牛奶光学特性参数的单积分球法测量

设计了单积分球系统测量牛奶光学参数。系统采用自行没计的准直光路以使系统更好地符合逆倍增法(IAD)的模拟边界条件,采取双光路补偿及光源调制的方法以提高系统的测量精度及信噪比。测量得到了脱脂奶、部分脱脂奶和纯牛奶在632．8nm及1064nm处的光学特性参数．与漫射理论计算得到的光径向分布及漫反射系统测量的结果符合很好。     

积分球出射照度与入射光束几何性质关系分析

针对采用积分球作为光收集器的光学透射率测量过程中,存在透射率测量值超出100%这一非正常情况。建立了积分球出射照度与入射光束几何性质的关系模型,利用该模型进行了仿真实验。对于直径300 mm,开口比为1%的积分球,入射光束几何性质改变引起的积分球出射照度相对误差为3.4%,采用该积分球测量透射率造成的误差可达3.4%,与实测结果吻合。光斑位置和分布的随机性导致透射率测量值超出100%。该误差源具有隐蔽性和不可避免性,研究该误差源对于提高积分球式光度测量精度具有重要的理论和工程价值。     

基于积分球分光与接收的透射式能见度测量系统

介绍了一种新型透射式能见度测量系统,积分球在光源能量监控和光信号接收中起到重要作用。光源采用白色LED,外部高频脉冲调制,信号测量端同步解调,有效消除外界光干扰。积分球分光实时监控光源发射能量的变化,消除光源自身不稳定带来的误差。准直和扩束透镜组将光源发散角控制在1 mrad。反射镜组反射光路实现了有限空间光程的增加,同时增加了采样体积,缩短了透射系统的安装基线。积分球配合望远镜接收光束减小了光路调节的压力。系统研制完成后开展了实验室内模拟能见度测量实验,与现有测量大气散射系数的设备积分浊度计进行对比分析,通过积分浊度计传递定标参数。结果表明:两个系统在1.7~20 km测试区间相对偏差小于4%。     

积分球光能均匀性的Monte Carlo模拟

为研究某工程应用的面光源入射积分球光能分布的均匀性,本文采用Monte Carlo法,进行大量光子的追迹,把积分球水平的划分为五个面积相等的环带;用Matlab编程,对各环带光能分布进行计算机模拟,验证了积分球光能分布的均匀性,可为积分球工程应用提供指导。     

用“波形法”测量群时延失真

文章介绍了用示波器将输入、输出信号波形相位进行比较的方法来测量相位延迟,然后,再进行换算得到通道的群时延/频率特性值,该方法经济、简便。     

基于LightTools的大口径积分球辐射特性仿真

为了研制辐射特性相对理想的大口径积分球,采用LightTools仿真分析了5种光源位置和3种照明模式,共15种直径为3 m积分球模型的辐照度面均匀性和朗伯特性。相比依靠经验设计积分球,计算机仿真研究具有周期短、成本低、重复性高等优点。仿真结果表明:照明模式和光源位置对积分球开口处辐照度面均匀性影响很小;而对开口处朗伯特性产生较大影响。首先,光源方向上的朗伯特性最差,其次,对称式照明模式则会改善朗伯特性,另外,随着光源与积分球前后半球交汇面的距离不断增加,积分球的朗伯特性逐步变优。最后,测试了直径为3 m积分球在不同照明模式下的辐照度面均匀性、光源方向和垂直方向的朗伯特性,实测辐射特性与仿真结果相吻合。     

可调谐LED光谱与积分球算法的乙炔检测研究

LED光源经过光纤光栅和压电陶瓷的波长调制,获得与乙炔气体吸收峰对应的窄带反射出射光,并射入装有一定乙炔体积分数气体的积分球内,由于乙炔气体对入射光的选择性吸收及积分球壁的衰减作用,光强减弱,利用积分球算法算出无乙炔气体下积分球的衰减率,进而求出由于气体吸收而衰减的光强差,最后计算出乙炔气体体积分数,为乙炔气体体积分数检测提供了一种新方法.实验表明,该检测方法准确度高,重复性好.     

用Monte-Carlo法模拟大型磁控溅射器的膜厚分布

在大型薄膜生产设备中,膜厚的横向均匀性是一项重要指标。本文提出用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法模拟大型磁控溅射器膜厚横向分布的计算方法,计算了靶的几何结构及各种溅射参数对膜厚横向分布的影响,并把计算结果与实际测量进行了比较。     

航天积分球面均匀性检测的研究

航天积分球发光面辐亮度均匀性的测量历来是一个难题,如何精确地、无干扰地测量出它的面均匀性,是人们一直在研究的课题.为了准确地测出我国减灾卫星的HJY20-1-A卫星超光谱成像仪星上定标积分球的面均匀性,中国科学院安徽光机所研制了一套测量小口径积分球面均匀性的检测系统,该系统使用透镜成像进行间接检测,采用计算机控制扫描,对高精度标准探测器采集的数据进行分析处理,从而得到该积分球的面均匀性,并用此系统对航天积分球进行了测量,得出该航天积分球的面均匀性小于0.5%,测量误差小于万分之五,该系统具有较高的精度和重复性.     

