复合双频光栅轮廓术研究

对于存在突变的不连续物体的测量,使用低频光栅时物体面形能够恢复,但测量精度不高;使用高频光栅时不连续部分的轮廓细节能够清晰的恢复,但存在相位包裹现象而出现截断相位.据此,提出将2种光栅的优点融和在一起的方法:首先设计适合的低频光栅在物体的突变部分产生一根条纹,使低频光栅产生的相位不需进行相位展开;然后由2种光栅的频率比值及高频的截断相位来确定高频光栅所产生的条纹的整数级数n2(x,y);最后求出高频的展开相位,从而高精度地恢复不连续物体的高度信息.计算机仿真结果表明了理论分析的正确性.     

基于傅里叶变换的投影条纹非正弦性的研究

采用逆推法,计算出基于发散光路的三维测量中参考面上为标准的正弦性光场时的投影光栅函数,再将计算出的投影光栅,用投影仪投影到参考面上,从而获得了标准的正弦性光场,并利用傅里叶变换方法进行三维测量。实验研究表明,此方法可以有效地抑制变形条纹的频谱混叠,准确的提取其基频信息,从而提高三维测量的精度。仿真与实验均验证了提出方法的可行性与有效性。     

光纤光栅傅里叶变换光谱分析的研究

阐述了光纤光栅用作分光元件时 ,通过测量光纤光栅附近区干涉条纹 ,经快速傅里叶变换达到测量光谱的原理。讨论了波长测量范围和光谱分辨率。给出了在设计光纤光栅和确定探测器参数时应该考虑的几个问题。该光谱分析方法具有光谱分辨率高、结构简单、造价低等优点。     

提高傅里叶变换轮廓术测量精度的新方法

在傅里叶变换轮廓术 (FTP)测量方法中 ,成像装置获取受到物体高度调制后的变形结构光场 ,通过傅里叶变换 ,滤波和逆傅里叶变换恢复出物体高度分布。频谱滤波是FTP中很重要的一个过程 ,也是影响FTP测量精度的一个重要因素。通常滤波是手工选择合适的滤波函数和滤波窗口大小 ,窗口太小 ,表示物体细节的高频信息将丢失 ;窗口太大 ,无法消除噪声。本文提出一种新的滤波方法 ,无需手工选择滤波函数 ,可以很好地保留物体高频信息并消除随机噪声 ,从而提高FTP的测量精度。计算机模拟和实验证实了所提方法的有效性     

关于双频光栅对物体实时测量的研究

为了既可以高精度测量有突变的物体又能达到实时的目的,采用软件VC++生成双频光栅的方法,用LCD投影机直接投射到物体表面,只需采集一幅图像经过傅里叶变换便可得到相位差,还原出物体形貌。实验结果表明,该方法简单方便、精度高,可以达到实时的要求,对基于双频光栅的傅里叶变换轮廓术的发展有很大的推动作用。     

单次曝光制作多维θ调制全息物片

给出了一种单次曝光制作多维θ调制全息物片的新方法.该方法采用4F光学系统和空间滤波技术,用单色平行光垂直照射4F光学系统物平面上的θ调制物片样品,在频谱面上放置只允许±1级频谱通过的滤波器,每一种排列方向的±1级频谱在像平面上形成与该种频谱对应的θ调制物片样品区域的像,且在成像区域形成该±1级频谱的干涉条纹.用记录介质...     

基于调制度比的光学三维测量轮廓术

复杂物体的快速三维测量是光学三维轮廓术的难题之一.提出了基于调制度比的光学三维测量新方法,设计了基于共轴光路的测量系统.理论分析表明,在几何光学近似下,物体表面一点调制度比的对数与该点的高度成正比,因此可以用调制度比作为物体高度的载体.通过标定建立高度与调制度比的查找表,测量时利用CCD在两个不同的位置分别获取物体表面的光栅信息,利用傅里叶变换方法计算相应物点的调制度并计算比值,根据调制度比值通过查找表得到相应物点的高度信息.该方法采用共轴光路,有效避免了阴影和遮挡问题;采用调制度比作为物体高度测量的载体,只需要两幅光栅图就可以得到物体的高度信息,具有测量快速的优点.对高为79.51 mm的台阶测量的相对误差为0.86%,实验结果证实了该方法和系统的有效性.     

一种基于DFT的相位差测量方法及误差分析

阐述了一种利用离散傅里叶变换实现两余弦信号间相位差测量的方法,分析了影响相位差测量精度的因素,给出了仿真结果及结论。     

双频虚拟光栅投影三维测量技术

莫尔三维测量中的傅里叶变换轮廓术(FTP)采用单一频率进行测量,存在着由于待测物体高度变化率过大引起的相位解调困难问题。为解决该问题提出了利用双频虚拟光栅投影的三维测量方法。通过双色光干涉同时形成双频虚拟光栅,将双色干涉条纹投影到被测物体上得到被物体形貌调制的变形彩色干涉条纹。变形的彩色干涉条纹经过光学接收系统成像在彩色CCD探测器上。彩色CCD探测器所接收到的是双色光通道复合的变形虚拟光栅图。通过色度学方法对同一幅彩色变形虚拟光栅图的不同色光通道进行分离,并对分离后的双频虚拟光栅调制图进行综合。既兼顾了效率,又有效地解决了被测物体高度变化率过大引起相位解调困难的问题。     

