空间信息网中的FSO/RF通信技术

 空间信息网是以多种空间平台（如同步卫星或中、低轨道卫星、平流层浮空器及有人或无人驾驶飞行器等）为载体,实时获取、传输和处理空间信息的网络系统。由于其节点种类多,通信链路状态相对复杂。调研了空间信息网通信链路传输技术,分析了空间信息网中微波射频通信（RF）、自由空间光通信（FSO）和FSO/RF混合通信技术。分析表明,星-星链路适合FSO通信,但对于受天气影响严重或定位困难的其他类型链路,FSO/RF混合通信更具有优势。提出了空间信息网中基于大数据预测的FSO/RF自适应切换通信技术的开放思路。     

基于全场光学相干层析术的猪肝组织亚细胞成像

 建立全场光学相干层析系统(OCT),可对生物细胞进行高分辨率层析成像.该系统基于Linnik 干涉结构,采用低相干白光光源卤钨灯照明和大数值孔径的显微物镜,理论分辨率可达0.7 μm × 0.7 μm(横向× 轴向).系统采用电荷耦合元件(CCD)采集数张样品和参考镜的干涉图,通过三步移相算法获取层析图,最后合成三维图像.与荧光标记细胞等其他生物组织成像的方法相比,全场OCT 成本低廉、对细胞无损伤、分辨率高.该系统能够完成对洋葱表皮细胞和猪肝组织切片细胞等生物组织实现层析成像,且分辨率高、成本低、结构简单便于调节,为实现高分辨率光学相干层析成像提供了简单易行的方法.     

回音壁模式光学微腔：基础与应用

具有回音壁模式的光学微腔在激光,生物探测以及量子物理中已经得到了广泛应用.本文简要介绍了其基本的性质和原理,以及回音壁模式与外界的耦合,并结合国际最新进展以及中国科学技术大学的研究工作,具体介绍了回音壁模式微腔在现代科学研究中的多种应用.     

《物理光学》课题制教学法初探

针对《物理光学》课在光信息科学与技术专业课程体系中的特殊地位,提出了具有创新性的课题制教学法,并在中南民族大学光信息2008级开展了教学实践,取得了较好的效果。文中阐述了课题制教学法的基本内容,分析了实施条件及课题选择原则,讨论了该方法的优缺点。     

多分辨预处理技术加速PO-MOM混合方法的研究

结合复杂物体散射特性的电磁计算问题,研究了物理光学(PO)与矩量法(MOM)相结合的混合技术,寻求PO-MOM方法减少计算时间和存储空间、提高计算精度的途径;针对矩量法在求解过程中的迭代问题,引入多分辨预处理技术,并给出算例.结果表明,在满足计算精度不变的前提下,使用PO-MOM混合方法提高了计算效率.     

倾斜非线性介质热像效应的实验研究

高功率激光系统中,热像的强度可以达到光学元件的损伤阀值,从而威胁系统的安全运行.以往对热像效应的研究主要针对光束正入射非线性介质的情况,而实际片状放大器中的介质片往往倾斜放置.实验研究了倾斜非线性介质的热像效应,结果表明,非线性介质倾斜引起热像的平移,且随介质倾斜角度的增加,热像位置平移的距离增加,其增加量与理论分析光束通过介质后的平移量符合较好,而热像的强度变化很小.所得结果对适当排布高功率激光系统中的元件以避免热像带来的损伤具有重要意义.     

硒化镉晶体光参量振荡器件制备参数研究

研究了红外非线性光学晶体硒化镉的光参量振荡器光学参数．根据非线性光学原理和折射率色散关系,报道了CdSe晶体在不同泵浦光波长（1．833、2．87和2．1646μm）下CASe光参量振荡器的角度调谐曲线,由此确定出信号光、闲频光以及相位匹配角的变化范围;并对CdSe晶体的走离角,有效长度以及相位匹配允许角等参数进行研究．以上研究结果,对CdSe光参量振荡（OPO）器件制备加工精度提供了重要的技术参数．     

天基光学监视系统空间目标定轨精度仿真分析

天基光学监视系统具有获取空间态势信息的优势,是进行空间目标监视与跟踪的重要发展方向。主要研究基于天基光学监视平台的空间目标的可见区域分析和轨道确改进定算法,仿真实现了天基监视系统对空间目标的定轨功能,分析了天基光学监视平台对高、中、低轨三类典型空间目标的定轨精度。通过仿真实验可以得出,由高低轨监视平台组成的联合监视系统提高对空间目标的轨道确定精度,其中低轨空间目标定轨精度误差约20米,中高轨空间目标定轨精度300米左右。

Abstract：

Space-based optical surveillance system has advantages accepting state information of space-objects, and is an important tendency in the realization of surveillance and tracking for resident space objects. The orbit determination theory for space objects and its cover region by space-based optical surveillance system were analyzed. The function for space objects was simulated. The accuracy of three kinds of space objects based on space-based optics surveillance system was studied. Simulation experiment shows the surveillance system which constitutes of high/low orbit surveillance platforms can improve the accuracy of space objects, and therein the orbit determination precision for low-orbit space objects reaches 20m, while that for high-orbit space objects about 300m.     

基于高频方法分析电大尺寸目标的散射

采用物理光学法及其改进方法分析电大目标的雷达散射截面。作为对物理光学方法的修正,采用等效电磁流法计算了物体棱边绕射场的贡献。由于电磁波在腔体内存在多次反射,物理光学方法对于腔体的电磁散射问题给出的结果误差较大。为此,可以采用迭代物理光学法和弹跳射线法计算腔体散射。分别采用迭代物理光学法和弹跳射线法方法计算了腔体电磁散射,并且对迭代物理光学法与弹跳射线法方法的优缺点进行了对比。最后,提出利用图形处理器加速弹跳射线法方法的射线追踪部分,实现了弹跳射线法方法的有效加速。数值结果表明上述方法是有效的。     

改善石英晶体双折射滤波器次极大的优化设计

针对双折射滤波器中器件损耗的情况,同时为了改善滤波光谱的次极大,设计了一种新型滤波器,并从原理上作了分析,此新型滤波器与原有多级滤波器相比,主要的改进在于减少了所用偏光镜的数目,从而提高了出射光的透过率.以Schoolman型石英晶体双折射滤波器为例,将此新型滤波器与原有结构进行了比较,从理论上分析了在考虑各器件损耗的情况下的滤波特性,结果表明,此滤波器具有减少出射光损耗的显著效果.