Research for Signal Power Spectrum Distribution in Laser Doppler Rotational Speed Measurement

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光学综合孔径成像技术实验研究

根据光学综合孔径成像系统的成像质量与点扩散函数和光学传递函数的关系,以G o lay-3阵列结构为例,从空间域和频率域对光学综合孔径成像技术进行理论仿真和实验研究。在空间域从理论上分析光学综合孔径成像系统的点扩散函数,对复杂目标的成像通过目标函数与点扩散函数的卷积求得,点扩散函数决定了成像质量。通过数值仿真和模拟实验取得了点扩散函数强度分布图,两者分布规律一致证明理论分析正确。在频率域研究光学综合孔径调制传递函数,理论仿真和实验取得的调制传递函数表明,空间域和频率域内光学综合孔径成像技术的理论分析与实验结果具有较好的一致性。     

Optical flip-flop and astable nultivibrator functions by vertical and direct integration of heterojunction phototransistors and laser diodes

A optoelectronic integrated device in which six heterojunction phototransistors and two laser diodes are vertically and directly integrated is developed to achieve new functions important for optical signal processing and optical computing. It is demonstrated that the device has a bistable flip-flop function, in which the output portion is switched alternately by the corresponding optical input. The function is extended to a tristable flip-flop, which is especially important for multistable logic, by using multiple HPTS and their internal optical and/or electrical couplings. Moreover, an astable multivibrator function or a self-oscillating function, is successfully demonstrated by applying the interconnecting technique to the bistable flip-flop function.     

Optical transfer function of an optical system with a vortex phase mask in the presence of primary aberrations

The impact of primary aberrations on the optical transfer function of an optical system with a vortex phase mask has been investigated in detail. The optical transfer function of such a system becomes negative in a certain frequency range even in the absence of aberrations, a feature different from the case of an optical system in which center of the point spread function is bright.     

复用器/解复用器滤波特性研究

研究了复用器／解复用器（MUX／DEMUX）滤波特性对光网络系统的影响。考虑了滤波器的带通特性，在噪声为高斯分布的前提下，分析了光网络节点对传输速率为10Gbit/s的光信号的影响。结果表明，光网络节点传输函数中央平坦区域的微小抖动（0．2dB-0.5dB），引起系统性能的严重恶化，最坏情况下功率代价增加2dB-6dB）；并且中央区域凹陷个数不同，对系统性能的影响也不同，引起功率代价的判别达到1dB－5dB。     

Optical transfer function analysis of circular-pupil wavefront coding systems with separable phase masks

This paper proposes a simple method to achieve the optical transfer function of a circular pupil wavefront coding system with a separable phase mask in Cartesian coordinates.Based on the stationary phase method,the optical transfer function of the circular pupil system can be easily obtained from the optical transfer function of the rectangular pupil system by modifying the cut-off frequency and the on-axial modulation transfer function.Finally,a system with a cubic phase mask is used as an example to illustrate the way to achieve the optical transfer function of the circular pupil system from the rectangular pupil system.     

4f光学系统中滤波函数角位移补偿的研究

实验中4f光学系统的输入函数载体与滤波函数载体往往存在着一定的角位移,而这个角位移的存在影响了4f光学系统的精确滤波。将空间光调制器(SLM)作为4f光学系统的输入和滤波函数的载体,利用光栅衍射理论和傅里叶变换理论,提出了一种测量该角位移的方法。滤波函数旋转角位移值的大小可以补偿输入和滤波函数载体间存在的角位移。滤波实验证明了方法的有效性和必要性。     

光学系统时间传递函数的研究

随着瞬态光学的快速发展,光学系统的时间特性越来越引起人们的关注,时间特性评价方法也随之发展起来.时间光学传递函数作为评价光学系统时间特性最确切、最全面的一种方法,是时间特性评价方法的发展方向.本文重点论述了时间传递函数的理论依据、色权因子的选择、复色光时间线扩散函数的技术处理、时间传递函数的计算方法及其软件计算实例.     

大望远镜系统衍射极限倍数的确定

利用大气湍流的光学相关函数确定湍流光学相关时间，并在此时间内通过成像系统的光学传递函数修正大气湍流效应后定标大望远镜(500mm口径，500m焦距)系统衍射极限倍数。     

相干场成像技术接收镜精度对传递函数的影响

根据相干场成像技术(又称傅里叶望远镜)接收镜的特点, 研究了接收镜偏差对相干场成像技术光学传递函数的影响, 推导了光学传递函数与接收光路光程均方差的关系式. 该式表明相干场成像技术的光学传递函数是接收光路光程均方差与频差乘积的平方的负指数函数. 为确定接收系统精度提供了理论依据. 关键词： 相干场成像 傅里叶望远镜 误差 光学传递函数     

有源光纤环等效时间脉冲复制研究

对利用半导体光放大器有源光纤环为光等效时间采样提供低失真脉冲序列的方法进行了研究。分析了提高复制精度的辅助直流光非线性增益抑制方法,并给出基于递推方式,可进一步提高采样精度的后处理算法。通过实验验证了辅助直流光注入对复制器非线性增益的抑制作用;以及在不充分辅助直流光注入条件下,利用后处理算法抑制非线性误差的效果。结果显示利用半导体光放大器有源光纤环结合后处理算法可以有效地为光等效时间采样提供特性一致、误差可处理的时序脉冲序列。     

