全光纤自混合散斑干涉可行性研究

为了证明光纤传光、光纤自聚焦透镜收集反馈光进行自混合散斑干涉的可行性,建立了自聚焦透镜收集效率的理论模型,重点研究了光纤自聚焦透镜的收集效率随其半径和工作距离的变化关系;从理论上证明了采用光纤传光、光纤自聚焦透镜收集反馈光进行自混合散斑干涉的可行性;最后搭建了实验装置,并进行了实验研究。结果表明,该装置可以获得较好的自混合散斑干涉信号;可以解决自由空间自混合散斑干涉测速系统工具距离短、易受环境干扰等问题。     

全光纤多普勒测速系统的研究

为了验证全光纤多普勒测速系统的低速响应能力,采用窄带光纤激光器、准直透镜等器件搭建了一套迈克尔逊干涉仪结构的全光纤多普勒测速系统,分析了其测速的基本原理,并对喇叭振动进行了测试。采用快速傅里叶变换对信号进行处理,解调结果表明,该系统对低速响应灵敏,能够有效地测量出喇叭膜片振动速度,最低可测速度在1mm/s以下,速度分辨率可达0.1mm/s。     

VSB/FDM多路光纤电视传输系统

阐述光纤多路电视传输系统的优越性和工作原理,及其典型的应用方式.该系统通过一根光纤可传输多路调幅电视信号.系统的性能已达到GB6510-86国家标准,可应用于有线电视系统的干线传输.     

一种便携式激光多普勒测速光学系统的设计

为了将激光多普勒测速技术应用于野外流体速度测量,设计了一种基于舣光束模式的激光多普勒测速光学系统,采用光纤耦合半导体激光器作为光源,通过保偏光纤耦合器、保偏光纤准直器以及非球面透镜来实现激光的分束、准直与聚焦,形成干涉条纹,并利用接收透镜、针孔光阑以及雪崩光电二极竹检测多普勒信号光.结果表明,所设汁的光学系统的空间分辨...     

美国进行20 Gbit/s的10路波分复周光纤传输实验

美国贝尔实验室进行了容量为1.366 Tbit·km/s的波分复用光纤传输实验。使用的光纤长68.3 km,传输速率合计为20 Gbit/s,误码率1×10-9以下。使用了波长间隔1.35 nm的10个1.5 μm波段 分布反熥型半导体激光器。每束激光用2 Gbit/s的不归零数据信号进行调制，光输出经复用后用一根光纤传输。因多重复用而使用了光纤阵列、透镜和衍射光栅。光纤阵列是由23根单模光纤并排而成，纤芯之间的伺隔为24 μm，其中22根光纤用来接收光输入，剩下一根光纤与传输线路相连接而传送光输出。输入光纤的一端，用带微透镜的光纤尾与半导体激光器相连接（实验中有10根这样的光纤，插入损耗约5 dB)，另一端则对着透镜的方向呈直线状排列。从各激光器射出之后进入光纤阵列的光，由光纤阵列另一端出来，再进入透镜。从透镜射出的光碰到衍射光栅，返回的光再次通过同一透镜，然后进入光纤阵列中唯一的那根发射输出光的光纤。输入与输出用光纤之间的耦合损耗为3 dB,光纤间(信道间）的串音在-36 dB以下。分波器也用衍射光栅和透镜构成，串音在-23 dB以下，插入损耗2.5 dB。至于68.3 km传输线路的损耗,10种波长平均为l5 dB。     

分布式宽带微波光纤传输幅相一致性技术

针对分布式宽带微波频率信号光纤传输的幅相一致性,本文设计了一种反馈控制方案。由于无法通过待传输宽带微波信号直接获取光纤传输时延信息,引入了一个点频参考信号。由于参考信号和待传输宽带微波信号在同一根光纤中波分复用传输,参考信号可以感知和反馈光纤传输时延及其波动。为了满足多路信号接收的幅相一致性,设计了基于光开关的轮询式多路幅度和相位检测;为了实现高精度大范围光纤时延波动补偿,设计了基于光开关的多比特可调光纤延迟线。本文搭建了分布式宽带微波频率信号光纤传输实验平台,演示了两路宽带微波频率信号50km光纤传输实验。结果表明,两路微波信号在20GHz带宽范围内幅度一致性优于4.4dB,40GHz频率信号传输的相位一致性优于11.8°。     

单模光纤多路视频传输系统

本文介绍了在一根单模光纤上同时传输多路模拟电视信号的高性能系统。     

多模光纤线路的组合二阶失真分析

在多模光纤线路上传输多路射频模拟信号会带来谐波失真和互调失真.文章通过推导多模光纤线路的谐波失真和互调失真表达式,分析了影响组合二阶失真的因素,进而得到接收功率的频谱特性.结果表明:在中短距离传输的多模光纤线路上,如果组合二阶失真的值小于-50 dBc,可以采用副载波复用技术传输多路射频信号.     

