平面波导环形格子结构型光交错复用器的设计

在分析比较双折射晶体偏振光干涉型和平面波导环形格子结构型光交错复用滤波器原理的基础上,揭示了两者在光谱透射率的数学上的等效性,给出了两者结构参量之间的等效关系,可以直接利用经简单傅里叶级数对比法获得的晶体的结构参量对平面波导环形格子结构型光交错复用滤波器进行结构设计。利用该方法对一个两级平面波导环形格子结构型光交错复用滤波器进行了优化设计,信道隔离度比文献中结构提高了近5dB,而且结构参量有多种组合。与利用复杂的格子理论计算仅获得一组结构参量相比,该方法更加简单、有效。     

双折射滤波器光谱透射率函数的平坦化优化计算

对于双折射偏振光干涉滤波器，提出了一种产生平坦化光谱透射率函数的傅里叶级数对比的搜索方法，可在较大的通带和阻带范围内寻找到抖动很小时的所有可能的晶体偏转角度的数值解。给出了三块双折射晶体结构的抖动不大于0．1％时的晶体偏转角度的数值解，讨论了晶体偏角和厚度的变化对透射率函数波形的影响。     

随机双折射光纤中孤子相互作用及控制

利用分步傅里叶方法,对随机双折射光纤孤子传输进行了数值模拟,研究了多孤子间相互作用;分析了随机双折射现象对孤子传输的扰动机制、稳定性以及辐射能量特性.结果表明:随机双折射引起孤子传输不稳定,增强了孤子间相互作用,导致孤子能量辐射并随传输距离增大.引进非线性增益增强滤波器的控制作用可以有效地抑制随机双折射的对孤子相互作用的影响.     

晶体锥光效应和相位测量

本文提出了一种新的以晶体锥光偏光干涉效应为原理的强度空间滤波器的方法以及用于傅里叶滤波准光干涉术进行相位测量的原理.这种方法不需要傅里叶变换透镜以及空间滤波器图案板.讨论了各种具体结构,分析了工作特性,叙述了能产生多种等位线条纹系统并可带有背景条纹.最后给出实验例子.     

拉曼增益对双折射光纤中孤子传输特性的影响

本文采用考虑拉曼增益的耦合非线性薛定谔方程,利用分步傅里叶方法求解并仿真模拟了光孤子脉冲在不同性质的双折射光纤中传输时的演化过程.结果表明,拉曼增益可以有效抑制非线性耦合导致的孤子漂移,同时会导致光孤子脉冲峰值在传输时不断增大,产生拉曼放大效应.拉曼增益也可以有效抑制双折射光纤中传输的相邻光孤子之间的相互作用.     

外力作用下熊猫型保偏光纤应力双折射分析

根据光弹性理论,列出熊猫型保偏光纤内的应力方程。由于保偏光纤具有轴对称性,故可以在分析过程中略去应力的轴向分量。利用傅里叶级数展开法分析了仅存在固有热应力时熊猫型保偏光纤内的应力分布,并进一步分析了外力作用下熊猫型保偏光纤的应力分布及应力双折射随应力分布所发生的变化。利用MATLAB进行了数值模拟,给出应力双折射量B随外力的变化曲线,并讨论了随应力区参数的增大,双折射量B先减小后增大的性质。     

具有任意方向的扇形滤波器及其在图像方向检测中的应用

扇形滤波器在图像的方向检测中是非常重要的.本文基于极傅里叶变换和一个楔形滤波器,设计出具有任意方向的二维扇形滤波器.首先,楔形滤波器被变换到极傅里叶域,再利用极傅里叶变换的旋转特性,楔形滤波器可以通过将其极傅里叶变换沿着水平方向进行移动来实现旋转,得到一系列具有任意方向导向的扇形滤波器,它们能够检测图像中所包含的任意方向信息.由于整个设计过程不涉及二维优化,因此所提出的设计方法具有设计简单的优点.为了验证扇形滤波器的方向敏感性,将所设计的扇形滤波器应用于图像的纹理方向检测,结果表明,具有任意方向的扇形滤波器在图像纹理方向检测中具有很大的潜能.     

