图像复原在波前功率谱密度计算中的应用

移相干涉术易受环境振动的干扰,获得的波前相位的干涉图信息不完整,无法准确给出光学元件表面的频谱分布信息。中值滤波技术是一种既能去除噪声,又能较好保护图像边缘细节的非线性技术,通过改进中值滤波技术对波前相位数据做了复原处理,比较了数据复原前后的波前功率谱密度,结果表明采用这种图像复原方法可以有效地表达光学元件表面的频谱信息。     

高能激光器自由旋涡气动窗口激光波前畸变的初步研究

分析了用哈特曼 夏克波前传感器研究高能激光器自由旋涡气动窗口对输出激光波前畸变的原理 ,并利用37单元哈特曼波前传感器实验研究自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响。结果表明 ,自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响主要是光束偏转和离焦 ,而其他低阶及高阶像差都比较小。由于透射激光束的偏转是稳定的 ,很容易由倾斜镜进行校正 ,因此稳定工作状态下的自由旋涡气动窗口能够满足实验需求。     

神光-Ⅲ原型装置全光路系统波前测量方法

为进一步提高神光-Ⅲ原型装置8束三倍频激光焦斑的能量集中度,需要对神光-Ⅲ原型装置的全光路系统波前进行校正。其中的关键技术之一就是要准确获得全光路系统的波前畸变。神光-Ⅲ原型装置的8束激光主放诊断包内均配置了一套哈特曼波前传感器,可以较为方便地获得主放大系统输出波前,但却无法直接获得靶场系统波前。解决方法主要有逆向标定和靶点直接测量两种,通过比较两种方法的技术复杂性、测量准确性等指标,结合对校正前后远场焦斑的测量,最终确定采用靶点直接测量的方法能简单、有效地获得全光路系统波前畸变。     

信号功率谱密度的物理基础

借助于信号对简谐振子和简谐振子阵列的作用,定义了信号的瞬时能量谱密度,进一步引入了信号的瞬时能量、功率谱密度、功率、能量谱密度及总能量等基本物理量,给出了功率谱密度的主要性质以及功率谱密度与其它各物理量之间的关系。     

激光棒波前畸变测试仪

介绍了自行开发的移相式数字波面干涉仪的原理和特点 ,仪器主要用于激光棒材料波前畸变测试 ,仪器口径为 30mm ,精度优于λ/ 2 0 ,重复性优于λ/ 5 0。仪器硬件具有四个特点 :变倍、调焦、光通量控制、调整和测试转换 ;软件包建立在WINDOWS98平台上 ,进行干涉图采集、处理、波面图形绘制。输出结果形象直观 ,整个操作简单方便快捷 ,测试过程 2 6s。仪器还可测量晶体材料折射率均匀性、晶体元件面形、角度、平行度等。通过测试比对 ,数据与ZYGO结果一致     

激光缩束系统波前畸变精度分析

对大科学工程激光参数系统中的激光缩束系统各项装调误差进行了分析,缩束系统中组合物镜系统和目镜系统离焦误差对于系统波前畸变影响最大,并对不同离焦量产生的波前畸变PV值进行了分析,得到缩束系统波前畸变的变化与系统物镜和目镜离焦量并非线性关系。采用大孔径长焦距平行光管、光纤激光器和哈特曼传感器组成激光波前测试系统对激光缩束系统的波前进行实时测量和验证,经过波前计算机辅助技术,使其技术参数达到了波前畸变PV值优于0.2（=1.053 m）的要求。     

高功率激光功率密度分布的检测与图像处理

对高功率激光器输出光束的功率密度分布进行检测和图像分析,结果表明,该方法成本低廉并切实可行,可以为高功率激光光束质量的改进和工业应用提供依据.     

部分响应信号功率谱密度的计算

提出了一个基于维纳－辛钦定理的求部分响应功率谱密度的有效方法，分析了部分响应信号功率谱密度对于信号传输特性的影响。     

高功率超短脉冲钛宝石激光系统波前测量实验

为表征SILEX-Ⅰ超强超短脉冲钛宝石激光装置的性能,利用高空间分辨的哈特曼波前传感器实验研究了该系统的光束波前畸变特性。实验中采用俄罗斯科学院激光和信息技术研究所研制的自缩束哈特曼波前测量系统,哈特曼波前传感器的最大入射口径可达95mm,测量精度为0.08μm。得到激光脉冲在压缩前的P-V值仅为0.13λ(λ=800nm),RMS值为0.02λ;压缩后P-V值为0.63,λRMS值为0.09λ,并对实验结果进行了分析和讨论。结果表明,该激光装置具有良好的光束质量,其主要波前畸变来源于压缩池。     

基于蒙特卡罗方法的沙尘回波功率谱密度仿真与分析

针对自主着陆过程中沙尘对调频连续波激光探测的干扰问题,基于蒙特卡罗方法研究了沙尘干扰下激光探测回波的功率谱密度特性。首先对沙尘回波组成进行分解,推导了回波的功率谱密度方程,然后基于蒙特卡罗方法进行仿真,分析了地面反射信号、沙尘干扰信号和随机噪声的功率谱密度特性。结果表明在沙尘浓度较低时,干扰对中频信号的影响较小,随着沙尘浓度的增大,干扰信号会不断增强且不易滤除,对测距精度影响较大。     

