球面型大端面特种光锥的空间光信号接收研究

在无线光通信、激光雷达和光源-光纤耦合等领域中,空间光信号很容易受到外界因素的影响而产生光束的偏移。针对这一问题,本文提出一种球面型大端面特种光锥的光信号接收方法。分别对两种不同球面型大端面特种光锥的耦合效率进行了实验测试。实验结果表明,两种特种光锥的最大耦合效率均为56%。对于大端面球面中心厚度为1.3 mm的特种光锥,当径向偏移量达到2.6 mm左右时,耦合效率几乎下降为0;而大端面球面中心厚度为0.49 mm的特种光锥接收性能则较好,光束水平入射到特种光锥大端面任何位置处都能通过光锥在小端面出射,并且耦合效率整体趋势比较稳定。因此,该特种光锥具有制作简单、耦合效率高、接收范围广等优点,可用于光通信和光传感领域的微弱光信号的接收。     

光纤光锥及其应用

介绍了硬光纤系列产品－－光纤光锥，并结合微光夜视技术分析了光 锥的应用及性能要求。     

环形光纤声光耦合器构成的光时分复用器的理论研究

该文根据声光耦合理论,提出一种由环形光纤声光耦合器构成的新型全光时分复用器.从理论上分析了环形光纤声光耦合器的移频耦合特性,由该种耦合器的级联可实现8×2.5Gbs光时分复用(OTDM),并利用光纤声光耦合器分光比与工作波长可调性,避免了常规OTDM方法对器件性能的高要求.最后指出采用多个射频源作用于光纤声光耦合器可同时对多波长光脉冲时分复用产生高码率光脉冲信号.理论上的分析和仿真,表明了实现该器件的可行性.     

光纤耦合技术在红外激光照明器上的应用

光纤耦合技术可以把LD半导体技术和双包层光纤掺杂技术有机地结合起来,吸收二者的优势,实现高功率、高亮度、衍射受限的激光输出。主要研究了光纤耦合技术在红外激光照明器上的应用,实现了对照明效果的影响。实验结果表明光纤耦合技术可以显著改善光斑的均匀性,大幅度提高输出的光功率。     

通过离子间有效交叉驰豫实现掺Tm光纤激光器的高功率和高效率运转

通过对石英玻璃光纤芯径组分及Tm3+掺杂浓度的优化,有效地提高了Tm离子间的交叉驰豫过程,实现了掺铥光纤激光的高功率、高效率运转.当耦合的790 nm泵浦光为137 W时,掺铥光纤激光产生了81.5 W连续2.03μm激光输出,相对于耦合泵浦光的激光斜效率达62.5%,为斯托克斯极限效率的1.7倍.最后讨论了进一步提高激光输出性能的方法和可行性.     

利用蚕丝制作的微米光器件的研究

利用Na2CO3水溶液将蚕茧去除丝胶得到直径为5～15μm的生物纤维,采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了其形貌特征。通过倏逝波耦合的方法,利用SiO2微纳光锥将波长为671 nm的红光、532 nm的绿光、473 nm的蓝光分别耦合进入微米蚕丝生物光纤,分析了其导光特性,测量了光在蚕丝纤维中的传输损耗。制作了2×2、3×1、1×4、环形等光子结构。实验证明蚕丝微米生物光纤具有良好的柔韧性和表面光滑度,其中波长为532 nm的绿光在直径为9.0μm的蚕丝纤维中传输时的损耗为0.78 dB.mm-1。     

微光成像系统三维噪声测量及其分析

为了分别从时域和空域对微光成像系统的噪声特性进行测量和分析,分别建立了微光成像系统三维噪声模型及其测量系统,并对微光ICCD成像系统和CCD成像系统的三维噪声进行了测量与分析.测量结果表明:随着ICCD像增强器光阴极面照度的提高,空间噪声、时间噪声、信号总平均值和信噪比均升高,符合微光ICCD成像系统的实际性能.通过三维噪声分析,实现了区分微光ICCD(或CCD)成像系统中由成像面缺陷和死像素点形成的两种固定图案噪声,且对光锥耦合技术进行定性的评价.     

路基不均匀沉降对车辆和轨道动力响应的影响

以经典车辆-轨道耦合动力学为基础,推导了考虑重力的板式轨道相关结构振动方程,结合多刚体的车辆系统动力学模型,建立了考虑重力的车辆-板式轨道垂向耦合分析模型,提出了通过路基反力变化模拟路基不均匀沉降的具体方法,并对模型和方法进行了必要的验证.利用该模型研究了行车速度及路基不均匀沉降(包括路基不均匀沉降幅值、路基不均匀沉降波长等)对系统动力响应的影响.研究表明:随着行车速度和路基不均匀沉降幅值的增加,系统响应均相应增加,路基不均匀沉降对车辆运行影响的控制性指标应以舒适性指标为主、安全性指标为辅;随着路基不均匀沉降波长的增加,系统动力响应存在一个先增加后减小的过程,路基不均匀沉降的敏感波长与混凝土底座的长度有关.     

