稳态大视场偏振干涉成像光谱仪原理及调制度分析

对自行研制中的稳态大视场偏振干涉成像光谱仪（ＳＬＰＩＩＳ）的成像原理、分光机理及大视场补偿方法作了论述,分析了起偏器、分析器的偏振化方向以及λ／２板的光轴取向对干涉图调制度的影响,给出了调制度随偏振化方向、光轴取向偏角变化的函数关系,讨论了最大市制度时的偏振化方向及λ／２板光轴的空间取向,这种成像光谱仪体积小,没有运动部件,且具有广角裣功能,从而显示以型、稳态、大视场的优点。     

稳态大视场偏振干涉成像光谱仪的通量分析

在简要论述稳态大视场偏振干涉成像光谱仪（ＳＬＰＩＩＳ）的干涉成像原理的基础上,重点对稳态大视场偏振干涉成像光谱仪的通量进行了分析和计算,在考虑透射比的情况下,推导了偏振器偏振化方向及二分之一波片的光轴取向偏离理想方向时通量随偏角的变化关系,给出了最大调制度情形下的通量数值,这种稳态大视场偏干涉成像光谱仪适用波长范围广,具有结构简单、超小型和大视场补偿功能,突出了高稳态,高通量的显著特点,特别适合航     

视场合成技术在推扫式成像光谱仪中的应用研究

推扫式遥感仪器可以采用多个镜头进行视场合成以提高仪器的总视场.视场合成技术涉及光学、机械、电子学系统技术.从光机设计、装调工艺、电子学设计等方面阐述了视场合成技术中需要考虑的因素和主要的措施.采用视场合成技术设计了五个子模块视场合成的成像光谱仪.最后,采用两个成像子模块构建试验成像装置,得到效果良好的视场拼接图像.     

采用Zygo干涉仪测量LCOS相位调制特性的研究

该文介绍了LCOS的基本结构和光波调制原理,当光波的偏振方向与液晶分子的光轴相一致时,LCOS处于纯相位调制模式。介绍了Zygo干涉仪测量相位差的原理,针对北京杏林睿光公司生产的RL-SLM-R2反射式纯相位LCOS采用美国Zygo干涉仪进行了相位调制特性测量,并根据干涉仪原理对结果进行修正,得到了准确的相位调制特性曲线,其调制范围为0~0.715 4λ。该实验开创了一种新的相位调制度测量方法,对更好地使用液晶空间光调制器有重要意义。     

基于偏振相移的干涉条纹细分原理

基于偏振相移和相关分析,提出一种高分辨率、方便实现的干涉条纹细分原理.该原理将细分环节由电子线路信号处理部分向前移,通过干涉条纹强度分布综合信息的分析与处理来实现,即通过具有高分辨率的偏振相移操作,对干涉相位进行相位调控,使干涉条纹强度分布回到位移起始时的状态,则与相位调控量对应的光程,即为位移的λ/2小数倍部分.由于偏振相移采用具有极大放大倍数的硬件机械运动实现,因而能取得可靠的高分辨率细分.理论分析和模拟结果显示,该干涉条纹细分原理可容易地达到nm级细分分辨率.     

干涉成像光谱仪的定标技术

针对干涉成像光谱仪的原理、特点及对定标内容的要求,从图像的均匀性定标、光电响应的线性度及绝对光谱辐射度定标几个方面研究了实验室条件下定标的内容与方法,得出了光电响应的线性拟合曲线方程,以及均匀性定标的校正系数和绝对光谱辐射度定标的系数,并将校正系数应用于图像数据的处理;分析了影响干涉成像光谱仪定标精度的主要因素,以此确定仪器的绝对光谱辐射度定标精度.     

LiNbO3：Fe晶体折射率调制度的实验研究

利用双光束干涉在不同掺Fe浓度的LiNbO3晶体中分别用红光和绿光写入光子晶格,研究了晶格周期Λ、掺Fe浓度、光波波长λ与光致折射率调制度Δn之间的关系.实验结果表明: 用红光(λ＝633nm)写入光子晶格,掺Fe浓度不大于0.05wt%,或用绿光(λ＝532nm)写入光子晶格,掺Fe浓度不大于0.03wt%时,LiNbO3晶体的光致折射率调制度Δn随晶格周期Λ的变化存在一个极大值,并随掺铁浓度的增加,相应的折射率调制度极大值也增大,并且向晶格周期小的方向移动,这与一中心模型理论得到的关系曲线的变化趋势相一致;若掺Fe浓度分别大于以上两值时,理论曲线与实验曲线完全不符,说明一中心模型的空间电荷场理论只适用于掺Fe浓度小的LiNbO3晶体.实验还发现LiNbO3:Fe晶体折射率调制度Δn与入光波长λ有关,对同一块晶体,绿光写入时折射率调制度比红光更大,且极大值向晶格周期小的方向移动也更大.     

