光纤制导技术及其应用

介绍了光纤制导系统的组成；分析了导弹与控制站之间数据传输、转换、处理和制导原理；采用单模双通道波分复用技术和时分复用技术，通过对两种不同波长光的耦合、分离，实现了单根光纤双向传输，给出了光纤制导导弹中的技术关键和要求，包括制导光纤、图像传感器、双向通信传输技术、光源器件和光检测器件等．     

扭转保偏光纤的三维折射率测量

基于数字全息显微层析技术,采用横向干涉系统,旋转被测的扭转保偏光纤,获得光纤180°视角下各个角度的全息图并由CCD记录,通过图像处理与再现算法提取物光波的相位分布信息.利用滤波反投影还原出光纤各个断面的二维折射率分布,并由此构建扭转保偏光纤的三维折射率分布,揭示扭转保偏光纤内部的三维信息.测量结果显示,扭转保偏光纤的应力柱随着光纤同时扭转,但包层、应力柱和纤芯的折射率并不改变.采用边缘检测提取了光纤不同断面应力柱的位置,并计算了扭转保偏光纤的扭转角度.     

光纤电压传感器设计原理

报道了利用钛酸钡晶体压电效应及多模光导纤维法布里-珀罗型干涉仪来测量电压的原理,装置设计及其实验结果,并讨论了在光学测量中光纤的具体参数及其它因素对测量结果及信噪比的影响.     

光纤面板透过率分布检测方法

通过建立光纤面板图像中的透过率与灰度的对应关系,运用数字图像采集、处理技术和面阵CCD成像技术,设计了用于测量光纤面板透过率分布的实验系统。通过实验给出了该系统的测量结果,并验证了该检测方法的可行性。     

光纤连接器端面几何参量自动测量仪

报道了一种高精度测量光纤连接器端面几何参量的自动测量仪。叙述了光纤连接器的端面几何参量的测量原理。由光纤连接器端面形貌和纤芯中心坐标,可以高精度得到曲率半径、顶点偏移量、端面倾斜角和光纤高度等影响连接器性能的关键端面几何参量。该仪器体积小,自动化程度高,用户界面友好,使用方便,可测量物理接触、角度式物理接触等类型的光纤连接器端面几何参量。实际测量证明,该测量仪有很好的重复测量精度。该测量仪与美国Dorc公司ZX-1 mini PMS测量仪和Norland公司NC3000测量仪相比,测量精度水平相当。该仪器样机已通过华东国家计量测试中心的测试。     

激光光纤电压传感器设计原理及其应用研究

本文报道了利用钛酸钡晶体压电效应及多模光导纤维F-P型干涉仪来测量电压的原理、装置设计及其实验结果,并讨论了在光学测量中光纤的具体参数及其它因素对测量结果及信噪比的影响。     

光纤光栅边孔封装技术

提出了一种新型的光纤光栅压力增敏封装技术——边孔封装技术,它通过改变封装体的几何结构实现了高倍数的压力增敏效果,较大程度减小了压力增敏倍数对聚合物材料参量的依赖性。采用有限元理论建立了边孔封装结构的压力传感模型,分析了封装体几何结构变化对封装后压力灵敏度的影响。采用聚合物材料进行了封装制作实验,测量结果表明封装后光纤光栅的压力灵敏度为5251 pm/MPa,是封装前压力灵敏度的1750倍,并将交叉敏感问题改善了近三个数量级,可满足高精度水下压力测量的应用要求。     

基于飞秒激光的光纤切割加工工艺研究

为了得到理想的光纤切割断面,利用飞秒激光对石英光纤材料进行切割微加工实验。研究激光功率、脉冲频率、扫描速度等加工参数与光纤切割断面质量间的关系,以寻求最理想的加工参数。最后在可调倾角光纤夹具的辅助下,很好地弥补加工过程中产生的端面倾斜角,得到垂直度高达89.56°的光纤切割断面。     

光纤干涉测距中的量程倍增系统

利用光纤传感技术,实现了一种可以测量１ｍ以上的绝对距离的光纤干涉测距的倍增系统。它主要采用两个干涉仪,分别对靶标进行定位及对光程进行调谐和对距离进行测量,通过引入已精确标定的光纤,利用短导轨,实现了高精度、大距离的测量。     

基于传统分立光学元件的旋光纤测量

采用庞加莱几何表象,从理论上分析了光纤中的线双折射和圆双折射分别对入射光偏振态的调制规律,同时研究了这两种双折射同时存在的低双折射旋光纤的双折射特性.根据理论分析的调制规律,提出了一种基于传统分立光学元件测量旋光纤双折射参量的截断法,可以仅通过消光比的测量和计算获得旋光纤的线双折射和圆双折射参量,进而可以通过线双折射参量近似计算差分群时延,且采用该方法的理论计算值与传统方法的测量值吻合.     

传像束光纤在望远瞄准镜中角分辨率的计算方法

研究了传像束光纤加装在望远瞄准镜中的应用。迄今为止,有关这些方面的研究尚未完善。提出了在望远瞄准镜中传像束光纤角分辨率的定义,建立了角分辨率的数学模型,描述了采用角分辨率来确定在望远瞄准镜中传像束光纤所需截面大小的定量计算方法,结果说明了传像束光纤截面大小与传像束光纤角分辨率、光纤排列及视场等因素的关系。实例计算了一种望远瞄准镜匹配光纤进行传像所得的各项光纤传像系统结构数据,计算数据基本与生产实际相符合。     

