一种快速的虹膜定位算法

针对虹膜定位存在速度慢,外边缘模糊导致提取困难等问题,提出一种利用灰度直方图增强对比度,粗定位与精定位结合的三步定位算法。首先利用灰度投影粗定位出瞳孔圆心,再根据灰度直方图将图像二值化后,用算子提取边缘,然后通过粗略搜索缩小搜索范围,最后实现精确定位。试验表明,本算法减少了传统方法中搜索的盲目性,解决了外边缘定位效果不佳的问题,对图像质量要求不高,且快速有效,精度高。     

光子晶体光纤环偏振耦合强度温度特性实验研究

以光子晶体光纤环为研究对象,利用白光干涉仪测试了不同温度下保偏光子晶体光纤环和普通保偏光纤环内部的偏振交叉耦合强度分布,分析了光纤环中固定耦合点不同温度下的偏振耦合强度变化。结果表明,在-40℃~50℃的温度条件下,保偏光子晶体光纤环偏振耦合强度最大变化率为0.97%;普通保偏光纤环偏振耦合强度的变化率为4.71%,约为保偏光子晶体光纤环的5倍。实验研究证明,光子晶体光纤环的偏振交叉耦合强度温度稳定性高于普通保偏光纤环的偏振交叉耦合强度的温度稳定性。     

一种由粗到精的快速车牌定位算法

提出一种由粗到精的分步快速车牌定位算法.它首先运用数学形态学线形算子增强车牌等水平边缘密集区域得到粗定位车牌;对粗定位候选车牌区进行二值化,利用线扫描等特征获取车牌精确定位.大量测试实验结果表明,该定位算法快速、准确.     

Panda型保偏光纤偏振轴检测技术

保偏光纤偏振轴的测定是保偏光纤应用中的关键技术。在基于图像处理的Panda型保偏光纤定轴系统中,针对应力圆边缘检测存在伪边缘造成应力圆圆心定位不准的问题,提出了一种基于最小二乘法改进的圆检测方法,通过检测到的圆参量计算阈值并剔除阈值范围外的边缘点,进行迭代拟合,迭代过程中圆参量不发生变化后停止迭代。实验结果表明:该方法可以很好地去除噪声和伪边缘对圆检测造成的干扰,并对真实Panda型保偏光纤端面图像的处理有较好的鲁棒性。     

基于模间干涉的保偏光子晶体光纤弯曲传感特性研究

提出了一种基于模间干涉原理的双空气孔保偏光子晶体光纤弯曲传感方法。采用有限差分光束传播法对保偏光子晶体光纤弯曲传输特性进行了仿真研究,给出了在弯曲调制时两个低阶偏振模干涉产生的双边瓣归一化光强与弯曲半径的关系,讨论了波长变化对弯曲传感灵敏度的影响,并对所设计的弯曲传感器进行了实验研究。研究结果表明:基于模间干涉技术的双空气孔光子晶体保偏光纤弯曲传感器在10~30 mm的弯曲半径范围内具有良好的线性度和检测精度。     

无衍射激光光斑图像定中算法的研究

为有效识别光斑中心,针对无衍射激光斑光图像特点,提出了一种由亮度梯度确定图像中心的方法.利用光斑图像边缘的亮度梯度,设定图像二值化阈值范围,根据二值化结果确定光斑图像边缘点,对于各边缘点,利用最小二乘法拟合出圆,圆心作为光斑图像的中心.利用霍夫变换的方法去除误差点,修正圆心位置.本方法速度快、精度高,适合于实时性要求较...     

基于保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪的温度不敏感压力传感技术

分析和仿真了含两段保偏光纤的光纤Sagnac干涉仪输出光谱特性,获得消除两段双折射光纤交叉敏感的条件。提出了一种基于保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪的温度不敏感压力传感技术。采用实心保偏光子晶体光纤作为传感光纤,搭建了基于双段保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪的侧向压力传感系统,分别进行侧向压力测试及温度影响实验。实验结果表明,侧向压力灵敏度可以达到的0.287 7 nm/N,同时由温度变化引起的漂移量小于0.1 pm/℃。     