与偏振无关双向2×2和4×4自由空间光开关

利用成熟的偏振控制技术，设计了一种由偏振光分束器、相位型空间光调制器和反射镜构成的2×2光开关，该光开关所用器件少，具有结构简单紧凑、控制灵活方便、功能实现与信号光的偏振态无关以及可以双向交换等特点；在此基础上通过2×2光开关的串连，设计了一种与偏振无关的双向4×4光开关的实验模块，根据其路由选择与控制方法，得到了4×4光开关实现信号光全排列无阻塞输出与交换对应的路由状态表，并对该实验模块的功能实现进行了详细的分析与讨论。     

Optical Transfer Function of a Binary Markovian Mixture

A system of differential equations describing the optical transfer function (OTF) of a binary Markovian mixture is considered in a small-angle approximation. Its analytical solution has been found for the case where the mixture components have different extinction and scattering coefficients but identical scattering indicatrixes. The results of investigation show that the optical transfer function of the binary Markovian mixture depends strongly on the dimensions of nonuniformities and on the difference between the optical parameters of the mixture components, but it always markedly exceeds the optical transfer function of a uniform medium.     

一种光学层析图像的多准则重建方法

光学层析成像是一个病态重建问题,为克服重建过程的病态性,提出将多准则优化理论引入到图像重建中。利用了三个用于光学层析图像重建的准则:平方误差函数、图像熵函数和局部平滑函数。采用向量优化方法将多准则优化问题转化为单准则优化问题求解。为了确定各个目标函数间的权重系数,提出一种动态权重系数求解方法。重建过程目标函数关于光学参量的梯度计算是关键,因此提出一种基于梯度树的计算方法。实验过程中对多准则重建结果和基于平方误差函数的单准则重建结果做了比较,证明该方法能够克服传统的偏重单一目标的单准则重建的不足,有效地重建光学层析图像,提高图像重建质量。     

光学综合孔径望远镜成像分析及计算机仿真

阐述了光学综合孔径(OSA)望远镜成像原理以及综合孔径望远镜的几种实现形式；采用快速傅里叶变换(FFT)算法得到了任意子孔径综合模式下的点扩展函数(PSF)和光学传递函数(OTF)分布；从子孔径结构排列、共相位、图像恢复几个方面论述了光学综合孔径的成像特征。初步分析了稀疏率、填充因子、“实际截止频率”等因素对光学综合孔径望远镜成像的影响。分析和仿真结果表明：光学综合孔径通过相干成像不但可以突破传统单孔径系统的口径局限获得极高的成像分辨率，而且对于实现空间光学遥感系统轻量化和模块化都具有重要意义。     

基于Marangoni界面效应的数控化学抛光去除函数的研究

 利用基于Marangoni界面效应对化学抛光去除函数的理论及实验进行研究,提出采用湿法化学抛光（刻蚀）方法为大口径高精度光学元件的加工提供新的解决途径。介绍了Marangoni界面效应及其验证实验,运用WYKO轮廓仪对熔石英基片局域刻蚀前后的粗糙度进行检测,结果表明,粗糙度基本无变化,刻蚀前后粗糙度分别为0.72 nm和0.71 nm。基于Preston假设, 建立了数控化学抛光理论模型,运用WYKO干涉仪观察实验现象可知,化学抛光刻蚀曲线基本上成平底陡峭的去除函数曲线,小磨头抛光是倒置的仿高斯函数曲线。     

Properties of Optical Phase-Locked Loop Based on Four Wave Mixing in Semiconductor Laser Amplifiers

In this paper, the properties of the optical phase-locked loop(PLL) based on the four-wave mixing in the semiconductor laser amplifiers (SLAs) are discussed. The components that achieve the function of detecting the bit phase of the input optical signal are concerned and discussed in detail together as a function module named as the optical bit phase detector referred to the general electronic PLL. Therefore, most of the properties of the optical PLL can be analyzed by applying the general phase-locked theory. Here the stability of the optical PLL is discussed. It's shown that the variance of input signal power in the practical application will cause optical PLL system unstable because of its long loop delay. The influence on the output phase jitter of the optical PLL is also investigated.     

部分相干光学成像系统的光学传递函数和像质评价准则

根据光学成像理论，建立了部分相干成像光学系统的光学传递函数。该函数与非相干成像光学系统传递函数相同，因而部分相干成像和非相干成像两者的光学系统波面像差公差标准也是相同的。这一点解释了显微镜光学系统的光学设计惯用法则：镜头像差公差标准的选择，并不因为采用成像照明方式的不同而有所差异。     

自动测量用光学镜头的评价

从自动测量用光学镜头的使用特点出发,提出用其直边响应函数作为最终评价标准的观点。同时讨论点脉冲响应函数与直边响应函数的计算,并给出了镜头的计算结果。     

衍射光学元件衍射效率影响混合光学系统性能的一种分析方法

本文从衍射光学元件的衍射效率入手,详细地分析了衍射光学元件衍射效率同混合光学系统光学传递函数的关系,并通过一个实际例子对所分析的结果进行了深入讨论.