光纤多路电视传输系统光端机

本文论述了光纤多路电视传输系统的优越性及工作原理，并讲述了其典型的应用方式。该系统通过一根光纤可传输多路电视信号。经电子工业部电视电声研究所测试，系统的性能已达到《ＧＢ６５１０》国家标准，可广泛应用于有线电视系统的干线传输。     

基于聚合物光纤局域网系统的自由空间光通信

设计了与125 Mbps聚合物光纤局域网兼容的自由空间光通信系统,以实现楼宇间的数据通信,克服聚合物光纤传输距离较短的缺点.自由空间光通信包括发射和接收两个部分,发射部分由650 nm半导体激光器,驱动电路和准直扩束镜组成,接收部分由接收透镜和光电探测器组成.半导体激光器的调制发射功率为3 dBm,光电探测器的探测灵敏度为-27 dBm.分析了大气对光信号的衰减以及大气湍流造成的光斑抖动对通信的影响,记录了系统的信号传输波形和通信眼图.实验表明,自由空间光通信可以延长聚合物光纤局域网的通信距离,使其在实际工程中的应用更加灵活.     

双包层掺杂光纤端面泵浦技术的研究

设计了一种基于准直聚焦透镜组的双包层掺杂光纤端面泵浦耦合系统,通过分析多模光纤耦合输出的泵浦光束参量经准直聚焦透镜光学系统后的变换特性,给出了能够满足泵浦光束与双包层掺杂光纤内包层模场分布匹配条件的透镜组参数及其位置参数设计要求,并利用结构参数与双包层掺杂光纤完全相同的未掺杂双包层光纤进行了耦合功率的实验测试,当泵浦源输出功率为50 W时,获得了34.1 W的入纤泵浦功率,泵浦耦合效率达到近70%,为搭建双包层光纤激光器奠定了基础.     

激光打标机聚焦性能的优化设计

一般动态聚焦打标机在聚焦镜前加一套准直扩束系统,随扫描振镜的转动,同步调整准直扩束系统的位置,使激光束始终聚焦在打标平面上。但对更大幅面,聚焦效果不够理想,边缘部分比较模糊。为了适应更大幅面的打标,在原准直扩束系统的基础上,设计了动态准直扩束系统,通过优化设计准直扩束系统的运动轨迹,进一步提高了聚焦性能。经优化后的聚焦指标性能提高了20%,实现了小光斑、大范围的激光打标。同时利用多项式对扩束镜的轨迹进行拟合,提高打标速度,并利用分段线性插值查找表的方法对边缘部分的枕形失真进行校正。经装机测试,该系统打标效果好,能满足使用要求。     

超声速燃烧场高密度光学测量环设计方法研究

超燃冲压发动机激光吸收光谱测量系统目前主要采用分立式光学探头形式与发动机机体固定,但是受到探头尺寸的限制,无法获得高分辨率的流场信息。文中设计了一种基于自由曲面透镜和透镜阵列相结合的燃烧场高密度光学测量环。该测量环采用两层结构,发射端分别位于每条边最边缘位置,激光准直透镜和自由曲面透镜形成扇形光束,扇形光束穿过被测流场后,经过楔形镜偏转和聚焦透镜聚焦,进入接收光纤后传送至探测器。测量环接收单元最小间隔为5 mm,实现了在5 cm×7 cm空间内88条光线的密集排列。重点讨论光学系统光线分布设计方案,并给出收发端结构设计方案,实验结果表明,光线利用效率大于50%,光线总传输效率大于55%。设计的高密度光学测量环可以直接与发动机机体相衔接,避免环境因素干扰,可以实现对超燃冲压发动机隔离段、燃烧室出口等处温度、组分浓度的二维分布测量。     