结构偏差对保偏光子晶体光纤色散特性的影响

光子晶体光纤(PCF)具有很多特殊性质,这些性质强烈依赖其具体结构.由于光子晶体光纤制作过程复杂,容易造成各种变形,包括包层气孔的位置偏移或变形等,从而明显影响该光子晶体光纤的性能.选用商品保偏单模光子晶体光纤作为研究对象,改变了环绕中心石英芯的两个大空气孔之一的形状和尺寸.固定气孔尺寸和形状,改变其位置;再固定其位置,改变一个大气孔的直径;最后同时改变二者,分析其交叉影响.仿真结果显示当一个气孔变形或偏移后,光子晶体光纤的等效折射率、零色散波长、偏振拍长、导模模场形状等参数均发生变化,说明结构偏差对保偏光子晶体光纤性质有明显影响.     

基于几何特征的圆形标志点亚像素中心定位

视觉测量系统中圆形标志点中心定位的精度易受噪声的影响。为了增强其抗噪性从而提高定位精度,提出了一种利用几何特征以降低噪声干扰的中心定位算法。首先将自适应阈值分割法与质心法相结合,对点目标进行圆心粗定位。利用粗定位的圆心和半径对Canny算子检测到的边缘进行半径约束,以消除孤立点和噪声点。然后根据理想的圆成像后边缘点分布的几何特征和链接规律,采用一种基于分区原理的方法获取点目标的理想边缘。最后,采用Zernike正交矩对像素级边缘点进行亚像素定位,并用最小二乘椭圆拟合法计算得到中心坐标。实验结果表明,该方法的定位精度可以达到0.023 7pixel,算法的运行时间为2~3ms,基本满足测量系统对于圆形标志点中心定位在精度、稳定性和实时性上的要求。     

一种基于直线行扫描的虹膜快速定位算法

为提高虹膜的定位速度,提出一种粗定位与精定位相结合的虹膜快速定位算法.首先,利用阈值对人眼图像进行分割提取瞳孔,对二值化瞳孔区域进行形态学开元算去除瞳孔区域外睫毛等噪声点;然后对瞳孔区域进行直线行扫描提取瞳孔边界点,并利用边界点进行最小二乘拟合粗略定位内边缘;最后利用圆梯度算子对虹膜内外边缘进行精确定位.对CASIA(version 1.0)虹膜数据库中100多幅虹膜图像进行定位实验,所提算法的平均耗费时间为1.38s,圆梯度算子耗时9.8s,Hough变换方法耗时14.3s.定位结果表明文中算法对不同质量的虹膜图像定位速度快,精度高,鲁棒性强.     

双芯光子晶体光纤耦合长度研究

利用光束传播法模拟了光波在不同结构的双芯光子晶体光纤内的传输状况,并计算了其耦合长度。分析了耦合长度随光波长、孔半径变化的一般规律;当双芯光子晶体光纤的结构一定时,耦合长度随波长增大而减小;孔间距和波长不变时,耦合长度随空气孔半径增大而增大。     

大芯区的单模光子晶体光纤

采用毛细玻璃管拼接并拉丝的方法试制成功光子晶体光纤样品 ,它由石英纤芯和周围呈六角形分布的两圈气孔组成 ,气孔直径 4 μm ,间距 17μm ,芯区直径 30 μm。理论模拟和光学实验均证实此光纤在 6 32 8nm以上的波长范围内为单模光纤     

包层空气孔孔径的不均匀性对微结构光纤非线性系数的影响

在基于微结构光纤(MOFs)的非线性装置中,光纤的非线性系数是一个很重要的参数,它受包层空气孔不均匀性的影响。用全矢量有限元法和误差理论分析了包层空气孔孔径的不均匀性对六角形高非线性微结构光纤非线性系数的影响。通过计算,得到了这种光纤HE1x1和HEy11模的非线性系数与每个空气孔孔径之间的关系,从而进一步得到了非线性系数的标准差与包层空气孔孔径标准差之间的关系。这样,在已知孔径的标准差时,很容易得到非线性系数的标准差。当孔径标准差与孔径设计值的比为5%时,HE1x1和HE1y1模非线性系数标准差与均匀孔径情况下非线性系数值的比分别为2.55%和3.06%。     

用于CO传感的空芯带隙型光子晶体光纤的研究

光纤气体传感器具有灵敏度高、防磁、防爆、远程控制等优点.而将空芯带隙型光子晶体光纤应用于气体传感,将使得气体传感与检测的灵敏度进一步提高.文章针对一氧化碳气体的特性及传感器对带隙型光子晶体光纤性能的要求,利用平面渡展开法和矢量有限元法,通过分析计算,得出所需的光纤的基本参数,即纤芯的半径、空气孔的半径和间距,使其在纤芯中的传输率达到90%以上,其应用可以使传感器的检测灵敏度得以提高.     

