fdtd模拟光场

光场成像技术

1. 前言

光场是空间中同时包含位置和方向信息的四维光辐射场的参数化表示，光场数据的获取为计算成像提供了很多新的发展方向。

传统成像方式在拍摄高速运动或者多主体较大间距物体时，容易出现失焦、跑焦现象。对于高速运动物体来说，想抓住精彩一瞬的同时对准焦是非常困难的。此外，要减少高速运动物体带来的运动模糊，如果减少曝光时间则导致图像太暗，增大孔径则造成景深太小，背景模糊。而对多主体目标物来说，焦点往往对准在中心物体上，其他目标由于景深过小往往看不清细节。调小光圈的方法在光线充足的情况下可以使用，但是在拍摄光线不足的室内条件下会带来曝光不足的问题。

光场成像通过记录光辐射在传播过程中的四维位置和方向的信息，相比只记录二维的传统成像方式多出2个自由度，因而在图像重建过程中，能够获得更加丰富的图像信息。此外，还能通过数字重聚焦技术解决特殊场合图像的失焦、背景目标过多等问题; 通过合成孔径技术实现“透视”监视; 在与显微技术融合后，还能得到多视角大景深显微图像，以及重建后的三维立体图。

2. 光场成像的发展

光场成像的雏形可以追溯到1903年Ives 发明的双目视差显示系统中运用的针孔成像技术，通过在主透镜的像面处放置针孔面阵列，从而使原像面

光场成像技术

1. 前言

光场是空间中同时包含位置和方向信息的四维光辐射场的参数化表示，光场数据的获取为计算成像提供了很多新的发展方向。

传统成像方式在拍摄高速运动或者多主体较大间距物体时，容易出现失焦、跑焦现象。对于高速运动物体来说，想抓住精彩一瞬的同时对准焦是非常困难的。此外，要减少高速运动物体带来的运动模糊，如果减少曝光时间则导致图像太暗，增大孔径则造成景深太小，背景模糊。而对多主体目标物来说，焦点往往对准在中心物体上，其他目标由于景深过小往往看不清细节。调小光圈的方法在光线充足的情况下可以使用，但是在拍摄光线不足的室内条件下会带来曝光不足的问题。

光场成像通过记录光辐射在传播过程中的四维位置和方向的信息，相比只记录二维的传统成像方式多出2个自由度，因而在图像重建过程中，能够获得更加丰富的图像信息。此外，还能通过数字重聚焦技术解决特殊场合图像的失焦、背景目标过多等问题; 通过合成孔径技术实现“透视”监视; 在与显微技术融合后，还能得到多视角大景深显微图像，以及重建后的三维立体图。

2. 光场成像的发展

光场成像的雏形可以追溯到1903年Ives 发明的双目视差显示系统中运用的针孔成像技术，通过在主透镜的像面处放置针孔面阵列，从而使原像面

论著Thesis·１·

··研究与设计

基于DDA和FDTD算法的银纳米球

及其阵列LSPR现象分析

周张晓锋，

[摘要]

伟

目的：分析不同半径的银纳米球及其组合阵列的消光现象和耦合现象，探索局域表面等离子体共振（localized

方法：采用离散偶极近似surfaceplasmonresonance，LSPR）发生的原因。（discretedipoleapproximation,DDA）得到不同半

径银纳米球及其阵列的消光光谱及其消光效率（Q_ext）、吸收效率（Q_abs）和散射效率（Q_sca）等；在此基础上，利用时域

有限差分（finitedifferencetimedomain,FDTD）方法研究了双纳米球阵列的耦合作用及其电场分布。结果：对于单纳米粒子，随着半径的增大，散射效率占总的消光效率的比重增加。对于2个纳米颗粒，当入射光垂直于轴线，且纳米颗粒之间间距较小时，耦合的作用较大。对于纳米颗粒阵列，消光光谱的灵敏度与纳米颗粒的大小以及间距有关，当颗粒间距

