基于正折射率材料参数的旋转放大光学变换器件

基于光学变换理论,提出了一种新型的具有旋转和放大功能的光学变换器件,该器件可由具有正折射率参数的超常媒质实现。推导了所提出的器件材料的本构参数张量的通解表达式,并采用全波电磁仿真软件进行了仿真验证。仿真结果证实了所导出的本构参数张量的正确性,即该器件可以起到使置于内部的物体旋转和放大的效果。因此,所提出的器件将在电磁场工程等领域有潜在的应用。     

金属/介质多层薄膜结构光极化调控特性

基于等效介质理论, 描述了金属/介质多层薄膜周期结构的各向异性, 提出了分析这种结构光传输特性的理论方法, 研究了不同取向薄膜结构的光学性能。通过理论分析和基于有限元方法的全波电磁仿真后发现, 在不考虑损耗的情况下, 通过调整金属/介质多层薄膜周期结构中的材料参数、薄膜结构取向, 能使得垂直入射的TE波和TM波的透射效果有很大差异, 说明该结构具有光极化调控特性。根据这一光极化调控特性, 设计了由碳化硅和二氧化硅薄膜的组合结构, 成功构造了10.6 μm红外波段的光极化分离器。金属/介质多层薄膜结构光极化调控特性对于光学器件中极化分离和极化变换的实现提供了一条新的途径。     

旋转不变的三维物体识别

提出一种具有旋转不变性的三维物体识别的新方法。该方法通过结构照明的方法,使物体的高度分布以变形条纹的形式编码于二维强度像中。由于条纹图像包含有物体的高度分布信息,因而对条纹图的相关识别具有本征三维识别的特点。旋转不变性是通过使用多通道滤波器实现的,此滤波器可以由不同方向三维物体对应的变形条纹图像经计算机处理得到。相关识别方法可以用光学匹配空间滤波器实现。计算机模拟实验证明了这种方法的有效性,它不仅可以实现旋转不变的三维物体识别,还可以给出物体旋转角度的估计值。     

任意形状隐身斗篷和电磁旋转器的研究

以无限长超材料任意形状壳为理论模型,研究超材料这种新型人工复合材料。在变换光学中,空间变换可以被认为是材料的变形,变换空间的介电常数和磁导率张量是材料的变形场得到的。通过数值求解拉普拉斯方程,根据光学变换理论,可以获得超材料的材料参数。利用全波仿真的方法仿真二维任意形状的隐身衣,电磁旋转器和集中器。当斗篷的介电常数和磁导率满足理论值时,隐身衣和电磁旋转器表现出完美的隐身和电磁旋转等特性。     

基于电流矢量恒幅均匀旋转的步进电机细分控制及光学检测技术

在步进电机细分驱动系统中采用基于电流失量恒幅均匀旋转的方法实现细分数步驱动技术，具有结构简化、细分精度高等特点。介绍了基于电流失量恒幅均匀旋转细分的基本原理，以及细分驱动控制电路。给出了细分后的结果数据。提出了采用光学自准方法检测细分步距误差的方法。     

基于环形光瞳的光学扫描全息系统实现边缘提取

提出一种在光学扫描全息系统中采用环形光瞳滤波器来实现选择性边缘提取的方法,基于双光瞳外差扫描技术使用单个二维光学扫描来获取三维物体的全息信息。首先,采用小孔滤波器和环形光瞳滤波器作为两个光瞳来形成复合光场对物体进行扫描,以提取物体的边缘信息;其次,通过移动并破坏环形光瞳滤波器的对称性,并选择两个完全相同的环形光瞳滤波器来实现对物体各向异性的选择性提取。计算机仿真实验的结果表明,通过在光学扫描全息系统中使用环形光瞳滤波器,可以很好地实现各向同性与各向异性的选择性边缘提取。     

面向大功率LED集成光源的反射器设计方法

分析了传统光学设计方法中将LED光源近似为理想点光源的设计方法的局限性,基于非成像光学中的边缘光线理论,提出了一种面向大功率LED集成光源的均匀照明反射器的光学设计方法,在集成光源与接收面上点的照度之间建立了一种能量对应关系,得到了可以在照明面上实现均匀照度分布的反射器光学模型,最后运用光学仿真软件进行了仿真,并与点光...     