双折射晶体时域电光综合器

提出了一种利用电光双折射网络实现的光波波形综合器。该综合器由偏振器、多块具有电光效应的双折射晶体和补偿器组成,输入余弦信号,组成一多级电光双折射网络。利用琼斯理论对该综合器进行了理论分析,根据扩展傅里叶级数系数正向对比法,实现了其他类型的周期性时域波形。给出一类三元综合器的分析与设计方法,得到合成矩形波与三角波所需的多组结构参量,并对输入信号误差及方位角误差对波形的影响进行了分析。     

波长可选择高双折射光纤干涉滤波器

为了实现具有全光纤结构和波长可选择滤波器,设计并从理论上计算和分析了一种基于双折射光纤的干涉滤波器.该滤波器具有很好的选频特性,不同的偏振角自由组合使得该滤波器具有更灵活的调节性.该滤波器提高了双折射光纤的使用效率,用12 m高双折射光纤可以产生等同于在Sagnac环形腔中用16 m同样光纤时的滤波效果.这种高效波长可选择滤波器还具有较好的光频隔离效果,并很容易用光纤或光波导制作出来.     

Sˇolc型双折射滤波器离轴消光比的研究

提出了一种Sˇolc型双折射滤波器的离轴消光比的一般性计算方法,利用所得结果模拟出了Sˇolc型双折射滤波器的锥光干涉图以及发散光积分消光比与波长和发散角的关系曲线,实验结果证实了理论推算的合理性.此外本方法也适用于计算各种类型双折射滤波器的离轴消光比.     

Vibration behaviors of a box-type structure built up by plates and energy transmission through the structure

The vibration behaviors of a box-type built-up structure and energy transmission through the structure are investigated analytically. The modeling of the structure is developed by employing the improved Fourier series method and treating the structure as four elastically coupled rectangular plates. The general coupling and boundary conditions are accounted for using the artificial spring technique and can easily be obtained by assigning the springs with corresponding values. The exact double Fourier series solutions considering both the flexural and in-plane vibrations are obtained by using the Rayleigh–Ritz approach, which are validated by comparison with the Finite Element Method (FEM) results. Since the modification of any parameter in this analytical model from one case to another is as simple as modifying the material properties, and does not involve any change to the solution procedures, thus this will make a parametric study and further mechanism analysis easier compared to most existing procedures. Subsequently, special attention is focused on the energy transmission and mechanism of the box-type structure by structural intensity analysis. Numerical analyses cover several important parameters including symmetrical and non-symmetrical coupling conditions and the excitations, and three types of models, namely the rigidly, elastically and weakly coupled models are involved. The results of the power flow and structural intensity are presented to obtain a clear physical understanding of the physical mechanisms of energy transmission. It is shown that the energy transmission behaviors can be significantly influenced by the coupling conditions and location of the excitation as well as the excitation frequency. Some unexpected interesting phenomena on the energy transmission were revealed, especially for the non-symmetrical model, and the corresponding mechanisms were interpreted. This study provides new and interesting insights into the vibration behaviors and energy transmission of the class of built-up box-type structure.     

简单结构超表面实现波长和偏振态同时复用全息显示新方法

本文基于衍射光学设计理论,提出了仅用一种简单结构实现波长和偏振态同时复用全息显示新方法.构建了不同入射条件下超表面微元的结构参数与透过相位之间的映射关系,建立了科学的评价函数,优化得到超表面每个像素点处最优的单一结构超表面微元尺寸.仿真结果表明,本文设计的超表面实现了波长为532 nm的x线偏振光和波长为633 nm的y线偏振光入射显示不同形状字符的功能.     

