硅基微光学谐振式陀螺瑞利背向散射噪声分析

阐述了硅基微光学陀螺(MORG)结构中瑞利背向散射噪声的产生机理,并创建了硅基微光学陀螺光路的静态与动态理论模型,公式化地描述了硅基二氧化硅谐振腔中的该噪声特性,并通过软件算法仿真综合分析了硅基微光学谐振式陀螺中瑞利背向散射噪声与主信号强度之间的关系,以及其与反向光信号的干涉信号对主信号的影响.分析了瑞利背向散射噪声信号对谐振腔性能的影响,定量分析了此噪声对谐振腔清晰度、陀螺极限灵敏度的影响.提出了抑制系统中该噪声的方案,并搭建实验装置,利用提出的解决方案对系统进行了优化,实验验证了理论分析的结果.     

激光陀螺中背向散射的研究

为了研究谐振腔形状变化对激光陀螺中背向散射的影响,基于矢量叠加理论,分析了激光陀螺背向散射源及其对总的背向散射的影响.根据背向散射对顺逆时针光的耦合作用,推导出了总的背向散射系数与顺逆时针旋转光光强的关系式.基于这一关系,设计实验,通过施加电压使谐振腔反射镜到不同位置来改变光腔形状变化,同时测量光强交流量的振幅,得到了总的背向散射系数的变化曲线.通过与仿真结果对比,验证了背向散射的矢量叠加理论.     

超声微泡低频动力学特性及其生物效应

理论上利用有耗散函数的Lagrange方程,建立了有壳微泡的R(t)运动方程,开展了自由空间中有壳微泡动力学特性的研究,表明微泡内外半径增量随声压的增大、超声频率的降低、初始内径的增大及壳厚的减薄而迅速增大。实验上,利用Mie散射技术在80°散射角和前向Mie散射检测新技术实验测量了微泡R(t)曲线;利用体视显微镜,实时观察了超声微泡对动物活体微血管损伤,开展了超声微泡生物效应的动物和细胞试验研究。结果表明:(1)超声作用下,微泡引起肿瘤中微血管壁周期性膨胀收缩而发生管壁破裂,形成血栓和微血管栓塞,抑制了肿瘤生长;(2)超声联合微泡可以破坏微血管内皮生长因子(VEGF)和肝癌细胞,可以减少肿瘤血管和癌细胞再生,因此,低频超声联合微泡技术是一种值得探索抑制肿瘤生长的新技术。     

相方相BaTiO3及BaTiO3：Ge的拉曼散射特性研究

本文报道了在室温下ＢａＴｉＯｅ及ＴｉＯ３：Ｃｅ的拉曼谱的特点，着重讨论了前向散射配置下两个Ａ１（ＴＯ）模（位于２７５ｃｍ＾－１和５１６ｃｍ＾－１左右）出现在Ａ１（ＴＯ）谱中的原因，通过设计特别的前向散射实验得到了此配置下由于晶体出射两对入射光的反射造成的背向散射的强度。在ＢａＴｉＯ３的前向散射谱中扣除了背向散射面对人入射光的反射造成的背向散射的强度。在ＢａＴｉＯ３的前向散射谱中扣除了背向散射信号后     

光纤分子背向散射的温度效应与分布光纤温度传感网络

本文讨论了光纤分子瑞利（Rayleigh）背向散射精细结构谱和光纤分子喇曼（Raman）背向散射光谱及其温度效应。作者从实验中发现1550nm光纤分子瑞利（Rayleigh）背向散射的温度效应强于905nm;光纤分子瑞利（Rayleigh）背向散射强度与温度近似成正比关系;作者讨论了光纤分子背向Raman散射温度效应在分布式光纤温度传感网络上的应用。     

神光-ⅡU装置的SBS背向散射角分辨诊断系统

针对双锥对撞点火方案实验中的受激布里渊散射过程,发展了一套门控角分辨全口径背向散射诊断系统。设计了光纤阵列,对神光-ⅡU装置打靶伺服反射镜上的散射信号进行收集,利用其时间特性,通过相对测量的方式,获得了角分辨的背向受激布里渊散射能量份额,发现其角分布敏感依赖于激光在球壳表面的辐照模式,为深入研究双锥对撞点火方案中的受激布里渊散射过程提供了可靠的实验结果。     

皮秒激光驱动下的背向受激布里渊散射的光谱结构

激光等离子体相互作用(LPI)是激光等离子体相关研究中的重要内容,皮秒激光的出现为在皮秒时间尺度内更加细致地研究LPI过程提供了可能.LPI相关的时间尺度通常是皮秒量级的,这一研究有望从更精细的角度来获得认识.依托神光-Ⅱ升级及皮秒激光装置,开展了皮秒激光驱动LPI的实验研究.实验给出了背向受激布里渊散射(SBS)的积分光谱,其中除了真正的背向SBS成分,还包含大量的皮秒激光和纳秒激光引入的干扰信号.纳秒激光引入的干扰信号可以消除,但皮秒激光引入的干扰信号无法从实验角度消除,这势必会影响到对背向SBS真正份额的估计.结果显示,在不同的实验条件下,背向SBS散射能量在总的记录信号中,占比可能还不到一半.这一结果有助于对先前相关实验数据的进一步理解和再认识.     