波面功率谱密度中频波段的干涉测试研究

讨论了干涉测试表面功率谱密度 (PSD)的移相式数字波面干涉仪需注意的问题 ,即如何保持严格相干性 ;引起波面测量误差的干涉场杂纹消除的原理和方法 ;干涉仪频响特性的标定等     

菲涅尔透镜聚焦光斑能流密度分布检测方法

提出了一种间接检测聚光光伏发电系统中菲涅透镜聚焦光斑能流密度分布的方法,搭建了检测实验装置,通过标定相机像素灰度值与聚焦光斑能流密度值的比例因子k,介绍了从聚焦光斑灰度图提取光斑能流密度分布的具体过程.对检测精度进行了验证,结果表明:采用该检测方法得到的光斑峰值能流密度相对误差小于2.1％.该方法具有操作简单、检测精度高的优点,可广泛应用于聚光光伏发电聚焦光斑的能流密度分布的检测.     

光谱色散和分布式相位板联用对靶面辐照均匀性的改善

通过对分布式相位板和光谱色散匀滑技术联用的模拟计算,分析了联用实验中焦斑的变化,论证了非设计采样点光强的不可控性对焦斑匀滑质量的损害。模拟结果证实了光谱色散匀滑技术对色散方向上的焦斑均匀性的改善,焦斑不均匀性由58.30%降为19.50%。通过分析焦斑不均匀性与光谱色散匀滑积分时间的关系,发现5~6个光谱色散匀滑调制周期时得到最优匀滑效果。对焦斑频谱的分析显示,光谱色散匀滑技术可以有效抑制由非设计采样点光强引入的高频成分,26.3μm内的光强调制被平滑,同时很好地保持了由分布式相位板决定的焦斑低频包络,在实验与模拟中均得到很好验证。为进一步的分布式相位板与光谱色散匀滑技术联用设计提供了理论依据。     

用于高重复频率热容主振荡功率放大器激光系统的波前检测技术

高重复频率热容主振荡功率放大器(MOPA)激光系统的工作过程一般只持续几秒至几十秒,在此过程中系统输出光束的波前畸变是动态变化的。采用环路径向剪切干涉(CRWSI)技术对高重复频率热容MOPA系统波前畸变的变化过程进行检测,并对系统的总体结构进行了设计。搭建了一个简化的实验系统,采用平凹透镜来代替光放大器产生波前畸变,并由此对环路径向剪切干涉仪的测量精度进行了验证。结果表明,实验测量结果与理论计算值之间的峰值误差为7.8%(0.02λ)。     

强激光波前检测中的图像自动识别系统的设计

介绍了利用计算机图像自动识别技术建立高效强激光波前检测系统的设计方法,整个系统采用DELPHI编制并运行在WINDOWS95／98平台上,利用数字图像处理技术以及Delphi的可视化及面向对象编程技术,实现 对激光衍射焦斑阵列图像进行自动识别与处理,用计算机软件实现了常规Hartmann-Shack传感器中子透镜阵列的子光束聚焦过程,进而实现了对强激光波前畸变的检测。     

基于MATLAB的GMSK和基带信号功率谱密度仿真实验开发

介绍了使用MATLAB模块仿真的方法开发GMSK系统误码率测试实验、各种数字基带信号功率谱密度分析实验。该方法不仅可以完成对通信系统各模块的仿真,通过对不同模块函数的组合调用,还可以实现对整个系统的仿真。在通信原理课程教学过程中,将仿真实验和电路实验系统结合使用,有效地弥补了电路实验系统的不足。     

功率谱密度传输性质的理论分析和数值模拟

基于Fresnel衍射理论 ,运用Collins公式 ,对具有随机位相扰动的波面的功率谱密度 (PSD)的传输进行了理论分析 ,并针对几种典型的光学系统 ,具体分析了PSD在其中的传输 ,给出了详细的数值模拟解。     

利用信号功率谱密度的麦克风阵列噪声消除方法

本文研究了一种在背景噪声和干扰噪声存在的情况下基于麦克风阵列的噪声消除方法,具有准确的指向性。波束形成可以更好的获取指定方向的增强语音及抑制其它方向的噪声的效果。而现已存在的波束形成的方法处理后,增强之后的语音仍然会存在部分的干扰噪声。针对这样的问题,本文提出了一种利用信号功率谱密度比值的广义旁瓣消除波束形成方法来进一步实现对背景噪声和干扰噪声的抑制。此外,本文还进一步利用深度神经网络的方法,通过训练多目标函数下的掩蔽值结合最优改进对数谱幅度,做后置滤波可以更高效地对残留干扰噪声进行消除。本文中通过对比实验,比较了不同的基线方法,更好地验证了所提出算法的有效性。