光学低通滤波器的特性分析

光学低通滤波器(optical low pass filter,简称OLPF)利用石英双折射晶体的分光性质来实现低通滤波。对数码相机中的OLPF的频谱特性、色散特性及宽角度入射时的特性进行理论分析、研究和模拟。结果表明:通过改变多块双折射晶体叠加排列的位置,可以改善OLPF的频谱特性;一般的OLPF可以用于宽光谱以及宽角度入射情况。     

三明治式双折射低通滤波器的研制

为了有效抑制高于CCD或者CMOS传感器的图像采样频率而出现的莫尔条纹,研制了一种二维三明治式双折射低通滤波器(OLPF)。其主要由三片双折射晶体平板构成三明治结构,并在前、后表面分别镀上红外截止膜和增透膜。对所研制的二维水晶光学低通滤波器进行了实验测试,空间频率测试表明对莫尔条纹有良好的抑制效果。结果表明,所研制的低通滤波器具有很高的自洁净性,与后端的CCD或者CMOS传感器匹配良好,对空间高频有较强的抑制作用。     

一种日夜两用光学低通滤波器的研制

利用石英晶体的双折射效应和特殊红外截止滤光片设计并实现了一种日夜两用光学低通滤波器.该滤波器置于CCD摄像机传感器前可以有效地降低或消除离散光电探测器对不同空间频率目标成像所产生的拍频效应或条纹混叠现象,并能消除红外光对彩色还原的影响,从而提高了CCD摄像机成像的视觉效果.在分析光学低通滤波器原理和红外截止滤光片作用的基础上,设计了一种特殊的红外截止膜系,可使CCD摄像机白天成彩色像,夜晚成黑白像.采用双离子束溅射技术在石英晶体薄片上淀积了该膜系,经测试,光谱特性满足设计要求,成像效果理想.     

Mallat算法的光学实现方法

现有的光学小波变换方法均基于连续小波变换,基于离散信号的小波变换算法（Mallat算法）的光学小波变换还没有出现,这阻碍了光学小波变换应用的发展。针对这一问题,分析利用光学4f系统实现Mallat算法的基本原理,提出Mallat算法的光学实现方法。针对空间光调制器只能实现非负的实函数,且CCD只能记录光的强度,给出一种应用于光学4f系统的光学小波滤波器的设计方法。使用该种光学小波滤波器,利用光学4f系统实现Mallat算法的小波分解部分,并通过数值计算实现Mallat算法的小波重构部分。仿真分析和光学实验结果验证了方法的正确性。     

Mallat算法的光学实现

提出了Mallat算法的光学实现方法.针对振幅型空间光调制器只能实现非负的实函数,且CCD只能记录光的强度,提出一种应用于光学4f系统的光学小波滤波器的设计方法.根据采样间距,基于张量积方法由一维小波滤波器系数构造二维小波滤波函数.然后通过拆分、傅里叶变换与归一化,得到非负的实函数形式的频域小波滤波器.最后,给出相应的光学小波变换后处理方法.使用该种光学小波滤波器及其相应的后处理方法,利用光学4f系统实现Mallat算法的小波分解部分,并通过数值计算实现Mallat算法的小波重构部分.仿真实验结果表明,通过本文提出的方法在理论上能够高精度地重构输人图像;在引入光学器件量化误差的条件下,平均重构PSNR为54.27 dB.利用实际的光学4f系统进行光学实验,也能以良好的质量重构输入图像.仿真分析和光学实验结果验证了方法的正确性.     

数字FIR滤波器的MATLAB设计和仿真

本文介绍了数字滤波器的设计基础及用频率取样法设计FIR滤波器的方法 ,运用MATLAB语言实现了低通滤波器的设计以及用Simulink仿真实现其具体结构。     

基于Cantor结构的一维光子晶体耦合腔的光学特性

在N=3的三分Cantor多层结构的基础上设计了一种光子晶体耦合腔结构,用传输矩阵法研究了这种耦合腔结构的光学特性。结果表明,新结构有更宽的带隙,并在宽带隙中出现了一个损耗非常小的超窄透射窗口;保持缺陷层的几何厚度不变,改变缺陷层介质的折射率,该透射窗口位置能在很大的范围内移动。这种新的耦合腔结构可用作超窄带光子晶体滤波器或波长可调谐滤波器,在光通信超密集波分复用和光学精密测量等领域中有应用价值。     

基于瞬时无功理论的谐波检测中低通滤波器的改进

在基于瞬时无功功率的谐波检测中,都需要低通滤波器。从传统低通滤波器的仿真图可以发现检测到的谐波都存在一定的延时,延时是传统低通滤波器所致。在LPF的仿真实验中,发现不同类型的低通滤波器对检测性能有一定的影响。低通滤波器种类很多,这里无法全部研究,大多数低通滤波器都采用二阶Butterworth滤波器,因此以Butterworth滤波器为对象,对其检测性能进行研究,在Matlab仿真平台上,用ip-iq法进行谐波检测。针对传统低通滤波器检测延时的问题,设计出一种积分低通滤波器,该滤波器响应快,可以提高检测性能。     

基于Multisim的四阶有源低通滤波器的设计与仿真

滤波器用于对信号的频率具有选择性的电路,它的功能是使特定频率范围内的信号通过,有源滤波器被广泛用于信息处理、数据传送等电路中。在对二阶有源低通滤波器的原理进行分析的基础上,采用2个2阶低通滤波电路级联的方案,用查表法设计了基于巴特沃思逼近的4阶有源低通滤波器。在Multisim软件中使用虚拟示波器、波特图示仪等设备,对设计的滤波器的交流特性进行仿真,并对仿真结果进行了分析,其交流特性符合理论设计,具有一定的参考价值。     