高双折射双芯光子晶体光纤特性

提出一种新型的高双折射双芯光子晶体光纤(PCF)模型,通过将最内层8个空气孔替换为4个椭圆空气孔来增大光纤的结构不对称性;通过改变两纤芯间的空气孔大小、椭圆空气孔的椭圆度以及孔间距来分析光子晶体光纤的双折射度、耦合长度以及色散特性。结果表明,双芯光子晶体光纤的模式双折射度达到10-2量级,耦合长度达0.1367 mm,在1.0~1.6 μm波长范围内具有超平坦色散特性。     

复合蜂巢晶格光子晶体光纤的带隙结构研究

提出了基于复合蜂巢晶格的光子晶体光纤。该光纤包层蜂巢结构每个单元内部包含有一层空气孔,它们形成另一个蜂巢结构。采用平面波展开法研究了这种复合结构的光子晶体光纤的带隙结构随内层蜂巢晶格参数的变化规律。研究发现,内层晶格位置存在一个临界值,在该值以下,光纤的带隙减小。同时得到了一些晶格参数使得次带隙得到抑制,而主带隙大小基本不变。     

Photonic bandgap fibers with high birefringence

A highly birefringent air-guiding photonic crystal fiber which provides guidance by a full two-dimensional photonic bandgap (PBG) effect is proposed. The fiber core is formed by introducing a large air hole that has an area of four unit cells of the cladding materials. It is shown from computed results by a full-vector finite element method that the proposed PBG fiber has birefringence of the order of 10/sup -3/.     

Evanescent Field Absorption Sensor Using a Pure-Silica Defected-Core Photonic Crystal Fiber

An evanescent field absorption sensing technique in liquid solutions is demonstrated using a microstructured photonic crystal fiber (PCF). Aqueous solution of cobalt chloride was infiltrated into all air holes of the PCF. The defected-core with a central hole in the PCF together with an increase in the surface volume with the evanescent field penetration into the air holes enhanced the liquid absorption sensitivity. The effects of solution concentration, detection directions, and PCF length on the absorption sensitivity are investigated experimentally. We have obtained a linear relationship between the evanescent field absorption and liquid concentration and also between the evanescent field absorption and PCF length. The absorption sensitivity using the longitudinal detection method is increased by more than 60 times compared with that using perpendicular measurement technique.     

柚子型光子晶体光纤布拉格光栅理论及实验研究

利用有限元法对一种柚子型光子晶体光纤中的传输模式进行了模拟,得到了各传输模式的有效折射率和模场分布。结合耦合模理论和相关函数方法,对柚子型光子晶体光纤布拉格光栅反射谱进行了理论分析,解释了柚子型光纤光栅出现多个谐振峰的原因;数值分析了光纤纤芯直径和空气孔尺寸对光栅传输谱的影响。结果表明谐振峰波长随纤芯直径的增大向长波方向漂移,而随空气孔增大向短波方向移动,并且不同谐振模式的变化幅度不同;利用相位模板法写制了光子晶体光纤光栅,实验结果与理论分析能够很好地吻合。     

Design of Wideband Single-Polarization Single-Mode Photonic Crystal Fiber

The present paper proposes a novel design for achieving single-polarization single-mode (SPSM) operation in photonic crystal fiber (PCF), using a rectangular-lattice PCF with two lines of three central air holes enlarged. The proposed PCF that is composed entirely of silica material is modeled by a full-vector finite element method with anisotropic perfectly matched layers. The position of the region of single polarization can be tuned freely by adjusting the size of the central enlarged air holes. Using this structure, an SPSM PCF with confinement loss less than 0.1 dB/km within the wavelength range from 1.20 to 1.66 mum and effective mode area about 5.9 mum² at 1.55 mum has been successfully designed. The proposed fiber is a nonlinear SPSM, which may be useful for nonlinear optical applications or applications with a wide SPSM operating bandwidth requirement