左旋和右旋偏振光判别方法研究

椭圆偏振光和圆偏振光分为左旋偏振和右旋偏振两类,通过公式推导我们给出了圆偏振光的合成条件,并且得到了平面偏振光合成椭圆偏振光时的长短轴公式,以及椭圆偏振光左旋和右旋在相位差上的判别方法。     

线偏振光经介质分界面全反射后的偏振态

本文指出线偏振光经介质分界面全反射后一般情况下将蜕变成椭圆偏振光,并着重讨论了蜕变成圆偏振光的条件     

线偏振光经界面全反射后的偏振态

计算并讨论了线偏振光经界面全反射后其偏振态随入射角的变化规律。当偏振光的偏振方向与入射面呈０°、９０°时，反射光为线偏振光；呈４５°时，反射光为圆偏振光，且这种偏振特性及方位角值不随入射角发生变化。     

关于偏振光若干问题的研究

利用代数法和Jones矩阵法对偏振光中的一些问题进行了理论分析。这些问题包括椭圆偏振光转换为线偏振光的过程,以及线偏振光通过二分之一波片后振动面转动的现象。通过两种不同的方法推出同样的结论,加深了对这些问题理解的同时,也增强了对Jones矩阵的学习。     

椭圆偏振光的定量检测

对椭圆偏振光的光强进行了相对测量，从而使得对椭圆偏振光从定性观察过渡到定量检测。     

线偏振光全反射后变成圆偏振光的完整条件

本文指出了线偏振光合反射后，反射光变成圆偏振光的完整条件。     

偏振光符号的新思考

目前的教材在介绍偏振光时,只具体给出自然光、部分偏振光和线偏振光的符号,没有圆偏振光和椭圆偏振光的具体表示符号,而且符号表达的含义很简单,此外不同书籍符号表示的方法也不统一.推荐一套偏振光的新符号,该符号的含义更加丰富,而且对圆偏振光和椭圆偏振光作出了具体的符号表示.     

反射偏振光的Jones矢量法

该文用Ｊｏｎｅｓ矩阵法表示了４种偏振光（即部分偏振光与线偏振光、椭圆偏振光与圆偏振光）的反射起偏情况。此法可使问题简化、明确。反射起偏的线偏振光振动取向，部分偏振光强轴，椭圆与圆偏振光的产生条件及左旋、右旋等各种偏振特点，均可归为Ｊｏｎｅｓ矩阵中两矩阵元来表征，显得直观，一目了然地揭示了问题的实质。     

谈椭圆偏振光的产生及其检验

讨论了椭圆偏振光的产生及其与圆偏振光、线偏振光的联系,分析了椭圆偏振光通过检偏器后,透射光强的变化规律,从推导光程极值入手,看到了不同偏振态的几种光的检验方法．     

关于椭圆偏振光的两个问题的研究

论证了一束椭圆偏振光可看成任意相互垂直方向上的两个线偏振光的合成．选取的相互垂直的方向不同,参与合成的两线偏振光的振幅不同,相位差也不同,但合成光矢量的旋转方向始终不受影响．     

基于PSD和光源调制的合作目标位姿探测方法

空间目标的相对位置与姿态探测是航天器对接领域的研究重点,探测方法主要分为遥测法和光学测量法两大类.其中,后者依靠其速度快、稳定性高、信息量大等优势,成为了近距离位姿探测的主要方法.我们通过双目视觉模型可计算出空间合作目标上特征光点深度信息,再根据特征光点间已知的结构、尺寸等约束信息,实现对目标姿态的解算.本文依据PSD相较于CCD和CMOS传感器,有无需图像特征提取过程、响应速度快、位置分辨率高等优势,且双目立体视觉系统的仿生学结构可直接获取到探测目标的深度信息,提出了采用双PSD视觉模型,并配合特征光点的亮度与顺序联合调制实现对空间合作目标的位姿探测方法.实验结果表明,当光标靶姿态调整±30°时,系统的平均测量误差为2.541°,当姿态角小于15°时,俯仰角和偏航角的平均偏差分别为0.923°和0.563°;大于15°时,受限于光源发散角度的影响,俯仰角和偏航角平均偏差分别增加至4.566°和4.106°,系统能够快速、稳定解算光标靶的空间位姿.     