光轴任意取向的单轴晶体间光的传播

在晶体光学、薄膜光学和光学偏振仪器的设计以及激光通讯元件的研制过程中 ,经常需要确定在两各向异性的单轴晶体间光的传播方向 ,特别是e光 (非常光 )的轨迹问题 .对此 ,虽然国内外已有一些文献进行过讨论 ,但所提出的解决问题的办法 ,其运算过程都十分繁琐 ,且晶体光轴的取向往往是所限定的 .本文通过研究、分析和计算 ,提供了一种较为简便的在光轴取向任意的各向异性的单轴晶体间精确求解光线轨迹的方法 ,并着重提出了在计算过程中应该注意之处 ,最后给出了计算实例 .     

双面电极下铌酸锂晶体中的电场分布及其应用——电控λ/2波片

晶体内部的电场分布是影响其电光特性的主要因素.采用有限元法分析了双面电极下铌酸锂晶体中的电场分布情况,讨论了晶体内部电场均匀分布区域与电极尺寸、晶体尺寸之间的关系.在此基础上,分析了光波在均匀电场中沿光轴传输时,铌酸锂晶体的双横向电光效应,得到了光波偏振方向与电场之间的关系,从而设计了一种适用于任意波长的电控λ/2波片.     

中高层大气风场星载FPI干涉条纹的处理

中高层大气的探测与研究日益受到世界各国高度关注,中国科学院空间中心自行设计搭建了带有大口径望远镜的星载FPI原理样机,获取了干涉条纹图像。介绍FPI的原理和特点,阐述干涉条纹的处理方法,即滤波的基础上进行图像分割和干涉条纹细化线条提取。两步滤波分为中值滤波去除脉冲干扰和区域背景补偿,再采用区域平均灰度值阈值法图像分割得到二值化条纹,数学形态学运算填充小的断裂点和消除毛刺,进行条纹细化操作提取条纹。应用VC++开发了图像处理软件平台,实现了多种滤波、分割和细化的算法,各种处理结果予以对比。FPI干涉条纹处理自动化的方法应用效果明显,得到验证。     

基于偏振态颜色编码的晶体应力双折射成像

提出了一种基于双线偏振CCD-全Stokes参量测量的偏振态色度成像新方法. 通过分焦面Stokes参量测量与RGB颜色编码相结合,设计并研制了基于双线偏振CCD-全Stokes参量测量的偏振态色度成像系统. 利用该系统,获得了晶体模型应力双折射分布的偏振态色度图像,并与传统的光弹性应力测量法进行了比较,偏振态色度成像法不仅可以较高精度地测量应力双折射率,还可以测量其方向分布. 基于偏振态色度成像法的独特优势,结合共焦显微成像技术,对具有双折射效应的单层Sr₂TiSi₂O₈微晶进行了偏振态色度成像的研究. 结果表明:所提方法能够在一幅图中直观地反映物体的全部特征信息,有效地辨别由于晶体内部结构排列不同而导致的双折射特性差异,还可以通过观察微晶生长过程中双折射特性的变化,获取微晶的生长取向等相关信息. 研究结果为功能型微晶材料生长过程的动力学行为研究提供一种简单、有效的可视化方法.     

一种基于保偏光纤干涉结构的稳定光谱测量方法

本文提出一种用于光谱测量的保偏光纤干涉结构.该结构基于保偏光纤、法拉第旋转镜、偏振分束器和保偏光环形器等光纤器件的.结构中采用的压电陶瓷光纤相位调制器,使干涉工作在光程线性调制区域,以减小压电陶瓷非线性光程调制产生的误差.结构中的法拉第旋转镜、保偏光纤及保偏光器件的结合使用保证了传输光的偏振稳定性,消除偏振衰落效应的影响,保证了稳定的光谱测量结果.实验测试了SLD光谱,测得结果和光谱仪测得结果一致,结果表明该系统测量光谱的稳定性.该系统可用于提供光纤传感器和通信应用中常用光源(如二极管激光器、LED和半导体激光器等)的光谱分析.     

偏振光衍射现象中的光强变化研究

研究了线偏振光的单缝衍射现象,发现线偏振光的衍射光强分布受偏振方向与狭缝间相对取向的制约.发现起偏方向平行于狭缝时,衍射零级光强最大,起偏方向垂直于狭缝时,衍射零级光强最小,拟合出了光强随相对偏振化方向变化的I-φ函数分布曲线及光强分布图像,分析讨论了可能影响I-φ(线偏振光的衍射光强分布随偏振方向与狭缝间相对夹角变化)分布的一些因素.为进一步研究光与物质相互作用的机理提供一定的实验数据和线索.     

球磨机中储式制粉系统自寻最优控制

为了使钢球磨煤机稳定运行在最佳工作状态 ,提高运行的稳定性和经济性 ,以磨煤机出力的数学模型为依据 ,对常规控制的规则进行了改进 ,提出了将常规控制和具有自学习功能的动态自寻最优控制相结合的控制策略 ,设计了应用ＳＩＭＥＮＳ可编程控制器 (ＰＬＣ)和工业微机相结合的控制系统 ,并编制了控制、仿真软件 ,通过仿真实验 ,验证了所设计的系统及所编制软件的正确性 .球磨机中储式制粉系统自寻最优控制@刘齐寿$西安交通大学!710049,西安 @黄锦涛$西安交通大学!710049,西安 @贺刚$西安交通大学!710049,西安 @连国均$西安交通大学!…     

光伏板红外成像缺陷检测技术研究进展

以光伏板红外成像缺陷检测技术为对象,综述了近十年以来光伏板红外成像技术、光伏板故障类型和故障成因以及光伏红外图像处理算法新的研究成果,并对光伏板故障检测技术面临的挑战、光伏红外成像缺陷检测技术未来的发展方向及发展前景进行了总结和建议.为相关研究者了解光伏红外成像故障检测技术最新研究进展和发展方向提供参考.     

