光纤探针探测水下激光爆炸

针对小范围内水下激光爆炸所产生的等离子体冲击波检测问题，对单模石英光纤探针探测方法进行了初步实验研究。采用1064nm调Q激光脉冲聚焦蒸馏水产生冲击波，利用自制光纤探测器进行了检测。结果发现除探测到冲击波信号外，爆炸所产生的等离子体闪光信号也进入光纤，两者混合叠加。同时由于水下激光爆炸所产生的射流对周围固壁面的破坏作用，光纤探针在实际检测过程中不能过分靠近爆炸源，对300mJ激光能量，该光纤探针安全范围应大于0．6mm。     

激光探测水下声信号的实验研究

在实验室条件下,对于不同频率、不同振动强度的水下声音信号展开激光相干探测研究,建立了基于该方法的实验系统。水表面在水下声音信号作用下产生波动时,用激光照射水表面,其产生的水表面散射光携带了声波信息并与参考光发生干涉,对干涉信号进行采集并处理可得到水下声信号的频率与强度信息。对不同条件下得到的实验结果进行对比分析。实验结果表明,激光相干探测技术可有效地探测水下声信号,并且随着声信号的频率提高、强度减弱,探测效果趋于变差。实验系统采用全光纤光路设计,取得了较好的效果。     

探测受声波调制的激光漫反射回波信号

基于光电接收目标的漫反射光原理,采用红外激光探测室内声波,在对目标特性研究和漫反射回波信号光功率估算的基础上,设计和研制了实验系统。用红外激光探测从玻璃目标返回带有受声波调制的激光漫反射回波信号,在6-63 m距离及直接反射光线与探测器光轴之间的夹角β≤±4°时,可以听见所探测到回波信号中的声音;当β=4°-15°时,可以探测到激光漫反射回波信号,但听不到声音。实验证明,利用漫反射激光探测室内声音的方法是可行的。     

光电测试技术在液体检测中的应用

液体检测涉及到多方面的内容,介绍基于光电测试技术的光谱液滴分析仪在液体检测中的具体应用.一方面从光学角度出发,在被测液体形成液滴的过程中,利用光纤从液滴内部探测液体的光学特性,获取经过液滴的光强信号随液滴生长变化的规律;同时运用流动比色装置和微型光纤光谱仪,在液滴形成过程中采集被测液体样品的光谱数据.另一方面利用液体的电学特性,对被测液体的液滴生长过程中的电学量进行监测,得到液滴的瞬时体积信息.最终得到反映液体综合特性的液体三维指纹图.结合实验说明液体的三维指纹图可以作为鉴别液体的依据,同时具有测量液体物理、化学特性参数的潜力.     

激光作用于肌肉的部分偏振现象及探测

本实验利用光强分布仪,在He-Ne激光作用于肌肉产生衍射条纹的基础上,观察到肌肉的部分偏振现象,探测了肌肉的偏振度,并从肌肉的组织结构进行了初步分析,其主要原因是由肌肉中的肌纤维所造成。到目前为止,我们还未见国内、外有这方面的具体报导。     

一种考虑对流层散射的陆基超视距无源探测技术

以往对海上目标进行探测都是使用基于双站交叉的超视距无源定位模型技术,导致探测技术的精准度较低。对此,提出一种考虑对流层散射的陆基超视距无源探测技术。首先提取散射信号特征,将接收到的信号视为一个等效散射点对其进行散射。其次构建对流层散射探测模型。最后根据此模型进行超视距无源探测定位目标。实验结果证明了所提方法的可行性。     

WiFi外辐射源雷达参考信号重构及其对探测性能影响研究

利用WiFi (Wireless Fidelity)信号作为外辐射源进行探测可获得较好的性能,然而WiFi信号本身及其应用环境的复杂性又决定了其参考信号获取的难度。该文分析了利用WiFi信号进行探测的特点,探讨了参考信号获取的不同方式,针对典型WiFi信号结构,提出了与WiFi无源探测相适应的参考信号重构方法,并结合接收信号的信噪比分析了参考信号重构质量对探测性能的影响。研究表明,参考信道所接收信号的信噪比越高,其解调误比特率越低,重构后的参考信号对于杂波抑制性能越好,其模糊函数噪声基底也越低,越有利于目标探测。同时,针对接收信号中的非监测信号成分所产生的虚假目标重影,提出了基于重构的参考信号修正方法进行消除。仿真分析表明了以上处理方法对参考信号获取的有效性。      