取样光纤Bragg光栅的理论分析

根据Turan Erdogan耦合模理论,从普通单模光纤Bragg光栅的耦合模方程出发,推导了前向基模与后向基模的幅度、均匀光栅反射率及传输矩阵的表达式,并且为了方便传输矩阵的推导,在边界条件的处理上采用了与一般文献不同的方法.在此基础上用传输矩阵法对取样均匀光纤Bragg光栅进行了理论分析,并依据此方法对取样光栅的反射谱进行了数值仿真,通过对仿真结果的比较,总结了"净光栅"长度、占空比T、取样周期p等参数对取样光栅反射谱特性的影响.     

平面光波导与阵列光纤耦合分析

根据光波导理论,论述平面光波导与阵列光纤对准耦合原理.基于光束传播法,分析平面光波导与阵列光纤对准耦合过程中对准偏差(横向位错、纵向间距和轴向角度)与耦合损耗之间的关系,对对准偏差的光学容差也进行分析.研究结果表明:平面光波导与阵列光纤耦合损耗对横向位错相当敏感,轴向角度偏差对耦合损耗的影响也较大,轴向间距的影响则要小得多;若以0.15 dB的附加损耗考察,平面光波导与阵列光纤横向位错、纵向间距、轴向角度的光学容差分别为1 μm,16μm和0.65°;所得仿真结果与理论计算结果基本吻合,说明应用光束传播法分析平面光波导与阵列光纤对准耦合是有效的.     

CCD成像器件的不均匀性测试

从理论上分析了CCD暗电流和响应率不均匀性产生的原因,指出了在一定条件下可通过定标的方法减小CCD不均匀性对测量结果的影响．给出了测量CCD暗电流的方法及利用光点注入法测量CCD响应率不均匀性的方法,并通过实验系统验证了这种方法是可行的．     

用于微光成像的BCCD,ICCD,EBCCD性能分析

研究BCCD,ICCD,EBCCD 3种微光器件的基本性能.通过实验测量了器件在各种照度下的极限分辨力及MTF,并分析了影响器件信噪比的各种因素.研究表明BCCD有一定的微光成像能力和很强的紫外探测能力,在中等微光照度下,其性能优于目前使用最广泛的ICCD;而EBCCD在各种照度下,其性能都超过ICCD.     

新型图像传感器ICCD的原理及应用

综述了新型图像传感器ICCD的工作原理及性能。对CCD的结构以及在CCD基础上发展起来的ICCD的结构和性能进行了具体说明。介绍了ICCD技术在国内外的发展现状及将来的发展趋势,包括国外ICCD生产厂家的产品性能优缺点,国内研制ICCD的主要技术瓶颈和目前所能达到的水平。说明了ICCD的应用领域以及在科学研究上的成功范例。     

基于AOTF的高光谱偏振红外焦平面非均匀性校正

针对在高光谱偏振成像系统中,由于红外面阵探测器CCD像元响应的不均匀性引起像素误差,提出了一种适于AOTF的高光谱偏振红外焦平面非均匀性校正的方法。本文采用积分球进行辐射定标,分析输出辐照度和像元响应的关系,提出了曲线拟合方法,此方法加快了运算速度并使得输出非均匀性减小了90%以上。根据实验结果对粗糙度进行对比分析,场景的粗糙度降低了20%以上,得到在单色光和复色光下粗糙度一致,解决了在高光谱全偏振成像时CCD对其造成的影响,从而使得光谱精度更高。     

超短光脉冲在非线性色散光纤中的传输方程

在准单色近似下，利用泰勒级数展开导出了考虑光场横向效应，光纤介质横向非均匀性关含有高阶色散项的ＮＬＳ方程。此方程的各种特例可以用来研究与其对应的光孤子效应。     

波导全息指纹图像传感器实验研究

为解决传统的光电指纹图像传感器尺寸、重量和功耗过大的缺陷 ,提出了一种新型基于波导全息元件、光纤束及 CMOS图像传感器等微光学器件的指纹图像传感器。介绍了波导全息指纹图像传感器中的波导全息元件、成像系统及计算机接口部分设计制作原理。实验研究的结果表明仪器中微光学元件的应用显著地降低了尺寸、质量和功耗 ,使指纹图像传感器更易于集成和应用 ,波导全息指纹图像传感器还能获取更高质量的指纹图像     

等强度悬臂梁光纤光栅调谐特性研究

对等强度悬臂梁光纤光栅调谐特性进行了理论分析和实验研究，实现了线性无啁啾的光纤光栅调谐，实验结果验证了理论分析的正确性，提出了实现自动控制和去温敏的方法．     

亚微米直径光纤的受激拉曼谱特性研究

从理论和实验两方面分析了亚微米直径光纤的受激拉曼谱特性,发现亚微米直径光纤与普通光纤相比,拉曼阈值较小,拉曼增益谱线较多,这对新型微光通信和光纤传感器件的设计具有重要的意义;通过实验,我们发现理论结果与实验吻合得很好.     

腔损耗对光纤F-P腔传感器腔定位的影响分析

讨论了引起光纤F-P腔干涉反射光损耗的因素．分析了光强损耗对腔定位参数的影响．实验表明．理论分析得到的腔定位参数值可以作为制作其它光纤F-P腔传感器时的参考值．这种光纤F-P腔传感器测量外界应变具有测量精度高、分辨率大、动态范围广、线性度好等优良特征．