光学相关论题 海洋光学

P733.32006010787海水及模拟尾流气泡的激光背向散射特性实验研究=Ex-peri ment study of optical back scattering characteristic ofthe seawater and si mulated wake bubble[刊,中]/张毓芬(大连测控技术研究所.辽宁,大连(116013)),王慧丽…∥光电子技术与信息.—2005,18(4).—65-68开展了海水及模拟尾流气泡的激光背向散射特性实验研究,对确定感知舰船尾流的光学参量,从散射信息中分离出光尾流特性信息,验证尾流光散射特性模型有重要意义。讨论了海水及气泡群的激光背向散射特性实验研究,给出了实验结论。图9参6(严寒)光学相关论题 海…     

基于神光Ⅲ原型的背向散射实验技术研究

激光与等离子体相互作用研究是惯性约束聚变 (ICF) 研究中的重要研究内容. 为了定量研究神光III原型实验中激光与等离子体互作用产生的散射光能量和光谱, 研制了全孔径和近背向散射诊断系统, 并介绍了全孔径和近背反测量系统的光路结构. 对采用连续相位板技术后引起的激光焦斑变化进行了分析. 介绍了采用全孔径和近背向散射诊断系统在神光III原型上完成的考核束匀滑实验效果的实验, 对比了使用束匀滑前后背向散射系统获得的散射光份额和散射光谱分布. 实验发现, 在神光III原型使用800J能量 8束打靶的条件下, 使用束匀滑后背向散射光份额可以降低到5%以下, 其散射光谱也更加集中. 这些数据为黑腔能量学等研究的进一步发展起到重要的促进作用. 关键词： 激光散射 连续相位板 黑腔 光谱     

四方相BaTiO_3及BaTiO_3∶Ce的拉曼散射特性研究

本文报道了在室温下ＢａＴｉＯ３及ＢａＴｉＯ３：Ｃｅ的拉曼谱的特点，着重讨论了前向散射配置下两个１Ｉ（ＴＯ）模（位于２７５ｃｍ－１和５１６ｃｍ－１左右）出现在Ａ１（ＴＯ）谱中的原因。通过设计特别的前向散射实验得到了此配置下由于晶体出射面对入射光的反射造成的背向散射的强度。在ＢａＴｉＯ３的前向散射谱中扣除了背向散射信号后，两个宽峰基本减掉，而掺Ｃｅ后经同样扣除背向散射信号两宽峰却依然很强。这样便证明了它们在前向散射中的出现与杂质有关系。在ＢａＴｉＯ３扣除背向散射后的谱中，还首次观察到一个位于４９２ｃｍ－１的峰。掺Ｃｅ后晶体的吸收曲线有很大变化，本文还讨论了吸收对散射强度的影响。     

脉冲占空比对磁性微泡介导的聚焦超声温升效应的影响

集合多种诊断和治疗功能的声/磁造影剂微泡的研究与开发已经成为当前医学超声、生物医学工程及临床应用领域共同关注的热点问题.超顺磁氧化铁纳米颗粒具有独特的磁性特征和良好的生物相容性,可被用作核磁共振造影剂来提升影像对比度、空间分辨率及临床诊断准确性.我们的前期工作表明,通过将超顺磁氧化铁纳米颗粒挂载于常规超声造影剂微泡表面,可以成功构建多模态诊断及治疗介质,显著改变超声造影剂微泡的尺度分布及包膜粘弹系数等物理特性,进而影响微泡造影剂的声散射特性及其声空化效应和热效应.然而,此前的研究仅考虑了声场强度和微泡浓度等影响因素,对于脉冲超声时间特性对磁性微泡造影剂动力学响应的影响的相关研究仍有所欠缺.本文通过热电偶对凝胶仿体血管模型中流动的双模态磁性微泡在不同占空比超声脉冲信号作用下,产生温升效应开展了系统的实验测量,并基于有限元模型对实验结果进行了仿真验证.结果显示,脉冲信号占空比的提升是增强血管中磁性微泡在聚焦超声作用下温升效果的关键性时间影响因素.本文的研究成果将有助于更好地理解不同超声作用参数对双模态磁性微泡的热效应的影响机制,对保障双模态磁性微泡在临床热疗应用中的安全性和有效性具有重要的...     

