可见光靶源光学系统的设计与分析

飞机侦察系统性能判断是通过野外与实验室测试两种方式进行验证的。在实验室建立可见光靶源,放置在二维转台上,利用卤素灯、美军标靶源、光学系统模拟远距离目标,在规定的技术指标的基础上,设计出可见光靶源光学系统。通过光路设计、温度场分析,计算出光路束散角,设计出光阑孔,分析温度变化对光学镜片的影响,通过精密测微自准直仪检测,所有形变量均为微米级,验证了其光学设计的可靠性,满足飞机侦察系统的测试要求。     

低温对中波红外带通滤光片光谱特性的影响

为考察滤光片在低温环境下的可靠性,镀制了Ge基和宝石基中波带通滤光片,分别实施了5 min、15 min、25 min、35 min、120 min、300 min的液氮低温试验,并测试出其透过率曲线,考察低温对其光谱特性及膜层牢固度的影响。带通滤光片通带区透过率随低温时间增长有逐渐下降趋势,中心波长出现13 nm的微小偏移,是所镀制的膜料高、低折射率相对变化使中心波长和截止波长的比值发生变化所致。Ge基材料对温度更为敏感,在由常温到低温过渡期间,Ge基中波滤光片通带透过率降低幅度比宝石基底的中波带通滤光片大10%。在300 min以内的低温环境下,2种中波红外带通滤光片均未出现膜层脱落现象。     

像元映射变分辨率光谱成像重构

本文讨论了随机滤光片光谱编码-解码的基本原理与重构方法,利用深度学习欠完备自编码器的自动特征提取机制,构建了高精度、低延时的像元映射变分辨率光谱成像重构网络,通过变换像元映射关系完成了2×2、4×4像元阵列光谱重构网络的并行训练。最后,利用512×512、120谱段(430～670 nm)的遥感光谱图像对重构网络进行验证,实现了2×2像元阵列/40谱段重构峰值信噪比达53 dB、均方误差小于0.002、重构用时0.87 s与4×4像元阵列/120谱段重构峰值信噪比达64 dB、均方误差小于10-5、重构用时0.52 s的变分辨率光谱图像重构。实验结果表明像元映射变分辨率光谱成像重构网络具备高精度、低延时的动态变换性能。     

星载超光谱成像仪杂散光及其测量

超光谱成像仪比一般光谱仪器具有更多的光谱通道和更高的光谱分辨率,而杂散光是影响超光谱成像仪光谱测节精度的重要因素之一,当前光谱仪器的杂散光测量方法尚不能满足超光谱成像仪杂散光检测的需要.作者探讨了此类成像光谱仪杂散光的定义、来源和危害,论述了使用杂散光影响因子di,j描述光谱仪杂散光的可行性和优越性,并给出了杂散光受扰系数fi(λ)和杂散光干扰系数Fi(λ)的定义、物理意义和工程应用价值.最后,介绍了使用窄带滤光片测量星载超光谱成像仪杂散光的测量系统组成、测量步骤和测量结果.结果表明:杂散光影响因子di,j能正确表示光谱仪的杂散光特性,与光源、滤光片、探测器等测量条件无关,而测量效率比谱杂散光系数法至少提高1倍,满足星载超光谱成像仪杂散光测量的工程需要.     

在空间-时间域测量飞秒脉冲

依据飞秒脉冲测量中的空间-时间耦合理论,通过采用空间分辨和光谱分辨在时间和空间域对飞秒脉冲强度和相位进行测量.测量装置主要由两个光学元件组成,实现了空间和光谱干涉.待测脉冲和参考脉冲通过一个绕中心轴转过某一角度的二维衍射光栅,产生倾斜的二维阵列全息图;一个带通滤波片对全息图进行分离,从而每个全息图含有一个唯一的频率.用照相机记录下所有的全息图,可以在时间和空间域再现出待测脉冲,并给出了测量结果. 关键词： 飞秒脉冲 时间-空间耦合 二维衍射光栅 带通滤光片     

空间调制干涉光谱成像仪的星上定标系统

经计算推导和实验,研究设计了空间调制干涉光谱仪的星上定标系统,并进行了实验室光谱测试和航天元件的多种环境测试.解决了空间调制干涉光谱仪星上定标技术的关键组件定标光源、光谱滤光片、积分球组件的技术难点.实现了全孔径、部分视场的相对光谱定标,得到了星上定标光谱和干涉图.     

倾斜入射薄膜滤光片偏振控制的优化算法

利用多层膜的特征矩阵关系式和有效界面法,推导出间隔层的厚度和有效折射率与两个偏振分量的中心波长差值和通带半宽差值之间的三个隐函数表达式.通过调整薄膜滤光片间隔层的厚度和有效折射率,控制两个偏振分量中心波长的相对位置.模拟计算表明:改变间隔层的有效折射率和厚度,可以调整中心波长差值和通带半宽差值,实现两个偏振分量截止偏振不分离或中心波长偏振不分离.优化算法可以实现对倾斜入射薄膜滤光片的偏振控制.     

一种改善频谱性能的蚀刻衍射光栅输出结构新设计

对波分复用系统中一种重要的解复用器-衍射蚀刻光栅(EDG)的输出结构进行了研究,并提出一种新的采用渐变波导和空气槽相结合的结构设计,在保持器件原有的紧凑结构的前提下极大的提高了器件的频谱特性.该结构设计不需要额外的工艺过程,并且具有很好的工艺容差性.结构的有效性通过波束传播方法(BPM)和模式传播分析(MPA)得到了验证.在所给的数值模型中,-1 dB带宽和品质因素分别比传统设计提高了1.474和1.383倍.同时,相邻信道间的串扰降低了15 dB以上,而整个结构引入的功率损耗仅仅为0.65 dB.     

DWDM极窄带干涉滤光片的误差与自动补偿效应

针对现代光通信中的核心元件之一--密集型波分复用(DWDM)系统中极窄带光学薄膜干涉滤光片的指标要求,提出采用基于四分之一波长的规整膜系是实现密集型波分复用功能的最佳选择.对给定的设计方案的各个膜层的误差灵敏度分布、特定膜层的误差成因进行了分析,并对多个膜层进行了随机分布的误差模拟.通过对直接极值法监控中不同误差的补偿机理的研究,指出采用直接极值法监控是目前为止镀制这种滤光片的有效方法.最后讨论了可能存在的两种系统误差.