用于光纤熔接系统的纤芯检测镜头设计

光纤已广泛应用于当今社会的信息传输领域。为了满足长距离光纤传输中高质量光纤熔接的需要,介绍了一个应用于光纤熔接系统的透射光纤纤芯检测系统。该系统中的核心器件是一组能对光纤纤芯成像的特殊镜头。借助于ZEMAX软件,设计了这组检测镜头。该镜头具有8倍放大倍率、长工作距离、短结构、高精度等特点。论述了镜头的设计方案和设计过程,并给出了满足要求的设计结果。通过在LightTools软件中对整个系统检测结果的模拟,证明了该设计的可行性。     

Chromatic and opto-mechanical dispersion of some characteristic parameters of optical fiber undergoing macrobending

Bending of optical fiber leads to an induced-anisotropy in the index profile that influences many important guiding fiber parameters. An analytical method is described for the measurement of refractive-index-wavelength dispersion in bent optical fibers. Multiple-beam Fizeau fringes technique at transmission is used to analyze the opto-mechanical properties and induced-index anisotropy in a standard single-mode fiber undergoes pure mechanical macrobending. The shift in Fizeau fringes is employed to evaluate the dispersion of the cladding material of the bent fiber. The radial variations in Cauchy’s coefficients and the associated variations of some fiber parameters due to macrobending are carried out. The radial profiles of some material parameters such as oscillation energy, dispersion energy, lattice energy and material dispersion are measured as well. The presented method is capable to achieve quantitative and qualitative measurements, which is not available with other methods. The method has a good index resolution in the order of 10⁻⁴ and spatial resolution of 1.3 μm.     

Origin of temperature dependence of microbending attenuation in fiber optic cables

Abstract

Temperature-induced changes in the attenuation of multimode optical fiber cables are shown to be caused by mismatch between the thermal expansion coefficients of the fiber and the cabling materials. A quantitative theoretical model of low temperature loss, based on the formation of fiber microbends by microvariations in the jacket concentricity, is described. This model applies to tightly jacketed, soft buffered cable designs. An equation relating the low temperature optical attenuation to cable parameters is derived using this model. Good agreement is obtained between this theoretical prediction and experimental results. The theoretical model is used to compare the effectiveness of different cable designs on reducing excess loss at low temperature.     

基于图像处理技术的束流剖面监视系统

 介绍了在兰州重离子加速器上利用荧光靶图像获取装置测量并计算束流剖面参数的方法，并建立了图像获取、处理、束流参数计算的实时测量软件系统。该系统具有可靠性好、测量直观、界面友好等优点。     

卡塞格林望远镜耦合系统锥形导管的仿真与误差分析

为了提高卡塞格林望远镜像斑耦合多模光纤的效率,采用一种在光纤前端放置锥形导管的方法,利用光线在锥形导管中经过多次内全反射耦合进多模光纤中,通过几何光学理论及数值方法分析卡塞格林零视场光束像点的最大耦合角,确定锥形导管初始结构参数。将此参数作为Zemax仿真的初始条件,进行优化仿真计算和误差分析。结果表明:加工误差控制在0.03 mm之内,采用锥形导管后可以使像斑整体耦合效率较直接耦合提高4倍以上。     

大功率光纤激光焊焊缝跟踪偏差红外检测方法

精确控制激光束使其始终对准并跟踪焊缝是保证激光焊接质量的前提.针对大功率(激光功率10 kW)光纤激光焊接304型不锈钢紧密对接焊缝(间隙为0-0.1 mm),研究一种基于红外热像的焊缝跟踪偏差检测新方法. 采用红外传感高速摄像机摄取焊接区域熔池红外动态热像,分析激光束对准和偏离焊缝中心时的熔池温度分布和红外辐射特性,以熔池匙孔形变参数和热堆积效应参数作为激光束与焊缝中心偏差检测特征值,通过图像识别技术研究和分析特征值与焊缝偏差之间的关系. 激光焊接试验结果表明,熔池匙孔形变参数和热堆积效应参数与焊缝偏差 关键词： 大功率光纤激光焊 焊缝跟踪偏差 红外热像 检测     

光纤传像束的物镜设计

分析3种像方远心系统的结构和用途。在传像光纤物镜的设计过程中,分别采用传统单组像方远心系统和“负-正”型式的像方远心光学系统结构,通过比较发现“负-正”型式的像方远心系统的结构能很好地解决镜头轴外像差校正和像面照度均匀性的问题,并且镜头结构紧凑。使用ZEMAX光学软件进行优化,给出工作波长(0.38～0.78)μm,焦距1.92mm,视场角60°,相对孔径为1∶4的镜头设计实例。设计结果表明:此镜头在46lp/mm处的MTF大于0.8,像质优良。     

Solar Adaptive Optics System Based on Software Control

An adaptive optics (AO) system for solar observations at the Hida Observatory is described, which is composed of commercially available low-cost devices and fully controlled with software in standard personal computers. This AO system operates at a frame rate of more than 250 Hz by virtue of the image processing procedures used. From laboratory experiments, it was confirmed that this AO system was useful for the temporal wavefront-variation of less than 64 Hz. During solar observations at the Hida Observatory the AO system worked well, except for a few cases.     

基于以太网机群的海量高光谱数据处理系统平台设计

在一些大型图像处理系统中,通过构建服务器机群网络,可实现多台服务器并行处理图像数据流。针对高光谱遥感数据及处理算法特点,设计了基于以太网的服务器机群海量高光谱数据处理系统平台,平台由7台服务器和1台千兆网交换机构组成,其中选择CPU核数不低于8核的4台HP刀片服务器作为并行处理服务器,在服务器机群软件设计中,通过任务分解、算法流水化处理及网络负载均衡等方法来实现并行处理。该系统已应用在某遥感数据处理系统中,多台服务器同时写入SAN盘阵,可实现6 000 Mbps的写入能力。