入射光强和背景光对二维光电位置敏感器件干扰的影响

光电位置敏感器件（ＰＳＤ）是一种可直接对其光敏面上的光斑位置进行检测的光电器件，可构成非接触高精度动态测量系统。光电位置敏感器件在使用中的关键问题是如何定量确定入射光强的大小和克服各种背景光干扰，以提高检测的精度和可靠性。根据光电位置敏感器件的原理和光点位置方程，找到有背景光作用于光电位置敏感器件上位置输出的关系及背景光导致的位置误差的实验数据，同时研究入射光强对光电位置敏感器件位置输出误差最小的定量关系。     

放射光强和背景光对二维光电位置敏感器件干扰的影响

光电位置敏感器件（ＰＳＤ）是一种可直接对其光敏面上的光斑位置进行检测的光电器件，柯构成非接触高精度动态测量系统，光电位置２器件在使用中的关键问题是如何定量确定入射光强的大小和克服各种背景光干扰，以提高检测的精度和可靠性，根据光电位置敏感器件的原理和光眯位置方程，找到有背景光作用于光电位置敏感器件上的位置输出的光关系及背影光导致的位置误差的实验数据，同时八射光强度对光电敏感器件输出误差最小的定量关系     

CoFeSiB非晶丝钢板缺陷检测仪

以Co_(68)Fe_(4.5)Si_(15)B_(12.5)非晶丝为敏感器件,采用STM32微处理器为信号处理系统,研制了钢板缺陷检测仪.介绍了该仪器的检测原理、信号处理电路、检测仪器的标定方法.利用该仪器测试了具有缝隙的45号钢样品,测得缝深大于3.4mm、缝宽大于0.05mm、缝长大于10mm.     

光谱法测定室内空气中甲醛浓度

为了对甲醛的浓度进行快速而有效的检测，设计了一套光栅式光谱检测系统。该系统主要包括光学系统、光电信号采集系统和计算机处理系统。系统硬件电路包括前置放大滤波电路、A/D转换电路及单片机的数据采集和发送电路。对酚试剂分光光度法测定空气中甲醛浓度的实验条件进行了研究，分析了影响实验结果的因素，得出了光谱检测实验的实验结果，并对相关结论进行了分析和论证。通过所设计的系统，可直接测出甲醛分析液的透射光光谱，从而得出相应的甲醛浓度。     

非制冷铁电混合式焦平面探测器新研究

本文报道一种128×128元铁电非制冷混合式焦平面探测器，涉及该器件的混合式结构.分析了影响器件性能的关键因素，给出器件所采用的铁电材料的基本物理和电学特性参数，器件的热隔离技术和相应参数，读出电路的基本结构和性能.对实验数据所涉及的原理进行了讨论，最后给出了利用该器件得到的清晰红外热像.     

基于K-Means算法的CMOS成像器件像元响应特性分类

由于生产工艺灰尘、坏像素等多种因素都会造成CMOS像元辐射响应特性不一致,影响成像系统的图像质量,因此,能够高效快速地测出异常像素的位置和大小是图像处理过程中必要的预处理技术。通过实验分析了固体成像器件像元的响应特性,提出了一种基于K-Means算法的CMOS像元响应特性分类方法,该方法根据像元像素值存在的差异,不仅能够有效地检测出异常像元,而且可以对异常像元进行分类。实验表明,该方法能有效地检测出CMOS器件中异常像元的位置,和异常像元区域大小与传统的"3σ"算法相比,该方法对异常像元区域查找速度快,定位准确。     

应用Multisim研究不同结构二维PSD的线性度

应用电路模拟软件Multisim对四边形结构、方形结构、直角形结构、双面结构位置敏感探测器的线性度进行仿真实验研究,得到了相应的线性网格图,并进行了分析.综合比较这几种不同结构二维位置敏感探测器的线性度.结果表明：四边形电极结构位置敏感探测器的位置误差最大,中央40％光敏区的位置误差约为10.05％,直角型电极结构位置敏感探测器,双面型电极结构位置敏感探测器以及带电阻边框的方形电极结构位置敏感探测器在相应区域的位置误差的误差分别为3.70％,0.29％,0.12％.对计算结果与试验结果进行了比较,表明该方法具有简单直观,参量变化多样性,结果可靠的优点.     