跨声速风洞翼型动态失速实验系统研制

为满足旋翼设计的需要,研制了增压连续式跨声速风洞二元试验段翼型动态失速实验系统。开发了相应的测控系统,设计并安装了机械驱动机构,建立了数据采集及其后处理系统。动态试验测控系统的测量部分与控制部分相互独立,且与风洞主控系统、安全联锁系统等互不影响,可单独工作,安全性高,抗干扰性能好。机械系统设计合理,运动轨迹精确,该机构以平均迎角0°振幅10°,振荡频率2Hz运行时,最大迎角误差为±0.809°,平均迎角误差为0.255°,振幅均方根误差为0.325°,满足翼型动态失速实验的要求。数据采集采用多路并行A/D,其同步性能好,避免相差。在风洞实验系统联调中使用了NACA0012翼型模型,通过在翼型表面安装动态压力传感器,测量Ma=0.3,平均迎角为10°, 振幅为5°,减缩频率分别为0.05,0.03和0.01下,翼型表面脉动压力。其结果表明,实验系统在大动压,不同频率下,运行稳定,数据合理可靠,实现了设计要求。     

基于双差分的高精度甲烷浓度探测系统

现有的甲烷浓度检测系统大多采用窄带激光器、可调谐激光器等实现对甲烷特征波长位置的对准,虽然可以有效提高检测精度,但高性能激光器价格昂贵、结构复杂,难以满足实际应用中需要小型化、便携化以及低成本的要求.据此设计了一种基于双差分的高精度甲烷浓度检测系统,设计了浓度差分转换窗口,可获取2组等效于窄带光对准的差分数据,从而实现了仅用宽带红外二极管作为光源的高精度甲烷浓度探测系统.分析了该系统的工作原理,推导了基于双差分的甲烷浓度函数,给出了双差分的算法流程.实验采用LSIPD型PIN光电二极管与C30659型红外探测器采集响应光强,利用GPro 500系列甲烷浓度检测仪作为标准检测设备对系统进行甲烷浓度检测误差分析.结果显示:当甲烷体积分数小于4.0%时,系统平均相对误差小于1.0%; 当甲烷体积分数高于4.0%时,系统平均相对误差小于1.5%,验证了系统的可行性.     

三通道偏振成像导航传感器的设计与应用

为了获得较高的偏振光航向精度,设计实现了一种三通道成像偏振导航传感器装置样机。研究了基于Stokes矢量的偏振光测量原理;并基于此原理搭建了传感器。编写了程序控制软件,可以实时输出航向角,解决了一般实验装置无法实时测量航向角的缺点。进行了室外装置测试实验,实验结果表明:传感器室外航向角测量平均误差为0.83°,能够稳定输出导航角度,可以满足实时测试的需要,为下一步组合导航提供稳定的信息源。     

光离子化检测器中新型微电流检测电路设计

光离子化检测器(photoionization detector, PID)中需要微电流检测电路模块,而传统的跨阻式微电流检测电路稳定性差,测量范围小,设计成本高,且整体结构较为复杂。采用对数放大器LOG112与微处理器STM32F103VCT6相结合,设计一种宽范围对数式微电流检测电路。通过TINA-9软件仿真,所设计对数前置放大电路应用于500 pA~8 nA的微电流检测,误差低于1%。搭建实验系统,将所设计检测电路检测结果与直接用商用皮安表(吉利时6485型)搭建的检测系统实验结果对比,2种测量方法具有较高的重复性,且整个检测系统线性度良好,拟合优度达到0.987。利用所设计系统与购置的空气检测仪在相同环境下分别测试同种浓度的异丁烯气体,发现所设计系统响应时间更快,准确度更高。实验测得系统响应时间小于6s,系统短期重复性约为±1.37%,长期测试的重复性约为±2.28%。实验结果表明,所设计宽范围对数式微电流检测电路能够应用于光离子化检测器中。     