一种空间相机辐射定标用大面积辐射光源的研制

针对目前空间光学遥感器向着大口径、高精度方向发展相应需要大出光面的积分球辐射光源,本文研制了一种大口径空间相机用积分球辐射定标光源,并使用自制的积分球辐射性能测试装置测试了大口径积分球光源的均匀性、余弦特性和稳定性。研制的积分球辐射定标光源内径为3000mm,出光面直径为1 000mm。测试结果表明,积分球的最大幅亮度为240.13 W·m-2·sr-1,辐亮度调节范围为371.5∶1,辐亮度不稳定性为0.04%/h,光源出口面非均匀性为1.7%,辐射定标光源的不确定度为5%。     

激光在云层信道中传输的蒙特卡罗模拟

针对云层介质对激光传输有较强的吸收和散射作用,严重影响了激光对潜通信系统的应用范围这一问题,采用Monte Carlo法来模拟激光在云层中传输的过程。得出云层光脉冲的时间扩展特性和部分参数的模拟结果,为通信系统进行后期的分析和设计提供了一定的理论和实用价值。     

红外光源辐射特性的蒙特卡洛模拟

为满足红外跟踪仿真的高精度、高稳定性设计要求,本文基于蒙特卡洛算法针对红外光源的辐射特性进行了模拟仿真研究。首先,介绍了系统结构和工作原理。接着,以蒙特卡洛方法为基础,对钨丝灯圆柱体光源进行建模,给出光阑处的辐照度精确分布,为建立光阑通光口径的非线性控制函数提供依据。然后,分析了不同条件下蒙特卡洛算法的准确度,并研究了装配位置对系统光能利用率的影响。仿真结果表明:在旋转抛物面反射镜的焦点外存在一个最佳的光源装配位置;在装配过程中,允许的轴向偏移为0.1 mm,垂轴偏移为0.1 mm,角度偏移为2°。该系统满足了红外跟踪仿真的稳定可靠、高精度要求。同时,本文所采用的分析方法对其他红外光源的优化设计也有借鉴作用。     

基于光谱椭偏术的Si球表面氧化层厚度测量

为改善X射线晶体密度法测得的阿伏伽德罗常数的标准不确定度,研制了一种基于光谱椭偏术和二维Si球扫描机构的Si球表面氧化层厚度自动扫描测量系统,用于测量直径约93.6 mm、质量约1 kg的单晶Si球表面氧化层平均厚度。用本文系统对标准Si球表面进行400点扫描测量实验,得到氧化层厚度分布,且测得其平均厚度为6.00（2...     

激光在水下传输过程中退偏的蒙特卡罗模拟

通过对光子水下传输过程的MonteCarlo模拟,研究了海水对偏振激光的退偏振作用,得到了不同海水深度的退偏振度,同时研究了不同海水表观光学性质对海水退偏振的影响.结果表明,含有大量粒子的海水对偏振激光有明显的退偏振作用,当达到某一特定深度时,偏振激光将变成完全非偏振光.海水中分布的大小不一的微粒是海水退偏振作用的主要原因,同时海水的表观光学性质对海水的退偏振作用有着很显著的影响,随着海水总体衰减系数的增大,偏振激光完全退偏的传输距离变短.     

光功率稳定性对光纤陀螺性能的影响研究

首先通过对数字闭环光纤陀螺的原理分析,推导出了光纤陀螺输入输出的关系式,结合随机游走系数的表达式,指出光功率稳定性的两种影响方式,一是引入白噪声,二是改变控制参数.然后建立了光纤陀螺控制模型,研究了光功率衰减与波动对系统调节时间和控制噪声的影响,同时针对光功率衰减对随机游走系数的影响,提出了动态调整最佳调制深度的优化方法.研究结果和优化控制方案对于高精度光纤陀螺的精度保持具有重要的实际意义.     

横向沙丘表面电磁散射的时域有限差分法研究

空对地海目标的监测、识别是用电磁波与处于地海环境中的目标相互作用的散射和辐射来获取信息、制导和目标截获的,为了满足地海环境中目标的监测、识别的需要,首先要研究地海环境的电磁散射特性;应用指数型分布粗糙面模拟横向沙丘表面的高度起伏情况,采用蒙特卡罗方法模拟横向沙丘迎风坡、背风坡表面以及沙丘之间的平坦沙漠表面,使用Herkelrath提出的土壤湿度与介电常数的通用式计算沙土的介电常数,运用FDTD计算方法研究了横向沙丘的电磁散射特性,得到了散射系数的角分布曲线;数值计算了沙丘坡顶高度,沙丘迎风坡与背风坡坡底到坡顶的水平距离,沙丘坡顶间间距,入射角度以及沙土湿度对散射系数的影响;计算结果表明,沙丘坡顶高度、沙丘迎风坡坡底到坡顶的水平距离、沙丘坡顶间间距、入射角度和沙土湿度对散射系数的影响较大,而沙丘背风坡坡底到坡顶的水平距离对散射系数的影响较为复杂。