应用光学——光学系统设计指南

第十六章光电探测器和热探测器(续)16.3.5 光电导体的噪声光电导体的噪声特性与光电倍增管的噪声特性非常类似,其差别将在本节的第一小节讨论。当然,各种光电导体噪声的分析方法通常是不同的,这里使用的方法似乎是把背景辐射以及与其联系的光子噪声作为一个噪声源。常常认为此背景噪声超出了设计者控制的范围,因此,这里存在一个设计目标,即     

应用光学—光学系统设计指南 第十六章 光电探测器和热探测器(续)

16.5热探测器到目前为止,我们讨论的探测器都是以量子方式激发的;每一个被吸收的量子平均值,都贡献一定量的输出信号。本节讨论的热探测器是由于温度变化而引起的响应(温度是吸收能量的函数,与其波长无关);热探测器的频谱响应仅由它的频谱吸收率来确定,所以比用简单的光子探测器获得的光谱响应通常要均匀得多。热探测器多半是基本热探测器,也就是说,它们用以测量入射到灵敏区的总辐射,而不管辐射的分布情况(见第16.5.1节)。因此,必须利用扫描来观察辐照度的分布,至此,热成象探测器(或称热象仪)已研制成功,在第16.5.2节将介绍其中三种热象仪。关于噪声特性将在第16.5.3节中讨论。     

用于压缩光探测的高共模抑制比平衡零拍探测器

根据光电二极管的等效电路图,基于自减方案的平衡零拍探测器的光电管(ETX500)产生的光电流的位相差异主要由等效电容引起,通过给两个光电管施加不同的偏置电来补偿等效电容的差异获得高共模抑制比的平衡零拍探测器,在探测器中安装任意两个ETX500,获得了63.8dB的高共模抑制比,并且当激光功率达到探测器的饱和功率54 mW时,激光光场的噪声谱在2 MHz处高于电子学噪声37dB,该探测器能很好地满足压缩态探测对低噪声、线性增益及高共模抑制比的要求。     

相干场成像探测器噪声定量化占比模型

为解决激光相干场成像系统探测器噪声相对总噪声的定量化占比估计问题,分析探测器噪声是否为主要噪声源,提出一种探测器噪声占比权重定量化分析计算方法.基于光电子统计方法得到系统信噪比方程,并引入信噪比中间参数估计方程,建立了探测器噪声相对总噪声的占比权重定量化计算模型.结合理论分析与实验测量进行验证,结果表明:针对构建的相干场成像实验系统,探测器噪声占比权重达52%,进一步分析可知实验在大气相对宁静的夜晚进行,系统受背景光噪声和湍流噪声影响小,探测器噪声是主要噪声源.所提方法可有效估算探测器噪声占比权重,具有便捷、高效的特点,可用于实际相干场成像系统探测器噪声定量化评估测量分析.     

应用光学——光学系统设计指南 第十六章 光电探测器和热探测器(续)

第十六章光电探测器和热探测器(续) 16.4 图象探测器到此为止,我们所讨论的光电探测器都只能测量总的通量,不能有效地响应通量分布的变化。若与机械或光学扫描装置配合起来使用,则这种探测器便能测出图象中的通量分布。另外还有两种光电探测器件,它们     

谐振式集成光学陀螺噪声分析与实验研究

针对目前谐振式集成光学陀螺(IORG)输出检测精度与其理论极限灵敏度存在两个数量级差别的情况,分析了IORG系统中存在的主要噪声源;搭建了基于单光路锁频和单光路输出的IORG噪声分离系统;分别对无光情况下信号检测系统中各部分的噪声以及陀螺静态频率锁定情况下各部分的噪声影响进行了测试与分析;得到了系统的噪声分布情况。实验结果表明:光路噪声以及包括探测器热噪声和散粒噪声的电路固有噪声为系统的主要噪声源。     

