锥形光纤是指在普通的柱形光纤上采用熔融拉锥、机械抛磨、化学腐蚀等手段形成的纤芯半径随长度变化的一种光纤,纤芯半径变化的部分被称为锥区。一段双包层光纤整段都为锥区时被称之为长拉锥双包层光纤（T-DCF,简称锥形光纤）。总结了锥形光纤的发展,简述了锥形光纤在光纤激光领域的应用优势以及基本理论,并对长拉锥双包层光纤在光纤激光应用的...
脉冲激光沉积技术是制备先进光学薄膜与纳米光学器件的重要手段和前沿领域,是国际研究的热点。介绍了脉冲激光沉积技术原理与特点、制备功能薄膜的研究现状和发展动向,着重阐述了双激光沉积制备功能薄膜的研究现状与未来发展;同时基于更高的需求,针对脉冲激光沉积技术的特点,设计构建了结合动能粒子磁过滤技术的激光沉积系统,提出了融合原子层沉...
常规法制备的MCr Al Y涂层具有等轴晶形态、微气孔与裂纹等问题,其抗高温氧化性能有待提高。基于此,国内外研究者提出了许多提高MCr Al Y涂层抗高温氧化性能的方法。综述了这些方法,指出其存在的主要问题,并提出了激光-感应复合熔覆球磨诱导柱晶MCr Al Y涂层新方法,即将Ni Cr粉（或Ni Cr粉、Co粉）、Al粉与Y2O3粉在高能球磨机内进行机械合金化处...
飞行器所在环境的红外辐射特性对其红外特征存在着重要影响,因此对飞行器背景进行红外辐射研究很有必要。对地球大气系统进行观测时,视场中仅由大气区域构成的地气系统范围称为临边背景。基于中光谱分辨率大气辐射传输模式利用大气辐射传输理论建立了临边红外辐射计算模型,针对3~5μm和8~14μm典型波段,计算了各纬度冬夏两季的临边背景红外辐射,获...
通过分析大气中CO2的超精细吸收光谱来选择适合宽谱大气CO2浓度探测的红外激光波长,为研制宽谱红外激光雷达提供了依据。宽谱红外激光雷达的光谱范围远大于普通差分吸收激光雷达的光谱范围,不需要较高的锁频技术,能够避免差分吸收激光雷达由于在on波长处偏移引起的测量误差。对比大气中水汽的吸收光谱、超辐射发光二极管（SLED）的发光光谱,以及...
采用星载平台进行水下激光探测,具有覆盖面积大,探测效率高、机动性好、自身隐蔽性好、信息传输快等优点,但是实现难度较大。为了使反映目标特征的信息能量能够被探测器有效响应,激光脉冲信号需要通过空间信道、大气信道和海水信道,而且双向往返传输,整个链路情况非常复杂。通过建立激光传输模型,分析链路能量损耗,对星载激光水下目标探测的能量...
提出一种基于光纤布拉格光栅（FBG）的可调谐双向光分插复用器（Bi-OADM）,并对该OADM进行了理论分析和实验搭建。分别利用开环和闭环压电陶瓷（PZT）对OADM的上/下载波长进行调谐,调谐范围可达到6 nm（商用的8波长复用系统波长范围为5.6 nm）,实验发现在小电压时采用开环控制,在大于80 V时采用闭环控制,加载电压和卸载电压曲线重复性好。与此同...
可重构光分插复用器（ROADM）和多维光交叉连接（OXC）作为实现下一代动态全光网络的关键设备受到了光通信领域研究机构和产业界的高度重视。1×N端口波长选择开关（WSS）是目前及下一代ROADM的核心器件。针对现有WSS存在的光学系统复杂、系统插损与端口串扰大,以及端口数和通道数有限等不足,提出一种具有通带调谐灵活性的基于硅基液晶处理芯片（...
研究了4路偏振切换技术在光纤干涉仪中的应用,建立了基于4路偏振切换的抗偏振衰落的理论模型,运用了复数运算的方法解决4路信号的合成问题,对偏振诱导信号衰落的抑制效果进行了仿真。偏振衰落实验搭建了基于非平衡的迈克尔孙干涉仪的实验系统,采用相位产生载波技术（PGC）外调制方案解调信号,对4路偏振切换技术抗偏振衰落效果进行了实验测试。结...