对称光学结构的双光信道旋连接装置

本文介绍了双光信道旋转连接器的实现方法,提出了实现双信道互连的对称光学系统结构和基于这种光学结构的双光信道旋转连接器。详细分析了这种光学结构的设计原理,并对光路进行了计算和分析,指出了它在中间环节需要旋转耦合连接的仪器设备中的应用前景。     

微透镜阵列实现3维物体旋转不变实时识别

为了实现3维物体旋转不变实时识别,应用微透镜阵列的多视角成像特点,利用透射像阵列的高关联性,实现3维物体信息与2维透射像阵列信息之间的转换,从而可以利用光学2维图像识别技术实现3维物体的识别。对转换和识别过程进行了理论分析,用匹配滤波的方法进行了实验验证,实现了3维物体旋转不变实时识别。得到了良好的识别效果,并实现了旋转方向的准确定位和旋转角度大小的比较判别。结果表明,应用微透镜阵列可以实现旋转3维物体旋转不变实时识别。     

微透镜阵列实现3维物体旋转不变实时识别

为了实现3维物体旋转不变实时识别,应用微透镜阵列的多视角成像特点,利用透射像阵列的高关联性,实现3维物体信息与2维透射像阵列信息之间的转换,从而可以利用光学2维图像识别技术实现3维物体的识别.对转换和识别过程进行了理论分析,用匹配滤波的方法进行了实验验证,实现了3维物体旋转不变实时识别.得到了良好的识别效果,并实现了旋转方向的准确定位和旋转角度大小的比较判别.结果表明,应用微透镜阵列可以实现旋转3维物体旋转不变实时识别.     

Design of High-Performance Millimeter Wave and Sub-Millimeter Wave Quasi-Optical Isolators and Circulators

Faraday rotators using permanently magnetized ferrite materials are used to make quasi-optical isolators and circulators at millimeter wave and sub-millimeter wave frequencies that have far higher performance than their waveguide equivalents. This paper demonstrates state-of-the-art performance for four-port quasi-optical circulators with 60-dB isolation, 0.2-dB insertion loss, and better than 80-dB return loss for devices centered at 94 GHz. A method is presented for the accurate characterization of the complex permeability and permittivity of permanently magnetized ferrites via a series of frequency and polarization dependent transmission and reflection measurements. The dielectric and magnetic parameters for the sample are determined by fitting theoretical curves to the measured data. These fitted parameters are then used in a model for a complete quasi-optical Faraday rotator, including matching layers, allowing the accurate design and fabrication of these devices for any specific operational frequency band in the millimeter wave and sub-millimeter wave regime. Examples are given showing typical results and demonstrating how temperature cycling can significantly improve the temperature stability of these devices, while allowing fine tuning of the center frequency. We also indicate the performance possible at higher frequencies to above 1 THz and outline performance of truly planar isolators where lossy polarizer material is built into the Faraday rotator matching structure     

一种基于虚拟三角形的图像自动配准方法

图像配准是图像处理和分析的关键技术之一.本文提出了一种基于虚拟三角形的图像自动配准方法来处理具有全局刚体变换的图像配准问题.该方法主要分三步:首先采用改进的Harris算子从参考图像和待配准图像中分别提取角点特征,将每三个角点顺次连接起来构成一个虚拟三角形;然后运用刚体变换模型下匹配虚拟三角形对全等的准则找到全等性最好的一对虚拟三角形,利用它们的对应顶点求解刚体变换模型参数的初始值;最后根据刚体变换模型参数的初始值和一个预设的门限得到所有的匹配角点特征,通过它们求得最终的刚体变换模型参数.实际图像实验结果表明:本文提出的图像自动配准方法是正确和有效的,并具有较高的配准精度.     