在单模光纤中放大的反斯托克斯拉曼背向自发散射的温度效应

在单模光纤中,输入的激光功率大于阈值时．出现放大的反斯托克斯拉曼背向自发散射现象。实验发现：放大的反斯托克斯拉曼背向自发散射具有温度效应．与反斯托克斯拉曼背向自发散射一样,放大的拉曼散射光的光子通量受到光纤温度的调制。反斯托克斯拉曼背向白发散射的放大效应抑制了单模光纤中的相干噪声,改善了系统的信噪比。实验还发现．放大的反斯托克斯扎曼背向自发散射空域曲线上放大的端点位置随激发功率的增高前移并具有一定的规律性。放大的反斯托克斯拉曼背向自发散射的温度效应作为一种新的测温原理,已应用于远程30km分布光纤温度传感器系统。     

哺乳动物软组织超声背向散射谱研究

本文使用宽带计算机辅助自动测试系统对一系列哺乳动物软组织的超声背向散射谱进行了测试分析。测试结果表明,猪的不同软组织其背向散射大小次序为:肝>心>肾>脾;牛肝的背向散射大于猪肝的背向散射;猪心肌与牛心肌均表现出各向异性的背向散射特性。根据非均匀连续媒质散射理论及有关组织学知识,作者着重讨论分析了各种组织的散射机制,从而对它们各自表现出的散射特性进行了较好的解释。     

纳米包膜造影微泡的小波检测技术研究

用小波变换的方法检测人体组织的微小血流灌注包膜造影微泡回波。结合超声造影剂微泡振动的物理模型,构造了不同外加声场条件下的气泡小波,对原始信号进行小波变换,将变换后得到的小波系数分离;进而从微小血流灌注组织杂波中检测出造影剂微泡回波信号。心肌条件下的计算机模拟以及对灌注组织的仿体实验结果表明:与普通母小波相比,基于气泡振动模型的小波,因为是通过理论模型构造所得,已先验表征了造影剂微泡在声场中的回波特性,因此与实验中产生的回波信号具有更为紧密的相关性,从而经小波变换后,造影剂微泡回波信号与组织杂波产生了更高强度的信噪比,及更明显的可分离和对比效果。同时,构造了一个完备的母小波函数库,进一步提高了本方法的适用性以及健壮性。     

固体中多孔媒质球的声共振散射特性

利用Flax等提出的声共振散射模型,以铁中多孔石墨为例数值上研究了平面声纵波入射时固体中多孔媒质球体背向散射纵波和散射横波的频谱以及不同阶分波的共振散射谱,并由此研究了铁中多孔球形石墨不同模式的共振频率随石墨孔隙率的变化。结果表明,球形石墨的背向散射谱及各阶分波中的共振频率均随孔隙率的增加向低频移动,其形态也发生变化。因此,如果用实验测定球墨铸铁样品的超声背向散射谱或各阶分波中共振频率,有可能确定多孔石墨的孔隙率。     

任意波形输入脉冲光纤背向瑞利散射的研究

背向瑞利散射是光纤中一种重要的物理过程,利用该物理现象实现的光时域反射计是一种重要且常见的光纤测量设备.本文理论研究了任意波形的输入脉冲在光纤中的背向瑞利散射过程,导出了将瑞利散射看作为一种线性系统的冲激响应函数,讨论了方波与有振荡拖尾的注入脉冲的背向散射输出波形.对于方波注入,利用商用光时域反射仪表对理论进行了验证;对于有拖尾的脉冲,进行了实验研究,结果表明仿真与实验结果一致.     

任意波形输入脉冲光纤背向瑞利散射的研究

背向瑞利散射是光纤中一种重要的物理过程,利用该物理现象实现的光时域反射计是一种重要且常见的光纤测量设备.本文理论研究了任意波形的输入脉冲在光纤中的背向瑞利散射过程,导出了将瑞利散射看作为一种线性系统的冲激响应函数,讨论了方波与有振荡拖尾的注入脉冲的背向散射输出波形.对于方波注入,利用商用光时域反射仪表对理论进行了验证;对于有拖尾的脉冲,进行了实验研究,结果表明仿真与实验结果一致.     

用超声背向散射谱定征柱状固体的弹性常数

根据流体中圆柱固体对超声波的背向散射谱与固体弹性参数的密切关系,本提出了材料弹性参数测量的一种新方法－超声背向散射谱法;测量了铜合金杆和铝合金杆的超声背向散射谱,并反演得到了它们的杨氏模量和泊松比。和传统的静力学方法相比,超声背向散射法测得的数据较精确,且对被测材料不会造成任何损伤。     

激光陀螺锁区特性的研究

从理论和试验两个方面，研究了四边形腔环行激光陀螺的锁区特性.利用环行腔中背向散射光束具有相干性，导出了环行谐振腔综合背向散射与反射镜、反射镜之间的相对位置的关系.在有两个位移反射镜的四边形谐振腔中，理论上得到了综合背向散射系数与谐振腔腔长具有双波长周期.利用综合背向光强实验及锁区与陀螺工作模数实验分别验证了理论的正确性.试验证实散射光的强度与谐振腔的工作模数存在双模周期性，综合背向散射系数大，陀螺锁区大，反之亦然.     

生物软组织的一种随机分立模型及其超声背散射系数

本文改进了生物软组织的随机分立模型。假定散射子是球形的，在空间服从泊松分布，而散射子的半径及声阻抗是有一定概率分布的随机变量。本文利用波恩近似和一级多次散射计算了有限声束入射时组织的背向散射及其对频率的依赖。组织的背向散射波是一过滤泊松过程。本文还用仿体作了超声背散射实验，并比较了实验结果和理论结果。