探测波导全息光栅傅里叶变换光谱的新方法

提出一种利用波导全息光栅分光元件 ,通过测量波导光栅附近区干涉条纹 ,经快速傅里叶变换达到测量光谱的新方法。讨论了波长测量范围和光谱分辨率。给出了在设计波导光栅、确定探测器时应该考虑的几个问题。对系统测量误差进行了分析。该光谱探测方法具有光谱分辨率高、波长范围宽和结构简单等优点。     

高密度全场主动离焦三维测量的精度分析

向物体投射正交正弦光栅或正弦光栅,都能实现我们提出的高密度全场离焦三维测量,实验发现测量精度依赖于投射模式和物体毒面纹理。计算机模拟显示物体深度测量精度与物体纹理的调制度、频率和投射光栅方向有关。对各种纹理,正交正弦光栅投射的测量精度都高于正弦光栅投射的测量精度。在相同实验条件下,正交正弦光栅和正弦光栅投射的弱纹理表面的深度测量均方误差分别为0．18mm和0．25mm,较强纹理表面的均方误差为0．35ram和0．54mm。     

一种基于因果分析的光纤Bragg光栅设计方法

从光栅矩阵分析法出发,介绍了一种基于因果分析的光纤Bragg光栅设计方法,并采用该方法设计了用于滤波的均匀光纤Bragg光栅和用于色散补偿的啁啾光纤光栅的结构参数。结果表明,所设计的光栅的分析曲线与目标曲线吻合性很好。     

基于正弦透射光栅的激光告警接收机研究

在光电对抗中,高速、可靠地获取敌方来袭激光的参数是实施有效对抗的关键。提出了基于正弦振幅透射光栅衍射原理的窄脉冲激光波长和入射方向的测试方法,并设计了激光告警接收机原理样机,该样机由光栅、平凸柱面镜、ATMEL公司的驱动频率为50MHz的线阵CCD探测器、高速数字信号处理器TMS320V C5509和液晶显示电路构成。结果表明,该样机可达到如下技术指标:波长范围为500～1100nm、波长分辨率≤10nm、视场范围为22.5°、角度分辨率≤1°、反应时间<0.1s、灵敏度<10mW/cm2。     

A proposed design for ultralow-loss waveguide grating routers

We propose a design for a dense wavelength-division multiplexing (WDM) demultiplexer whose total fiber-to-fiber insertion loss can be as low as 0.3881 dB. Our three dimensional (3-D) models-beam propagation and mode solver-show that waveguide bending losses and fiber coupling losses are almost insignificant. Most of the loss comes from the star couplers and from material losses     

正弦振幅光栅菲涅耳衍射光场的空间分布

在三维传感系统中通常采用结构照明光场。产生结构照明光场的方法一般有投影法和双光束干涉法。本文利用平面波衍射理论（角谱理论）,分析了正弦振幅光栅在不同照明条件下的菲涅耳衍射光场的空间分布,特别讨论了在发散球面波照明条件下,菲涅耳衍射光场和泰伯像的一些有趣的性质,指出了这些性质在三维传感中的应用前景。     

Compact design waveguide grating routers

A novel generic design for waveguide grating routers is demonstrated in the InP-InGaAsP material system that reduces the chip size by 50%, while still maintaining relaxed processing tolerances. Experimental results confirm no degradation in device performance for the compact design when compared to conventional devices     

A model for the performance analysis and design of waveguide p-i-n photodetectors

A model to investigate the frequency response of waveguide (WG) p-i-n photodetectors (PDs) is presented. The model is based on the 2-D position-dependent distribution of carriers in the device and the results show that the contribution to the total current mainly comes from a small length of the PD measured from its input end. The effect of carrier trapping at a heterointerface has also been considered to study the frequency dependence of the photocurrent at low-bias voltages. The frequency response and bandwidth obtained from the model are in good agreement with published experimental results. A simplified and approximate relation for the fiber-to-WG coupling efficiency has also been used to calculate the overall quantum-efficiency of WGPDs. Then, the effect of WG geometry on the bandwidth-quantum efficiency product has been analyzed and some results on the optimum design of a WG p-i-n PD for maximum bandwidth-quantum efficiency product have been tabulated.     

一种新的二维光正交码的设计及性能分析

以修正二次素数码(MSPC)作为扩时序列,单重合序列(OCS)作为跳频序列,构造了新的二维地址码MSPC/OCS.分析MSPC/OCS的码字性能,得出了互相关均值,并对该码字进行了仿真比较.结果表明,当码重、任意两个相邻"切普"波长的最小间隔一定时,增加跳频码片数,不仅能降低MSPC/OCS码的误码率,还能增加码字容量...     

Analysis and design of broadband grating couplers

The authors have assessed the ability of thin-film dielectric gratings to convert an incident guided wave into outgoing beams whose widths and intensities are maintained nearly constant over a large wavelength band. For this purpose, they have improved and extended a previously developed analytical approach and used it to investigate the pertinent coupling characteristics of typical planar gratings having symmetric rectangular or blazed triangular profiles. The results reveal that, by judiciously designing the grating configuration, it is possible to achieve broadband coupling operation over a wavelength ratio of 2:1 or larger. It is also found that rectangular gratings can offer wider bandwidths, but they couple energy almost equally into the cover and the substrate beams. By contrast, blazed gratings allow somewhat narrower bandwidths, but they can transfer energy almost entirely into either one of those two beams     

Guided-wave holographic grating beam expander-fabrication and performance

A novel realisation is presented of an established optical component?a beam expander which diffracts guided optical waves using an ion-etched holographic grating.