大小、形状、很小的时候会出现多峰形式的消光谱。结论：LSPR与纳米颗粒的种类、阵列及所处的介质环境等有关。

[关键词]局域表面等离子体共振；离散偶极近似；时域有

一 基于Au薄膜正三角形孔阵列提取光场强度分布图

本例子中取Au薄膜厚度30nm，三角形孔阵周期800nm，小孔直径600nm。Au的材料模型选取“Au (Gold)–CRC”，或者自建材料模型。参见hole arrays_E fied profile.fsp文件。 1. 添加金薄膜，打开FDTD Solution 软件后点击“structure”，添加长方体模块。如下图所示。

点击，对几何参数和材料类型等进行编辑。参照下图。

先将“name”改为“Au 30nm”，在“Geometry”下设置金薄膜的几何尺寸，

我们只需要对下图红框所示的左边一栏进行编辑，其中“x span、y span、z span”分别对应金薄膜的长、宽和厚度，而“x、y、z”表示其几何中心的坐标值，均设置为0。在“x span”中输入“0.8*2+0.6”，“y span”中输入“0.8*sqrt(3)+0.6”,“z span”中输入“0.03”，对应金薄膜厚度为30nm，便可得到如下图所示的结果。

点击“material”，选择所使用的材料类型，如下图所示，选中“Au (Gold) - CRC”，点“OK”保存即可。现在对金膜

FDTD法模拟无源区域二维TE波的传播

摘要：自1966年Yee在其论文中首次提出时域有限差分以来，时域有限差分法在电磁研究领域得到了广

泛的应用。本文首先介绍了FDTD的基本原理，推导了无源区域二维TE波的FDTD差分方程公式，接着推导了一阶，二阶Mur吸收边界条件差分公式及四个角点的迭代公式，然后用matlab模拟了TE波的传播过程，最后简要地比较Mur一阶和二阶吸收边界条件。

关键词：FDTD,TE波，Mur吸收边界条件

1. 引言

FDTD自Yee(1966年)提出以来发展迅速，获得广泛应用。FDTD法以Yee元胞为空间电

磁场离散单元，将Maxwell方程转化为差分方程，表述简明，容易理解，结合计算机技术能处理十分复杂的电磁问题。在时间轴上逐步推进地求解，有很好的稳定性和收敛性，因而在工程电磁学领域倍受重视。

2. FDTD的基本原理

根据电磁场基本方程组的微分形式，若在无源空间，其空间中的媒质是各向同性、线性

和均匀的，即媒质的参数不随时间变化且各向同性，则Maxwell旋度方程可写成：

??H???E??E?t （2-1a）

??E????H??mH?t

一 基于Au薄膜正三角形孔阵列提取光场强度分布图

本例子中取Au薄膜厚度30nm，三角形孔阵周期800nm，小孔直径600nm。Au的材料模型选取“Au (Gold)–CRC”，或者自建材料模型。参见hole arrays_E fied profile.fsp文件。 1. 添加金薄膜，打开FDTD Solution 软件后点击“structure”，添加长方体模块。如下图所示。

点击，对几何参数和材料类型等进行编辑。参照下图。

先将“name”改为“Au 30nm”，在“Geometry”下设置金薄膜的几何尺寸，

我们只需要对下图红框所示的左边一栏进行编辑，其中“x span、y span、z span”分别对应金薄膜的长、宽和厚度，而“x、y、z”表示其几何中心的坐标值，均设置为0。在“x span”中输入“0.8*2+0.6”，“y span”中输入“0.8*sqrt(3)+0.6”,“z span”中输入“0.03”，对应金薄膜厚度为30nm，便可得到如下图所示的结果。

点击“material”，选择所使用的材料类型，如下图所示，选中“Au (Gold) - CRC”，点“OK”保存即可。现在对金膜

应用optical_flow_mg这个算子来在一个图像序列中计算其光溜，并且分割其运动物体

楼主

#

更多发布于：2013-07-22 09:11

*这个事例是应用optical_flow_mg这个算子来在一个图像序列中计算其光溜，并且分割其运动物体

dev_update_off ()//把程序窗口、变量窗口、显示窗体变为off状态 dev_close_window ()//*关闭显示窗口

*l Initialize the image sequence2 *l 初始化图像序列.

read_image (Image1, 'xing/xing000')//读入图像

dev_open_window_fit_image (Image1, 0, 0, -1, -1, WindowHandle)//打开一个新的带有所给图像纵横比图像窗口

