基于双光栅衍射的规则涡旋光阵列产生方法

本文提出了一种利用双光栅衍射获得规则涡旋光阵列的方法,将设计的两光栅分别加载到两个空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)上,平面光波依次垂直通过两光栅,通过改变两光栅的衍射距离获得相位分布不同的涡旋光阵列,推导得出涡旋光阵列光场强度的表达式.针对两光栅的不同衍射距离产生涡旋光阵列的峰值强度进行了分析,得出了产生高质量涡旋光阵列的最佳衍射距离.模拟实验表明,利用双光栅衍射的方法可获得高质量的规则涡旋光阵列.该方法装置简单容易实现,为产生规则涡旋光阵列提供了一种新途径.     

侧面泵浦圆盘光纤激光器的设计

利用光线追迹法模拟了圆盘光纤激光器内部光线的传输情况,并分析了影响圆盘激光器泵浦效率的各种结构参数。在泵浦光功率较低时倾向于无填充物质的方案,此时既能保证高的吸收系数,又不会因散热而破坏光纤材质。在强泵浦情况下,为避免泵浦光回波损伤激光二极管或激光二极管阵列,泵浦光入射点与距离其最近的光纤截面圆心的距离在允许的范围内取值尽可能大一些。     

基于Hankel 矩阵SVD的均匀线阵信源数估计

为解决现有信源数目估计方法对不同特性信号的适应性普遍较差的问题, 提出了一种均匀线性阵列下基于传感器输出信号相关函数构成的Hankel 矩阵的奇异值分解的信源数目估计方法。该方法利用把传感器输出信号相关函数中未知噪声方差项排除的Hankel 矩阵的一般形式在信号独立, 混合和相干的情况下均能进行信源数目估计, 且信源数目估计能力超过传感器数目的一半。仿真实验结果表明, 该方法信源数目估计的正确概率(PCEs: Probabilities of Correct Enumeration)的分布特征具有不变性, 且相较于基于空间平滑技术的信号源数目估计方法具有更稳定的估计性能和更宽的阈值范围。     

高功率激光二极管阵列及其应用

主要概述了二极管阵列条的纵向及有源区的选择方案，讨论了如何解决高功率激光二极管阵列的散热问题及其组装技术，详细介绍了阵列条的光电特性以及迭阵光耦合。研究表明，高功率激光二极管具有高功率，小尺寸，高可靠性，全固态，操作方便等优点。随着输出功率及光束质量的提高，它将在不同领域得到广泛地应用。     

生成二维对称光阱阵列的一种简单方法

提出了生成二维空间光阱阵列的新方法.由光阱位置参量和强度参量构成的纯位相调制函数,可以生成光阱数目、每个独立光阱的位置、光阱的峰值强度都可控的二维空间光阱阵列.采用液晶空间光调制器,仿真模拟设计了生成二维3×3对称光阱阵列的位相分布模板,计算了光强分布.     

新颖负载型光催化剂的开发

以新颖玻璃弹簧填料为载体,采用浸渍－烧结法制备负载型纳米TiO2光催化剂,通过光在不同填充床中的分布测定结果。表明光在该光催化剂床层中的传递距离比玻璃珠载体长8倍,比0．5％P25悬浮液中的传递距离长28倍。该负载型催化剂具有光辐射分布较均匀、光照射表面积与体积比高等优点,从而有效的光催化反应体积成倍增加。     

空心针-板电极中较大体积的大气压均匀放电

利用空心针-板电极装置,在大气压空气中产生了直流激励的均匀氩气等离子体羽.电学和光学测量结果表明,虽然采用直流电源驱动,但放电为周期性的脉冲.每个脉冲对应一个等离子体子弹从空心针向着阴极的传播过程.对放电特性随放电电压、电极间距和氩气流量的变化关系进行了研究.发现放电频率随电压的升高而增大,随距离和氩气流量的减小而增大.以直流空心针-板电极作为放电单元构成阵列,得到了较大体积的大气压均匀放电.     