双曲柱面-平面透镜对半导体激光光束的准直性能

根据光线传播的基本原理，位于偏心率恰为相对折射率的双曲折射面外侧焦点上的点光源所发出的发散光，经折射后可成为较为理想的准直光束、因而可以制作用于半导体激光二极管条快轴方向准直的双曲柱面-平面透镜。本文通过计算和推导，用解析式表达并讨论了半导体激光器快轴方向发散光束通过双曲柱面-平面透镜后的半宽度、光强分布和光能转换效率，为正确认识和使用微双曲柱面-平面透镜改善半导体激光快轴方向光束的发散，提高光束质量提供了理论依据。     

基于声光偏转的载频相干探测研究

基于声光偏转和相干光探测原理,构建了频率测量系统.从改善空间光相干探测效率出发,提出一种将空间光经声光偏转后注入保偏光纤的信号处理方法,并具体讨论了如何利用准直-聚焦透镜的注入系统保证带宽内信号光的注入效率.实验结果表明,此测频系统能准确、实时测量信号的频率,在测频带宽内其截获率达到100%.     

双半圆柱透镜准直半导体激光光束

柱透镜被广泛运用于准直半导体激光光束,而普通圆柱透镜准直能力并不高,为了克服这一不足,提出一种新的柱透镜结构:双半圆柱透镜(DHCL);基于光线传输理论导出该结构柱透镜准直激光光束的基本公式并给出数值模拟的结果。理论分析和数值模拟均表明:在用于准直半导体激光器输出光束方面,双半圆柱透镜突破了普通圆柱透镜在最佳准直时对透镜材料折射率的限制,提高了结构设计和材料选择的灵活性;特别是在高折射率条件下,双半圆柱透镜对光束的准直能力远远超过了普通圆柱透镜。理论上可以将半导体激光光束快轴方向发散角压缩到0.1 mrad的量级。     

Analog computer solutions for correction of ripple in magnetically-collimated electron beams

Analysis of the dynamics of an electron beam in a magnetic collimating field leads to formulas which can be processed conveniently in an analog computer to obtain individual solutions. This technique is applied to the problem of correcting the ripple which is generally imposed upon the envelope of the beam after passage through a spatial variation or reversal of the collimating field. However, a relatively general viewpoint is retained in developing methods and formulas for studying the motion of an outermost electron of a relatively uniform, round, straight electron beam. Fer this reason the results can be applied to beams from shielded or unshielded cathodes, passing through uniform, periodic, or nonperiodic reversing magnetic collimating fields. A simplified development of the mathematical theory of magnetically confined electron beams is presented, including the effects of spatial variations and reversals in the collimating magnetic fields. Formulas are developed for the equilibrium electron beam radius, and for the ripple frequency, axial wavelength, amplitude, and phase of the outermost electrons, in terms of the field parameters and the initial beam conditions. Analog computer solutions for an electron beam with various collimating magnetic fields serve to illustrate and confirm the developed formulas. From these computer solutions, suggestions are derived for guidance in shaping collimating magnetic fields so that electron beam ripple will be prevented or reduced.     

可精确测量低能见度的折返式跑道能见度激光测量仪的研究

本文介绍了一种可利用激光精确测量低的跑道能见度的仪器。该仪器由光学发射与接收系统、信号放大与处理系统及显示系统三部分组成。其中,光学发射与接收系统主要包括：Ｎｄ：ＹＡＧ激光器、倍频器、准直镜、扩束镜、分束镜、接收镜头、截止滤光片、窄带干涉滤光片及ＰＩＮ光电二极管等;信号放大与处理系统主要包括：电压跟随放大电路、可程控可变增益放大电路、计时电路、模－数转换电路及计算机系统等;显示系统则主要由显示器、     

新型机器人视觉系统准直相干光束的获取

论述了一种新型的机器人视觉系统所用激光准直光束的获取方法，分析了半导体激光束的像散椭圆高斯光束特性，设计了光束准直系统的光学结构，利用光斑法对准直度进行了检验。实验证明利用这种方法获取的直光束符合该视觉系统的要求。     

快速成形激光二极管能量源研究

针对现有激光快速成形系统使用气体激光器存在的缺点,研究使用激光二极管(LD)的新型能量源来代替气体激光器.对LD的光束特性和准直扩束技术进行了分析、研究,并对其聚焦后的焦斑功率密度、成形中的扫描速度等参数进行计算与分析.LD新型能量源寿命长、工作可靠,且体积小易于实现装置小型化,有利于提高成形精度和质量,有利于拓宽成形材料范围.