有限口径非周期亚波长衍射聚焦偏转器的严格矢量优化

有限口径非周期亚波长衍射光学器件的亚波长结构特性使得传统标量衍射理论失效,必须借助严格电磁理论进行器件的设计。提出一种循环平面波谱算法(IterativePlaneWaveSpectrumAlgorithm,IPWSA)作为器件优化算法,利用二维时域有限差分方法作为严格电磁计算模式,根据Farn方法对器件面型进行亚波长处理,设计出有限口径非周期具有亚波长结构的衍射聚焦偏转器件,偏转角为24.8°,该器件可与激光器集成构成微型集成光学系统,也可以用在红外量子阱系统中。详细分析了算法原理,设计实例验证了算法的优化效果。     

求解分数傅里叶变换衍射积分的一种快速算法

在对Lohmann 二型分数傅里叶变换(FRT)和菲涅耳衍射积分进行比较的基础上,给出基于快速傅里叶变换(FFT)求解该分数傅里叶变换和菲涅耳衍射积分的快速算法及算法适用范围.数值模拟实验证明了理论的可靠性和算法的高效性.此快速算法为分数傅里叶变换在工程实际中的进一步广泛应用奠定了基础.     

Narrow-linewidth single-polarization frequency-modulated Er-doped fiber ring laser

We demonstrate a 1550-nm narrow-linewidth fiber ring laser with stable single polarization by using single-mode Er-doped fiber as active fiber and saturable absorber. A polarization-maintaining circulator is used to acquire single-polarization laser light with the degree of polarization of 99.8%--99.9%. The linewidth measured using a delayed self-heterodyne method is less than 0.5 kHz. Frequency of the fiber laser can be modulated by driving the waveguide phase modulator with proper voltage. A Mach-Zehnder interferometer with the optical path difference between two arms of about 36 km is used to study the long-distance coherent detection of the fiber laser for frequency-modulated continuous-wave application.     

用于光束整形的多功能衍射相位板的设计

提出一种设计多功能衍射相位板的随机搜索和模拟退火混合设计方法利用这种方法,通过采用多个评价函数,可设计出在不同观察面上同时产生所需光强分布的衍射相位板设计用于高斯光束整形的多功能衍射相位板可以在焦面上产生高能量利用率、小旁瓣的光强分布,同时在离焦面上获得具有良好顶部均匀性的光强分布该方法提高了衍射器件的设计灵活性,对于设计同一块器件在光路的不同位置产生所需的光强分布提供了新的思路,在激光武器、激光加工和激光手术等领域有广阔的应用潜力.     

基于高光谱成像提取苹果糖度与硬度最佳波长

利用高光谱成像技术提取可同时检测苹果糖度与硬度的最佳波长。首先双面采集苹果的高光谱图像,获取亮度相近感兴趣区域(ROIs)的反射波形,采用二阶导数结合标准正态变量(SD+SNV)的方法平滑波形,测试ROIs的糖度与硬度;之后采用连续投影算法(SPA)提取两项指标的特征波长,根据特征波长的分布提出二次连续投影算法,结合波形集特征与两次投影结果确定不同取样面的最佳波长;最后采用遗传算法开发神经网络(GA-BP)建立预测模型,双面取样波长(543 nm和674 nm)效果最优,糖度相关系数(R)为0.847 6,均方误差(MSE)为3.32;硬度R为0.793 8,MSE为9.6。结果表明,相同波长信息可以检测苹果糖度与硬度。     

弹性地基圆板受集中力的快速无单元解法

本文基于无单元伽辽金法(EFGM)分析了集中载荷作用下弹性地基圆板的弯曲问题。针对问题特征提出了新的节点分布方案和点积分形式,并在此基础上对权函数参数的选取和集中载荷的处理方式作了相关研究。通过算例对比分析,本文方法正确,求解精度满足要求,且与传统无单元法相比计算速度更快。     

基于混沌神经网络的盲检测改进新算法

针对Hopfield神经网络的多起点问题,提出了一种新的基于混沌神经网络的盲信号检测算法,实现了二进制移相键控信号盲检测.据此进一步提出双sigmoid混沌神经网络模型,构造了新的能量函数,且证明了该模型的稳定性,并对网络参数进行配置.仿真实验表明:混沌神经网络能够避免局部极小点且具备较强的抗噪性能,双sigmoid混沌神经网络则继承了其所有的优点,且其收敛速度更快,仅需更短的接收数据即可到达全局真实平衡点,从而降低了算法的计算复杂度,减少了运行时间.     

高准确度熊猫保偏光纤自动定轴技术

保偏光纤偏振轴的检测和对准是保偏光纤应用中的关键技术.为提高基于端面成像的偏振轴检测方法的检测精度,以熊猫型保偏光纤为研究对象,采用基于曲面拟合的亚像素边缘检测算法和椭圆拟合算法提高检测的准确度,采用多次测量取平均法提高检测的精确度;利用检测结果的正态分布特性,提出一种基于概率的偏振轴定轴方法.搭建了保偏光纤自动定轴系统并进行实验,准确性验证实验结果表明:亚像素边缘检测方法平均可以减小45%的偏差,而拟合椭圆相较拟合圆平均可以减小15%的偏差;精确性验证实验表明采用多次测量取平均的方法可以有效减少检测结果的离散程度;定轴实验的结果表明,基于概率的偏振轴定轴方法可以达到优于0.1°的定轴准确度.     

基于对称性评估的保偏光纤偏振轴检测技术

提出一种基于端面图像对称性特征的偏振轴检测算法。该算法利用图像极坐标变换来实现图像的对称性检测,使用金字塔搜索法快速寻找最优对称轴,确定偏振轴向。所提算法利用图像的全局性特征而不依赖于应力区边缘点位置实现精确定位,对图像清晰度要求显著降低。实验结果表明,所提算法具有较高的准确性和精确性(±0.1°),其稳健性大幅增强,且算法速度提升了近1.5倍。     

颠簸摇摆引起的车辆测速误差分析

分析了车辆颠簸摇摆时单光束测速系统的测量误差,提出了一种基于Janus配置的激光测速系统。该系统由两个单光束系统组成,安装于车辆底部,分别向车头和车尾方向以相同的倾角发射同频激光束,测量各自散射回波的多普勒频移,根据两多普勒频移和发射倾角得到摇摆角的值,进而求得车辆运行速度。理论分析和仿真结果表明:单光束系统的测速精度受光束的发射倾角、车辆摇摆角以及车辆垂直方向的速度影响较大;Janus系统对车辆的颠簸摇摆不敏感,可得到较高的测速精度,颠簸起伏速度为0.3m/s,当摇摆角为16°时,误差小于0.5%。