*参数1.被给的图像2&3是以左上角为原点的所给窗口新的位置3&4是窗口的最小和最大限制值5.新的窗口句柄。个人理解：这个算子就是按照所给图像的尺寸自己在基础上可以缩放大小。注意：设置之后在以后的新的窗体上都会默认应用。 *l Set the display param

C2000参赛项目报告（命题组）

题 目： 光伏并网发电模拟装置

指导教师： 李武华 （讲师）

基于DSP TMS320F28027的光伏并网发电模拟装置

顾云杰 禹红斌

（浙江大学电气工程学院 邮编310027）

摘要：本装置采用TMS320F28027为控制核心，实现了模拟光伏并网系统的功能，具有最大功率追踪（MPPT），输出电压与给定参考电压频率、相位同步，欠压、过流保护，欠压保护的自动恢复等功能，且具有LCD屏幕显示，界面友好。本装置主电路拓扑采用全桥逆变电路，采用倍频SPWM调制方式，MPPT采用恒定输入电压法实现，相位跟踪使用软件锁相实现。本装置性能良好，其中MPPT跟踪时输入电压相对偏差的绝对值小于0.7%，频率跟踪相对误差小于0.09%，相位跟踪误差2°左右，输出波形THD小于2%，欠压保护动作电压25.02V，过流保护动作电流1.50A，效率达84%以上。

关键词：C2000，光伏并网，倍频SPWM，MPPT，PLL

Grid connected photovoltaic simulation system based on TMS320F28027

Guyu

第３０卷第２期２００９年４月

发

光

学报

ＶｏＬ３０Ｎｏ．２

ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥ

Ａｐｒ．，２００９

文章编号：１０００－７０３２【２００９）０２－０２０１－－０８

ＡＩＧａＩｎＰ

ＬＥＤ出光效率的模拟

林岳明１’２，张俊兵１，曾祥华ｈ

（１．扬州大学物理科学与技术学院，江苏扬州２２５００２；２．扬州华夏集成光电有限公司，江苏扬州２２５００９）

摘要：采用有限元法来模拟研究采用透明电极Ａ／ＧａＩｎＰＬＥＤ出光效率的影响因素和分布情况，并在此基础

上对不透明电极进行优化以提高芯片的出光效率。研究发现，随着窗口层厚度的增加，顶面出光效率有所下降，侧面出光效率大大提高，总出光效率呈上升趋势，且总出光效率的最高分布区从芯片的四个直角区域向中央圆形电极边缘靠近。然而，随着芯片尺寸的增加，其变化趋势正好与之相反。在此基础上进一步对普通生产芯片进行模拟分析，得知其光提取效率最高区主要分布在芯片的四个直角区域，并以此为指导进行不透明电极形状的优化，进而对其条形电极的宽度进行优化，可使所获得的出光效率比传统圆形电极提高了６２．８５％，能够为实际生产提供一定的理论指导。

关键词：ＡＩＧａＩｎＰＬＥＤ；出光效率；电极形状；有限元法中图分类号：ＴＮ３１２

C2000参赛项目报告（命题组）

题 目： 光伏并网发电模拟装置

指导教师： 李武华 （讲师）

基于DSP TMS320F28027的光伏并网发电模拟装置

顾云杰 禹红斌

（浙江大学电气工程学院 邮编310027）

摘要：本装置采用TMS320F28027为控制核心，实现了模拟光伏并网系统的功能，具有最大功率追踪（MPPT），输出电压与给定参考电压频率、相位同步，欠压、过流保护，欠压保护的自动恢复等功能，且具有LCD屏幕显示，界面友好。本装置主电路拓扑采用全桥逆变电路，采用倍频SPWM调制方式，MPPT采用恒定输入电压法实现，相位跟踪使用软件锁相实现。本装置性能良好，其中MPPT跟踪时输入电压相对偏差的绝对值小于0.7%，频率跟踪相对误差小于0.09%，相位跟踪误差2°左右，输出波形THD小于2%，欠压保护动作电压25.02V，过流保护动作电流1.50A，效率达84%以上。

关键词：C2000，光伏并网，倍频SPWM，MPPT，PLL

Grid connected photovoltaic simulation system based on TMS320F28027

Guyu