大规模集成电路抗辐射性能无损筛选方法

空间辐射环境会对电子器件产生辐射损伤。由于商用器件性能普遍优于抗辐射加固器件,所以从商用器件中筛选出抗辐射性能优异的器件将在一定程度上提高空间电子系统的可靠性。结合数学回归分析与物理应力实验的方法,研究了集成电路抗辐射性能无损筛选技术。通过不同的外界能量注入及总剂量辐照实验,探究电路典型参数的应变情况与电路耐辐射性能的关系,并确定其辐射敏感参数;建立预测电路抗辐射性能的多元线性回归方程,并对应力条件下的回归方程进行辐照实验验证。结果显示,物理应力实验与数学回归分析结合的筛选方法减小了实验值与预测值的偏差,提高了预估方程的拟合优度和显著程度,使预估方程处于置信区间。     

物理型硬件木马失效机理及检测方法

对两种物理型硬件木马造成芯片退化或失效的机理进行了详细分析. 通过使用ATLAS 二维器件仿真系统并结合SmartSpice电路逻辑仿真器, 模拟了两种物理型硬件木马对反相器逻辑电路输出特性的影响. 使用ATHENA工艺仿真系统模拟了掺杂离子注入工艺过程, 实现了掺杂型硬件木马的金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)器件; 使用热载流子注入退化模型对ATLAS 仿真器件进行热载流子压力测试, 以模拟热载流子注入型硬件木马注入MOSFET器件并造成器件退化失效的过程, 分别将上述掺杂型硬件木马和热载流子注入型硬件木马的MOSFET器件与另一个正常MOSFET器件组成同样的反相器逻辑电路. 反相器使用Spice 逻辑电路仿真输出DC直流、AC瞬态传输特性以研究物理型硬件木马对电路输出特性的影响. 为了研究MOSFET器件的物理特性本身对硬件木马的影响, 在不同温度不同宽长比(W/L)下同样对反相器进行Spice电路逻辑输出仿真. 本文分析了离子掺杂工艺、热载流子注入压力测试形成的物理型硬件木马随压力强度、温度的变化对逻辑电路输出特性的影响. 通过结果对比分析得出了含有物理型硬件木马的逻辑电路在DC直流输出特性上的扰动比AC瞬态传输特性更明显的结论. 因此, 本文提出了一种针对物理型硬件木马的检测流程. 同时, 该检测流程是一种具有可操作性的检测物理型硬件木马的方法.     

基于位置敏感器件的光学法盐度检测技术研究

盐水浓度的变化会引起其对光的折射率的变化 ,对于固定的倾斜入射光线 ,折射率的变化会导致出射光线发生偏移 ,利用位置敏感器件 (PSD)检测光线偏移量的大小 ,便可以得到待测盐水的浓度。基于差动折射率测量原理 ,引入了一个装有蒸馏水的参考水槽 ,从而有效地减小了温度漂移对盐度测量带来的影响。初步的实验结果表明了方法的正确性 ,盐度测量的分辨力可达 0 .0 12‰ ,重复性精度好于± 0 .3‰。对测量数据做了详细的论述 ,并对影响测量精度的一些主要因素进行了细致的分析。结果表明 ,该方法的温度漂移和光源强度变化对测量结果的影响很小。     

变间隙法布里-珀罗干涉仪光程差线性分析

对于变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉式成像光谱仪,空间干涉信息是否按光程差等间隔采样,即光程差与探测器像元位置之间是否是线性变化关系,直接决定了光谱数据处理的难易程度.经分析,变间隙法布里-珀罗干涉式光谱成像系统的光程差是干涉仪分光产生的两艾里斑的中心距离的函数,而两艾里斑中心距与探测器像元位置并非一直保持线性关系,与...     

红外光纤与PbS红外探测器耦合研究

本文以红外光纤与PbS红外探测器相耦合,构成“带尾钎”的新型组合件。基于光纤波导可绕曲性使红外探测器在红外系统中的位置有更多的随意性和灵活性,并能有效减小杂散光的干扰,改善系统的信噪比。     

Fiber optic bundle array wide field-of-view optical receiver for free space optical communications

We propose a design for a free space optical communications (FSOC) receiver terminal that offers an improved field of view (FOV) in comparison to conventional FSOC receivers. The design utilizes a microlens to couple the incident optical signal into an individual fiber in a bundle routed to remote optical detectors. Each fiber in the bundle collects power from a solid angle of space; utilizing multiple fibers enhances the total FOV of the receiver over typical single-fiber designs. The microlens-to-fiber-bundle design is scalable and modular and can be replicated in an array to increase aperture size. The microlens is moved laterally with a piezoelectric transducer to optimize power coupling into a given fiber core in the bundle as the source appears to move due to relative motion between the transmitter and receiver. The optimum position of the lens array is determined via a feedback loop whose input is derived from a position sensing detector behind another lens. Light coupled into like fibers in each array cell is optically combined (in fiber) before illuminating discrete detectors.     