近红外单光子探测器窄门控信号产生方法研究

采用门控淬灭技术的单光子探测更容易实现高速探测,并且使用寿命更长。门控信号的宽度与探测噪声及探测效率直接相关。基于高速D触发器特性以及高精度可编程延迟芯片,提出了一种频率和门控信号宽度可调的脉冲信号产生方法。通过对芯片特性进行研究,设计了实验电路并对实验结果进行了展示和讨论。结果表明,该方法能够产生最小门宽1 ns、最大频率100 MHz的门控信号。     

正交解调Pound-Drever-Hall激光稳频系统设计

分析了传统Pound-Drever-Hall(PDH)激光稳频方法的工作原理,设计了一种基于正交解调原理的PDH激光稳频方案。该方案采用直接数字频率合成器同时产生两路频率均为10 MHz的正弦和余弦信号,其中正弦信号分为两路:一路用于驱动电光相位调制器以产生相位边带,另一路与余弦信号一起作为相位解调的参考信号。经相位调制后的激光束耦合进入F-P参考腔,所产生的光外差干涉信号由光电探测器进行探测,其输出信号分别与两路正交参考信号进行混频,经低通滤波后得到误差信号的两个正交分量,二者经A/D转换后进入微处理器进行正交相敏检波运算,即可得到PDH稳频系统的误差信号。建立了正交解调PDH激光鉴频实验系统,对F-P参考腔的腔长进行线性扫描,观察到了鉴频曲线,其鉴频灵敏度为1.82 V/MHz,最大频率变化量为5.48 MHz。实验结果表明,所设计的正交解调PDH稳频方案可行。     

脉冲激光在陶瓷片中产生的奇异冲击波形

当脉冲激光辐照ＰＺＴ陶瓷片时,在适当条件下,激光在样品中所产生的冲击波形上呈现椭圆网状的奇异脉冲信号。根据所观察到的实验现象,我们认为它们是强脉冲激光辐照所产生的脉冲瑞利表面声波信号。     

基于独立成分分析的舰船气泡尾流后向散射光信号处理

光尾流自导鱼雷激光探测系统所获取的信号是水体和舰船气泡尾流共同产生的后向散射光信号,从该信号中提取出舰船气泡尾流的信息是光尾流自导鱼雷的关键技术。由于水体所产生的后向散射光信号强度大于舰船气泡尾流所产生的后向散射光信号,两个信号在时域和频域里的特征又十分接近,因此难以用传统滤波方法将其分离以提取有用的尾流信息。提出了采用盲源分离和独立成分分析的方法来处理激光探测系统所获取的信号,研究了盲源分离的算法,编制程序对课题组在激光探测舰船尾流海上试验所获取的数据进行了计算,结果表明:该方法可在不同探测条件下有效地将舰船气泡尾流场所产生的后向散射光信号从原始信号中提取出来,有利于系统正确判别舰船尾流及其特征。     

超低空掠海目标的微波探测系统设计

以低空突防技术研究为背景,从脉冲多普勒原理出发设计了微波探测系统,其主要目的实现对海面超低空来袭目标的有效探测。在实验室阶段实现了对移动目标的探测,针对微波探测进行了信号采集系统的电路设计与分析,并采用低通滤波和直流耦合的方式,得到目标信号。在探测实验中对脉冲产生电路,滤波电路及比较电路进行设计和分析验证。实验证明,该信号处理电路性能优良,工作可靠,对目标实现了有效探测。最后,根据实战情况对脉冲电路和滤波电路做了改进,能基本上满足超低空掠海目标的微波探测技术要求。     

基于光量子探测的XPNAV半物理仿真及建模

基于X射线脉冲星导航(XPNAV)系统的工作原理,设计并实现了一种基于激光量子探测的XPNAV地面仿真系统.通过分析X射线脉冲星信号,建立了信号的调制模型,提出了脉冲星信号轮廓累积Renyi熵方法,模拟产生了X射线脉冲星信号.实验表明,构建的XPNAV半物理仿真系统简单实用,可以实现XPNAV的实验验证,其产生的模拟信...     