基于非均匀分配高斯的模型压缩技术

本文阐述了基于状态绑定和高斯绑定的多种模型压缩方法,并在此基础上提出了非均匀分配高斯数目的模型压缩技术,比较了基于对数似然率、KL距离和贝叶斯信息准则三种不同的非均匀分配高斯数目方法,在WSJO数据库上进行了比较实验,结果表明,该技术能够在现有均匀分配高斯的模型压缩技术的基础上,进一步提升系统性能,而且不会带来系统复杂度的增加。     

环形微带聚焦天线阵列的性能优化

基于无线能量传输效率优化理论,研究了环形聚焦天线阵列的6种拓扑结构,分析了它们的性能和影响性能的因素,发现中央单元会提高传输效率而减小聚焦距离,第2环单元对传输效率和焦距大小有很重要的贡献,但增加第2环的天线数目对性能无影响,增大口径会提高聚焦距离和旁瓣电平。最终设计了一种工作在2．45 GHz 的16个微带天线单元的环形聚焦天线阵列。设计结果显示,该天线阵列具有高传输效率、低旁瓣,以及聚焦距离更加精确的优点。     

用于二维角度估计的新型阵列结构及性能分析

为提高天线在低信噪比情况下的波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计能力和估计精度,基于柱形多层均匀圆阵,提出了一种新型锥形多层均匀圆阵。将该阵列在锥面各条母线上的阵元等效为均匀线阵,并将各线阵上接收的数据构成新的阵列流形矩阵。对比分析2种阵列流形的克拉美罗界(Cramer-Rao bound,CRB),得出该阵列在低信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)、大仰角情况下相对柱形多层均匀圆阵可以获得更高的估计精度和估计成功概率。在仿真中,用二维多重信号分类(Two-Dimensional Multiple Signal Classification,2-D MUSIC)算法验证了该阵列在多信源、低信噪比和大仰角时的优越性,同时给出了空间角对该阵列DOA估计性能的影响。     

基于半导体激光器的快速成型能量源

针对快速成型技术中存在的问题，提出了一种可选址驱动的半导体激光器线阵能量源新方案．在计算机软件与硬件控制下，以带尾纤的低功率半导体激光器光纤输出端集成的方法设计和实现了选址驱动能量源线阵雏形．用两组半导体激光器光纤输出端线阵交错排列补偿以形成一维长度为10mm、宽度为0．25mm连续线阵能量源．该方案原理可行，为将来实现高功率半导体激光器阵列在快速成型技术中的应用提供了坚实的基础．     

散射作用下粒径对激光烧结的影响

采用二维双温度模型对激光烧结过程中的相变传热特性进行了模拟研究,重点讨论了颗粒粒径对烧结过程的影响,在此过程中考虑了散射效应的作用。通过将界面能量平衡方程、成核动力学的界面追踪法相耦合来确定固-液界面的位置。结果表明:当激光垂直照射金颗粒时,熔化现象主要发生在颗粒的两极且底部熔化开始时间早,熔化体积也比较小。颗粒粒径的变化主要影响表面光强分布与传热尺寸两个方面,在激光照射阶段由于散射效应,粒径增加会使颗粒底部光强变强,底部温度升高;在激光照射结束以后,粒径越大,单位光照表面下的传热体积也越大,这导致大粒径颗粒的温度、熔化程度较低,底部温度下降速度更快。     

基于SiC材料的激光加速质子束辐照特性研究

通过辐照核能材料SiC, 表征激光加速质子束连续宽能谱、短脉冲和高瞬态流强的特点。将SiC样品放置在距离靶体4 cm处, 连续进行300发满足指数能谱分布的能量为1~4.5 MeV的激光加速宽能谱连续质子束辐照。表面和截面拉曼光谱显示辐照后的SiC散射峰强度减小, 且拉曼光谱截面测量的整体趋势可以与SRIM模拟的能谱加权后的深度能损分布对应, 从而通过实验对能量连续分布的激光加速质子束进行表征。此外, 实验结果显示, 激光加速质子束的短脉冲特性可在SiC表面产生相当高的瞬时束流密度。这种快速的宽能谱辐照为模拟反应堆中子辐照提供了可能性。     

光纤气体传感器光源温控问题的研究

光谱吸收型光纤气体传感器中,利用气体分子的吸收光谱,采用分布反馈式半导体激光器(DFB LD)作为光源,使光源输出中心波长精确对准气体的吸收峰,从而来检测出气体的浓度.而要使测量准确,光源的温控非常重要.提出了一种光源两级温控的思想:外壳温控和结温控制,并设计了温控电路,温控实验证明了两级温控的有效性.     

