脉冲状态间隔调制方法及恶劣环境下通信实验

为了增强激光通信对信道的适应性,在香农理论的基础上对大气调制模型展开了研究。首先从差错的角度推导大气光通信系统误符号率与误码率的转换关系;接着通过分析大气信道下光通信的香农极限通信速率,指出大气信道带宽是影响激光通信的重要技术参数。进而提出了脉冲状态间隔调制编码方式并分析其结构特点;最后通过恶劣环境下的通信实验验证PSIM的可行性和大气信道带宽的重要性,指出信道特性实时反馈将是实现全天候激光通信的前提。     

一种基于TLM超混沌细胞神经网络图像加密新算法

混沌对初值敏感的特性使得它适合于数据加密。以4 阶CNN 模型为基础,提出了一种新的超混沌细胞神经网络图像加密算法。算法分为置乱和扩散二个阶段,复合混沌映射用于生成置乱阶段控制参数,用以置乱图像行列之间的高度互相关像素。在扩散阶段,使用不同初始状态和参数的复合混沌映射生成高阶混沌细胞神经网络的初始条件,以生成扩散阶段的密钥流。算法的已知明文和选择明文攻击、密钥空间和直方图的仿真实验均取得了良好的结果。与其他相关算法相比,该算法具有密钥敏感性和抗攻击性强的优点,适用于图像加密。     

应用于增量式光电编码器的相关自适应滤波方法

为了改善增量式光电编码器的莫尔条纹光电信号质量,降低主计数信号中高次谐频的影响,提高信噪比达到输出稳定的正弦波形,本文深入地研究了莫尔条纹光电信号中的高频信号和噪音信号产生的原因及其相关自适应滤除方法.从宏观和微观两个方案分析光栅副的屏函数,研究莫尔条纹光电信号输出波形的不确定原因,并且提出采用相关自适应滤波方法将高频信号滤除保留原有基频信号.从相关自适应滤波的数学模型论证和推导该相关自适应滤波过程并讨论其自适应性.指出在设计该自适应滤波电路时需要重视的几个关键指标及其影响效果,完成相关自适应滤波的有效性分析.相关自适应滤波效果等价于一个中心频率为基频的窄带带通滤波器,当基频随机变化时其通带也会随之改变.通过相关自适应滤波技术较好地滤除计数信号中除基频外所有高频分量和放大电路所引入的加性高斯白噪音.实验证明：莫尔条纹光电信号的失真度被降低8倍相关自适应滤波方法能使莫尔条纹光电输出波形趋近于标准正弦波,获得更高的信噪比.     

水平链路激光广播技术的功率传输方法与验证

当前传统点对点激光通信技术已经得到了长足进步,为了探索在有限范围内实现局域激光广播的有效手段,提出了一种适用于短距离水平链路激光广播的有效方法,设计了相应的验证性广播通信系统,并在光功率最优分配的角度上对激光广播进行了系统建模研究。首先,从光功率衰减的角度对激光扩束理论模型和平行光幕理论模型进行了分析和对比,揭示了平行光幕通信模型的光功率损失模型;其次,结合高斯光束光学成像变换理论模拟了平行光幕的远场场强分布情况,通过一个领先的光学和照明设计软件,揭示了光幕远场分布与传输距离的关系;最后,通过在不同信道环境下的野外通信实验验证了平行光幕理论模型的优越性与可行性。     

电子束泵浦钙钛矿纳米晶随机激射的瞬态发光特性

为了满足瞬态光学系统对瞬时显像技术的要求,提出了一种基于钙钛矿纳米晶随机激射的瞬时发光方法.从CsPbBr3纳米晶薄膜的制备与表征出发,分析了该类有源薄膜的制备方法与手段.结合应用需要,设计了以微通道板为核心的电子束泵浦结构,并通过实验验证了CsPbBr3纳米晶薄膜在电子束泵浦下的激射效果,分析了其激射原理与物理现象.最后通过瞬时光泵浦的方法验证了CsPbBr3纳米晶薄膜的瞬时优势.该新型显像薄膜的瞬时探测系统中,不但具有较好的瞬态特性与时间分辨率,而且还可以利用电子束泵浦诱发激射来形成第二级的光放大,进而提升器件的整体探测能力.     