美国Purdue大学R.W.Herrick实验室声和噪声控制研究计划简介

该实验室的M.J.Crocker教授目前正在主持下列8个课题的研究:1研究预测和测量轻型飞机机壁透声的方法;2柴油发动机噪声源的鉴别;3预测矩形小房间内的振动分布并应用于驾驶室;4与AMCA标准300-67有关的终端反射系数精度问题的研究;5应用ASHRAE标准68—78在管内测量风扇声功率的R.P.264……问题;6减少和控制内燃机的噪声和振动(第一部分柴油发动机);7关于运输车辆的噪声源;8模拟排气系统的噪声.从上列的题目可以看出,它们大多是与应用相结合,工作内容大致是三个方面:预测噪声分布(课题3,7,8),鉴别噪声(课题1,2,6)和改进标准测量方法(课题4,5),但它们都与测     

激光位置探测器的角位移测量精度分析

作为激光光斑位置探测器,象限探测器和位敏探测器被广泛应用于激光光斑跟踪、监控、位置检测和定位等领域。对这两种探测器的角位置测量精度进行了探讨,分析了影响精度的主要噪声源,推导出两者的角位移精度表达式,并通过计算进行了模拟。结果显示,两者的测量精度决定于信号的信噪比,且随作用距离的增加而降低;象限探测器的角位移测量精度明显高于位敏探测器。在忽略背景光噪声的情况下,象限探测器的精度约为位敏探测器的40倍。     

海面噪声的空间相关与垂直方向性理论

本文讨论由海面噪声源与分层介质海洋所组成的海洋环境噪声模型。假设噪声源是统计独立分布在海面上的指向性点源,研究噪声源特性以及传播条件对海洋环境噪声场的影响。发展了海面噪声的简正波理论,并在一定条件下将简正波理论得到的适合于小掠角范围的噪声场方向密度函数解析延拓至大掠角范围,使之与射线理论表式衔接起来,获得了计算海洋环境噪声强度、空间相关与方向密度函数的简明表式。     

国家同步辐射实验室速调管走廊泄漏电磁场的计算

国家同步辐射实验室速调管走廊内的高频微波泄漏,严重影响着速调管走廊内的微波通讯.为了降低速调管走廊的电磁辐射场,抑制走廊的电磁噪声,必须要确定噪声源的位置,而对于空间复杂的泄漏场,噪声源的位置很难确定,我们可以通过测定空间的泄漏场,经过计算,反过来确定噪声源的位置,进而研究抑制走廊电磁噪声的办法.给出了速调管走廊泄漏电磁场的计算方法、计算公式及现场的对比测试.     

应用光学——光学系统设计指南 第十六章 光电探测器和热探测器

16.2.3 电子倍增和光电倍增管(MPT) 为了测量和探测的需要,光电管的输出常需要加以放大。毫无疑问,这种放大会增加信号的噪声,不过噪声究竟增加多少则取决于放大方法(见第16.2.4节)。电子倍增是噪声比较低的放大方法,因此往往常用     

轴对称阻塞喷注中的声源分布

本文讨论了轴对称阻塞喷注中的湍流混合噪声源的分布。分析表明,在阻塞喷注中,声源的分布十分复杂。 同时,本文讨论了阻塞喷注中湍流噪声与压力的关系;定量地分析了阻塞喷注中压力梯度对源强度和湍流噪声的影响。     

在PPLN波导中利用上转换实现通讯波段单光子探测的研究

分析了在周期性极化铌酸锂(PPLN)波导中波长为1.32 μm和1.55 μm的光子和频过程.给出了达到最大信号转换效率所需要的泵浦光功率.分析了该过程中各种可能存在的噪声源,尤其是拉曼过程给出的噪声,给出了利用相干滤波片和标准具来减小噪声的方法.分析了该探测器在量子密码通讯中的应用.     