基于深度学习的冶炼工人安全着装监测系统

为解决铜冶炼作业过程中工人安全着装穿戴不规范导致的安全生产问题,设计一种基于深度学习的冶炼工人安全着装监测系统。首先,在充分对比实验的基础上,选择准确性高且满足实时性要求的YOLOv5l作为工人安全着装目标检测模型,实验结果表明mAP@0.5、F1-Score分别为84.3%、90.8%,平均单帧检测时间为13 ms;其次,设计基于时空关系分析的工人安全着装推理算法,依据监测结果进行时空关系分析,实现对工人安全着装穿戴不规范现象的智能分析报警;最后,将YOLOv5l部署到DeepStream框架中结合推理算法构建安全着装监测系统,实现对违规现象声光报警、录制违规视频、上传移动端显示报警详情。经生产现场验证,系统误检率为4.8%、漏检率为2.7%,可有效提高铜冶炼安全监管水平。     

基于ADS-B数据的一次雷达系统误差配准方法

针对大误差一次雷达测量过程中雷达配准方法的精度提升问题,分析了一次雷达误差分布特性,以广播式自动相关监视系统的航迹数据为真值,提出了基于改进轨迹跟踪滤波的实时雷达配准方法。采用点云配准方法中随机抽样一致性的迭代最近点法,对基于期望增加模型的变结构交互式多模型算法中的偏置函数进行了改进,有效减少了随机误差在配准过程中的影响,并获得最优的偏置参数,以提升大误差一次雷达配准的精度。算例分析结果表明,该方法配准后可使所选一次雷达俯仰角平均绝对误差降低至0.04°,方位角平均绝对误差降低至0.07°,为雷达系统误差配准提供新方法支撑。     

基于双颜色传感器的真菌霉素快速检测方法

针对生物学检测真菌霉素的过程比较复杂、成本高、不易操作等问题,提出了一种利用真菌霉素类物质溶液颜色直接测量溶液浓度的快速检测方法,设计了一个双颜色传感器检测系统.通过颜色传感器测得溶液颜色信息来快速确定被检测物质的质量分数并实现颜色信息采集过程中的动态白平衡,使颜色检测对环境光的变化具有自适应性.最后建立样品溶液颜色的三原色（RGB）值与浓度之间的线性关系.实验结果表明,样品数据的相对标准偏差（RSD）低于5%,利用该快速检测方法建立的线性关系计算得到的溶液浓度与样品实际浓度的相对误差（RE）低于7%,满足实验室精密度和准确度的要求.同时,与传统检测方法相比,该方法快速、方便,并降低了检测成本.      

定向井井眼轨迹预测新模型

本文提出用自适应自回归模型预测定向井、水平井井眼轨迹,模型具有所需参数少、预测速度快的特点,经9口实钻丛式井资料验证表明:该方法的精度高,井斜角的平均绝对误差小于0.1°,方位角的平均绝对误差小于0.5°.     

基于残差网络的河流表面时空图像测速法

针对在耀光、紊流、降雨等复杂含噪场景下时空图像中有效纹理特征变得模糊，使得现有纹理主方向检测算法精度受限的问题，结合深度学习的思想，提出了一种基于残差网络回归模型的时空图像测速(ResNet50-STIV)法，并借助残差网络回归模型强大的非线性学习能力构建了回归预测函数。通过构建人工合成数据集和包含复杂场景时空图像的天然河流数据集对残差网络回归模型进行试验，结果表明：提出的残差网络回归模型在人工合成数据集下的检测精测可达到0.1°,对于天然河流数据集，具有残差结构的ResNet回归模型的检测精度优于VGG16;从模型层数看，基于ResNet50的回归模型能较好地平衡检测精度以及执行效率，在正常场景下的检测精度达到0.7°,而在耀光、紊流、降雨场景下能控制在1.3°以内，ResNet50-STIV优于现有的时空图像测速法；与流速仪法在多场景下表面流速比测的最大相对误差小于12%。