光学元件测试与设备

讨论了光学元件波面检测中,采用功率谱密度(PSD)作为重要评价参数的原因、相关的国际标准、PSD计算方法及PSD结果的评价准则等。虽然所进行的讨论主要是针对高功率激光系统中的光学元件检测,但对于其它应用领域的检测也是有借鉴意义的。     

大口径光学元件波前调制PSD模拟分析

 使用PSD作为大口径光学元件表面加工质量的评价参数，针对不同的波前调制进行了初步的模拟计算，得到了不同调制频率和不同调制深度情况下的PSD曲线变化情况。当调制频率不同时，PSD曲线的突变部分会发生相应的频移，调制频率高则突变发生在空间频率较高的频段，同时PSD峰值不变。相对应调制深度不同时，PSD曲线的突变部份峰值发生变化，调制深度大则峰值大，与此同时峰值出现的位置不会发生变化。计算和分析结果表明PSD分析结果能够在频率域反应出元件表面受到的不同程度的调制信息。     

梳状型高线性度一维位敏检测器

介绍了一种梳状型一维位敏检测器(PSD)的结构,对其工作原理进行了分析.比较测试了这种梳状结构(1mm×12mm)PSD与普通块状型结构(1mm×3mm)PSD的线性度,实验表明:梳状结构的PSD具有极高的线性度(均方根非线性为0.17%F.S)和较小的边缘失真.对影响一维PSD线性度的因素进行了分析,并对结果进行了讨论.     

波前功率谱密度函数评价方法探讨

 波前功率谱密度PSD（Power Spectral Density）能定量给出波前畸变的空间频率分布、限定波纹度和粗糙度指标，全面反映ICF驱动器对高功率激光光学元件加工质量的特殊要求。给出了波前功率谱密度PSD的定义及计算方法，并使用大口径相移干涉仪作为波前检测仪器，对光学磷酸盐钕玻璃透射波前进行了测试实验，获得波前一维PSD分布，证实功率谱密度为高功率激光光学元件波前参数的一种有效表征方式。同时，还对PSD与均方根RMS之间的关系进行了初步的讨论。     

大口径光学元件检测中的主要误差及其影响

 使用PSD作为大口径光学元件的质量评价标准,标定了测试系统的传递函数,并讨论了在对ICF驱动器中所使用的光学元件进行检测时产生的几种主要误差,分析了这些误差在进行计算和分析时可能造成的影响以及消除的方法。     

光学传感、传感器

描述位置敏感探测器(PSD)的Lucovsky方程在一定简化条件下可求得解析解。提出了利用有限元分析软件FlexPDE对非简化Lueovsky方程进行二维区域数值求解的方法,并对四边型PSD进行了分析,结果表明该方法能够准确地分析二维PSD     

基于带通滤波片的激光二极管自混频纳米颗粒干涉测量技术

激光二极管自混频技术可用于纳米颗粒的测量,采用多通道带通滤波技术分别测量了180,100,60nm三种纳米颗粒,获得自混频信号的频带功率谱(PS-BPF)。作为比较,对实时提取的自混频信号进行傅里叶变换得到功率谱密度(PSD)函数。分别对PSD函数和PS-BPF反演计算得到颗粒粒径分布。结果显示:两种方法得到的颗粒粒径分布基本一致,并与商用仪器测试结果吻合。对两种处理方式的模式矩阵分析表明,多通道带通滤波技术明显优于PSD函数处理方式。     

粒子脉冲形状甄别的向量投影法

文中根据多种粒子脉冲形状甄别(PSD)方法的特点,抽象其数学实质提出向量投影法,讨论了向量投影法的普适性,对其参数选择进行了详细的分析,并给出最优化的选择,文中还对α,γ粒子实测数据进行了计算,给出结果,证明了在合理参数的选择下,向量投影法可以得到最优的脉冲甄别效果.     

空间插值在功率谱密度计算中的应用

 为了提高光学元件波前中频PSD计算的精度和有效频谱宽度,提出了填补波前无效数据的双线性插值法和抑制欠采样噪声的六采样点插值法。模拟计算和实验结果表明：双线性插值法有效地保证了填充数据与真实数据的一致性,抑制了零填充方法引入的虚假中高频信息,使得填补后的PSD与原始PSD较好地吻合;六采样点插值法有效地分离了信号和欠采样噪声,使得有效PSD频谱上限从1/2 Nyquist频率提高到Nyquist频率。     

空间插值在功率谱密度计算中的应用

为了提高光学元件波前中频PSD计算的精度和有效频谱宽度,提出了填补波前无效数据的双线性插值法和抑制欠采样噪声的六采样点插值法。模拟计算和实验结果表明:双线性插值法有效地保证了填充数据与真实数据的一致性,抑制了零填充方法引入的虚假中高频信息,使得填补后的PSD与原始PSD较好地吻合;六采样点插值法有效地分离了信号和欠采样噪声,使得有效PSD频谱上限从1/2 Nyquist频率提高到Nyquist频率。     

光电位置敏感器件的非线性分析及应用

阐述光电位置敏感器件（PSD）的结构、特性和工作原理，并根据PSD的原理和特性分析其产生非线性的几种主要因素。导出PSD的输出信号与光强无关的位置方程。设计出一种低温漂高精度的PSD非线性硬件调制电路。分析了插值算法、神经网络优化法以及解析法等对PSD的非线性进行修正的有效性，并对给出的部分实验数据进行了分析。最后对PSD在光学三角法测量、自动检测以及高精度测量中的应用作了进一步的讨论与展望。     