长焦距傅里叶变换透镜的小型化

随着光学信息处理的不断发展,傅里叶变换透镜的应用也日趋广泛。本文阐述了傅里叶变换透镜的性质及作用,主要研究了长焦距傅里叶透镜光学设计的特点,以及目前国内外在设计该类型透镜时常采用的结构形式:四组元对称或非对称双远距结构。为了能进一步缩短傅里叶变换透镜前后两焦点间的距离,使之小型化,本文尝试了一种新的结构形式,比起四组元双远距结构,在结构也较为简单的前提下,它不仅进一步缩短了两焦点间的距离,而且输入面、频谱面的象质均良好。     

A unified-calibration method in FTP-based 3D data acquisition for reverse engineering

Reverse engineering plays an important role in product design and manufacturing due to the need for the improvement of existing products. Acquisition of 3D data of existing products is one of the most fundamental processes in reverse engineering. This paper proposes a unified-calibration method for Fourier Transform Profilometry (FTP)-based 3D data acquisition. In current FTP methods, the system parameters, such as positions and orientations of the camera and projector and the reference plane location, are needed to convert the phase map into 3D coordinates of the object. Generally, it is difficult to measure these parameters directly. Therefore, a calibration procedure is required in current FTP methods. In this research, a novel method is proposed for the calibration. Only one image is used to calculate all system parameters in the proposed method. The experiments show the method is simple and feasible for FTP-based 3D data acquisition.     

基于近似解析法的超导储能磁体设计

降低超导储能磁体的研制成本一直是控制超导磁储能系统(Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES)总成本的重要手段之一.本文考虑在一定磁体结构参数范围内,磁体产生的最大磁场值可以采用级数进行表示,磁体的电感值可以采用线性函数表示,给出了超导储能磁体磁场能量的近似解析表达式,提出了一种基于近似解析法的超导储能磁体设计方法.该方法以储能磁体的线材用量最小作为设计目标,在给定超导线材参数和临界电流特性曲线,以及磁体储能总量要求的情况下,依据此方法可快速的得到成本最优时所对应的磁体结构参数.将近似解析法优化和采用传统的有限元软件Ansys仿真优化进行对比分析,结果表明采用近似解析法进行磁体优化更加方便快捷,节省了大量计算时间.     

ANALYSIS OF SOUND TRANSMISSION THROUGH PERIODICALLY STIFFENED PANELS BY SPACE-HARMONIC EXPANSION METHOD

An analysis method is developed to study sound transmission characteristics of a thin plate stiffened by equally spaced line stiffeners. The dynamic equation that describes the vibro-acoustic response of the system is derived by expanding the structural and acoustic responses in terms of the space harmonics and by using the virtual energy method. The series solution can be considered as the exact solution because the structural and acoustic-structural coupling effects in the system are fully considered and the solution converges. Parameter studies are conducted for major design parameters to understand the characteristics of the system.     

基于频域纹理消除的结构性纹理缺陷检测方法

针对金属加工表面等结构纹理表面图像缺陷检测问题,结构纹理的存在会对缺陷（比如划痕）检测带来干扰,该文开展在频率域中消除背景纹理的方法来进行缺陷检测的研究。首先基于傅里叶变换的图像复原技术,空间域图像中的结构性纹理对应傅里叶域中高能频率分量,使用最小二乘法直线拟合操作去除,并将这些能量设置为零,经傅里叶逆变换为空间域图像。在复原的图像中,原始图像中的结构纹理区域将变为近似的均匀灰度级,但其中缺陷部分将被保留下来。再使用统计过程控制来设置阈值的方法就能从复原图像中分离出缺陷。最后在一系列的结构性纹理图像上的实验证实了所提方法可行且有效。     

基于PPG的心率和呼吸频率的测量研究

利用光电容积脉搏波描记法(PhotoPlethysmoGraphy,PPG)测量人体生理参数具有操作简单、性能稳定和适应性强等优点.采用反射式光电测量法获得桡动脉PPG信号,对PPG信号做快速傅里叶变换,分析频域实现人体心率和呼吸频率的检测.实验结果表明利用快速傅里叶变换获得的心率和呼吸频率与监护仪获得的相应数据之间有...