对于星地激光通信,使用圆偏振光进行传输是其较优的选择,此时必须对其光学系统进行偏振定标。利用菲涅耳公式及琼斯矩阵对影响光学系统偏振态的因素进行了分析。针对一个特定的星地激光通信发射光学系统,给出了系统结构以及存在于系统中的几种不同分光膜系的曲线。利用光学软件ZEMAX,对初始状态为线偏振的激光在光学系统中传播过程的每一步进行...
为了充分利用图像彩色信息,克服传统单通道脉冲耦合神经网络的图像分割过程中信息丢失,提出了一种多通道图像分割方法。采用RGB颜色空间,为每一个色彩分量建立一个输入通道,形成包含三个输入通道的多通道脉冲耦合神经网络,将内部活动项修改为各输入通道耦合平均,动态阈值变化采用上升指数,各通道的连接加权系数矩阵选取三维欧氏距离倒数矩阵。以...
针对可见-红外图像,结合多窗口选择下的视觉注意图的提取,实现了双波段图像的增强融合。利用局部频率调谐获取视觉注意图,以模拟人眼赋予不同区域与像素不同的注意权重的功能;设计了多窗口尺度下的视觉注意图的提取方法,以凸显提取不同尺寸的特征信息;在多窗口尺度下的视觉注意图的基础上实现双波段图像的增强融合。利用双波段图像对进行论证实...
由于共焦针孔的加入及现有太赫兹激光器输出不稳定,太赫兹共焦扫描显微成像所得图像的质量不高,将双边滤波算法应用于透射式太赫兹共焦扫描显微成像图像去噪复原,通过研究确定了适合于该情况的双边滤波参数,并且与中值滤波、均值滤波和开运算滤波的滤波性能进行比较,证明了双边滤波算法应用于透射式太赫兹共焦扫描显微成像图像去噪复原的可行性...
为检测瞬态波前的三维分布,提出了一种共光路结构的剪切干涉测试系统。该系统使用棋盘光栅与光阑,将待测波前分解为四支互相错位的波前,这些波前两两相干,最终叠加形成一幅高载频的干涉图。根据光强传输方程以及傅里叶光学理论,建立了剪切干涉测试系统的理论模型,采用傅里叶变换算法提取待测波前。提出了一种剪切量标定算法,通过讨论线性载频的...
对304不锈钢基材表面制备的激光熔覆层进行了高频微锻造处理。通过光学显微镜和X射线衍射仪分别研究了高频微锻造处理前后激光熔覆层的显微组织和相组成,利用显微维氏硬度计和电化学工作站分别对其进行了显微硬度测试和耐腐蚀性能测试。结果表明：经过高频微锻造处理后,激光熔覆层中的枝晶组织得到破碎,晶粒变细,但相组成无明显变化;微锻造作用...
以5052铝合金板材为实验材料,采用控制变量法进行了单脉冲激光打孔实验,研究并得到了脉冲宽度、脉冲重复频率和离焦量等参数对激光打孔成形规律的影响,推荐了脉冲宽度、脉冲重复频率和离焦量等参数的合理选择范围,为5052铝合金脉冲激光微孔制造的工艺优化及参数选取提供了参考数据。研究表明脉冲宽度对孔径的影响比较大,脉冲重复频率对上下孔径...
报道了两种Nd：Gd VO4主动调Q被动锁模激光器,利用自锁模（KLM）和半导体可饱和吸收耦合输出镜（SOC）锁模两种不同的被动锁模方式,分别与电光（EO）主动调Q元件相结合,获得了稳定的调Q锁模脉冲。主动调Q自锁模脉冲调Q包络重复频率为3 k Hz,包络脉宽约1.2μs,包络下锁模脉冲重复频率为159 MHz,锁模脉宽约963 ps。主动调Q SOC锁模脉冲调Q包络重复...
为了提高Y型腔正交偏振氦氖激光器的输出光特性,对激光器的腔体结构、增益区光路以及偏振分光片的加工工艺进行改进,研制出了新型一体化Y型腔正交偏振氦氖激光器。介绍了该激光器的基本结构和工作原理,实验测试了激光器的输出光模式、输出光功率、频差闭锁特性和频差稳定性。与先前分立式结构的Y型腔正交偏振激光器相比较,详细分析了改进后的激...
