基于后向Raman散射测温系统波长的优化分析

本文对基于后向Raman散射分布式光纤测温系统中激光器中心波长的优化进行了分析.在详细讨论了Raman信号强度、温度灵敏度和系统工作稳定性等与半导体激光器中心波长之间的关系后,提出了优化选择中心波长的方法,并结合实例予以说明.     

探测大气中CO2的Raman激光雷达

基于大气激光后向散射光谱,研究和设计了探测大气CO2浓度的Raman激光雷达,其发射机采用Nd:YAG激光的三倍频354.7nm作为工作波长,发射的单脉冲能量350mJ,重复频率20Hz;接收机采用了光电倍增管(量子效率25%)和光子计数器(计数速率200MHz),探测CO2的Raman散射371.66nm(频移1285cm-1信号,(1小时累加)近地面2.5km以内信噪比不小于8.采用组合滤光片来抑制强的354.7nm Mie-Rayleigh后向散射和氧气375.4nm Raman后向散射对信号的严重干扰.比较分别来自大气CO2和参考气体N2的Raman后向散射回波,可反演出大气中CO2的相对浓度.     

密集波分复用石英光纤通信系统中受激Raman散射的稳态分析模型

假设石英光纤的Raman增益谱为线性谱,并给出了拟合直线.以此为基础,得到了前向N信道 受激Raman散射稳态耦合波方程的解析解.这个解析解是在考虑了N个信号光之间串话下得到 的,它适用于任意功率大小的信号光和任意信道间隔排列的情况.N个信号光在石英光纤中经 过受激Raman散射作用后,具有以下特点：在传输过程中,任意两信道的信号光光子通量的比 值随光纤的有效互作用长度、总的输入光子通量和两信道频率间隔按指数规律变化.解析解 与数值解进行了比较,两者取得了很好的一致. 关键词： 受激Raman散射 密集波分复用 石英光纤 Raman放大     

探测大气中CO2的Raman激光雷达

基于大气激光后向散射光谱，研究和设计了探测大气CO₂浓度的Raman激光雷达,其发射机采用Nd∶YAG激光的三倍频354.7nm作为工作波长,发射的单脉冲能量350mJ,重复频率20Hz；接收机采用了光电倍增管(量子效率25%)和光子计数器(计数速率200MHz),探测CO₂的Raman散射371.66nm(频移1285cm^-1)信号,(1小时累加)近地面2.5km以内信噪比不小于8.采用组合滤光片来抑制强的354.7nm Mie-Rayleigh后向散射和氧气375.4nm Raman后向散射对信号的严重干扰. 比较分别来自大气CO₂和参考气体N₂的Raman后向散射回波,可反演出大气中CO₂的相对浓度. 关键词： 大气光学 激光雷达 Raman散射光谱 参考气体 Mie-Rayleigh散射     

短脉冲激光尾流场中的前向Raman散射

用212维粒子模拟分析了前向Raman散射对激光尾流场加速电子的影响.前向Raman散射使脉冲长度在传播方向上被拉长，脉冲后沿变陡，产生的尾流场相速度明显减小，而且超热电子的最大动能明显小于理论估计值.此外激光频率整体向低频移动.     

Raman激光雷达探测气溶胶光学特性

介绍了武汉大学自行研制的Raman多通道激光雷达系统,给出了整个系统的设计原理及主要技术参量.详细描述了利用Raman激光雷达原理反演大气气溶胶消光系数、后向散射系数和激光雷达比等光学特性的方法,并对求解消光系数过程中的关键部分做了讨论分析.同时对武汉上空对流层低空大气气溶胶、云以及边界层等光学特性进行了实时探测反演.实验结果表明:该Raman多通道激光雷达系统在夜晚对低空气溶胶的垂直分布特性具有较好的探测能力,工作性能可靠.     

