飞秒光学频率梳在精密测量中的应用

飞秒光学频率梳通过锁定飞秒锁模激光的重复频率和偏置频率至微波频率基准,在时域上得到重复频率稳定的飞秒脉冲激光,在频域上得到频率间隔稳定的激光频率梳。飞秒光学频率梳作为微波频率与光学频率的桥梁,可以实现对激光频率的直接精密计量,同时作为一种有别于传统连续波稳频激光的特殊激光光源,在激光频率标尺、绝对距离测量和精密光谱测量等光学精密测量领域都有着重要应用。综述了飞秒光学频率梳在若干光学精密测量应用中的研究进展、关键技术和研究动向,分析了其在未来光学测量中的重要作用。     

中红外傅里叶气体分析软件系统的设计

中红外傅里叶多组分气体分析仪已逐渐成为环境污染检测,工业生产过程监控的有力工具。文中基于自行研制的PFTS型中红外傅里叶多组分气体分析仪,介绍了相应的中红外傅里叶多组分气体分析软件系统构成和设计方法,并重点描述了软件系统的主要模块:光谱连续采集,光谱识别与具基线自补偿能力的多组分浓度分析方法的实现原理和具体算法。现提出的设计方法对光谱研究人员开发产品化的多组分气体分析软件有一定的借鉴之处。     

采用FTIR原理的多组分气体分析仪研制

严重的环境气体污染对多组分气体分析仪提出了实际需求。受通用化设计目的和商用软件功能不健全的限制,传统FTIR光谱仪长期徘徊在气体分析领域的外围。对此,研究了用磁编码信号取代传统FTIR光谱仪中激光干涉信号实现动镜扫描和光谱采集,使所研制的多组分气体分析仪在满足光谱测量的前提下,结构上更加紧凑简洁,调试更为方便;同时针对现场分析的连续性和实时性要求,将经典最小二乘法做了修正,使其获得基线补偿能力。实验表明,所研制的FTIR多组分气体分析仪具多组分气体的快速、连续准确的定量能力,可对环境污染气体有效监测。     

超声定位技术在汽车安全预警系统中的应用

介绍了超声传感器的测距原理、传感器套筒的设计方法和传感器阵列的布置方案 ,并设计了以单片机为控制核心的硬件和软件。超声传感器采用了扫描触发工作方式 ,既避免了相互间的交叉干扰 ,又提高了检测的实时性。实验表明 ,该系统的测量范围为前方0 .39～ 10 .3m ,测量范围边线的夹角为 76°。在测量范围内可测障碍物的最小尺寸为 5mm ,测距精度的相对误差小于 1%。本文最后指出了该系统在汽车夜间行驶、安全避撞和辅助倒车中的应用前景     

VOCs在线监测气体吸收池的传输效率优化设计

为了满足环境监测需求,需要研制一种能够对挥发性有机化合物（VOCs）成分进行在线高灵敏度、高保真监测,并适用于傅里叶变换红外光谱探测配备的气体吸收池,采用光学追迹结合有限元分析的方法,分别对气体池物镜夹持调节机构与光学整体结构固定方式进行优化设计,较为有效地解决了在VOCs监测中气体池工作温度要求下光学器件形变校正的问题,可优化80℃~180℃工作范围内的光能传输效率。给出了一种适用于VOCs气体特定温度条件下吸收池出射能量优化设计的方法,并以此方法为基础,设计加工了一型气体吸收池,进行了热环境测试。结果表明,该吸收池具备在80℃~180℃工作范围内稳定的传输效率,能够应用到VOCs在线监测系统中进行测量。     

双复眼透镜间相对位置误差对光束匀化的影响

为了在激光退火工作面上获得高均匀度光斑,研究了双复眼透镜阵列光束匀化法中两透镜阵列间相对位置变化对匀化性能的影响.利用光线追迹方法,模拟了双复眼透镜阵列间6个自由度的相对位置误差与光束匀化效果的依赖关系,发现第二复眼透镜阵列的滚转角偏差是影响光束匀化质量的最敏感因素.为实现较好的匀化效果,需要对复眼透镜阵列位置进行精确控制.结果表明,使用专用镜架对透镜位置进行精确控制后,光束均匀度达到0.039.该系统成功应用于激光退火装置,实现了超浅结激光退火.     

过采样型傅里叶红外光谱仪的数字滤波方法

傅里叶红外光谱仪使用的红外探测器频率响应范围通常为几十Hz到数MHz,这使得探测器直接接收的干涉信号中很容易混入环境噪声,引起真实干涉信号的畸变。过采样型傅里叶红外光谱仪等同于将传统光谱仪的等光程间隔采样过程"搬移"到计算机内,因此,理论上允许使用数字滤波器代替模拟滤波器对红外干涉信号降噪。在分析过采样型傅里叶红外光谱仪红外干涉信号有效频率范围的基础上,详述了适用于过采样型傅里叶红外光谱仪的巴特沃斯数字带通滤波器的设计方法,并应用设计的滤波器对过采样的红外干涉信号进行了降噪研究。结果表明:数字滤波的方法能有效去除红外干涉信号中的高、低频噪声,保留真实的光谱信号,在使用上也比模拟滤波更加灵活、便捷。