应用光纤液滴传感器进行液体测试

光纤液滴传感器是利用测试液滴的形成过程与液体成份之间的关系而制成的一种液体测试传感器。主要利用光纤来监测液滴的增长过程,得到随液滴下降过程的光强变化情况,从中获得反映液体的物理、化学性质的“液滴指纹图”。通过对指纹图进行分析对比得到液体的特性参数,实现对各种液体的鉴别。     

利用折射光场分析液滴中光传播规律

为了保证液滴分析技术的重复性和可靠性,必须对光在液滴中的传播规律有更为深入的了解.设计并制作了三套不同方位的实验系统,以纯净水作为实验样品.分别拍摄了自液滴中向三个方向的折射光场分布.通过分析折射光线分布,并利用光纤出射光场的实验规律,进一步得出光在液滴中的传播轨迹,解释了光纤液滴指纹图中峰值形成过程.实验结果表明,光纤液滴指纹图中不同的特征峰值所对应的光在液滴中的传播模式是不同的.     

基于M-Z干涉的光纤围栏系统实验研究

对基于M-Z干涉技术的光纤围栏系统进行了实验研究.讨论并分析了M-Z干涉技术在光纤围栏系统中的应用原理.利用M-Z干涉技术和互相关技术,在总计60 km的光纤上进行了单点和两点扰动的原理性实验.在采样速率为20 MHz时,理论上最高可达10 m的定位准确度.     

基于混沌光纤激光的准分布式布拉格传感网络

提出了一种基于混沌光纤激光器的准分布式布拉格光纤光栅传感系统,将波长可调谐的混沌光纤激光器作为传感光源,全同弱反射布拉格光纤光栅作为传感元件。利用混沌光源具有delta函数的自相关特性,将混沌源的参考光信号与从全同弱反射布拉格光纤光栅反射的光信号经光电探测器进行光电转换,结合相关法对参考光和反射光进行相关运算,根据相关峰的位置对传感器位置进行精确定位。利用混沌激光的可调谐性实现因应力作用而发生变化的全同弱反射光纤光栅的中心波长的解调,从而实现准分布式的传感网络。实验结果表明利用混沌激光可在单路光纤上复用全同弱反射光纤光栅实现传感,并有望实现密集型全同弱反射光纤光栅传感网络。     

掺铒光纤放大器的理论模拟与全局分析

基于Giles模型并考虑了ASE噪音,对各种泵浦方式下的掺铒光纤放大器(EDFA)进行了数值模拟.提出了一种新的分析方法(增益噪音指数全局分析法),直观有效地分析了EDFA的增益和噪音指数与掺铒光纤长度和泵浦功率的依赖关系,并对各种EDFA的性能作了全面的比较.     

复合材料界面力学的光纤测试方法

本文将单模先导纤维代替普通玻璃纤维埋设于聚脂之中,将He-Ne激光分光后接入这一信号光纤及另一同样长度的参考光纤中,利用这两根光纤输出的激光的干涉效应采测试埋设于聚脂之中光导纤维的各种应力情况(在复合材料受各种外力时),从而得到玻璃纤维同聚脂的界面微观力学的各种结果,开拓了一种新的复合材料的测试方法.     

全场彩虹技术测量喷雾浓度及粒径分布

喷雾颗粒的浓度、粒径等多参数的同时测量是研究喷雾的关键. 对应用全场彩虹技术测量双组分液滴的浓度及粒径分布进行了研究. 基于改进的Nussenzweig理论,对液滴折射率和粒径分布采用无分布函数算法进行最优化求解, 然后通过折射率与浓度的关系反推液滴浓度.用模拟全场彩虹信号对该算法进行了验证, 该算法可准确反演具有单峰分布、双峰分布粒径特征的液滴群的折射率与粒径分布. 并对体积分数从0%到100%的乙醇溶液喷雾进行了实验测量, 结果表明,所测得折射率与理论值符合,粒径分布稳定.该技术在喷雾浓度测量方面具有广阔的应用前景. 关键词： 全场彩虹技术 折射率 粒径 组分     