Raman激光雷达探测气溶胶光学特性

介绍了武汉大学自行研制的Raman多通道激光雷达系统,给出了整个系统的设计原理及主要技术参量.详细描述了利用Raman激光雷达原理反演大气气溶胶消光系数、后向散射系数和激光雷达比等光学特性的方法,并对求解消光系数过程中的关键部分做了讨论分析.同时对武汉上空对流层低空大气气溶胶、云以及边界层等光学特性进行了实时探测反演.实验结果表明:该Raman多通道激光雷达系统在夜晚对低空气溶胶的垂直分布特性具有较好的探测能力,工作性能可靠.     

单模石英光纤中连续波泵浦SRS谱的演化

利用连续波掺Yb双包层光纤激光器为泵浦源,对单模石英光纤中受激Raman散射谱的形成过程进行了实验研究结果表明,由自发Raman散射向受激Raman散射演化的过程中Stokes谱宽度不断变窄当Stokes波信号功率较强时,在Raman光谱内部会出现能量红移现象,使Stokes光谱峰值相对于泵浦波的频移量从440cm^-1转化到490cm^-1.     

碰撞对受激Raman散射的影响

从动力学方程出发，引入有效碰撞，讨论了碰撞对受激Raman散射线性增长率的影响.结果表 明，碰撞阻尼和Landau阻尼使得受激Raman散射线性增长率有了实质性的下降，受激Raman散 射只能发生在电子温度和电子密度平面的一个有限区域.现在的理论模型能够解释受激Raman 散射光谱上存在的“缝”(gap)现象. 关键词： 受激Raman散射 碰撞阻尼 线性增长率     

基于Fournier Forand体积散射函数的水中激光脉冲后向散射特性分析模型

基于Fournier Forand体积散射函数,建立了一种水中激光脉冲后向散射仿真模型.运用该模型可用Monte Carlo方法模拟光子在水中的传播过程,并得到光波后向散射的冲击响应.将初始激光脉冲与冲击响应进行卷积并求其傅里叶谱,即可得到激光脉冲后向散射信号的时域和频域特征.利用该模型分析了入射为高斯型激光脉冲时,水...     

Optimal Design of a Distributed Optical Fiber Temperature Sensor system Based on Raman Back-scattering

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｐｅｏｐｌｅｆｏｃｕｓｔｈｅｉｒａｔｔｅｎｔｉｏｎｏｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒｓｙｓｔｅｍｓｂｅｃａｕｓｅｏｆａｖａｒｉｅｔｙｏｆａｄｖａｎｔａｇｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｅａｓｅｔｏｉｎｓｔａｌａｎｄｍａｉｎｔａｉｎ,ｉｍｍｕｎｉｔｙｔｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ (ＥＭＩ) ,ｓａｆｅｔｙｉｎｈａｚａｒｄｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ.Ｔｈｅｓｅｆｅａｔｕｒｅｓ…     

Optimal Design of a Distributed Optical Fiber Temperature Sensor system Based on Raman Back-scattering

The distributed optical fiber sensor system based on Raman back-scattering has many advantages and gains more interests. However, the intensity of the back scattering light, especially the anti-Stokes light is too weak to be detected without certain special arrangements. This paper presents thiee important principles for optimal design of the system after the optimal analysis of the center wavelength, the optimal design of the Raman filters and the cluster analysis of the LD's spectrum. They are proved reasonable and useful to an actual system design.     

太阳能光伏-热伏发电板的自适应追光系统设计与实现

在小型太阳能光伏-热伏发电系统中,为了提高其发电效率,通常会辅以自动追光系统。针对现有的基于多光电二极管的自动追光系统结构复杂等问题,提出了一种基于光敏电阻的自适应追光系统。为了实现发电板对光源的追踪,采用了基于负反馈的自适应追光原理,通过软件设计控制追光精度,同时增加了系统位置消抖控制。在硬件方面,采用光敏电阻感应光强,借助AD转换电路和舵机,以驱动太阳能光伏-热伏发电板转动直至发电板平面垂直于太阳光;优化设计了光敏电阻与板面的夹角大小以调整追光的区域及误差。最后完成了整体装置的机械结构设计和电路图设计及仿真,结果表明,与现有的多光电二极管追光系统相比,所设计的追光系统机械装置部分的设计更加简单,便于实现,同时通过优化设计改善了追光的稳定性。     

