新型大相对孔径Schwarzschild光谱成像系统设计

为满足高分辨率大相对孔径宽波段高光谱成像仪的要求,克服Offner光谱成像系统中凸面光栅加工的困难和改进型Czerny-Turner光谱成像系统相对孔径小的缺点,提出一种新型的基于平面光栅的大相对孔径Schwarzschild光谱成像系统,根据反射球面罗兰圆理论分析了该系统的像散校正方法,利用Matlab软件编制了初始结构快速计算程序。作为实例,设计了一个相对孔径为1/2.5,工作波段为400~1000nm的Schwarzschild光谱成像系统。首先利用自己编制的Matlab程序计算初始结构参数,再利用Zemax-EE光学设计软件对该光谱成像系统进行光线追迹和优化设计,并对设计结果进行分析。结果表明,在整个工作波段内,点列图弥散斑的尺寸小于13μm,实现了大相对孔径宽波段像差的同时校正,在宽波段内获得了良好的成像质量,满足设计指标要求,也证明了这种新型Schwarzschild光谱成像系统是可行的,其在航空和航天高光谱遥感领域具有广阔的应用前景。     

二维光码分多址的地址码及干扰估计接收机

阐述了自相关旁瓣为0，互相关值小于等于1的二维光正交码(2D-OOC)的新构造方法及非同步频域跳频时域扩频二维光码分多址(2D-OCDMA)系统中的干扰估计接收机模型。二维光正交码的新构造方法以两个单极性码分别作为频域跳频模式和时域扩频模式。用作频域跳频模式的地址码是自相关旁瓣及互相关值小于等于1的一维光正交码(1D-OOC)，用作时域扩频模式的地址码其码长为素数或码长与码中任意两个非零码元的位置差值互质。将一个没有分配给任何用户并且和接收用户地址码正交的地址码用作干扰估计码来得到多用户干扰(MUI)估计值，从而得到最佳的判决门限。系统误码率(BER)的分析显示干扰估计接收机系统的性能要优于传统的接收机系统。     

光纤SPR传感器的信号检测及处理

光纤表面等离子体共振(SPR)传感器是目前应用在环境介质检测和生物大分子检测等方面的新型、高精度传感器。首先,以表面等离子体共振传感理论为基础,对系统检测结果进行数据处理,得出采用均值估计的线性模型。在不同时刻与相同环境介质下,检测某一溶液的十组光谱数据并进行均值估计,从而得到有效的共振波长。其次,利用小波分析方法进行信号处理,校正了噪声产生的漂移,对光谱信号压缩处理,以提高检测精度。再通过Matlab进行模拟仿真优化传感系统性能。并对不同折射率溶液如蒸馏水、酒精等进行检测,得到了良好的光谱响应曲线,证明了在检测范围内折射率和共振波长之间具有良好的线性关系。     

铌酸锂干法刻蚀的研究进展

概述了近年来国内外对铌酸锂(LN)晶体干法刻蚀技术的研究进展。根据刻蚀原理和特点,现有的LN干法刻蚀技术可分为等离子体刻蚀、激光微加工技术和Ti扩散电化学刻蚀。对各刻蚀方法及其研究进展进行了总结,分析了不同干法刻蚀方法之间的区别和联系,并对各方法中存在的问题进行了探讨。其中等离子体刻蚀技术由于其良好的图形转移特性,得到了最广泛的应用;激光微加工技术在制备光子晶体结构和微光栅结构中具有独特的优势;Ti扩散电化学刻蚀LN为制备大尺寸的LN基结构指明了新的方向。     

用光谱辐射计测量大气光学厚度的研究

本文给出了用光谱辐射计VF921-256测量大气光学厚度的实验结果，并对其与太阳辐射计DTF-1的同步测量结果进行了比对。实验结果表明：在比较好的大气条件以及对VF921-256测量中所应用的参考板的非朗伯特性进行校正后，两种方法的测量结果符合得较好。因此，在一定的误差范围内，VF921-256可以用于辐射校正中对大气光学厚度的同步测量。最后，本文对上面两种方法各自的测量误差也进行了进一步的分析讨论。     

正弦调制偏振光无创血糖检测的研究

常规的有创血糖检测方法有较多的局限性,光学无创血糖检测是糖尿病患者自我血糖评估的最佳方法,提出了一种偏振光无创血糖检测方法,将正弦调制偏振光通过血糖引起的微小偏振角的变化转化为电光调制器基频和倍频两个分量的变化,由相关原理高灵敏锁相放大器检测基频信号,控制法拉第线圈电流补偿血糖引起的偏转角变化,利用血糖浓度与法拉第线圈电流的线性关系,计算获得血糖浓度。以LX-20全自动生化分析仪测得的数据作为标准进行对比实验,葡萄糖溶液实验的相关系数为0.9952。研究表明偏振光无创血糖检测方法具有较高的检测灵敏度和准确度,为研制实用的新型无创血糖检测仪打下了基础。     

Carbon‐Nanotube–PDMS Composite Coatings on Optical Fibers for All‐Optical Ultrasound Imaging

Polymer–carbon nanotube composite coatings have properties that are desirable for a wide range of applications. However, fabrication of these coatings onto submillimeter structures with the efficient use of nanotubes has been challenging. Polydimethylsiloxane (PDMS)–carbon nanotube composite coatings are of particular interest for optical ultrasound transmission, which shows promise for biomedical imaging and therapeutic applications. In this study, methods for fabricating composite coatings comprising PDMS and multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with submicrometer thickness are developed and used to coat the distal ends of optical fibers. These methods include creating a MWCNT organogel using two solvents, dip coating of this organogel, and subsequent overcoating with PDMS. These coated fibers are used as all‐optical ultrasound transmitters that achieve high ultrasound pressures (up to 21.5 MPa peak‐to‐peak) and broad frequency bandwidths (up to 39.8 MHz). Their clinical potential is demonstrated with all‐optical pulse‐echo ultrasound imaging of an aorta. The fabrication methods in this paper allow for the creation of thin, uniform carbon nanotube composites on miniature or temperature‐sensitive surfaces, to enable a wide range of advanced sensing capabilities.     

挤压光纤式电动偏振控制器的设计与研究

论述了利用光纤应力双折射效应研制的挤压式光纤电动偏振控制器的工作原理,并进行了实验验证,分析了输出光偏振态在邦加球上的轨迹及相位延迟量与各通道电压的关系。     

基于分布反馈注入锁定的连续可调光子微波倍频实验研究

提出了一种基于注入锁定分布反馈式(DFB)激光器的双波长差频微波/毫米波信号产生方案。方案利用正弦波光信号通过半导体光放大器(SOA)进行非线性展宽,产生高阶分量,然后注入到两个DFB激光器后进行锁定放大,产生频率连续可调的倍频信号。在实验中,注入的正弦波光信号频率为1.25GHz,得到20～40GHz频率范围内1.25GHz的任意自然数倍的连续可调微波信号,其最高倍频数为32。     

基于适度光反馈自混合干涉技术的位移测量系统

基于适度光反馈自混合干涉(OFSMI)技术,设计了一种位移测量方法.该办法通过对自混合干涉信号的整数条纹部分进行计数和对小数条纹部分进行细分,实现大量程高分辨率的位移测量.对小数条纹分析时,运用数据拟合方法,找出干涉波形特征点与被测物位移之间的关系,从而实现对小数干涉条纹部分对应位移的测量.仿真分析和实验结果证明,此方法可对位移进行大量程高精度的测量,误差平均为0.83%.并通过设计算法对物体的任意运动轨迹进行重构.