基于光纤侧边抛磨技术的醋酸浓度光纤传感器

演示了两种利用光纤侧边抛磨技术制备的用于醋酸浓度检测的光纤传感器.其中一种光纤传感器采用轮式抛磨法对光纤光栅的光栅区包层进行侧边抛磨加工而成,将醋酸溶液覆盖于光纤光栅的抛磨区,利用侧边抛磨光纤光栅反射峰波长的变化对醋酸浓度进行测量;另一种光纤传感器采用轮式抛磨法对普通单模光纤包层进行侧边抛磨加工而成,将醋酸溶液覆盖于光纤抛磨区,利用抛磨光纤插入损耗的变化对醋酸浓度进行测量.两种光纤传感器的实验都表明:光纤包层抛磨表面与纤芯的距离越小,测量分辨率越高.剩余包层厚度为 0 μm 的侧边抛磨光纤光栅传感器测量醋酸溶液浓度分辨率为6.67%;剩余包层厚度为O.5μm 的侧边抛磨光纤传感器测量醋酸溶液浓度分辨率为0.55%.     

基于二次相关算法的双M-Z光纤传感器的定位方法

双马赫-曾德干涉仪型分布式光纤传感系统因灵敏度高而易受环境噪声及系统噪声的影响,使得利用直接互相关算法计算扰动信号位置存在较大误差.采用二次互相关算法,先对两路接收信号做互相关运算,再与其中一路信号的自相关结果做互相关运算,通过对两路信号的时延估计对扰动信号定位,减小了噪声带来的误差并提高计算准确度.对该算法进行了理论仿真和分析,搭建了实验装置进行了实验验证.实验结果表明,与采用直接互相关定位算法结果比较,采用本文算法能够有效提高系统对扰动信号的定位准确度,且具有较高的实时性.     

基于光子晶体光纤的百瓦量级超连续谱光源研究

采用脉冲重复频率可调的高功率皮秒脉冲光纤激 光抽运光子晶体光纤产生了平均输出功率为101 W的全 光纤化超连续谱. 通过一系列的对比实验, 详细研究了抽运激光的脉冲重复频率以及光子晶体光纤的长度对超连续谱产生的影响. 最后, 对如何实现更高平均功率的超连续谱输出进行相关的分析和讨论. 相关研究结果可以为进一步发展基于光子晶体光纤的高功率超连续谱光源提供一定的参考. 关键词： 光子晶体光纤 非线性光纤光学 超连续谱产生     

大景深多重全息术及其应用

提出并实现服用一般Ｈｅ－Ｎｅ激光器记录的大景攀重全息术，这种技术是根据光源时间相干性的特点，在参考光上作光路补偿来扩大景深，并用旋转光楔调制两平面参考波，记录大景深物场的多重全息图，这是一种重像数可以选择的大景深多重全息术，文中给出理论分析和实验结果，理论分析与实验结果是吻合的，文中还提出了用旋转光楔实现多路多参考光编码记录的多通道大景深全息干涉计量术，这种技术可用于研究大景深物场的时间序列动态过     

彩色全息图的计算机产生和数字再现

提出了一种基于色彩合成以及菲涅尔衍射原理,用计算机产生全息图并用数字方法再现彩色全息图的方法。该方法的第一步是将物体的彩色RGB图像分离为三基色强度图,再利用博奇编码的方法制成修正离轴参考光分色计算机全息图;第二步是分别对分色全息图在频域进行调制以实现用原参考光真实再现原始物光波。通过滤波消除零级衍射及共轭像的影响,获得了所需要的实像并提高了像质。提供的实验是选用一幅RGB图像作为原始物体,给出了用博奇编码法制成的全息图以及最后经色彩合成获得的再现像。结果表明,该方法能使各分色全息图的再现像准确重合,解决了在色彩合成时容易出现的色串扰问题。     

The recording of digital hologram at short distance and reconstruction using convolution approach

By adopting in-line lensless Fourier setup and phase-shifting technique, we recorded the phase-shifting digital hologram at short distance. As the Fresnel diffraction condition is no longer valid, the convolution approach is chosen for the reconstruction. However, the simulated reference wave for the reconstruction would suffer from severe under-sampling due to the comparatively large pixel size. To solve this problem, sinc-interpolation is introduced to get the pixel-size of the hologram reduced prior to the reconstruction. The experimental results show that an object image of high fidelity is obtained with this method.     

