基于偏振光的散射式浊度仪的设计与实现

针对常用光学浊度测量方法容易受背景光影响引起测量误差的问题,提出了一种基于偏振光的垂直散射式浊度测量方案.利用偏振片的起偏和检偏功能,实现偏振光的产生与检测,有效地降低了背景光带来的测量误差.运用低漂移、低噪声的高性能运放电路实现电路系统的驱动与信号处理,提高浊度的测量精度.实验结果显示,在不同的背景光条件下,该浊度仪能够准确测量0～400 NTU浊度范围内的待测溶液的浊度,且测量精度在5％F.S以内,表明该浊度仪具有较强的抗干扰能力.     

自准直仪的现状与发展趋势

介绍了自准直仪测量原理、国内外光电自准直仪技术发展现状、以及国内外几种有代表性的光电自准直仪的情况,并对光电自准直仪今后的发展做出展望.     

高精度双光束干涉指零仪的研制

在激光陀螺动态测角过程中,瞄准并建立一个可靠的零点是比较关键的问题。利用双光束干涉原理设计了指零仪的光路,描述了其瞄准原理和电路组成,分析了研制过程中应该注意的问题。利用高精度速率偏频激光陀螺的输出脉冲对指零仪进行了稳定性和重复性的实验,在转速为144(°)/s时指零仪的指零精度优于±0.1″,指零重复精度优于±0.05″。结果证明,所研制的指零仪具有很高的指零精度和良好的动态响应能力,验证了设计的合理性和可行性,为高精度激光陀螺测角仪的研制奠定了良好的基础。     

基于LED光源的积分浊度仪的系统设计

散射系数是气溶胶光学性质的重要参数之一.为了研究气溶胶光学性质,研制了一种用于测量散射系数的积分浊度仪.介绍了该仪器的工作原理、系统结构设计,对该仪器中最为重要的光学测量腔室和光源给出了最优的设计方案.该仪器与前向散射型能见度仪对比实验结果显示散射系数与能见度的相关系数为0.834,证明了本仪器的可靠性.本仪器光源稳定,整体系统结构简单,成本低廉,有广阔的应用前景.     

折迭式湍流大气路径中双频光束协方差

讨论了双频光束在用平面镜反射的折选式湍流大气路径中传播时的相关性质,利用Kolmogorov湍流模型导出了相关系数的理论表达式,证明这种光路中双频光束所用的两个波长相差越大,其相关性越差;同直接光路相比,在菲涅尔数较小时,折迭光路上的相关系数较大;而在菲涅尔数较大时,则相反。孔径平滑因子也具有类似的性质。     

双频激光多谱勒扭转振动测试仪的研究

首先阐述了高速大型回转机械扭转振动的特点及其对测量系统的要求，接着介双频激光多谱勒扭转振动测试仪的测量原理，最后给出实验结果。     

多光束窄脉冲激光合成技术研究

通过多光束合成的手段提高激光器的输出能力。在许多领域具有重要应用价值。但是多年来人们在激光多光束合成研究中一直锁定在激光相干合成的体制上，鉴于光波频率极高，实现困难,影响了工程应用的迫切需求。本文给出了多光束窄脉冲激光功率合成体制的构想,在某些应用领域的重要价值、优点的论证分析．并给出了合成方法及部分试验数据。     

浊度测量原理的探讨

介绍了浊度的概念,浊度测量的意义及浊度各种单位。分析了散射法、透射法及散射与透射比值法三种测量原理的理论依据,给出了测量信号与浊度的关系式。对三种测量原理的特点进行了分析,并指出了散射法四种应用方式的不同特点及场合。     

一种新型的多光束光纤干涉仪

提出了一种新型的多光束光纤干涉仪,测试了它的一些性能.与已有的多光束光纤干涉仪相比,具有一定的特点.     

光电测尘技术的应用—红外烟道测尘仪研制

本文论述了粉尘测量、光电测尘技术的有关问题,介绍所研制的红外烟道测尘仪的情况。此仪器在探测器选用、偏置方法和信号处理电路方面均有特点,为能在现场正常使用,还采取了一系列相应措施。     

一种双频激光干涉信号探测器的设计

为了获取高精密双频激光干涉测量中的干涉信号,完成了一种新的光电探测器电路设计。该探测器利用AD645设计了精密低噪声光电转换前置放大器,保证微弱干涉光信号的有效接收;增益可调的主放大器设计保证输出信号足够的动态范围,适应不同类型的干涉信号处理电路,双二次型带通滤波器有效抑制了噪声与温漂。结果表明,研制的光电探测器能完成微弱干涉信号的接收处理,信噪比高、频率稳定、结构简单易实现,可应用于高精密比相计等激光干涉仪信号处理装置。     

加载光学涡旋的多光束圆形Airy光束的产生与传输

通过对具有加载光学涡旋的圆形Airy光束传输性质的研究,理论分析了笛卡尔坐标系下,利用分区域法加载光学涡旋的多光束圆形Airy光束的产生,并通过傅里叶变换与角谱传输定理,理论模拟了该光束的传输特性,讨论了加载不同拓扑荷数光学涡旋对光束传输特性的影响。结果表明:拓扑荷数的大小对聚焦位置影响不大,但随着拓扑荷数的增加,焦平面上光束中心处的空心尺寸变大,并且光束的突然自聚焦强度降低。由于该研究具有同时产生并在多光束上加载不同拓扑荷数光学涡旋的优点,在光操控多微粒领域及激光治疗等领域具有潜在的应用价值。     

