基于信噪比通道宽度的光电成像系统匹配方法的研究

将光电成像系统中的光学系统和探测器视为线性系统,应用匹配滤波和等效平方带宽理论,综合考虑了系统的信噪比和带宽,建立了基于信噪比通道宽度的系统性能评价模型。利用评价模型进行计算机仿真。根据仿真结果分析,得出了光学系统与探测器的匹配特性和最佳匹配条件。     

电光成象系统中的信息传递——系统等效带宽和信噪比链

根据信息论基本原理,讨论了电光成象系统等效带宽和信噪比链及其在传递图象信息中的作用。列举了若干电光成象器件等效光学带宽与极限分辨力的关系,提出了划分电光成象系统信噪比链各环节的另一种方法,给出了相应的表达式。     

单目多光谱氧气吸收被动测距系统光谱通道带宽分析

基于测距光谱通道数量和位置选定规则,以氧气A吸收带为例,从系统探测距离、目标与背景信噪比、系统工作海拔等约束条件对带宽的限制出发,利用MODTRAN和MATLAB软件综合仿真分析了满足系统实时性、目标信噪比及不同探测距离条件下通道带宽上下限的取值范围。结果表明:相同条件下,系统平台海拔越高,带宽下限取值越小、范围越大、选取越灵活,系统探测距离越远,有效探测范围也越大;目标信噪比要求越高,带宽下限取值越大、范围越小、选取越受限,探测距离和有效探测范围越小。因此,设计系统时应根据任务要求,确定光谱通道位置和数量,计算系统工作实时性、目标信噪比、系统最大最小工作距离等多重约束条件下各通道带宽取值上下限曲线,通过确定能够同时满足最大及最小工作距离条件的上下限曲线最小交集,便可在曲线交集区域内选定满足设计要求的通道带宽取值。这为单目多光谱被动测距系统的参数设计和工程化提供有效的理论支撑和计算方法,从而设计出高低精度搭配、远近距离兼顾的多光谱被动测距系统。     

自适应光学系统对实际大气湍流波前的时域校正效果

引入时域校正因子（系统团环校正波前残余误差与系统开环时的湍流波前扰动误差之比）和系统测量信噪比,分析了自适应光学系统对实际大气湍流扰动的时域校正效果与湍流功率指数、湍流功率谱转折频率、系统测量信噪比、系统时间延迟以及系统闭环带宽的关系,并给出了系统的最佳闭环带宽。此外还分析了弱光61单元自适应学系统的时域校正效果。     

带宽受限QPSK相干光侦听接收机最佳性能分析

在带宽受限情况下建立了相干光侦听接收机模型并给出了带宽受限的等效滤波器模型.给出了带宽受限下的接收信号数学模型,利用星座图详细阐述并总结了其它符号对当前符号的干扰规律.重新定义了符号信噪比,推导了基于辅助判决式最大似然式相位估计的带宽受限的侦听接收机的误码率性能,并分析了接收机的最佳采样判决时刻和最佳带宽.仿真结果表明,不同带宽下定义的最大信噪比对应系统的最小误码率;不同滤波器类型对应的最佳采样判决时刻和最佳带宽是不同的,但都可以找到一个最佳点;随着信噪比的增加,带宽受限会降低辅助判决式最大似然式相位估计算法的性能.     

光电子技术与器件 光电成像与器件

TH703 2005032098 基于信噪比通道宽度的光电成像系统匹配方法的研究= Study on matching design methods based on signal to noise ratio bandwidth in photoelectric imaging system[刊,中]／ 张超岳(山东大学信息科学与工程学院.山东,济南 (250100)),吴福田∥光学技术．-2004,30(5). -554-557 将光电成像系统中的光学系统和探测器视为线性系 统,应用匹配滤波和等效平方带宽理论,综合考虑了系统 的信噪比和带宽,建立了基于信噪比通道宽度的系统性能 评价模型。利用评价模型进行计算机仿真。根据仿真结     

纠缠双光子''''鬼场''''成像中的信噪比研究

近年来,鬼场成像引起了人们很大的研究兴趣.基于纠缠双光子光源的鬼场成像理论已在文献中得到了详细分析.但是直到目前仍没有工作对纠缠双光子'鬼场'成像中的信噪比问题进行研究.本文通过计算相应算符的期望值,得到了计算纠缠双光子‘鬼场'成像系统信噪比的一般公式.并对线性平移不变成像系统进行了具体分析.我们发现信噪比和成像系统的光学传递函数密切相关,光学传递函数的频谱带宽越大,相应的信噪比反而变小.     

