通讯作者:
    Wenqian Xie
Image motion deblurring based on deep residual shrinkage and generative adversarial networks
基于深度残差收缩和生成对抗网络的图像运动去模糊
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Computational Intelligence and Neuroscience
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wenbo Jiang;Anshun Liu
  • 通讯作者:
    Anshun Liu

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其他文献

基于双光栅的纳米测量方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周绍林;杨勇;陈旺富;严伟;马平;蒋文波;胡松;唐小萍;Zhou Shaolin~(1;2) Yang Yong~(1;2) Chen Wangfu~(1
  • 通讯作者:
    2) Chen Wangfu~(1
基于矢量衍射理论的振幅型光子筛设计与分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋文波;杨勇;赵立新;严伟;胡松;陈旺富;周绍林
  • 通讯作者:
    周绍林
一种平稳小波变换改进阈值函数的电能质量扰动信号去噪方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    电工技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢维成;蒋文波;李毅;黄小莉
  • 通讯作者:
    黄小莉
变压器套管油位雾霾图像检测方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石林玉;谢维成;蒋文波;杨伟
  • 通讯作者:
    杨伟
位相型衍射光学元件设计的混合算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光电工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨勇;严伟;胡松;蒋文波;陈旺富;周绍林;赵立新
  • 通讯作者:
    赵立新

其他文献

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蒋文波的其他基金

亚波长光子筛色散性能研究及仿生学应用初探
  • 批准号:
    61307063
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    28.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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