探测器噪声对波前编码成像系统图像复原过程影响的理论研究

波前编码光学系统其成像过程由光学成像和图像复原两部分组成,光学成像过程探测器上所成的编码图像含有噪声,该噪声在图像复原过程将被放大,为了分析探测器噪声对波前编码系统在图像复原过程中产生的影响,通过添加高斯随机噪声来模拟探测器噪声,使用直接逆滤波、维纳滤波和Lucy—Richardson滤波算法,对波前编码成像系统焦点位...     

Near-field scanning optical microscopy studies of thin film surfaces and interfaces

In this article, the results of the modeling of topography related artifacts appearing in near-field scanning optical microscopy measurements are presented. The results obtained for near-field scanning optical microscope operation in reflection mode with off-axis far field detector position are compared with experimental results. It is shown that the chosen numerical method - Finite Difference in Time Domain method (FDTD) - can be used for efficient modeling of main topography related artifact. It is also seen that the far field detector position can have large influence on the resulting reflection mode optical images.     

空间光通信APT探测技术中位置敏感器件（PSD）的研究

鉴于空间光通信系统中分辨率在很大程度上影响着整个通信系统的性能，而PSD(position sensitive detector)作为APT(acquisition, pointing and tracking)子系统常用的探测器件，具有分辨率高，无盲区，响应速度较快的优点，分析了PSD的基本结构和定位原理，研究了使用PSD作为空间光通信APT子系统粗跟踪技术的位置分辨率，并指出了提高PSD分辨率的着手点。用实验方案对PSD的分辨率进行了具体的实验分析。通过对实验数据分析可知，PSD的平均位置分辨率达到12.6μm，该值与理论分辨率吻合得较好。这说明PSD作为APT子系统精跟踪探测器的可行性。     

Optical position meters in a noninertial frame of reference

The method of calculating simple optical position meters in the proper frames of reference of measuring devices is developed and applied to the analysis of two types of optical test-mass position meters, i.e., round trip and forward trip. It is shown that the results of calculation of the response in the laboratory frame of reference and in the proper frame of reference of the phase detector coincide for the meter of the first type but not for that of the second type. It is shown that only calculations in the proper frame of reference of the phase detector result in an experimentally measurable quantity.     

Optical vortex detector as a basis for a data transfer system: Operational principle,model, and simulation of the influence of turbulence and noise

The principle of determining the topological charge of an optical vortex is suggested based on measuring the light field intensity and designing the corresponding detector. A mathematical model of the performance of the detector of topological vortex charge is presented. Results of numerical experiments imitating the vortex recognition in the presence of turbulence or (amplitude or phase) noise in registered radiation as well as of the displacement of the optical beam source and detector axes are presented. Principles are formulated of designing the position finder for an optical vortex (that is, the detector of vortex coordinates) that allows us to consider its realization in the form of mathematical and numerical model. Conditions of reliable operation of the vortex detector and singular optical communication line constructed on its basis are estimated. Dependencies of the probability of error in data transfer on the turbulence intensity, photodetector noise amplitude, and displacement of the optical axes are investigated for different coding algorithms (absolute and differential with fixed or adaptive threshold). The data of modeling confirm the results of analytical calculations.     

采用单读码器件的串行编码绝对式光学编码器

传统绝对式光学编码器具有多个读码器件和多条沿码盘径向分布的编码码道,结构比较复杂,限制了绝对式编码器的应用范围和进一步的发展。提出了一种采用单读码器件的串行编码绝对式光学编码器,介绍了其工作原理和基本结构。该编码器采用单个读码器件逐个的按顺序读取位置编码,在不同阅读位置上读到的二值化信息在移位存储器中所构成的编码值具有唯一性,极大限度地简化了绝对式光学编码器的结构,为其小型化开辟了一条新的途径。     

色散型光谱仪采样调制传递函数及对高斯型光谱谱线的影响

光电探测器参数的选择对色散型光谱仪性能具有重要影响,有必要对光谱仪中光电探测器的离散采样过程进行深入探讨.文章从频率域的角度出发,建立了采样模型,探讨了输入余弦信号的空间频率、光电探测器采样的像元宽度及像元的初始相位对采样结果的影响.引入取整函数,给出了统一的采样调制传递函数表达式,提出并计算了平均采样调制传递函数,消去了初始相位的影响,便于实际应用.对于色散型光谱仪光学系统产生的典型高斯型光谱谱线,将高斯谱线的傅里叶变换与平均采样调制传递函数相乘,得出了光谱仪整系统的调制传递函数表达式.在频率域分析了采样过程的平均混叠误差与空间频率的关系,研究了平均混叠误差极大值与高斯光谱谱线宽度的关系,并给出了要精确恢复谱线所需谱线宽度的阈值.该阈值对于光谱仪系统的光学参数选择有重要的参考意义.