光纤非线性效应对光子时间拉伸模数转换系统性能的影响

光子时间拉伸模数转换(PTS-ADC)系统利用光纤中的色散效应对被采样模拟信号进行时间拉伸和带宽压缩,可大幅提高电模数转换器(ADC)的采样率和带宽。现有的PTS-ADC系统需要很长的色散光纤作为传输介质,它所带来的损耗限制了系统信噪比(SNR)和有效比特位(ENOB)。虽可通过提高光脉冲功率来改善系统的SNR,但色散光纤中的非线性效应利用了信噪比的提升。从理论推导、数值仿真和实验验证三个方面综合分析了非线性效应对PTS-ADC系统性能的影响,包括系统功率传输函数、载波与谐波功率比(CIR)。结果表明:第一段色散光纤中的非线性效应不会使得被采样模拟信号失真,相反地会提高系统带宽和CIR;而第二段色散光纤中的非线性效应则会恶化系统性能,应予以避免。     

超声换能器对线性调频信号脉冲压缩性能的影响分析*

该文研究了不同编码带宽下超声换能器对编码信号脉冲压缩后信噪比与轴向分辨率的影响关系。将脉冲压缩后的时域峰值转化为频域积分的形式，得到考虑换能器影响的脉冲压缩信噪比公式。以线性调频信号为例，仿真与实验结果表明，编码激励相对于方波激励的信噪比增益随编码带宽的减小而增大，因为受换能器带宽限制，编码激励的轴向分辨率随编码带宽的增大先减小后趋于稳定。该研究为编码激励方法更有效地应用于超声检测的背景中提供了参考。     

不同抽运波形条件下参量荧光对信噪比的影响

光参量啁啾脉冲放大器(OPCPA)是现阶段最常用的超短超强脉冲放大器之一。参量荧光是OPCPA的本征量子噪声,其形成的脉冲底座会大大降低输出信号脉冲的信噪比。采用数值模拟的方法,研究了不同脉宽比和抽运波形条件下参量荧光的演化规律及其对信噪比的影响。计算结果表明,在增益一定的情况下,随着脉宽比的增大,信噪比与效率-带宽积都呈先增大后减小的趋势。存在一个最佳脉宽比,使得两者同时达到最大。脉宽比小于此最佳值时,随着超高斯抽运光波形阶数的增大,信噪比减小而效率-带宽积增大;脉宽比大于此最佳值时,随着超高斯抽运光波形阶数的增大,信噪比增大而效率-带宽积减小。     

Intrinsic noise of semiconductor lasers in optical communication systems

The upper limit of the achievable signal-to-noise ratio in optical communication systems is determined by the intrinsic laser noise due to quantum fluctuations inside the laser cavity. This achievable signal-to-noise ratio depends on the way in which different lasing modes are detected; wavelength filtering and material dispersion may yield a significant deterioration of the signal-to-noise ratio. It is concluded from theoretical calculations and from measurements on V-groove lasers that a d.c. signal-to-noise ratio of about 70 dB may be achieved for a noise bandwidth of 10 MHz.     

超声阵列的多频脉冲压缩方法研究

脉冲压缩方法通过采用编码信号激励与脉冲压缩接收来提高超声检测的时间分辨率和信噪比。然而,受换能器带宽的限制,编码信号的时间带宽积往往有限,影响脉冲压缩效果。开展了基于超声阵列的多频脉冲压缩方法研究,超声阵列是由具有不同中心频率和带宽的多个阵元组成,从而使得整个阵列具有比单个换能器更宽的带宽。提出了压缩后叠加取包络的脉冲压缩方法,并研究了这种方法在提高时间分辨率和主副瓣比上的技术方案,对多频脉冲压缩的超声阵列进行了设计与优化,发现多频脉冲压缩方法能很大程度地提高时间分辨率,并能有效地抑制各阵元信号叠加产生的周期副瓣。理论和实验结果表明,这种压缩后叠加取包络的方法得到的时间分辨率在性能上受阵元带内不平整度的影响很小,能使阵元压缩包络中的主副瓣比得到明显改善。      

基于ROADM级联的概率成型光传输方法北大核心CSCD

针对概率成型双偏振64-正交幅度调制相干光传输系统,实验研究了可重构光分插复用器(reconfigurable optical add-drop multiplexer,ROADM)级联引起的带宽变窄对系统比特级可实现信息速率(bit-wise achievable information rate,BW AIR)的影响。发射端采用基于麦克斯韦玻尔兹曼分布的3个概率成型分布信号。实验装置包括概率成型符号序列的产生、模拟ROADM级联引起整体频率响应带宽变窄的可变带宽光滤波器、简化检测和BW AIR计算。结果表明:对于不同的星座熵,带宽变窄的影响是相似的;对于给定光信噪比,产生最大BW AIR的星座熵取决于ROADM级联导致带宽变窄的程度。通过选择合适的概率成型星座分布,系统可获得最大化BW AIR。     

Optimization of timing in the Carr-Purcell-Meiboom-Gill sequence.