双路频分复用荧光共焦显微探测技术研究

报道了结合频分复用技术来提高荧光共焦生物显微探测系统探测能力的实现原理和方法。通过对双路激发光信号的载频调制,将激发光聚焦到生物样品上产生荧光信号,再通过傅里叶变换、滤波和解调制过程,最后将两路荧光信号强度随时间变化曲线进行还原。实验搭建了紫外波段激励光源的双频复用荧光共焦显微成像系统,并成功探测到了鼠神经海马细胞样品发出的双点荧光信号。频分复用共焦显微成像系统能够多通道、实时、快速地探测生物细胞荧光信号,并具有较高的时间和空间分辨率。     

大气探测激光雷达突变信号处理方法研究（特邀）

在大气探测激光雷达的实际应用中,当激光探测路径上存在后向散射系数很大的云雾、烟尘或硬目标,且由其引起的突变信号强烈到一定程度时,使用Fernald法后向积分反演消光系数会在突变信号后向数据中产生明显的反演误差。根据 Fernald法后向积分的特点并结合分段斜率法,提出了一种新的反演方法以应对上述情况,优化了传统算法的反演策略。即通过判断突变信号位置不断更新参考距离和边界值进行迭代反演,并将更准确的反演数据拼接覆盖到初始反演数据中。使用垂直和水平探测所得到的实测数据对反演方法进行有效性验证,并且对被优化数据和邻近无突变信号时相应的数据进行了对比。结果表明,相比传统算法,垂直和水平探测的相关数据在新的反演方法下分别优化了消光系数相对误差约79%和96%,验证了该方法具有一定的可行性。     

数字微流控生物芯片的电极管脚控制信号处理

随着对数字微流控生物芯片的深入研究,直接寻址DMFB需要大量独立控制引脚,显著增加了产品的制造成本。文中根据液滴路由路径,产生液滴路由所经过电极的驱动序列,利用芯片中一个引脚最多所能驱动的电极数量值,对产生的电极驱动序列进行分区,对每个分区中的电极驱动序列进行比对,找出相互兼容的以此来减少控制引脚的数量。实验结果表明,该方案与交叉引用等方法相比,减少了控制引脚的数量,实现了对电极管脚控制信号的处理。     

基于集成量子压缩光源的量子增强多普勒激光雷达（特邀）

传统激光雷达探测灵敏度不断提高,但仍然受激光光源的量子噪声以及探测端引入的额外噪声等因素限制。为了进一步提高激光雷达的探测性能,提出利用量子压缩态光场作为激光雷达的本振信号提高激光雷达探测精度的新方案,分析了所提出方案提高激光雷达探测精度的关键因素。制备了集成化低噪声压缩态光场并进行了激光雷达多普勒信息测量实验。实验结果表明,相较于传统相干多普勒激光雷达探测方案,所提方案实现了多普勒信息探测灵敏度3 dB的提升,为量子激光雷达中多普勒信息等微弱信号的探测提供研究途径。     

基于偏振调制器并联产生16倍频毫米波的研究

针对高倍频毫米波的产生问题,文章提出了一种基于4个偏振调制器并联产生16倍频毫米波的方案,利用相关光边带极性的不同,使合成光信号中只保留载波和8n阶边带。经过适当选取调制指数值和光电探测器拍频后,获得16倍频毫米波信号。文章理论分析了产生16倍频毫米波信号的原理,推导出方案所产生的±8阶光边带信号的光边带抑制比为61.72 dB,16倍频毫米波信号的射频杂散抑制比为55.70 dB。仿真实验获得的光边带抑制比和射频杂散抑制比分别为60和53 dB。同时分析了射频信号相位偏移及调制指数对抑制比的影响。实验结果与理论分析吻合,验证了所提方案的可行性。     

激光声水下目标探测器的设计

针对一种水下目标的声探测方法设计了激光声水下目标探测器。对激光声信号产生机理进行研究,并开展了水下探测器发射声信号检测的实验。结果表明:强脉冲激光聚焦于液体介质可以产生爆炸性球面声源,探测器内部的声反射面将球面声信号转变为高指向性的平面波信号。通过对探测器的发射信号和接收的目标回波信号进行数值计算,发现探测器发射信号具有窄波束指向性、高距离分辨力和远探测距离等特点,可以满足水下目标探测的应用需求。     

生命探测雷达环境动目标的干扰抑制研究

生命探测雷达在实际探测中,由于环境中动目标的存在而对探测系统造成一定的干扰,致使雷达的探测准确性降低。本文搭建了基于双天线的连续波生命探测雷达实验平台,提出了将互相关无偏估计方法应用于生命探测过程中的环境动目标干扰抑制,并进行了实际探测实验,给出了结果。所采信号及处理结果表明该方法适用于生命探测雷达环境中动目标的干扰抑制。