用于光纤通信的硅光电探测器的研制

根据光纤入户（FTTH）的应用特点,选用外延层厚度和电阻率各不相同的三种硅外延片,研制了用于FTTH的PIN硅光电探测器,并与硅单晶材料的PN结光电二极管进行了全程比对.测量结果表明,PIN探测器的暗电流可达10-11A量级,响应时间为2 ns.分析了Ⅰ层厚度和电阻率对探测器件暗电流、结电容和响应时间的影响及引起特性差别的原因,为设计能满足光纤通信要求的光电探测器提供了依据.     

高灵敏度的多波长多光束干涉仪

作者用多纵模He-Ne激光照明多光束Fabry-Perot或Fizeau干涉仪,在一个自由光谱范围内,形成与不同波长对应的子条纹,相邻条纹间的间隔代表的波长数依赖于He-Ne激光腔的光学长度npL与F-P腔长nd之比r=nd/npL.当r是整数时,不同波长对应的相邻干涉级次相互重叠,条纹间隔为λ/2且强度最大;当r是分数时,r=N/M,N,M为互质的整数,相邻条纹之间间隔为λ/2M.不难做到M=10,条纹间隔为K/20.由于多光束干涉条纹细而锐,有利于读数精度提高,可以测量λ/500的程差变化,不需内插就可以给出空间分布的足够信息.这对光学元件的高精度面形检验及低密度流场显示有实际的应用前景.给出了应用的若干例子.     

多探头双频超声波接收电路设计

该文创新设计了一种多个双频超声波探头的超声波接收电路,适用于海洋鱼类资源探测等需要用到多个超声波探头的场合。该接收电路由前级放大电路,开关切换电路,带通滤波电路和后级放大电路组成。DSPIC单片机负责控制,接收电路多对一分时切换。采用了收发隔离电路,使得超声波探头可以工作在收发一体的工作方式,有效的节约了电路和探头的成本。     

平顶多高斯光束与平顶高斯光束的一致性研究

对描述平顶光束的两种数学物理模型,即平顶多高斯光束(FMGB)和平顶高斯光束(FGB)作了比较,给出了数值计算结果并作了物理分析。研究表明,具有相同M2因子的两个平顶多高斯光束和平顶高斯光束,无论其束腰宽度是否相等,在广义菲涅耳数相等处都具有相似的光强分布。这一结论对实际工作有应用意义。     

多光束照明方式对平滑光强起伏效果的影响研究

基于多光纤耦合输出半导体激光作为照明光源的主动成像系统比较了多束非相干聚焦光束和准直光束平滑光强起伏的效果,分析了两种光束受湍流引起的光束短期扩展和束心抖动的异同,为多光束照明方式提供了参考。采用相位屏近似方法模拟激光大气传输,模拟结果表明对这种主动成像系统采取准直发射方式可以有效平滑光强起伏,而聚焦发射方式则不能实现此目的。     

多光束干涉仪测量位移的极限灵敏度

1问题的提出实验物理学最有兴趣的问题之一──记录引力波是对光学干涉量度学提出的难于解决的课题。最近的两项技术成就──高功率稳频激光器和反射率接近1的反射镜的出现使其有望得以解决。所有这些都推动了多光束干涉量度学的重大进展。因此，重新估计干涉法测量超小位移极限灵敏度是一个适时的迫切问题。散粒噪声是直接的限制因素，它的相对贡献与人射到光电探测器上的光功率的平方根成正比。干涉仅输出信号与散粒噪声比（S／N）的计算可见文献「l～4］。但是从光学的角度来看不够详细，常使用随机参数，因此不能给出完整的S／N增量的…     

一种新型双频双圆极化多波束天线的设计

设计了一种双频双圆极化多波束天线, 同时设计了工作在L 和S 两个频段的4×4 微带Butler 矩阵,采用该矩阵作为多波束天线的馈电网络,从而实现波束切换。为减小天线安装口径面积,垂直于天线阵面安装Butler矩阵,对整个系统进行仿真优化并进行驻波和方向图测试,结果表明:该多波束天线具有较低的插损且可以实现天线法线±60°范围内增益大于5dB 的波束覆盖,适用于要求高增益大角度覆盖的通信系统。     

42.24 Mbits/s多业务大气传输光通信系统的研制

在实际应用中为满足对多业务大气传输光通信的要求，研究并实现了通信速率达42．24Mbits／s的大气传输光通信系统，该系统能够实现V．35、E1、RS-232／485、以太网以及电话语音数据通信等。从光学收发天线、半导体激光器调制驱动电路、光电二极管(PIN)直接检测电路、通信端机等方面阐述了该系统的基本原理、组成结构以及设计思路等。大气传输通信实验表明，传输距离为500m时，在晴朗的天气条件下该系统能实现宽带、高速、低误码率的信息传输。