等离子喷涂ZrO28Y2O3和NiCrAlY表面激光散射实验研究

针对两种等离子热喷涂涂层ZrO2 8Y2 O3和NiCrAlY (金属基底 )的不同粗糙表面的实验样品进行了激光空间散射场实验研究 .采用了He Ne激光光源 (波长λ =6 33.0nm ;激光功率P =2mW ) .将激光束倾斜一定角度直接照射到实验样品上 ,在不同散射角和不同散射空间距离位置上用面阵CCD传感器探测空间散射光场分布 .实验结果表明 :不同散射方向的空间散射光场分布是不一样的 ,从而为进一步利用光学方法测量热喷涂涂层工业参数 ,诸如涂层厚度 ,表面形态等提供了一定的实验依据     

正弦调制自混合型半导体激光器光学传感的研究

研究正弦电流直接调制下 ,单纵模半导体激光器在外部物体的反馈作用时产生的自混合效应 ,利用这种自混合效应 ,对静止物体的距离进行非接触性的测量 .通过设定一参考距离 ,比较靶体与基准点处的拍频信号的最大频率值 ,简化了测量步骤 .分析测量误差与调制电流大小的关系 ,进而确定短距离测距的最佳实验条件 .     

激光二极管准直光源光学机械系统设计与调试

在数字音频唱机(CD)的开发方面,激光二极管(LD)由于具有一系列独特的优点,在科学与工程应用领域获得越来越广泛的应用.值得指出的是,LD激光器其光学和电气特性方面存在一些特别的问题,LD输出光束是:a.发散的;b.椭圆的;C.存在固有像散.环境温度的变化不仅影响其使用寿命,还会影响到其波长漂移和量子效率的变化.因此在实用时,必须对LD光束进行高质量准直,同时还应考虑系统的光能利用效率问题.为此,在研制高性能LD准直光源时,必须解决好以下四个问题:a.设计好准直物镜使其与激光二极管特性相匹配;b.设计合适的机械机构使LD与准直物镜集于一体,同时能够方便地进行精密光学对准,而且要具有一定的机械强度,使其能够承受一定的振动与冲击;C.研制有效的质量测试系统,以确保获得高质量的准直光束;d.研制安全可靠的LD驱动电源,以确保使用安全,延长寿命.     

基于1N4148玻封二极管的低成本光电计数电路设计

为了实现低成本、远距离地对产品进行计数,设计了一种采用1N4148玻封二极管为光电传感器的光电计数电路.采用2 kHz激光调制光源、二阶高通滤波电路提高电路的抗干扰能力,同时采用半导体激光器作为光发射器件,1N4148玻封二极管作为光接收元件.结果 表明,设计的光电计数电路实现了对不同时段产品的计数,验证了1N4148...     

激光深熔焊接小孔内等离子体的反韧致辐射吸收研究

在假设小孔为圆柱形的基础上，通过跟踪光线在小孔内的多次反射轨迹，对激光深熔焊接过程中小孔内等离子体的反韧致辐射吸收进行了研究，计算了小孔孔壁上吸收的激光功率密度，分析研究了孔壁的多次反射次数、聚焦透镜的焦距以及小孔直径等因素对孔壁上的激光功率密度分布的影响．计算结果表明：小孔孔壁通过等离子体的反韧致辐射吸收的激光功率密度主要取决于等离子体对直射激光的反韧致辐射吸收，小孔孔壁的多次反射光只对小孔下部孔壁的激光功率密度分布有一些影响．随着聚焦透镜焦距的增大，小孔孔壁上吸收的激光功率密度峰值减小，但分布区域向小孔深处推移．最后，对小孔孔壁上吸收的激光功率密度与小孔的尺寸之间的关系进行了讨论．小孔的尺寸取决于孔壁上吸收的激光功率密度大小．激光功率密度越大，小孔直径越大。     

刀具柱面二维条码识读发光二极管照明均匀度仿真分析

为了预测刀具柱面条码图像的光源设计能否达到照明均匀度要求,通过计算机辅助光学照明软件,在实际发光二极管(LED)光源实体模型、发光特性、光强分布分析的基础上建立仿真光源模型,根据实际应用要求进行拓展模型设计.分析了3种关键因素对LED照明均匀度的影响规律,对仿真和实验结果通过拟合曲线进行对比分析,验证了仿真模拟的正确性和指导性.研究结果对刀具柱面二维条码识读时的光学系统设计具有指导意义.