电液位置伺服系统中间隙的双缸联动全补偿方法

针对电液位置伺服系统中液压缸与负载球铰连接处的间隙会导致系统动态性能变差、超调量增加和稳态误差增大,甚至诱发极限环震荡的问题,提出在负载端设置补偿液压缸,与主动缸形成双缸联动的驱动结构,补偿缸对负载施加与主动缸方向相反的力,使负载与主动缸始终紧压在间隙的一侧,以达到完全补偿系统中间隙的方法.利用AMESim软件进行的建模和仿真分析表明,此方法从结构上完全补偿了系统中的间隙.     

日冕磁场与等离子体综合探测望远镜

太阳物理研究亟待解决的重大核心问题包括了太阳爆发、日冕加热和太阳风加速等机制.揭示这些现象背后的发生和发展规律将为空间灾害性天气预报和相关天体物理研究提供精确有效的模型.建议设计的日冕磁场和等离子体综合探测望远镜(COronal Magnetism and Plasma ASsembled Scopes,COMPASS)由口径为1.26 m大型日冕磁场探测望远镜(COronal Magnetism Probing Telescope,COMPT)、口径为0.30 m中型二维成像光谱日冕仪(Two-dimensional Spectroscopic Diagnosis Coronagraph,TSDC)以及安装在COMPT上的0.09 m的口径小型Lyot日冕仪(COMPASS-SC)组成.COMPT主攻高度范围0.05–0.65太阳半径(R_(Sun))内矢量磁场和热动力学参量精确测量,TSDC聚焦在(0.10–1.50)R_(Sun)高度范围内对日冕等离子体的各项物理参量进行诊断以及提供全方位日冕结构和演化监测,而COMPASS-SC为COMPT提供其积分视场观测区域定位以及大视场日冕演化监测.这一组3台日冕仪功能互补互联,集中测量(0.05–1.50)R_(Sun)高度范围的矢量磁场和热动力学参量分布及其演化.由于其创新性设计,COMPT建成后不仅将成为国际上最大口径的折射式望远镜,也将成为第一台具有高偏振测量精度的多条谱线同时偏振成谱成像的日冕仪,而TSDC首次将白光偏振成像和谱线二维(线偏振)成像光谱测量功能集于一身.本文首先概括了COMPASS的科学需求和国外仪器的发展态势,然后从总体设计思想和理念、光机电初步设计等方面对COMPASS进行介绍,并特别阐述了围绕科学目标而做出的创新性仪器设计.     

结合三反消像散光学系统的中阶梯光栅光谱仪设计

中阶梯光栅因其具有高分辨率、高衍射级次和全谱闪耀等特性,能够实现宽波长范围内的高分辨率全谱直读,常用于天文光谱仪及高端商用光谱仪中.然而,中阶梯光栅的衍射因为级次重叠严重,需要交叉色散形成二维光谱成像于面阵探测器.使用单一成像镜的二维靶面成像很难保证像面像质均匀,进而造成全谱范围内分辨率差异大,特别是边缘波长处分辨率明...     

基于Wollaston棱镜傅里叶变换光谱测量实验研究

Wollaston棱镜的偏振干涉傅里叶变换光谱测量技术利用相干的原理,克服高分辨率与大光通量之间的矛盾;并且相比于传统的迈克尔逊干涉技术,省去了精密的位移控制装置,更适合现场的在线应用测量。本文在可见光波段分别测量了632.8nm、660nm和532nm及三波长共同的干涉条纹,进行了光谱反演,获得了较为理想的实验结果,验证了结构装置的可行性,并且为进一步的实用化提出了改进建议。     

Surface Nanocrystallization of 1Crl8Ni9Ti Stainless Steel Induced by Shear Deformation

对1Cr18Ni9Ti板材进行球磨处理,利用光学显微镜、X射线衍射和透射电镜研究剪切变形方式下深度方向的组织演变.结果表明,剪切变形可以在1Cr18Ni9Ti中诱发表面纳米化,其过程包括：奥氏体内通过位错的增殖、运动、湮灭和重组形成具有亚微米尺度的、取向差较小的位错胞;位错胞壁不断吸收位错而转变成小角度和大角度晶界,将原始粗晶分割成亚微晶;应变量和应变速率的增加诱发机械孪生,形成纳米量级的板条状马氏体;细化组织重复上述过程使晶粒尺寸减小、取向差增大,最终形成等轴状、取向呈随机分布的纳米晶组织.外力作用方向并未改变纳米化过程,但会影响变形层的厚度.