研究了材料和基底的吸收对二维光子晶体的影响,采用传输矩阵法沿某一晶格方向对光子晶体进行分层,然后基于各层传输矩阵求解能带结构。研究发现,吸收使原来不存在带隙的频率上出现新带隙,而原有带隙则得到拓展,其中TE波受吸收的影响比TM波大。
相位显微成像技术在生物细胞形态观察和类别识别中有着重要的应用。基于稳定性强的共光路系统,提出了一种利用反射镜将光束一分为二,然后重叠,产生共光路干涉的方法,该方法利用光束的几何放大作用,免加载显微物镜,即可将干涉图像放大在成像屏上,且通过调节反射镜的角度,实现同轴、离轴和微轻离轴相位显微成像,对图像进行相位恢复处理后,可了解相...
采用数值分析的方法研究了光纤激光器中类噪声脉冲的自相关特性。数值计算的结果复现了实验中观测到的类噪声自相关曲线图形。进一步改变类噪声脉冲各参量设置,发现无背景强度自相关曲线的基底和尖峰的宽度分别反映了类噪声脉冲波包的宽度以及类噪声脉冲波包中超短脉冲的平均脉宽。相同的类噪声脉冲波包中超短脉冲的个数越多,无背景强度自相关曲...
可调支撑装置是高精度光学元件的常用支撑结构。分析了可调支撑装置支撑力调节对光学元件面形的影响规律。建立可调支撑装置的力学模型,利用有限元法计算光学元件的变形,并对光学元件面形进行Zernike多项式拟合。不同工况下分析结果表明：均匀支撑时光学元件面形均方根（RMS）最小,可调支撑力变化时,引入的光学元件面形RMS以及主要Zernike多项式...
随着光学遥感卫星在轨成像质量要求的提高,为了满足相机环境温度的要求,往往需要大量热控资源。由于微小卫星资源紧张,所以综合分析相机各组件的热敏感性,合理分配热控资源,改善成像质量,具有重要的实用意义。介绍了光机热集成分析的研究现状和方法。建立了空间视频相机的有限元模型,分析了各组件在各温度载荷下的热变形对光学系统成像质量的影...
针对拉曼光谱分析对分辨率和弱信号探测能力的要求,设计了透射式体全息光栅拉曼光谱仪分光光学系统。利用Kogelnik耦合波理论设计了透射式体全息光栅,该光栅在中心波长处衍射效率达到90%,在800~1000 nm波段内平均衍射效率高于80%。根据孔径和视场的要求,采用天塞物镜作为聚焦光路的基本结构。经优化,点列图均方根值（RMS）半径小于6μm,整个系统...
超大数值孔径极紫外光刻物镜（NA〉0.45）能够满足11 nm光刻技术节点的需求,而高分辨率成像对物镜系统的公差要求非常严格。针对一套数值孔径为0.50的极紫外投影物镜进行了补偿器选择和制造公差分析。通过对系统敏感元件结构参量构成的灵敏度矩阵进行奇异值分解（SVD）来选择像质补偿器。物镜系统的结构参量数目较多,而奇异值分解法要求灵敏度矩...
光纤陀螺在实际应用中必须要考虑的一个问题是温度变化速率对其热漂移误差的影响。从理论上分析了温度变化对光纤陀螺热漂移误差的影响。进而设计了一个循环变温实验,得到了光纤陀螺在7种不同变温速率下的热漂移误差大小。根据实验数据,通过选择合适的函数参数,拟合得到了变温速率与光纤陀螺热漂移误差的关系式,并使拟合得到的误差最小。通过该...
针对短波红外镜头在成像中存在杂散辐射的问题,对该镜头进行杂散辐射分析与抑制研究。通过成像实验初步分析了镜头的杂散辐射现象,运用仿真软件Tracepro对该短波红外镜头建立分析模型,获取系统的点源透射率（PST）,并针对实验现象进行光线追迹,找出可能的杂散辐射路径。通过增加遮光罩、修改结构件和添加消杂光涂层的方法来抑制杂散辐射。通过测...
实验设计了一种基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的甲烷传感系统,主要针对宽温度范围、全浓度、高精度的实时检测仪器进行研究。优选1653.7 nm窄线宽分布反馈式激光器作为光源,采用多次反射气室,结合波长调谐和全数字锁相放大器的二次谐波信号检测技术,通过最小二乘法拟合不同温度和不同浓度下的二次谐波测量数据,对检测系统进行背景扣除和温度...
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