基于四象限探测器的激光监听系统

为了减弱外界环境对激光监听技术的影响,该文首先分析对激光监听系统产生影响的主要因素。从系统接收端入手,采用四象限(4QD)光电探测器对声波震动产生的偏折角度出发推导大气环境下光轴检测系统中固有分辨精度与细分精度间的关系;然后通过分析4QD检测系统在大气环境下受到外界的约束条件,阐明了激光监听系统中采用4QD探测器作为系统的接收端具有更好的优越性。最后通过一个设计实例与监听试验验证了上述观点。     

微通道光电倍增管用复合波导阳极特性分析与验证

从微通道板光电倍增模型着手,深入研究复合波导阳极的透射与位敏阳极对真空倍增系统造成的约束条件,并采用Mott插值方法研究了该新型光电器件电子光学特性。首先介绍了复合波导阳极结构与工作原理,给出了透射阳极与位敏阳极之间的对应关系,在此基础上分析了高速信号检测功能和入射光轴精确定位功能的约束关系,给出了相应的器件设计与实验方法,最后在真空炉中进行了该新型器件的验证性试验。试验结果表明了这种新型器件在理论和实践层面的可行性,但探索极间隧穿电压自适应调整机制将成为拓展其应用场合的必然趋势。     

狭缝光电池的光栅角度检测方法

提出了一种新颖的单光栅增量式角度检测方法。该方法采用狭缝光电池阵列按照一定的逻辑相位组合取代光栅副中的定光栅,通过码盘与狭缝光电池阵列相互配合完成计数操作。这样既回避了狭缝与码盘的间隙问题,又降低了增量式光电编码器对抖动的敏感程度和其相关零件的精度要求,进而提高了莫尔条纹对比度,增强了细分精度,最终增强了其计量精度和计量的稳定性。采用狭缝光电池阵列可以实现在工业级大间隙的高对比度、高计量精度的角度检测,并且可从整体上较大地提高光电编码器的系统鲁棒性。     

基于岛状多晶氧化锌薄膜的电泵浦紫外随机激光

光电子集成是当前光电技术和信息工程领域的新趋势和研究热点，其中光源集成化和工艺相容性已成为制约其进一步发展和应用的关键问题。报道了一种设计简单的、可直接集成在硅衬底上面的激子型激光二极管器件和工艺。基于岛状多晶氧化锌薄膜构建了一个金属/绝缘体/半导体（Au/MgO/ZnO MIS）异质结器件。利用Si衬底与ZnO外延层之间天然的大晶格失配，诱导ZnO薄膜表面形成了高度无序的多晶岛状纳米结构，从而在异质结激活层（ZnO/MgO界面区域）形成了高度无序的折射率随空间变化的散射介质。这极大增强了光学散射，有利于获得低阈值的随机激射。文中这种简单的光源器件结构设计和制备工艺提供了一种自下而上的实现氧化锌基集成光电子器件的新思路。     

GPS/INS技术在静态激光通信初始捕获中的应用

为了实现水平远距离大气无线激光通信链路快速建立,并快速获得捕获不确定区域的大小,采用了GPS/INS组合导航系统来完成静态水平链路无线激光通信初始捕获的对准定位,同时对该系统的对准算法进行了研究并优化。首先,分析了GPS/INS工作原理,根据捕获过程,提出针对该过程的捕获模型,并且分析了该模型的可行性。接着,针对该模型提出相应的静态初始对准算法。然后,通过该算法进行了外场实验。最后,根据实验结果校正捕获模型与其算法,经实验获得了捕获不确定区域的大小为27 mrad。基本满足10 km水平链路大气无线激光通信初始捕获的基本要求,其特点为捕获速度较快,其捕获速度优于10 s,基本不受天气影响。