应用光学—光学系统设计指南

第十六章光电探测器及热探测器(续) 16.2 光电管 16.2.1 光电阴极和真空光电二极管 16.2.1 阴极材料为了获得有用的光电发射阴极,当然要求逸出功(功函数)相当低,清洁的金属表面是较差的光电发射体。然而当在银或钨这类基底上吸附有碱金属离子的单分子层时,就会获得好得多的响应,这大概是因为在金属表面上形成双电层的缘故。与这种双电层     

日盲型光电管探测系统响应非线性间接法标校

基于间接法对一种日盲型光电管探测系统进行了非线性测量,将线性度已知的硅光电二极管探测器作为参考标准,以外置氙灯光源积分球作为线性定标辐射源,通过大动态范围电动光阑来调节辐射输出,将待测探测器与参考探测器在同一条件下进行同步测量,以消除光源波动的影响。实验结果表明,该日盲型光电管探测系统的线性误差最大可达5.2%,有必要通过非线性修正因子对测量值进行修正,其数值范围为0.948～1.006。分析了系统合成测量不确定度,在光电管响应光电流为2.97×10^-10～6.61×10^-8A范围内,扩展不确定度为3.59%(k=2)。     

光电倍增管的噪声分析和建模

着重讨论光电倍增管的噪声来源、不同噪声源的噪声特征。为了便于实际应用,借助于光电子学和电子学分析方法,建立光电倍增管的噪声模型。这有利于应用光电倍增管探测更加微弱的信号,也有利于从微弱信号中提取研究对象的真实信息。     

含双噪声源电路的类WKB法研究

本文首次尝试利用ＷＫＢ方法对双噪声原电路的Ｖａｎｄｅｒ Ｐｏｒ方程进行了讨论，并对倍加ＯＵ噪声和可加白噪声下的系统进行了数值计算，所得结果对调节含噪声源的电路有一定指导意义。     

南海北部海洋环境噪声谱级空间差异性分析

为研究中国近海海洋环境噪声的空间差异性,揭示其形成原因,以同一海域同一季节两个测量站位的长期观测数据为研究对象,对比两个站位噪声谱级的差异.结合海洋信道和噪声源特性的影响,分析港口强噪声源到噪声采集站位的传播损失,发现在50~500 Hz频段传播损失差值和噪声谱级差值呈现较强相关性;对港口航船噪声源级的分析发现,该频段内源级相差20 dB左右,与休渔期前后航船密度差异相对应。试验分析和研究结果表明,南海北部海域50~500 Hz频段内海洋环境噪声与航船噪声源密切相关,两站位噪声空间差异由海区传播条件差异与航船噪声源级差异共同引起。      

海面波浪对海洋环境噪声垂直空间相关性的影响

研究了由海浪谱导得的噪声源的相关函数对海洋环境噪声垂直空间相关性的影响。常用的海洋环境噪声空间相关性模型一般假设海面噪声源是非相关的,这种假设可以解释一些物理现象,但是与真实情况并不符合。考虑到风成噪声与海浪运动的相关性,引入海浪谱,得到噪声源的相关函数,利用Kuperman-Ingenito (K/I)噪声模型,计算海洋环境噪声的垂直相关性。通过仿真结果与实验数据对比可以看出,在高风速下,假设噪声源不相关时计算得到的噪声场垂直相关性与实验结果相差较大,而利用由海浪谱导得的噪声源的相关函数计算得到的噪声场的垂直相关性与实验结果符合较好。      

改正重谱中噪声偏差的正性约束方法和天文高分辨率像复原实验

虽然斑纹掩模法能有效地消除大气流噪声引起的像质衰变,实现望远衍射极限分辨率像复原,但实际的斑纹探测器都不同程度地存在着多种噪声,它们在斑纹图平均功率谱和重谱中产生的偏差将使模和位相的复原受到严重干扰而最终导致像复原的失败。本文讨论了斑纹掩模法像复原中的噪声问题。提出正重谱噪声偏差的正性约束方法,报道了对天文目标：双星ＡＤＳ１６８００和三星Ｈｌｄ１７１ＡＤＳ１６６４８）的高分辨率像复原观测。