应用于C-EPS噪声问题的滤波器设计方法探讨

依据一种解决C-EPS噪声问题的一般方法,得到了失效件EPS噪声声压级的频率特征;为了解决此噪声,研究了一个串联模式的滤波器结构,包含低通滤波器和二阶的陷波滤波器,低通滤波器主要为了过滤噪声,而采用陷波滤波器在特定的频率成分处增加相位超前来抵消低通滤波器的相位延迟,从而保证系统稳定性。这种兼顾噪声和稳定性的滤波器结构可以作为解决由于控制信号带来的EPS噪声问题的一般方法。     

用于蓝宝石长时光盘的光学信息读取系统

蓝宝石材料具有高度力学和化学稳定性,因此以蓝宝石作为衬底的光盘是实现长时数据存储的有效解决方案。但是,由于单晶蓝宝石材料具有明显的各向异性,当扫描光束入射到单晶蓝宝石基底表面时会发生双折射,从而使标准的CD读取系统对蓝宝石光盘失效。针对蓝宝石材料这一特性,建立了光束在单晶蓝宝石衬底中传输的物理模型,提出采用石英补偿板来补偿蓝宝石衬底像差的补偿机制。进行了数据读取实验,结果表明,采用所述像差补偿方法能够显著提高蓝宝石光盘光学信息读取系统的读取性能。     

基于光纤激光频率分裂效应的折射率 / 厚度 双参量测量研究

折射率作为光学系统中应用最广泛的光学参数之一,对系统的光学性能具有极其重要的影响。 厚度与折射率所组成的 光学长度直接影响双折射器件在光学系统中的时延特性。 本文提出一种基于光纤激光频率分裂效应的折射率/ 厚度双参量测 量方法。 该系统通过对插入激光腔内的双折射器件进行旋转,利用频率分裂效应对不同角度的器件的双折射参数进行测量。 基于双折射器件中的折射率椭球,建立相位延迟、折射率、厚度和旋转角度之间的关系,通过拟合计算得到器件的折射率/ 厚度 参数。 实验结果表明,通过该系统对双折射元件的厚度测量误差为 210 nm,本征折射率进行测量误差为 10 -5 ,可广泛应用于红 外波段的双折射器件的本征折射率/ 厚度双参量测量。     

非连续线性啁啾取样布拉格光栅型多信道光纤滤波器的设计

介绍了一种基于取样布拉格光纤光栅获得多信道光纤滤波器的方法。通过设计一种非连续阶梯型啁啾取样的布拉格光栅结构,可以分别实现单个信道宽度为50,100和200GHz的光纤滤波器。光纤滤波器的每个信道的宽度几乎完全相同,具有平顶、峭沿和高透射率特点,相邻信道间隔离深度超过28dB,平均插入损失不超过0.1dB,3dB带宽内相位响应起伏在5～30ps。利用介绍的方法制作具有相应非连续线性啁啾系数的全息相位掩模板,易于制作,成本低,重复性好。通过改变相应的光纤光栅参数,可以实现不同信道宽度的,性能稳定、可重复性高的光纤滤波器,在高速光通信系统以及光互连中有着非常好的应用前景。     

Experimental research on dual polarized laser optical feedback microscope

1Introduction Opticalfeedbackphenomenoninlaser,whichcandramaticallyaffecttheoutputintensi tyoflaser,wasfirstreportedbyKingin1963[1].Whenthelightoflaseroutputisreflec tedorscatteredbythesurfaceofanexternalob ject,aportionofthelightisfedbackintothela serresonancecavity.Afterthefeedbacklight,whichcontainedtheinformationofexternalob ject,mixingwiththelightintheinternalcavity,thelaseroutputpowerischangedwiththevaria tionofthefeedbacklight'sphaseandamplitude.Becausethelaserintensitymodulationcaused…     

Near- and far-field second-harmonic imaging of quasi-phase-matching crystals

Second-harmonic scanning near- and far-field optical microscopy of an electric-field poled KTiOPO₄ quasi-phase-matching crystal has been accomplished. This has been done in order to reveal the walls that form the intersections between inverted and non-inverted crystal domains. The domain walls are seen clearly only in images recorded by means of second-harmonic generation because of a large nonlinear contrast, and they appear as bright stripes when studied in a reflection geometry but they are dark when studied in transmission. The images show that the duty cycle of the quasi-phase-matching crystal differs from the ideal and that the walls are not completely smooth. These effects, in combination with the observed scattering from the domain walls, are expected to lower the output of the crystal when used for frequency doubling. We conclude that the wall thickness is no more than approximately 100 nm, which makes it a suitable test object for the resolution capabilities of scanning near-field optical microscopes that are used for nonlinear imaging.     

飞轮组件微振动对高分辨率光学卫星光轴的影响

为了研究高分辨率光学卫星星上飞轮的微振动对卫星成像质量的影响,分别建立了飞轮扰动模型和整星结构动力学模型。首先,对飞轮组件系统进行了地面扰动测试,对实测扰动数据的分析表明,飞轮组件在与转速相关的一阶频率50Hz处产生一次谐波,在190Hz与280Hz左右存在与转速无关的一系列峰值。然后,对整星进行了单位正弦激励,获得了光轴角位移响应,并对其与飞轮实测扰动数据进行了集成分析。分析结果表明:整星在50~80 Hz和230~280Hz的角位移响应有较多的谐振响应频率成分,沿光轴方向和垂直光轴方向整星光轴的角位移最大谐振响应幅值分别为2.718″、2.739″,在245Hz左右存在较多幅值为0.5″量级的谐波。分析显示飞轮组件微振动对高分辨率光学卫星成像质量影响较大,得到的结果可为整星系统的优化设计和隔振补偿措施提供参考依据。