Full-vectorial wave propagation in semiconductor optical bendingwaveguides and equivalent straight waveguide approximations

Device characteristics of optical polarization rotators are founded upon the vector properties of the Maxwell equations. Recently, a bending waveguide based polarization rotator has been proposed and demonstrated. To provide a rigorous basis for the analysis and design of this polarization rotator, the full-vectorial wave equations for both E&oarr; and H&oarr;-field in bending waveguides are derived. It is found from these wave equations that under a broad range of circumstances, a bending waveguide can be analyzed using the equivalent straight waveguide approximation. Details of the model for optical polarization rotators, which is based on the coupled-mode theory, will be described in a companion paper     

电工学中的三个三角形及其应用例析

阻抗三角形、电压三角形、功率三角形是电工基础理论中的三个重要知识点。以RLC串联电路为例,在分析三个三角形各边的矢量关系和数量关系的基础上,得出它们之间图形的相似性及关系式,最后通过例析说明相关应用。     

三星时差定位的最佳星座布局

从三星时差定位的原理出发,构建定位方程组,推导理论定位精度公式,详细分析各种星座布局对定位的影响。根据定位误差的几何稀释,得出面积相同的三角形,等腰三角形定位效果最优;在两边长固定的等腰三角形中,等腰直角三角形是最佳星座布局的结论。     

Design of TEGFET devices for optimum low-noise high-frequency operation

In the context of applications requiring high gain and minimal noise at microwave and millimeter-wave frequencies, the optimization of a number of interrelated structural and electrical parameters is necessary. This paper discusses the relative importance of these parameters in the design of TEGFET devices and their influence on the considerations necessary far wideband LNA design. The discussion is illustrated with recent microwave data obtained with millimeter-wave TEGFET devices.     

磁光隔离器的最佳化研究

给出了磁光隔离器的最佳化设计方法并编成计算机程序。研制成功φ120毫米口径的隔离器,实验和理论计算值相符,误差小于2％。     

双通道光环形器结构的设计及理论分析

提出了一种双通道式多功能光环形器，在结构设计中插入了双尾纤及透镜对，实现了器件功能复用，降低了制造成本与占空比。在理论上用琼斯矩阵对光环形器的插入损耗及隔离度等性能参数进行分析，探讨了影响该双通道光环形器隔离度、插入损耗特性的因素，结果表明，双通道多功能光环形器在器件镀增透膜的基础上具有与传统单通道光隔离器相同低插入损耗和高隔离度等特性。     

On the electrical characteristics of complementary metamaterial resonators

In this letter, a method to obtain the electrical characteristics of complementary split ring resonators (CSRRs) coupled to planar transmission lines is presented. CSRRs have been recently proposed by some of the authors as new constitutive elements for the synthesis of metamaterials with negative effective permittivity, and they have been applied to the fabrication of metamaterial-based circuits in planar technology. The method provides the electrical characteristics of CSRRs (including the intrinsic resonant frequency and the unloaded Q-factor), as well as the coupling capacitance between line and CSRRs, and the parameters of the host line. Parameter extraction from the proposed method is applied to two different structures corresponding to the basic cells of left handed (LH) and negative permittivity lines. The method is of actual interest for the design of microwave circuits and metamaterials based on these complementary resonant particles.     

利用程差修正所获得的双站交会角

对于基于测向/时差测量的双站定位系统,可将定位三角形划分为程差三角形和扣减程差三角形的等腰三角形,利用扣减程差的等腰三角形底角需相等的条件可获得在交会角与修正角之间的关系,用于对实测程差值的修正,从而将钝角的程差三角形修正为直角三角形。由此即可解出形式更为简单的交会角计算式。