高功率固体激光装置光学元件"缺陷"分布与光束近场质量的定量关系研究

基于光传输理论,获得了弱调制情况下光学元件"缺陷"分布功率谱密度 (power spectral density, PSD)与光束近场强度分布PSD之间的定量关系;通过数值模拟的方法,针对高功率固体激光装置的基本单元(线性介质、非线性介质以及空间滤波器)对获得的理论关系进行了具体的验证和讨论.研究结果表明,弱调制下,只存在振幅型或位相型"缺陷"分布时,光学元件"缺陷"分布PSD与光束近场强度分布PSD通过近场强度分布PSD的系统传输因子联系,传输因子与系统的构型和运行状态有关.研究结果为光学元件"缺陷"分布指标的获得提供了理论基础,对高功率固体激光装置负载能力的提升起到了一定的指导作用. 关键词： 缺陷分布 功率谱密度 光学元件 光束质量     

强激光光学元件表面轮廓功率谱密度函数及其估计

 本文在扼要描述了光学元件表面轮廓测量中功率谱密度（PSD）函数的基本概念、公式和应用基础上,重点讨论了光学元件表面低频和中高频空间频率PSD对光场分布的影响,并给出了强激光光学元件表面PSD函数曲线的几个实测结果和分析。     

强激光光学元件表面功率谱密度函数估计

在扼要描述了光学件表面轮廓测量中功率谱密度（ＰＳＤ）函数的基本概念、公式和应用基础上,重点讨论了光学元件表面低频和中高频空间频率ＰＳＤ对光场分布的影响,并给出了强激光光学元件表面ＰＳＤ函数曲线的几个实测结果。     

大口径光学元件波前功率谱密度检测

波前功率谱密度（PSD）被用于评价惯性约束聚变激光驱动器光学元件在中频区域的波前误差。高功率固体激光装置对大口径光学元件波前质量的要求有别于传统光学系统,要求对波前误差进行较高空间频率的测量。探讨了大口径光学元件波前的高空间分辨率检测技术,采用大口径相移干涉仪作为波前检测仪器,通过傅里叶变换获得波前一维功率谱密度分布。对惯性约束聚变激光驱动器的典型光学元件进行了波前功率谱密度的的检测和分析。     

硅探测器的数字化脉冲形状甄别

介绍了利用硅探测器的脉冲形状甄别进行粒子鉴别的原理。详细叙述了基于数字化方法的脉冲形状甄别的实现。采样频率和位数是数字化方法的两个重要参数。对于硅探测器信号，采用100 MS/s，12 bit的Digitizer可以满足脉冲形状甄别法对时间分辨的要求。同时对该方法粒子鉴别的特征和能量阈值做了简要的分析和对比。粒子背面入射硅探测器的所得的阈值低于正面入射的情况。例如对于氖周围的同位素，背面入射情况的阈值约为100 MeV，为正面入射情况下鉴别阈值的二分之一，相当与ΔE-E方法中ΔE探测器厚度约为60 μm情况下的阈值。最后定性讨论了硅探测器的电阻率不均匀性和沟道效应对粒子鉴别性能的影响。In this paper Pulse Shape Discrimination(PSD) for silicon detector has been briefly introduced. The emerging digital method successfully applied to detector signal processing makes digital PSD method one of the most promising particle identification methods. Sampling frequency and the number of bits are two key parameters of digital method. For silicon detector signal, adopting 100 Ms/s, 12 bit Digitizer can satisfy the time resolution requirement of PSD method. The identification characteristic and energy threshold of this method have been discussed and compared with both front injection and rear injection cases. Energy threshold with rear injection usually is much lower than that with front injection. For example, around for Neon isotope energy threshold with rear injection is about 100 MeV which is only half of the threshold with front injection, also equivalent to thickness of about 60 μm silicon detector threshold in ΔE-E method. At the end the impact of silicon detector's resistivity nonuniformity and channel effect on the identification capacity of PSD method has been discussed in detail.     

电感耦合等离子体原子发射光谱的现代谱估计

用现代谱估计方法对电感耦合等离子体原子发射光谱（ＩＣＰ－ＡＥＳ）及其信号特性作了讨论。本工作用现代谱估计技术中的自回归模型（ＡＲ）方法计算功率谱。采用Ｌｅｖｉｎｓｏｎ－Ｄｕｒｂｉｎ递归算法计算ＡＲ模型的参数,然后用这些参数计算功率谱。用实际的ＩＣＰ－ＡＥＳ光谱和测量信号所得的结果表明,采用谱估计方法可以对ＩＣＰ－ＡＥＳ光谱的频率构成和特性作进一步深入的理解。     

近对称谐振腔的变换圆图解分析

利用传播圆-变换圆图解分析方法，通过对不同结构谐振腔的分析和对比，得出一种宜于推广的自锁模激光谐振腔——近对称谐振腔，其锁模运转易于启动且工作性能比较稳定；通过实验对近对称腔的工作性能进行了验证，并对一种五镜锁模腔进行了分析。五镜腔实质上等价于近对称四镜腔。