热像仪光机热集成分析综述

光机热集成分析不仅能够对红外成像系统在复杂环境下像质进行评价,而且能够在设计阶段对热像仪模型进行优化设计,从而节省研发时间,提高研究效率。本文介绍了光机热集成分析的基本原理,对该领域近年出现的光机热集成方法进行归纳总结与分析对比,指出目前光机热集成分析存在的缺点与不足,重点介绍了折射率梯度和光学胶对热像仪像质的影响,并对热像仪集成分析发展趋势做出展望。     

B2O3-K2O-Sb2O3系统玻璃的光学折射率及带隙

高折射率和非线性光学玻璃可以用于高速光开关、光学存储器、新型光纤和光学运算元件等，其研究受到各国科技工作者的高度重视，本文采用熔融淬冷法制备了组成为(85-x)B₂O₃-15K₂O-xSb₂O₃(x=70, 75, 80, 85)的4组玻璃，测试了玻璃样品的密度、折射率、热学性能、拉曼光谱和吸收光谱，利用玻璃样品的吸收光谱计算了其直接允许光学带隙、间接允许光学带隙及Urbach能量。结果表明：随着Sb₂O₃含量的增加，玻璃样品的密度从4.445g/cm³逐渐增加到4.767g/cm³，折射率从1.9438增加到2.0058，玻璃转变温度从291℃降低到260℃，玻璃析晶温度从463℃降低到370℃，直接光学带隙从3.2775eV降低到3.1379eV，间接光学带隙从3.1444eV降低到3.0256eV，Urbach能量从0.137eV逐渐减小到0.107eV。说明Sb₂O₃-K₂O-B₂O₃系统玻璃可以作为新型的非线性光学玻璃候选材料之一。     

梯度折射率介质对复变量sinh-Gaussian光束传输的影响

为了研究梯度折射率介质对复变量双曲正弦高斯光束的传输影响,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法推导出了复变量双曲正弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输场,运用空间二阶矩的定义解出了光斑尺寸及其变化率的表达式,并进行了数值模拟分析。结果表明,光斑尺寸及其变化率随传输距离的增加呈周期性变化,周期由折射率系数决定;随光束参量的改变,光斑位置不变,周期性不变,但是光斑尺寸的振荡幅度要发生改变;通过调整这些参量,可以改变光斑尺寸及其位置。此项研究对大功率半导体激光器等方面的开发应用有帮助。     

光纤激光器中包层光滤除器的研究进展

包层光滤除器对高功率光纤激光器系统的作用非常重要,影响着输出激光的光束质量和单色性,包层光滤除器是光纤激光器产品化的核心元器件。本文简述了光纤激光器包层光滤除器的工作原理,总结了几种包层光滤除器的结构和工作性能,分析了其优缺点,对包层光滤除器的研究方向具有一定的指导意义。     

聚合物波导马赫-曾德折射率传感器的设计和制备

以聚合物ZPU44和ZPU46作为波导包层和芯层材料,设计并制备了基于Mach-Zehnder干涉仪(MZI)的集成折射率传感器。设计并优化了波导截面参数、弯曲半径和传感窗长度等结构参数,分析了其折射率传感特性,进而采用光刻、反应离子刻蚀(RIE)等传统的微加工工艺制备了聚合物MZI折射率传感芯片。测试结果表明,制备的聚合物MZI传感器在1.33~1.44的折射率变化范围内具有较好的线性度,折射率灵敏度约为88dBm/RIU,与设计基本符合。本文的聚合物折射率传感器传感窗长度小,容易实现阵列化,在生化传感领域有很好的应用前景。     

基于反射式太赫兹时域谱的水太赫兹光学参数测量与误差分析

利用垂直反射式太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术 测量了水的THz光学参数并对测 量误差进行了分析。测量过程中,把高阻Si片的空气-Si表面作为参考信号,Si-水表面最 为样 品信号,通过两者之比的传输函数计算得到了水的THz折射率和吸收率,然后应用误差传 播理论分析这些光学参数的误差。结果发现,折射率和吸收率误差中,由多次测量引入的随 机 误差在0.1~1.1THz范围内基本不变,而在接近0.1THz和1.1THz处误差变大,即呈现U型 分布。这表明,在接近0.1THz和1.1THz时, THz-TDS仪器的测量灵敏度下降;由高阻Si片厚 度和Si折射率误差引入的误差比THz-TDS多次测量引入的随机误差大得多,在 0.1~1.1THz 范围对应的水折射率误差分布较均匀,而对应水的吸收率误差随着频率的增加而增大。本文 的方法同样适用于类似的垂直反射式THz-TDS系统提取其它材料的THz光学参数及其误差 分析。     

光栅温度传感系统的设计与应用

系统地分析光纤光栅传感原理及技术特点,综合提出一种采用可调谐滤波器的波长解调方案。由于可调谐滤波器输入输出具有非线性的特点,且随时间、温度发生变化,所以系统中加入透射型标准具对其进行实时标定。在一个扫描周期中,标准具透射等间隔的窄带波峰,通过测量每个扫描周期标准具输出的窄带波峰,即可对可调谐滤波器进行标定。系统中采用DSP作为信号采集装置,通过USB 2.0口将采集数据传送给PC机,进行数据处理和图形显示。     

烟幕材料对太赫兹波的屏蔽特性研究

介绍了透射型太赫兹时域光谱系统实验装置和相关参数的提取方法,分别对绿色和黄色两种烟幕材料在太赫兹波段的光谱特性进行了实验研究,得到了这两种材料的折射率曲线和屏蔽效能曲线。实验表明,这两种材料对可见光和红外波段有较好的遮蔽特性,而对太赫兹辐射的屏蔽效能却较差,太赫兹侦察探测具有较强的抗干扰能力,能够弥补传统可见、红外探测系统的不足。     

基于级联光栅温度补偿的溶液浓度测量研究

为解决长周期光纤光栅(LPG)折射率测量时的温度交叉敏感问题,利用布喇格光纤光栅(FBG)对环境折射率不敏感的特点,将其与长周期光纤光栅(LPG)级联,构成具有温度补偿的折射率传感方案。实验结果表明：随着温度的变化级联光栅的两个透射谐振波长都有线性变化,而改变溶液折射率时只有一个透射谐振波长改变。因此,可以利用级联光栅对折射率和温度双参量进行同时测量,补偿因温度变化产生的测量误差。