单轴晶体双折射率随温度变化的双光路测量

为了研究单轴晶体最大双折射率在某一波长下随温度的变化情况,根据偏振光干涉的理论分析,推导出了单轴晶体最大双折射率随温度变化的解析式.在此基础上,设计、建立了一套双光路对比测试实验系统.利用该实验系统对石英晶体样品进行测试,获得了其实验数据变化曲线,并总结出了在测试波长下,石英晶体最大双折射率随温度变化的数学式.结果表明,单轴晶体在某一波长下的最大双折射率基本上与温度成线性关系;实验过程中,只要精确调整仪器,并注意控制好实验所需温度,其测量结果是可靠的.     

海洋大气湍流对激光通信系统性能的影响分析

大气湍流引起光波强度在光束截面内的闪烁,降低了激光通信系统的信噪比.应用基于Rytov近似的激光大气传输光强起伏理论模型,在局地均匀各向同性Kolmogolov湍流谱的假设条件下,对大气湍流引起的光强起伏进行了分析.并从信号检测理论出发,将大气湍流与激光通信系统误码率指标相结合.分析结果表明,在典型的海洋大气湍流环境下,以误码率指标衡量,随着C2n的增加,激光通信系统的有效作用距离大大缩短,当C2n达到5×10-15m-2/3时,通信的有效距离不足2 km,当C2n达到3×10-14m-2/3时,通信的有效距离降至1 km以下.     

光束整形对激光诱导击穿光谱稳定性的改善

使用衍射光学元件将高斯激光光束整形为能量分布均匀的平顶激光光束,对比了两种激光诱导铜等离子体的特性,研究了光束整形对激光诱导击穿光谱稳定性的改善作用。研究结果表明:激光光束能量分布的均匀性引起了烧蚀坑形貌以及单次烧蚀量的差异,高斯激光和平顶激光诱导光谱的强度、等离子体温度和电子密度的相对标准偏差分别为12.33%和6.37%、2.10%和1.32%、5.31%和0.65%;光束整形后激光诱导击穿光谱的稳定性得到了明显改善,两种激光诱导产生的等离子体均呈局部热力学平衡状态。     

影响分布式光纤传感器后向瑞利散射波形的关键因素研究

基于相干后向瑞利散射原理搭建了一套分布式光纤传感系统,并设计了一种优化的掺铒光纤放大器。以此为基础进行实验,分析了消光比、传感距离和传感光纤前后端反射等几个关键因素对相干后向瑞利散射波形的影响。实验结果表明:适当地设计电光调制器偏置电压与掺铒光纤放大器,可明显改善注入脉冲信号峰值功率和消光比;由于注入信号光消光比的限制,短距离传感比长距离传感更容易获得优良的散射信号;消除传感光纤前后端的菲涅耳反射也能显著提升散射信号的质量与稳定性。     

应用于图像复原的大气调制传递函数研究综述

大气的吸收和散射以及湍流效应是造成大气中长距离成像质量下降的主要原因,分析了导致图像恶化的大气因素和大气调制传递函数(modulation transfer function,MTF)。由于准确获取大气MTF是以大气MTF的图像复原技术研究为基础,较系统地总结了大气湍流和大气气溶胶的MTF理论结果,给出了可能的应用思路。     

烟气流速及颗粒物浓度的光学测量方法研究

为实现基于光学方法的烟气流速和颗粒物浓度的非介入式测量,研制了双光路对射式烟气流速测量系统,并在工业烟道上进行了实地测试。鉴于工业烟道内气流的复杂性和多变性,提出了一种反级串的烟气流发展模型,并改进了数据处理方法。分析结果表明:基于新数据处理方法测量的烟气流速,虽然其统计平均值与皮托管的单点测量结果存在0.7m/s的差异,但两仪器测量结果的统计平均值非常一致,均接近7.6m/s。当信号比较理想时,相对于经过简单滤波后计算得到的烟气流速,新的数据处理方法不会对烟气流速及其变化趋势造成明显改变。由烟气流速测量系统所测信号的光强起伏与颗粒物浓度存在明显的线型关系,相关系数可达0.97。     

基于TDLAS技术的工业环境中HF气体在线监测

采用1．330μm附近波长的近红外可调谐分布反馈（DFB）激光器作为光源,结合波长调制技术和长光程技术,实时监测工业环境中的HF气体浓度。同时采用Allan方差分析系统的稳定性,选择利用非线性最小二乘法和防脉冲滑动平均滤波等技术手段,长时间测试结果表明,该系统具有实时、连续和非接触快速检测的特点,并且具有大范围、分布式...     

Accuracy improvement of calibration-free laser-induced breakdown spectroscopy

Calibration-free laser-induced breakdown spectroscopy can overcome the matrix effect and the huge application prospects of in situ and on-line measurement, so it has been studied and applied to many analytical samples by numerous researchers since it was first proposed in 1999.However, its accuracy is always lower than other analytical techniques and traditional quantitative analysis methods of laser-induced breakdown spectroscopy. The goal of this paper is to review the improvement of accuracy in the experimental setup and spectral analysis,especially after 2010, but not limited to it. The main contents include the accurate measurement of spectral intensity, the spatial and temporal window of local thermodynamic equilibrium and the accurate calculation of temperature and electron density. Due to the requirement of one or more standard samples, the combination of standard samples and CF-LIBS is discussed as a separate section. Finally, a simple conclusion is offered to relevant researchers who want to use CF-LIBS for quantitative analysis.     

基于MASS方法湍流强度廓线反演影响因素的分析

讨论了通光孔径尺寸和湍流高度分层模型对权重函数的影响.在此基础上利用奇异值分解法,反演了不同通光孔径尺寸和湍流高度分层模型下的湍流强度廓线,并进一步分析了通光孔径尺寸和湍流高度分层模型对反演结果的影响.结果表明:采用较小孔径比、等比湍流高度分层模型的权重函数反演得到的湍流强度廓线更为合理.