The Carr-Purcell-Meiboom-Gill sequence is widely used in grossly inhomogeneous fields to characterize fluid saturated porous media. The distribution of T(2) relaxation times is a measure of the distribution of pore sizes. We present here a theoretical analysis of the spin dynamics of this sequence in strongly inhomogeneous fields. Based on this analysis, we optimize the timing of the sequence for maximal signal bandwidth. It is shown that the initial pulse spacing should be decreased by a time 2t(90)/pi. Experimental results in a strayfield set-up confirm the theoretical analysis. The optimized timing increases the measured signal bandwidth and increases the ratio of signal-to-noise by 1.2 dB without affecting the measured relaxation time.     

Brillouin-based fiber-optic distributed temperature sensor with optical preamplification

Optical preamplification has been used in a fiber-optic distributed temperature sensor based on spontaneous Brillouin scattering and the use of direct detection, resulting in improved signal-to-noise ratios. The fiber-based optical preamplifier system comprises a three-port circulator, an erbium-doped fiber amplifier with a small-signal gain of 27 dB, and a fiber Bragg grating with 47-GHz bandwidth. An improvement of 17 dB in the optical signal-to-noise ratio for the Brillouin signal is demonstrated in a 23-km sensor. The limit to the signal-to-noise ratio is attributed to spontaneous-spontaneous beat noise generated at the photodetector by amplified spontaneous emission from the optical amplifier.     

数字平均对红外单光子探测器中温度控制系统信噪改善比的影响

针对用于量子保密通信中单光子探测器需要高精度温控系统的情况,分析了其温控系统中数字平均方案对系统信噪改善比的影响,给出了信噪改善比与平均次数、采样周期、总采样时间和白噪声带宽的函数关系.针对实际应用中总采样时间有限的情况,分别就平均次数、采样周期两个物理参量对系统信噪改善比的作用进行了计算,给出了总采样时间一定的情况下,信噪改善比的表达式,并定义了最佳的采样次数.     

数字滤波在心磁噪声抑制中的应用

提出了一种基于数据重置最小均方算法的自适应数字滤波器, 并将其应用于抑制心磁信号的背景噪声. 数值模拟结果表明该滤波器对于相关噪声,尤其是有幅值变化和时间延迟的情况, 有很强的抑制效果. 该滤波器有很宽的带宽.利用它可以使心磁信号的信噪比提高到器件的本征噪声水平. 利用周期平均的方法进一步提高信噪比, 对滤波前后心磁信号的频谱进行了分析.     

A normalized data-reusing least-mean-square algorithm of noise cancellation for magnetocardiography

An adaptive filter based on Data-Reusing Least-Mean-Square algorithm has been proposed and applied in magnetocardiography (MCG) to suppress ambient noise, Numerical simulation studies indicate that the adaptive filter is a powerful noise suppresser for correlated interferences, especially for those with amplitude changing and time delay.Also the filter has a wide frequency bandwidth. With this filter, the signal-to-noise ratio of an MCG is improved to the intrinsic noise level, The periodic average method for further improvement of the noise level in MCG is also discussed.     

高功率钕玻璃啁啾脉冲放大系统光谱整形

增益窄化效应限制了啁啾脉冲放大系统输出的最短脉冲宽度,需要对注入放大系统的种子啁啾脉冲进行光谱整形,以保证放大后的啁啾脉冲光具有足够的带宽并满足特定的光谱分布.理论上假定放大后啁啾脉冲的光谱分布为高斯分布或超高斯分布,对"百焦耳级钕玻璃啁啾脉冲放大系统"进行逆运算.研究发现,所需种子啁啾光的能量、带宽以及压缩后脉冲的信噪比都与该分布密切相关.通过光谱整形,使放大后的啁啾脉冲光的光谱分布为二阶超高斯分布.能够获得小于400 fs高信噪比的超短脉冲输出,此时所需种子啁啾脉冲能量仅为33μJ,带宽14 nm,在装置前级注入能力的范围之内.为百焦耳装置光谱整形实验的开展提供了理论指导.