神光Ⅲ原型装置自适应光学系统应用技术研究

重点研究了高功率固体激光装置自适应光学系统的两个主要应用问题,包括波前传感器参考波前在线标定和预补偿方式下激光过滤波器小孔堵孔问题。文中对两种不同的在线标定方法进行了研究,分析各自的优缺点,结合自适应光学系统的校正对象确定合适的标定方法和标定结果。针对小口径注入位置预补偿的自适应光学布局方案,对影响过滤波小孔的主要因素进行了研究,并从自适应光学系统控制和激光器运行流程两个方面提出了解决方案,获得较好的实验结果。     

Approximation of transfer function of the 4f scheme of Fourier holography upon fuzzy-valued logics implementation

As applied to the problem of fuzzy-valued logics implementation by the Fourier holography method, it is demonstrated that, if the dependence of the local diffraction efficiency of the Fourier hologram on the spatial frequency is characterized by the inverse dependence in the region of zero spatial frequency, the transfer function of the 4f scheme of Fourier holography can be approximated by the sum of two symmetrically shifted Gaussian functions. In this approximation, the formula that describes the system’s response to the distortion of the spatial-frequency spectrum of the object image with respect to the reference one is proposed. The appropriateness of the chosen approximation is proven by a comparison of theoretical and experimental results.     

球面参考光波数字全息的一些特点分析及实验

对以球面波作为参考光记录数字全息图的采样和再现分离条件进行了详细的分析。推导出了同时满足采样和再现分离条件时,CCD及物体的横向尺寸、物体及参考光源至CCD的距离之间需要满足的关系式,证明了完全散射物体上复振幅在记录面上的叠加可以等效为一个点光源在记录面上产生的效果,进行了相应的实验研究。结果表明：数字全息术中采用球面参考光波可以比采用平面参考光波更容易满足采样和分离条件,并可以记录到更多的物体信息;在物体至CCD的距离固定的情况下,无透镜傅里叶变换全息术是优化的记录光路结构;散射物体比衍射物体的数字全息图更容易满足采样和分离条件。     

莫尔测量法中相位物体位置对结果的影响研究北大核心CSCD

莫尔测量法被广泛用于各类流场的结构显示和关键参量测量中,关于相位物体在光路中的放置位置已有不同的报道,针对该问题进行了理论和实验研究。理论分析表明,当相位物体放置于2个光栅前时,偏移量和相位主要取决于2个光栅之间的距离,偏折角取决于相位物体引起的相位扰动与2个光栅之间的间距的比值;而当相位物体放置于2个光栅之间时,偏移量和相位主要取决于相位物体到后面一个光栅之间的距离,偏折角则取决于相位物体引起的相位扰动与其到后面一个光栅之间的距离的比值。为了验证理论结果的正确性和合理性,实验中选取燃烧蜡烛火焰作为对象,对比发现在两种情况下,只要相应的距离选取适当,则相位物体的位置并不影响实验中重建的相位和偏折角等结果。相关研究成果可为莫尔测量法更好地用于各类流场的检测提供一定的参考。     

Quantitative estimation of efficiency of wavelet-processing images for single crystal structure defects

A simple procedure for quantitative estimation of the quality and efficiency of digital processing based on discrete wavelet transform (DWT) of X-ray topographic and polarization-optical images for single crystal structure defects is proposed. Digital processing of theoretical and experimental images of defects in a 6H-SiC single crystal has been performed using different wavelet types. It is shown that the brightness characteristics of the analyzed image and differential contrast may be used as a quantitative criterion of the processing quality and efficiency for the chosen wavelet. Theoretical images of typical defects in a single crystal structure calculated by the modified Indenbom-Chamrov equations have been used as a reference object.     

View rotation with parallel ray-rotating windows

Pairs of planar ray-rotating windows can rotate the view through different angles. The angle by which an object appears rotated is independent of the distance of the object behind the windows. The observer distance has to be chosen such that the observer is in a principal plane of this combination of windows.