星载光学系统遮光罩消杂光结构优化设计方法

本文对星载光学系统遮光罩消杂光结构的优化设计做了初步探讨。提出了遮光罩和挡光环消杂光设计的基本原则．给出了一种二级遮光罩结构寸的优化设计方法和一种遮光罩内壁上挡光环位置优化设计方法，并对一级和二级遮光罩进行了初步的分析比较。     

星载光学系统遮光罩消杂光结构优化设计方法

本文对星载光学系统遮光罩消杂光结构的优化设计做了初步探讨。提出了遮光罩和挡光环消杂光设计的基本原则。给出了一种二级遮光罩结构寸的优化设计方法和一种遮光罩内壁上挡光环位置优化设计方法,并对一级和二级遮光罩进行了初步的分析比较。     

具有离焦量的光学准直系统

本文针对激光束准直系统中的离焦量对准直倍率的影响进行详细的讨论，给出了准直系统的最佳设计公式，同时提出一种新的准直光源系统的设计构想。     

室内可见光通信发光二极管阵列发射性能的研究

提出了一种基于Lambert辐射模型的发光二极管光源阵列发射天线光照度计算模型,对室内可见光通信发射天线进行了优化设计.分析了光源的空间分布形式、光源间距、光源中心光束与系统光轴夹角以及空间分布层间距等因素对光照度均匀性的影响.通过仿真模拟和分析,得到了圆形阵列天线在照度均匀性和通信传输信号稳定性方面都优于相同光源数目的矩形阵列天线,并且提高了10%左右;同时得出了在满足室内照明情形下,发光二极管阵列发射天线照度均匀度随光源间距及光源中心光束与系统光轴夹角的增加均呈现出先增加后减小的变化趋势,因此,光源间距和光源中心光束与系统光轴夹角均存在最优值;照度均匀度随空间分布层间距的减小而增加,并给出了5 m×5 m×3 m普通房间内发射天线阵列设计参数的最优值,使发射性能得到了优化,同时节省光源数13%,降低了成本.这些研究为发射天线系统的设计提供了理论依据,具有实用价值.     

Design of fly's-eye lens for LCOS laser display

Design of optical system in laser display has always been an important research topic. From the aspect of decreasing the system volume and improving the light efficiency, it can be found that when the size of fly's-eye lens and the value of f/# are definite, the more fly's-eye arrays there are, the more useful it will be to the decrease of the optical engine size, which means that more honeycombs on fly's-eye lens and better dodging effect can be more beneficial for the decrease of the system size. After the optimal design for the rectangular elements on sub-fly's-eye lens and then doing 4000 ray tracing, the light transmittance turns out to be good with little parasitic light and scattering light.     

IGCC系统全工况设计优化新方法

本文研究开拓基于全工况特性的IGCC联合循环系统设计优化新方法。应用全工况和独立变量概念探讨分析系统设计优化特点和全工况特性规律,寻求系统分析方法和评价准则创新,寻求突破热力系统传统的ISO基准工况设计框架的途径,开展相关实例比较分析研究以验证新方法的有效性。研究表明,应用新方法设计优化得出的IGCC系统性能特性更加贴近实际运行情况与需求。本文研究成果将为相关系统设计优化与运行控制提供有效手段。     

光子集成干涉成像系统微透镜排布设计与图像复原

光子集成干涉成像系统体积小、重量轻、功耗小,且系统分辨率不受单个透镜口径尺寸的限制,是一种新兴的成像技术.针对光子集成干涉成像系统图像复原问题,开展了图像复原技术和微透镜阵列最优排布研究,提出了基于压缩感知的光子集成干涉成像图像恢复技术,以及基于图像残差的最优微透镜阵列排布设计评估方法;通过计算仿真,可实现在有限空间体...